通风机监控系统论文

1、课 程 设 计 说 明 书目 录1 引言. 12 设计要求. 22.1设计任务. 22.2设计要求. 23 设计任务与要求. 33.1设计过程中应遵循的原则. 33.2设计思路. 33.3主电路的设计及控制. 33.4控制电路的设计及控制. 43.5指示电路的设计. 43.6指示电路原理图. 73.7保护电路环节的设计. 74 电气元件的选用. 84.1电动机的选择. 84.2熔断器的选择. 84.3接触器的选择. 84.4热继电器的选择. 84.5中间继电器的选择. 84.6时间继电器. 94.7控制按钮. 94.8 指示灯 . 94.9 所用控制元件清单 . 105 AutoCAD简介 .

2、 115.1AutoCAD介绍. 115.2AutoCAD2004的主要功能. 115.3绘图流程. 126 总结. 14参考文献. 15附录 1. 16附录 2. 16课 程 设 计 说 明 书1 引言电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；

3、在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。作为生产机械动力的电机拖动，经历了漫长的发展过程。20世纪初，电动机直接取代蒸汽机。开始是成组拖动，用一台电动机通过中间机构（天轴）实现能量分配与传递，拖动多台生产机械。这种拖动方式电气控制线路简单，但机构复杂，能量损耗大，生产灵活性也差，不适应现代化生产的需要。20世纪20年代，出现了单电机拖动，即由一台电动机拖动一台生产机械。单电机拖动相对成组拖动，机械设备结构简单，传动效率提高，灵活性增大，这种拖动方式在一些机床中至今仍在使用。随着生产发展及自动化程

4、度的提高，又出现了多台电动机分别拖动各运动机构的多电机拖动方式，进一步简化了机械结构，提高了传动效率，而且使机械的各运动部分能够选择最合理的运动速度，缩短了工时，也便于分别控制。1课 程 设 计 说 明 书2设计要求2.1设计任务某一生产设备（如油漆涂装生产线），在进行运行时要求有送风系统，通过风力把未喷到零件表面上的漆雾从空中带走或压入循环流动的水中而带走。此送风系统由三台电动机控制，每台电动机可单独工作也可同时工作。2.2设计要求1、每台电机均为10kw，要求全压起动，单方向旋转；2、每台电机应有相应的保护措施和总停控制；3、电动机工作时要求有运行指示。若只有一台电机在运行，则绿灯亮；若有

5、两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则白灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁；4、系统要求有电源指示，电流指示及电压指示。2课 程 设 计 说 明 书3 设计任务与要求3.1设计过程中应遵循的原则在电气控制系统的设计过程中，通常应遵循以下几个原则：1、最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。2、在满足控制要求的前提下，设

6、计方案应力求简单、经济合理，不要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。3、妥善处理机械与电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理好二者关系。4、正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以提高可靠性，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。5、确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便3.2设计思路根据设计任务及要求，电气控制原理图分为主电路，控制电路和指示电路。主回路设计需要一个刀开关,三个熔断器（过流保护），三台电动机，三个接触器，三个热继电器（过载保护），一个电流互感器，一个变压器，一个电压

7、表，一个电流表，一个指示灯。控制回路需要七个按钮（四个常闭，三个常开），两个熔断器。指示回路需要四个指示灯（红，.绿，.黄，白），两个时间继电器（110V）。考虑到触点，还需要四个中间继电器（110V）。3.3主电路的设计及控制每台电动机可单独工作也可同时工作，要求全压启动，单方向旋转，每台电机应有相应的保护措施和总停控制。主电路采用电压380V，控制电路电压110V.使用空气开关或刀开关加熔断器做电源开关，用接触器来控制电机接通电源，三个热继电器分别做三个电动机的断相与过载保护，指示灯HL5做电源指示。经过变压器PT降压后，电压表做相间电压指示。接在电流互感器上的电流表做单相电流指示。三个电

8、动机以及电流表，电压表，指示灯均接地保护。主电路图如下：3课 程 设 计 说 明 书图 1 主电路图3.4控制电路的设计及控制变压器TC2把电压降到110V，熔断器FU5短路保护。按钮SB1为总停，SB2、SB4、SB6分别作三台电动机的停止按钮，SB3、SB5、SB7分别作三台电动机的启动按钮，且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。指示灯TJ1，TH2，TH3,TH4的颜色分别为绿红白黄，分别做一台电机工作，两台电机工作，三台电机工作，三台电机均不工作的指示灯。控制电路图如下：图2 控制电路图3.5指示电路的设计逻辑设计法：设：三台通风机为A.B.C,绿灯为F1，黄灯为F2，白灯为

9、F3，红灯为F4。令开机为“1”，停机“0”。 灯亮为“1”，不亮为“0”。4课 程 设 计 说 明 书3.5.1绿灯亮的设计1真值表：表 1 绿灯设计的真值表0 0 12逻辑式：F1=3控制线路：0 1 010 01 1 1图3 黄灯控制电路3.5.2黄灯亮的设计1真值表：表 2 黄灯设计的真值表A 0 1 12逻辑式：F2=3控制线路：B 1 1 0C 10 1F2 1 1 1图4 黄灯控制电路5课 程 设 计 说 明 书3.5.2白灯亮的设计1真值表：表 3 白灯设计的真值表 12逻辑式：F3=ABC3控制线路： 1 1 1图5 黄灯控制电路 3.5.3红灯亮的设计1真值表：表 4 红灯

10、设计的真值表 A2逻辑式：F3=B C F43红灯亮一秒，停一秒可由时间继电器完成，如下图：图6 红灯控制电路线路通电后，指示灯红灯得电亮和线圈KT1同时得电，常开触点KT1延时1S闭合，线圈KT2和KA4同时得电，常闭触点KA4断开，指示灯灭，同时常闭触点KT2延时1S断开，线圈KT1，KT2，KA4均失电，断开的常闭触点KT2瞬间闭合，常闭触点KA4和指示灯再次得电,如此循环实现红灯亮一秒，停一秒。6课 程 设 计 说 明 书3.6指示电路原理图本次课设所涉及的显示电路如下：图 7 指示电路（一）图 8 指示电路（二）其中，电压表显示的是相间电压，电流表显示的是相电流。3.7保护电路环节的

11、设计（1）短路保护 由FU1、FU2实现主电路的短路保护，FU3,FU4,FU5实现控制电路的短路保护。（2）过载保护 由热继电器实现电动机的长期过载保护。（3）欠压和失压保护 当电源电压严重下降或电压消失时，接触器电磁吸力急剧下降或消失，衔铁释放，各触电复原，断开电动机电源，电动机停转。由具有自保电路的接触器控制来实现欠压失压保护。（4）电动机的接地保护 接电线PE。（5）电流表电压表指示灯接地保护7课 程 设 计 说 明 书4 电气元件的选用4.1电动机的选择传输线为一般中小型设备，负载为一般任务，设备无特殊要求，选用经济、简单、可靠且具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点的Y1

12、60L-8全封闭自扇冷式龙兴三相异步电动机，B级绝缘，额定电压380V，额定电流17.7A，频率50HZ，额定功率7.5KW。4.2熔断器的选择选用要求：在电气设备正常运行是，熔断器不应熔断，在出现短路是，应立即熔断；在电流发生正常变动（电动机启动）时，熔断器不应熔断在用电设备持续过载时，应延时熔断。对熔断器的选用主要包括类型和熔体额定电流的确定。熔断器的额定电压要大于或等于电路的额定电压；额定电流根据负载的保护特性和短路电流的大小来选择。YL160-8电动机为感性负载，起动电流为额定电流的5.5倍，根据笼型电动机其熔断器的额定电流为：单台电动机 INF=(1.5-2.5) INM，得INF2

13、6.55A。选择RL6-63，额定电压为500V，熔断器额定电流为63A，熔断体额定电流为35A。对于指示灯负载，熔体的额定电流应略大于或等于负载电流选用RL6-25，熔断体额定电流为2A。4.3接触器的选择选择要求：根据接触器所控制负载的工作任务、控制对象的工作参数和控制回路电压来选择。 传输带中交流接触器控制的电动机负载为一般任务且是断续周期工作制，故只要使选用的接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和电流即可。选用CJ10-20。4.4热继电器的选择选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能地接近甚至重合，以充分发挥

14、电动机的能力。热继电器（Thermal over-load Relay）主要用于电机过载保护。热继电器分两相式、三相式、三相带缺相保护式 三种形式选择依据是：形式、额定电流。热继电器热元件的整定电流可调，范围约为 0.8到1.2 I FR（热继电器的额定电流）热继电器热元件的整定电流一般按0.95到1.05I（选用，e电动机的额定电流）对过载能力较差的电机可选得更小些。本次选取热继电器型号为JR10-10。4.5中间继电器的选择电磁式中间继电器实质上是一种电磁电压继电器，其特点是触头多、触头容 8课 程 设 计 说 明 书量较大（额定电流5A到10A）和动作灵敏（动作时间小于0.05S）。其主

15、要用途为当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量，起到中间转换作用。由于中间继电器只要求线圈电压为零时能可靠释放，对动作参数无要求，所以没有调节装置。 4.6时间继电器时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型，主要类型及特点如下：1、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4到180s），但延时精确度低。2、电磁式时间继电器延时时间短（0.3到1.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。3、电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动

16、减速齿轮转动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.4到72h），但结构比较复杂，价格很贵。4、晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器，它是利用延时电路来进行延时的。这种继电器精度高，体积小。此次课设采用的型号是JS7-1A。4.7控制按钮控制按钮（Push-button）：是一种结构简单，应用广泛的主令电器，是一种用来短时接通/断开小电流控制电路的主令电器选择依据是：触点对数、动作要求、结构形式、颜色、是否自带指示灯等； 电压等级、通流能力（1到8A）。.一般 启动按钮 绿色停止按钮 红色紧急操作 蘑菇式按钮4.8 指示灯为了节约成本，本次课设所用的指示灯为低功率110V的节能

17、灯。 其中电源指示灯HL5可以选取功率大一点的，以便达到照明的作用。由于电动机工作时要求有运行指示。若只有一台电机在运行，则绿灯亮；若有两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则白灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁。所以指示灯HL1，HL2，HL3，HL4要分别选取绿，黄，白，红灯，以便区分运行状态。9课 程 设 计 说 明 书4.9 所用控制元件清单本次课设所用到的元件如下：表 5 所用元件清单元件名称 中间继电器 按钮 刀开关 电压表 电流表 热继电器 交流接触器 时间继电器 熔断器 变压器 电流互感器 电压互感器 元件符号 KA SB QS V A FR K

18、M KT UF TC CT PT 数量（个） 4 7 1 1 1 3 3 3 5 2 1 110课 程 设 计 说 明 书5 AutoCAD简介5.1AutoCAD介绍AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术（Computer Aided Design，计算机辅助设计）而开发的绘图程序软件包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作

19、效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为AutoCAD的普及创造了条件。5.2AutoCAD2004的主要功能1）二维绘图与编辑功能基本二维图形对象：直线、射线，构造线、圆、圆环、圆弧、椭圆、矩形、等边多边形、样条曲线、多段线、云线等为封闭区域填充图案、创建图块等功能二维编辑功能：删除、移动、复制、镜像、阵列、延伸、修剪、缩放等。2）文字标注功能文字说明、技术要求等。用户设置文字样式，以便使用不

20、同的字体、大小等设置标注文字各种形式的尺寸设置尺寸标注样式可随时更改己有标注值或标注样式可实现关联标注。曲面模型：长方体表面、棱锥面、楔体表面、球面、上半球表面、下半球表面、圆锥面、圆环面、旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、复杂网格面等基本实体模型：长方体、球体、圆柱体、圆锥体、楔体、圆环体等，还可以通过拉伸或旋转二维对象来创建三维实体，大部分二维编辑命令适用于对三维图形的操作，专门用于三维编辑的功能：三维旋转、三维镜像。三维阵列：对实体模型的边、面以及体进行编辑；对基本实体进行布尔操作，以得到复杂实休模型；通过实体模型还能够直接生成维多视图等。三维图形：改变观察视点，从不同观看方向显示图形；将绘

21、图区域分成多个视区，在各个视区中从不同方位显示同一图形曲面模型或实体模型：消隐、着色或渲染，还可设置渲染时的光源、场景、材质、背景等。3）尺寸标注功能4）三维绘图与编辑功能,创建各种形式的基本曲面模型和实体模型。5）视图显示方式设置11课 程 设 计 说 明 书以多种方式放大或缩小所绘图形三维动态观察器动态观察三维图形利用标准文件功能，可以对诸如图层、文字样式、线型这样的命名对象定义标准的设置利用图层转换器能够将当前图形图层的名称和特性转换成己有图形或标准文件对图层的设置，即将不符合本部门图层设置要求的图形进行快速转换 将图形对象与外部数据库中的数据进行关联 数据库由独立于AutoCAD的其他

22、数据库应用程序（如Access、Oracle、FoxPro等）建立电子传递功能，能够把AutoCAD图形及其相关文件压缩成ZIP文件或自解压的可执行文 件，以单个数据包的形式传送给客户、工作组成员或其他有关人员。超链接功能，能够将AutoCAD图形对象与其他对象（如文档、数据表格、动画、声音等）建立链接。6）绘图实用工具，设置绘图图层、线型、线宽、颜色通过绘图辅助工具设置绘图方式利用特性窗口编辑所选择对象的特性。7）数据库管理功能8）Internet功能AutoCAD 2004的网上发布向导可方便、迅速创建格式化的Web页还提供一种安全、适宜于在Internet以上发布的文件格式DWF格式，A

23、utodesk公司提供的WHIP插件可在浏览器上浏览这种格式的图。5.3绘图流程1、双击“PCschematic”图标进入绘图画面；2、打开“文件”+“新建”；3、选择“DEMOSTART”；4、添加“设计名称、用户名、设计者”等；5、单击界面左侧的“页面菜单”，在设计图中插入新的一页，选择“DPSA4H”，改页面标题，如：把页码改为2；6、再插入一个装配图，选择“DPSA3MECH”，改页面标题，把页码改为3；7、点页面菜单+选择所需要改的页面+左击页面菜单的右下角的“页面数据”+“浏览”+“MISC+A4VDPS.SYM”；8、点页面菜单+选择所需要改的页面+左击页面菜单的右下角的“页面数

24、据”+“参考”把主电路的参考系统可见分区号激活然后再点击纵坐标，使其分区号放在上侧，同样有控制电路图的分区号放在下侧；9、选择“设置”+“数据库”+“eldemo.”；10、画线：选择画线图标+（导线）+铅笔+开始画线，画线终了时双击左键或单击左键再点一下绘图笔（或ESC），并确认即可；11、画线时请选择画面左下角的参考（page）；12、添加符号：选择符号图标+铅笔+选定的符号（按快捷键|D|，此时输入 12课 程 设 计 说 明 书必须为英文输入法状态，选择数据库中的符号放到预定位置，点右键选择还可使用的符号）；13、添加符号时如需查找就在类型中TYPE开始于的空格中输入那类型的“第一个字

25、母”+“选择”+“确定”；14、放入符号时，如需旋转可以在符号选中的情况下按“空格键”或按工作界面中的第四行的旋转按钮；15、此时要想放此元件的其他部件时可选择该元件再点右键选择“显示可用的”再选择所需要的部件并放入到相应的页面上；16、画主电路、控制电路和辅助电路；17、布线分两种，一是手动布线：在手动布线时请放大布线区域，选好精确捕捉尺寸再进行连线，因为这样才能准确地连接，两条线连上时，会出现绘图笔+字鼠标状态，这样以便进行连接下一条线；若没连上再显示的是随鼠标移动的连接线；二是自动布线：选择“布线器”+“激活的”，这样就可以自动布线了；画好后可按ESC退出画线状态；18、选择“清单”+“

26、更新所有清单”，此时所有的其他图就自动生成了；19、删除符号或连线时，会出现乱点，此时只要点“Ctrl+G”进行刷新；20、画好图后，选择“清单”+“更新所有清单”，系统会自动生成其它图形；21、检查完所绘制图并确认无误后上传主机并进行打印。13课 程 设 计 说 明 书6 总结由于时间紧张，本次课设所设计的电路图有如下优缺点：优点：简单实用操作方便，控制电路中只用按钮就可实现电机的启停控制。 指示电路中，采用不同颜色的指示灯便于识别电机运行的情况。 保护电路实现了对电路的各种保护，确保电机正确运行，防止安全事故发生。缺点：电机直接全压启动，对电网有影响，电机转速不能调节。此次为期一周的电气控制课程设计是我们第一次专业内的比较复杂的课程设计，总体上对于我们电工与电子技术的掌握与提高有很大帮助，收获颇多！最可喜的是，最终，通过我，还有老师、同学的指导与帮助，完成了设计要求。在此次设计过程中，我充分运用了单片