自动装卸线控制系统设计

1、机电传动控制 课程设计说明书 设计题目： 自动装卸线控制系统设计 学生姓名： 学 号: 2013360103 系 别： 机电工程系 专业班级： 2013机械设计制造及自动化专业 班 指导教师： 黄广伟 起止时间：2016年6月10日 2016年6月20日 目录 、设计要求 1 1-1 控制要求 1 1-2 设计要求 1 二、三相交流电动机选型 2 三、自动装卸线电气控制系统运动分析 2 四、继电器控制线路设计 4 4-1 继电器继电器控制系统设计 4 4-2 控制线路设计步骤 5 4-2-2设计自锁、连锁、限位保护环节 .5 4-2-3 控制电路设计 5 4-2-4 电气元件型号选择 6 4-

2、3 原理和操作顺序说明 7 五、设计总结 8 2 1、设计要求 1-1 、控制要求 设计一条自动装卸料的生产线，电动机 M1 驱动的装料机加料，电动机 M2 驱动装料机 升降，电动机 M3 驱动卸料机卸料。 装卸线操作过程是： 1. 料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作。 2. 加料定时5S,加料结束。 3. 延时1S,料车上升。 4. 上升到位,自动停止移动。 5. 延时1S,料车自动卸料。 6. 卸料10S,料车复位并下降。 7. 下降到原位,料车自动停止移动。 1-2 设计要求 1) 三台拖动电机均为三相异步电动机, M1 和 M3 功率为 5.5KW, M2 功率为 1

3、1kw。 2) 控制电路可以手动调整,到位停车时采用能耗制动。 3) 必须配有短路和过载保护,可适当增加降压启动。 4) 绘制电气原理图,手工绘制,用 A3 图纸； 5) 列出元件明细表,可以打印,用 A3 图纸。 6) 控制电路可以用继电器接触器器电路实现,也可以利用 PLC 结合继电器继电器实 现； 2、三相交流电动机选型 3-1 设计要求三台拖动电机均为三相异步电动机, M1 和 M3 功率为 5.5KW, M2 功率 1 为 11kw。 因为拖动系统中一般需要减速器减速，而减速器设计中一般选用为丫系列三相异步电 动机（ZBK 22007-1988）。 根据设计要求M1和M3的机械功率为

4、5.5KW，考虑到成本与设计要求，故选择 丫系列（丫132S-4）额定功率为5.5KW，满载转速1440（ r/min ）启动转矩2.2,额定转 矩 2.2。 M2的机械功率要求11KW，查表得 选择丫系列的（丫160M-4）额定功率11KW，满载转速1460（r/min），起动转矩2.2, 额定转矩2.2。 电机型号 额定功率 满载转速 启动转矩 额定转矩 M1 （ Y132S-4） 5.5KW 1440r/mi n 2.2 2.2 M2（ Y160M-4） 11KW 1460r/mi n 2.2 2.2 M3（Y132S-4） 5.5KW 1440r/mi n 2.2 2.2 表2-1三相

5、异步电动机选型 3、自动装卸线电气控制系统运动分析 分析料车工作情况，画出工作流程图: 根据设计要求： 装卸线操作过程是： 1. 料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作 2. 加料定时5S，加料结束 3. 延时1S,料车上升。 4. 上升到位，自动停止移动。 5. 延时1S,料车自动卸料。 6. 卸料10S,料车复位并下降。 7. 下降到原位，料车自动停止移动 绘制出流程图： （连续循环） SQ1) -开始 图2-2流程图 4、继电器控制线路设计 4-1继电器一一继电器控制系统设计 继电器继电器控制系统是生产机械不可缺少的重要组成部分，它对生产机械能否正 确、可靠的工作起着决定性

6、的作用。继电器继电器控制系统主要由继电器、继电器、按 钮、行程开关等组成。它的优点是电路图较直观形象，结构简单、价格便宜、抗干扰能 力强，因此广泛应用于各种机床和机械设备。它的缺点是采用固定接线形式，通用性和 灵活性差，工作频率低，触电易损坏，可靠性差。 4-2控制线路设计步骤 4-2-1主电路要求 KM控制电机M1正转，驱动装料机加料；KM2空制电机M2正转，驱动装料车上升； KM5空制电机M2反转，驱动装料车下降；KM3空制电机M3正转，驱动装料车卸料；KM4 控制电机M3反转，驱动装料车复位。 图3-1自动装卸线控制系统主电路图 4-2-2设计自锁、连锁、限位保护环节 1、自锁保护 中间

7、继电器KA的常开触点KA对自身自锁保护； 时间继电器KT2的常开触点KT2对自身自锁保护； 继电器KM2的常开触点KM2对自身自锁保护； 继电器KM4的常开触点KM4对自身自锁保护。 2、互锁保护 时间继电器KT2的常闭触点KT2与继电器KM1线圈、时间继电器KT1线圈互锁; 继电器KM2常闭触点KM2与继电器KT2线圈、时间继电器KM5线圈互锁； 时间继电器KT4的常闭触点KT4与时间继电器KT3线圈互锁； 继电器KM4常闭触点KM4与继电器KM3线圈、时间继电器KT4线圈互锁； 继电器KM5常闭触点KM5与继电器KM2线圈互锁。 3、限位保护 行程开关SQ1和SQ2分别实现向上限位和向下原

8、位保护。 4-2-3控制电路设计 根据上述思路设计控制电路图如图 3-2所示： C 图3-2控制电路图 4-2-4电气元件型号选择 （1）电源开关的选择 总电源接入220V三厢交流电，所以手动开关可能出现安全隐患，故选择交流接触器开 关CJX2-1210型交流接触器开关。 （2）热继电器的选择 选择JR36-20/3D型，热元件编号10#，热元件额定电流 7.2A，热元件整定电流范围 4.5-6-7.2A。 （3）接触器的选择 使用电源开关同型交流接触器。 （4）继电器的选择 创德利JZC1-44交流接触器式中间继电器 JZC1四开四闭 电压220V。 （5）行程开关的选择 形成开关选择为红外

9、线行程开关，型号为 E3JK-LX5M，最远距离5米，电压36V，优 点：高精度、检测距离远、防腐蚀、抗光抗干扰。避免与运动机械直接接触。 （6）熔断器的选择 由于电动机启动时候电流会升高到额定电流的5-7倍，查阅相关电机型号启动电流 为丫132S-4额定电流为11.6A，Y160M-4额定电流为22.6A。 Y132S-4的继电器的选择： 熔断器的启动电流一般为额定电流的5-7倍 Y132S-4 启动电流=11.6*5=58A。 熔断器选择为启动电流的1/K（K=1.6-2.5） 得：熔断器电流=58/K=36.25-23.2A，所以选择熔断器的型号为 NT00C-30A. Y160M-4的

10、继电器的选择： 熔断器的启动电流一般为额定电流的5-7倍 Y160M-4 启动电流=22.6*5=113A。 熔断器选择为启动电流的1/K（K=1.6-2.5） 得：熔断器电流=113/K=90.625-45.2A，所以选择熔断器的型号为 NT00C-70A. （7）按钮的选择 按钮SB1、按钮SB2按下去后可以复位，所以选择（LA68C） SB1-TD45E LA68C-TD45E 弹簧复位带灯按扭。可以显示显示接通情况。 （8）变压器的选择（可选用） 设计的自动输送线中运用了红外限位开关，电压为36V，所以需要一个 220V-36V的变压器，所 以选择EI48 10W双18V交流变压器EI

11、型隔离电源 220V转18V*2可作AC36V，变压器为红外限 位开关供电。 （9）指示灯的选择（可选用） 指示灯选择普通 LED 显示。 4-3 原理和操作顺序说明： 按下启动按钮SB1,继电器KA线圈得电并自锁，自动装卸线工作；同时，装料车 在原位，PG指示灯亮； 由于继电器KA线圈得电，KA常开触点闭合，继电器KM1线圈得电，装料车加料； 同时时间继电器KT1线圈得电，经过5S延时，KT1通电延时常开触点闭合，时间继电器 KT2线圈得电自锁，时间继电器 KT2常闭触点断开，KM1线圈失电，加料结束； 1S延时之后，KT2通电延时常开触点闭合，KM2线圈得电并自锁，料车上升，KM2 常闭触

12、点断开； 当料车上升到位时，上行程限位开关 SQ1常闭触点断开，KM2线圈失电解除自锁； SQ1常开触点闭合，时间继电器 KT3线圈得电自锁，经过1S延时，KT3通电延时闭合常 开触点闭合，继电器KM3和时间继电器KT4线圈得电，料车开始卸料； 延时10S之后，KT4通电延时闭合常开触点闭合，KM磯圈得电自锁，KM4常闭触点 断开，KT3线圈失电，解除自锁，KT4线圈和KM3线圈失电，卸料结束，料车复位；KM4 常开触点闭合，KM5线圈得电自锁，料车下降； 当下降到原位时，原位开关 SQ2常闭触点断开，KM4KM5线圈失电，SQ2常开触点 闭合，原位指示灯亮。 若不按下停止按钮SB2则系统重新

13、进入循环，实现连续循环操作；若按下停止按 钮SB2 KA线圈失电解除自锁，机床停止，实现单周装卸。 设计总结 本课程设计是关于自动装卸线控制系统设计，要求完成采用继电器继电器控制。继 电器继电器控制采用时间继电器进行延时，由行程开关控制自动循环。 但是使用继电 器实现逻辑电路的循环运动比较麻烦，接线多，容易混乱，使用的元器件多，比较容易 受外面信号干扰。 这次的课程设计对我们而言是对所学课程内容掌握情况的一次自我验证，对所学 内容的综合应用能力的检验，它培养和训练了我们的电路设计能力，进而提高了我们 对学习和实际应用相关专业知识的兴趣。 课程设计的目的就是培养我们将所学知识与生活实际相结合的能

14、力， 发散我们的思 维，积极的思考生活中的问题。达到学以致用的目的。 通过这次课程设计深化了我们对继电器的认识、了解与运用。强化了我们的理论知 识，同时也增强了我们联系实践的能力。 四、 参考文献 邓星中等，机电传动控制（第四版），华中科技大学出版社， 2007.7 李正吾、赵文瑜等，新电工手册（上册），安徽科学技术出版社， 2003.4 周小群等，简明电工使用手册，安徽科学技术出版社， 2006.6 附录 符号 名称 型号 规格 数量 M1,M3 拖动电动机 Y160M2-8 AU380V ,5.5KW,720 r/min 2 M2 拖动电动机 Y180L-8 AU380V,11KW,730 r/mi n 1 QG 刀开关 DH11 AU380V ,额定电流100A 1 FRiFR3 热继电器 LR1-D16321 整定电流范围1318A 2 FR2 热继电器 LR1-D40353 整定电流范围2332A 1 KM1,KM2,KM3 KM4,KM5 交流接触器 CJ20-10 AU380V ,10A,4kW,主触点 3对，辅助触点2常开2 常闭 5 KA 中间继电器 JZ7-22 AU380V ,吸引线圈电压 24V，触点2常开2常闭 1 KT1.KT2.KT3, KT4 时间继电器 JS14-10 A