毕业设计浮法玻璃电控系统 推荐.docx
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毕业设计浮法玻璃电控系统推荐
3.5M浮法端切装机组纵切机组电气自动控制
摘要
电气控制系统的设计主要包括原理设计与工艺设计两个方面。
原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性,工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行性、经济性、美观、使用维修方便等特点,所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。
玻璃行业的发展与国民经济的许多行业都存在着联系,玻璃行业对推动整个国民经济的发展都起着积极作用。
因此“十一五”规划中也对玻璃产业的发展提出了具体要求。
也颁布了各项法律法规来规范玻璃行业的健康发展。
在新的形势下,玻璃工业必须按照科学发展观的要求,转变增长方式,有效调整产业结构,才能促进行业健康发展。
随着科技的发展,浮法玻璃逐渐取代了平板玻璃。
纵切机是浮法玻璃生产过程中必不可缺的一种设备,因此而设计了浮法玻璃纵切机。
关键词:
电气控制系统,浮法玻璃,纵切机
LONGITUDINALENDFLOAT3.5M
ELECTRICCONTROLUNIT
ABSTRACT
Electricalcontrolsystemdesignincludingdesignprinciplesofdesignandtechnologyaspects.Principlesofdesigndeterminestheproductionofmachineryandequipmentandtheadvancednatureofthereasonable,thedecisionprocessdesignofelectricalcontrolsystemwithproductionfeasibility,economic,aesthetic,easytousefeaturessuchasmaintenance,theelectricalcontrolsystemdesigntotakefullaccountofthecontentsofboth.
lassindustryandthenationaleconomyinmanyindustriesthereisalink,theglassindustryinpromotingthedevelopmentofnationaleconomyasawholeplaysanactiverole.Therefore,"EleventhFive-YearPlan"alsoonthedevelopmentofglassindustryspecificrequirements.Alsoenactedlawsandregulationstoregulatethehealthydevelopmentoftheglassindustry.
Inthenewsituation,theglassindustrymustactinaccordancewiththerequirementsofthescientificconceptofdevelopment,changethemodeofgrowth,effectivelyadjusttheindustrialstructureinordertopromote
KEYWORDS:
ElectricalControlSystem,FloatGlass,Longitudinalplane
目 录
前 言
电气设备或生产机械的电气控制电路主要是以各类电动机或其他执行电器为控制对象,借助不同的低压电器,利用正确的控制方式来完成预定的控制任务。
生产机械的工艺要求不同,控制电路设计也就不同,但任何复杂的控制电路都是在一些基本控制环节的基础上按照基本控制原则经过合理组合完成的,因此,基本控制原则是复杂电气控制电路分析与设计的基础。
本设计主要介绍了浮法玻璃纵切机的原理及用途。
纵切机是浮法玻璃生产线上的专用设备。
根据不同规格的需要,该设备在运行中的玻璃带上纵向切出若干切痕,为掰边及纵掰纵分工序提供保证,切痕的质量直接影响玻璃板的尺寸精度及成品率。
本设计共分五章,第一章介绍了浮法玻璃的发展与前景;第二章主要是纵切机的流程图;第三章叙述了纵切机的工作原理及其结构与作用,根据流程图与工作原理编写并绘制了纵切机的原理图,其包括主电路与控制电路;第五章介绍了低压电器的结构、工作原理、主要技术参数及选用。
第1章浮法玻璃的发展
1.1浮法玻璃的发展
.浮法玻璃工艺自1952年由英国人阿拉斯泰尔·皮尔金顿爵士发明以来,已有55年的历史,我国的浮法玻璃生产技术从1971年发展到现在也进入第36个年头。
近几年来,我国的浮法玻璃得到了飞速的发展,生产规模、产品质量都有了长足进步,但同时“散、乱、差”的现象依然没有得到解决。
从80年代中期到90年代的后期,我国先后通过合资、合作和购买国外浮法玻璃的许可证技术,在国内兴建了8条现代化的浮法玻璃生产线,其中除1条全部是用内资建设的以外,其余7条都是以中外合资的形式建设起来的,另外,还有2条中外合资线在建设中。
用国外浮法技术装备建设的这8~10条浮法玻璃生产线,其技术基本涵盖了国际上领先的、有代表性的跨国玻璃公司,它们是英国皮尔金顿公司、美国匹兹堡公司、日本旭硝子公司、板硝子公司和法国圣哥班公司,以上这些公司都是国际上著名的玻璃生产商和销售商,同时也是玻璃技术的研制和开发商。
可以说这些玻璃公司在国际玻璃技术开发和市场销售上,都具有强大势力和瓜分市场的地位,同时也都涉足了中国市场。
另外,西方发达国家还有一些专门从事有关浮法玻璃技术、装备和材料的服务商和供货商,它们都是国际驰名的专业公司,也都在中国云集了它们各自专有技术和装备、材料。
因此、通过各种方式和渠道,对国外浮法技术及有关设备、材料和仪器、仪表的引进,对“洛阳浮法”技术的发展和完善,也起到了借鉴、竞争和促进的作用。
中国广阔的土地,集世界浮法玻璃技术和装备的大成,也成为世界浮法玻璃技术和装备的大展馆。
1.1浮法玻璃的前景
在进入21世纪的时候,在世界经济日益全球化的今天,在信息高速公路急速来临的时代,展望我国跨世纪的浮法玻璃工业的发展。
1.需要形成几个大型的跨国玻璃集团公司
我国现在的玻璃企业,大多数都是地域性的,生产线不多,各自孤立经营,品种不多,效益不高,国内外市场占有率低,竞争力差,缺少统一的销售网,管理费用高,原料、燃料、材料等物资都是分散采购,没有统一的配送等。
为了改变这种高成本低收益的状况,应当组建具有四跨性质的大型玻璃集团公司,每个集团公司拥有生产线应在10条以上。
目前国内还没有具有如此规模的玻璃集团公司。
可以以“洛阳浮法,技术为纽带。
通过资产重组、兼并收购、破产拍卖、合资合作等方式,达到组合成大型集团的股份制公司,实行董事会领导下的总经理负责制,进行独立自主的经营和决策,克服政企不分的弊端,体现自负盈亏的机制。
若能在全国早日实现几个大型集团公司,则企业的积极性和活力,将会有一个较大的发挥和发展。
2.实施鼓励、淘汰、限制和约束的积极政策
当前和今后对玻璃工业的发展,不是采取一刀切,而是应当区别对待,对一些先进的要支持,对一些落后的要禁止,对一些一般的要制约。
(1)鼓励不同时期可以赋予不同内容。
就目前来讲,像建设大规模的生产线,日产500~600吨以上的规模、像超薄、特厚的专业生产线,像发展在线新品种或新功能产品的创新生产线以及建设大型的原料采选与配送基地和耐火材料品种发展与提高的基地等,都应视为先进的行列,不仅应当鼓励,而且在资金的贷款、税收和融资的发行债券与股票上市等政策方面,都应予以优待、减免和关照,只有这样,才能快速发展。
(2)淘汰对那些工艺落后、质量低劣、能耗高、污染重的生产线,要坚决勒令予以淘汰,像小平拉、小压延、四机以下的垂直引上等,都应停产、转产,至于质量、能耗、环保等都要严格执行国家法规,没有法规的要立法。
凡不能达标的,都要勒令停产,甚至在资金、税收、罚没以及水、电等方面予以制约,促其淘汰。
(3)限制凡是资源、能源,即大宗原燃材料都不能就近取材,而要通过长途运输才能获得的,必然成本高,不能任其再改造和壮大;有些企业、在大中城市的商业和居民住宅的中心,就不能任其再发展,只能维持现状,如果有条件,迁移到资源、能源、电源、水源等更加富集地区去扩大生产,再就是一些中型厂,工艺并不先进,应有计划分期分批地促其消亡或转产,诸如此类,都是属于应当予以限制的。
3.应建立自主的具有创新能力的研究、开发和培训中心
这对具有四跨性质的大型玻璃集团公司尤为重要。
一个大公司,如果没有自主的创新能力,就永远不能位于行业的前沿,只能跟在别人后面走,就没有占领制高点的优势和活力,就不能在市场竞争中处于领先的地位,在知识产权保护逐渐完善的当今世界,是丝毫不能松懈的。
由于历史的原因,长期以来,企业重生产轻创新,致使多数企业没有独立自主的研究开发中心,而一些科研、设计等单位,都集中在行业的主管部门。
又往往不能完全与企业的需求紧密结合,而产生科研与生产脱节的现象。
即使有的企业已初步形成了一些自主的研究开发力量,但由于基础薄弱,短期内还形不成拳头,更谈不上产生突破前沿的作用。
为了有效地推动这方面的进程,最好把一些具有技术优势的单位,与四跨大型集团公司联合起来进行前沿性的开发研究和现实生产的监管。
同时加大投人力度,如用每年企业销售总额的5%左右,作为研究开发资金。
若能组建这样的研究开发中心,在短期内必将会有加倍的回报。
同时相应地还要组建自主的培训中心,才能适应生产力的发展,不仅在线生产的各级员工需要培训,就是从事研究开发的各类科技人员也要培训,以及企业对外转让技术或进行技术服务时,亦需要对接受方的各类员工进行培训,因此,培训中心需要强化,也是长期的使命。
.
第2章浮法玻璃切装机及纵切机的流程图
2.1流程图
图2-1纵切机流程图
2.2真值表
电机正向运转
电机反向运转
4GD1
4GD2
4GD3
4D
4GD1
4GD2
4GD3
4D
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1启动
0
0
1
1启动
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0停止
0
1
0
0停止
表2-1电机启动真值表
注:
4GD1、4GD2为亮动,即下方有玻璃为“1”
4GD3为暗动,即下方无玻璃为“1”
第3章浮法玻璃切装机及纵切机的原理
3.1纵切机的介绍
3.1.1纵切机的结构
纵切机主要由切刀、电磁阀、刀轮、刀架等组成。
3.1.2纵切机的作用
1、纵切机的用途及简介:
纵切机是浮法玻璃生产线上的专用设备。
根据不同规格的需要,该设备在运行中的玻璃带上纵向切出若干切痕,为掰边及纵掰纵分工序提供保证。
切痕的质量直接影响玻璃板的尺寸精度及成品率。
3.2纵切机的原理
纵切机的控制方式分为:
自动和手动。
自动控制方式:
玻璃向右偏离,光电开关4GD1、4GD2动作,电机正向启动,带动切刀向右移动,当移动到光电开关4GD2下方无玻璃时,电机停止。
玻璃向左偏离光电开关4GD3动作,电机反向启动,带动切刀向左移动,当移动到光电开关4GD2下方有玻璃时,电机停止。
手动控制方式:
若玻璃向右(左)偏离,启动按钮SB1(SB2),电机正(反)向转动,带动切刀向右(左)移动,使玻璃与切刀相随。
3.3纵切机的原理图
图3-1主电路图
图3-2控制电路图1
图3-3控制电路图2
第4章硬件设计
4.1电器元件的介绍
4.1.1低压熔断器
1.熔断器的概述
熔断器是一种利用金属导体为熔体串联于电路中,当过载或短路电流通过熔断器时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的电器。
熔断器主要作短路保护之用,有时也可以作为过载保护之用。
通过熔断器的熔化特性和熔断特性的配合以及熔断器与其他电器的配合,在一定的短路电流范围内可以达到选择性保护。
由于熔断器的结构简单,具有较高的分断能力、使用方便、体积小、重量轻以及价格便宜等优点,因而在工农业生产中使用极为广泛。
2.熔断器的种类和型号
熔断器是一种最简单有效的保护电器。
在使用时,熔断器串接在所保护电路中,作为电路及用电设备的短路和严重过载保护,主要用作短路保护。
熔断器主要由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)两部分组成,熔体由易熔金属材料铅、锌、锡、银、铜及其合金制成,通常制成丝状和片状。
熔管是装熔体的外壳,由陶瓷、绝缘钢纸制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。
熔断器按结构形式可分为半封闭插入式熔断器、自复式熔断器、无填料密闭管式熔断器、有填料密闭管式熔断器、螺旋式熔断器等。
其中有填料密闭管式熔断器又可分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器、圆筒形帽熔断器。
熔断器的常用型号有:
RL6、RL7、RT12、RT14、RT15、RT16(NT)、RT18、RT19(AM3)、RO19、RO20、RTO等,在选用时可根据使用场合酌情选择。
4.1.2低压断路器
1.低压断路器的介绍
低压断路器俗称自动开关,用于不频繁接通,分断线路正常工作电流,也能在电路中流过故障电流时(短路、过载、欠电压等),在一定时间内断开故障电路。
低压断路器是用于交流电压1200V、直流电压1500V及以下电压范围的断路器,是低压配电系统中的主要配电电器元件。
低压断路器主要用于保护交、直流低压电网内用电设备和线路,使之免受过电流、短路、欠电压等不正常情况的危害,同时也可用于不频繁起动的电动机操作或转换电路。
低压断路器有多种分类方法,按使用类别可分为非选择型和选择型两类。
按极数分可分为单极、双极、三极和四极。
按灭弧介质可分为空气式和真空式,目前应用最为广泛的是空气断路器。
按动作速度可分为快速型和一般型。
按结构型式分有塑料外壳式和万能式。
2.低压断路器的主要技术参数
(1)额定电压
断路器的额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲耐压。
(2)额定电流
对于断路器来说,额定电流就是额定持续电流,也就是脱扣器能长期通过的电流,对带有可调式脱扣器的断路器为可长期通过的最大工作电流。
(3)额定短路分断能力
断路器的额定分断能力是指在规定的条件(电压、频率、功率因数及规定的试验程序等)下,能够分断的最大短路电流值。
3.断路器的保护特性
(1)过电流保护特性是指断路器的动作时间与动作电流的函数关系曲线。
(2)欠电压保护特性是指当主电路电压下降至某一规定值范围时,使电器有延时或无延时动作的保护性能。
零电压保护特性(或称失电压保护特性)是欠电压保护特性的中的一种特殊形式,当主电路电压从欠电压所规定的下限值降至接近消失时止,使电器有延时或无延时动作的保护性能。
4.1.3热继电器
1.热继电器的介绍
热继电器是一种保护电器,专门用来对过载及电源断相进行保护,以防止电动机因上述故障导致过热而损坏。
热继电器具有结构简单、体积小、成本低等特点,选择适当的热元件可得到良好的反时限特性。
所谓反时限特性,是指热继电器动作时间随电流的增大而减小的性能。
热继电器的结构主要由三大部分组成:
加热元件(有直接加热式、复合加热式、间接加热式和电流互感器加热式四种)、动作机构(大多采用弓簧式/压簧式或拉簧跳跃式机构)、复位机构(有手动复位及自动复位两种型式,可根据使用要求自由调整)。
动作系统常设有温度补偿装置,保证在一定的温度范围内,热继电器的动作特性基本不变。
热继电器的动断触点常串入控制回路,动合触点可接入信号回路。
当三相电动机的一相接线松开或一相熔丝熔断时,造成电动机的缺相运行,这是三相异步电动机烧坏的主要原因之一。
断相后,若外加负载不变,绕组中的电流就会增大,将使电动机烧毁。
如果需要缺相保护可选用带断相保护的热继电器。
2.热继电器的主要技术参数
热继电器的主要技术参数有:
额定电压、额定电流、相数、热元件编号、整定电流及刻度电流调节范围等。
4.1.4时间继电器
在生产中经常需要按一定的时间间隔来对生产机械进行控制,例如电动机的减压起动需要一定的时间,然后才能加上额定电压,在一条自动线中的多台电动机,常需要分批起动,在第一批电动机起动后,需要过一定时间,才能起动第二批等。
这类自动控制称为时间控制。
时间控制通常是利用时间按继电器来实现的。
晶体管式时间继电器也称为半导体式时间继电器,它主要利用电容对电压变化的阻尼作用作为延时环节而构成。
其特点是延时范围相对较广、精度高、体积小、便调节、寿命长。
整个线路可分为主电源、辅助电源、双稳态触发器及其附属电路等几部分。
主电源是有电容滤波的半波整流电路,它是触发器和输出继电器的工作电源。
4.1.5接触器
1.接触器的结构
接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其他大容量用电回路的自动控制电器,它分为直流和交流两类。
它的控制对象主要是电动机、电炉、电焊机、电容器组等。
接触器主要由电磁机构、触点系统、灭弧装置三部分组成。
电磁机构包括电磁线圈和铁心,铁心由静铁心和动铁心(即衔铁)共同组成,铁心的活动部分与受控电路的触点系统相连。
交流电磁机构的铁心由硅钢片叠铆而成,有磁滞和涡流损耗,由于铁心和线圈都发热,所以在铁心和线圈之间设有骨架,铁心、线圈整体作为矮胖型,利于各自散热。
触点系统由主触点和辅助触点组成。
2.接触器的主要技术参数
(1)额定电压直流接触器:
220V、440V、660V。
交流接触器:
220V、380V、500V、660V、1140V。
(2)额定电流直流接触器:
25A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。
交流接触器:
10A、15A、25A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。
3、线圈的额定电压一下是其等级。
直流线圈:
24V、48V、220V。
交流线圈:
36V、127V、220V、380V。
4、动作值
5、接通和分断能力
6、机械寿命和电气寿命
7、操作频率
4.1.6按钮开关
按钮开关分为自动复位式和自锁式,按钮开关一般采用人力(手指、手掌、钥匙等)操作,受力后动作,自动复位式按钮在受力结束后自动复位,带有自锁的按钮则保持动作,待复位操作时才恢复原状。
主要用于电气控制电路中,用于发布命令及电气联锁。
按钮开关主要由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、动合静触点、动断静触点和装配基座等组成,操作时,将按钮帽往下按,桥式动触点就向下运动,先与动断静触点(动断触点)分断,再与动合静触点(动合触点)接通,一旦操作人员的手指离开按钮帽,在复位弹簧的作用下,动触点向上运动,恢复初始位置。
在复位过程中,先是动合触点分断,然后是动断触点闭合。
按钮的使用场合非常广泛,规格品种很多。
目前生产的按钮产品有LA10、LA18、LA19、LA20、LA25、LA30等系列,引进产品有LAY3、LAY4、PBC系列等。
其中LA25是通用型按钮的更新换代产品。
LA25系列控制按钮为积木式结构,采用插接式连接。
采用独立的接触单元,具有任意组合动合触点、动断触点对数的优点。
相邻触点元件在电气上是分开的,其基座采用耐电弧的聚碳酸酯塑料,静、动触点采用滚动式点接触,接触可靠。
按钮安装时,钮头部分的套管穿过安装板,旋扣在底座上,板后用M4螺钉顶紧,安装方便,固定牢固。
4.1.7万能转换开关
万能转换开关主要用于电气控制电路的转换、配电设备的远距离控制、电气测量仪表的转换和微型电动机的控制,也可用于小功率笼型异步电动机的起动、换向和变速。
由于它能控制多个回路,适应复杂的电路的要求,故有“万能”转换开关之称。
表征万能转换开关特性的有额定电压、额定电流、手柄型式、触点座数、触点对数、触点座排列型式、定位特征代号、手柄定位角度等。
常用的万能转换开关有LW8、LW6、LW5、LW2等系列。
LW6系列万能转换开关由操作机构、面板、手柄、触点座等组成,触点座最多可以装10层,每层均可安装3对触点,操作手柄有多挡停留位置(最多12个挡位),底座中间凸轮随手柄转动,由于每层凸轮设计的形状不同,所以用不同的手柄挡位,可控制各对触点进行有预定规律的接通和分断。
表达万能转换开关中的触点在各挡位的通断状态,有两种方法,一种是列出表格,另一种就是借助图形符号。
使用图形表示时,虚线表示操作挡位,有几个档位就画几根虚线,实线与成对的端子表示触点,使用多少对触点就可以画多少对。
在虚实线交叉的地方只要标黑点就表示实线对应的触点,在虚线对应的挡位是接通的,不标黑点就意味着该触点在该挡被分断。
4.2电器元件的选择
4.2.1低压熔断器的选用
1.断器类型的选择主要根据使用场合来选择不同的类型。
例如,作电网配电用,应选择一般工业用熔断器;作硅元件保护用,应选择保护半导体器件的快速熔断器;供家庭使用,宜选用螺旋式或半封闭插入式熔断器。
2.断器的额定电压必须等于或高于熔断器安装处的电路额定电压。
3.路保护用熔断器熔体的额定电流基本上可按电路的额定负载电流来选择,但其极限分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。
4.电动机回路中作短路保护时,应考虑电动机的启动条件,按电动机的启动时间长短选择熔体的额定电流。
a.对起动时间不长的场合,可按下式决定熔体的额定电流Ifu:
Ifu=Ist/(2.5~3)=IN(1.5~2.5)
式中Ist——电动机的起动电流;
IN——电动机的额定电流;
b.对起动时间长或较频繁起动的场合,按下式决定熔体的额定电流Ifu:
Ifu=Ist/(1.6~2)
c.对于多台并联电动机的电路,考虑到电动机一般不同时起动,故熔体的电流可按下式计算:
Ifu=Ist.*max/(2.5~3)+∑IN
或Ifu=IN/(1.5~2.5)+∑IN
式中Ist.*max——最大一台电动机的起动电流;
∑IN——其余电动机额定电流之和。
5.为了防止超级熔断,扩大停电事故范围,各级熔断器间应有良好的协调配合,使下一级熔断器比上一级的先熔断,从而满足选择性保护要求。
选择时,上下级熔断器应根据其保护特性曲线上的数据及实际误差来选择。
一般老产品的选择比为2:
1,新型熔断器的选择比为1.6:
1。
例如下级熔断器额定电流为100A,上级熔断器的额定电流最小也要为160A,才能达到1.6:
1的要求,若选择比大于1.6:
1会更可靠地达到选择性保护。
值得注意的是这样将会牺牲保护的快速性,因此实际应用中应综合来考虑。
6.保护半导体器件用熔断器的选择。
在变流装置中作短路保护时,应考虑到熔断器熔体的额定电流是用有效值表示,而半导体器件的额定电流是用通态平均电流IT(av)表示的,应将IT(av)乘以1.57换算成有效值。
因此,熔体的额定电流可按下式计算:
Ifu=1.57IT(av)
根据以上所述选a中的式子熔体的额定电流为1.5A,所以1FU选用型号为RL51.5/2,其他的选用RL51.5/4。
4.2.2低压断路器的选用
低压断路器的选用包括的主要内容有:
低压断路器型号、额定工作电压、脱扣器的额定电流、壳架等级额定电流的选择和额定短路通断能力的校验。
1.万能式断路器(
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