企业项目案例 空压机控制器

“电子产品分析与制作”课程资源库建设企业项目案例------空压机控制器一、设计要求1、空压机控制器具有以下功能：1）上电锁时功能2）主机启动、压力控制3）温度、电流、电压、压力检测4）故障监测及报警5）下级控制2、主要设计参数1）电源电压：220V50Hz,(+10%～—15%)；2）工作温度：最高环境温度在70℃3）输出容量：AC220V/0.8A（感性负载），可直接带动40A以下接触器；4）输入规范：DC24V/10mA(每路)，PNP型;；5）测温范围：1路，0～250℃6）显示方式：128*64液晶显示；7）电压检测：范围为40-450V；8）压力检测：4-20mA输入；9）电流检测：XXX/5A，外接式（XXX：电流互感器的电流上限，例100/5，电流上限为100）；二、技术文件１、原理图根据上述功能要求和技术参数，空压机控制器的原理图如下：1）主板电路。如图1所示。功能：将交流电压转换成CPU等电路工作所需要的电压，将压力、温度等输入的模拟量进行转化。图12）CPU电路。CPU采用PIC16C74。如图2所示。图23)显示电路。如图3所示。功能：用来显示控制器的电源电压，温度等。图32、PCB设计为保证布线，采用双面布线。PCB图如下：1）主板电路图：如图4所示。图42）CPU电路图。如图5所示图53）显示电路图。如图6所示。图63、实物安装图：端口1：电流传感器1；端口15：U；端口2：电流传感器2；端口16：N；端口3：COM1(公共点1)；端口17：PE；端口4：24V-（DC24V负端）；端口18：PT100（1）；端口5：压力传感器；端口19：PT100（2）；端口6：24V+（DC24V正端）；端口20：U（公共点）；端口7：相序信号；端口21：Y型接触器（KM1）；端口8：缺水信号；端口22：△型接触器(KM2)；端口9：风扇信号；端口23：主接触器(KM3)；端口10：油滤信号；端口24：风机(KM4)；端口11：空滤信号；端口25：电磁阀(KM5)；端口12：分离信号；端口26：COM2(公共点2)；端口13：远程启动；端口27：下级启动；端口14：远程停止；端口28：报警点；4、明细表：（各原理图中的元器件技术参数在此处列出来）1）CPU电路PartTypeDesignatorFootprint3PINXS9FLY43PINXS7FLY44MZ1RAD0.24PINXS6FLY46PINXS5SIP68PINXS4IDC89PINXS3IDC810KR1AXIAL0.310KR4AXIAL0.310KR3AXIAL0.310KR24AXIAL0.410UC4C215C2C115C1C124LC04D674HC245D3DIP2074HC245D2DIP20100R20100R21100R22100UC14C2100UC13C2100UC12C2104C5C2104C10C2104C3C2104C8C2104C7C2104C6C2104C11C2104C9C2330R19AXIAL0.3330R18AXIAL0.3330R23AXIAL0.3330R12AXIAL0.3330R13AXIAL0.3330R10AXIAL0.3330R11AXIAL0.3330R16AXIAL0.3330R17AXIAL0.3330R14AXIAL0.3330R15AXIAL0.3330R6AXIAL0.3330R5AXIAL0.3330R7AXIAL0.3330R9AXIAL0.3330R8AXIAL0.3500R2AXIAL0.375176D4DB9RA/FXS7'DB9DB9RA/MXS8DB9PIC16C74D1S04V1DIODE0.42）主板电路：PartTypeDesignatorFootprint#5.1KR26#5.1KR25#100R272K#250R20AXIAL0.3*1KR34'*2KR34*15KR33*22KR32*56KR312K0.1R19AXIAL0.30.1R18AXIAL0.30P07N3DIP81KR351KR292K1KR282K2KR30AXIAL0.33.3UC173.3UC203PINXS5FLY45PINXS6SIP66PINXS7SIP610KR3910KRP210KR3710KR3810KR4310KR4010KR3610KR2110KR44AXIAL0.310UC1410UC2210UC1610UC2320KRP320KR2433KR22100KR42100KR41100K*RP4104C21104C15104C18104C19104C25104C24104RP1104C12104C13330R234148V34148V2GNDXS1-3FLY4IA1XS1-1IA2XS1-2ICL7660D1L0XS1-4SIP6LM324N4DIP14LM358N1DIP8LOC110V24MCP6002N2DIP8PT100RT1RT1XS2-4RT1XS2-5SPIXS1-5RAD0.2W7812N53）显示电路：PartTypeDesignatorFootprint2KR52KR104MZ110R1210KR1710KR110KR1110KR310KR410KRP110KR1610KRJ2SIP510KRJ1SIP510UC4RB.1/.224LC64D233C233C147UC11C274HC273D3DIP20100R13100R15100R14100UC10C2104C3104C6C2104C8C2104C9C2104C5C2104C7C2330R8330R9330R7330R6510R29012V2DIOCE0.3DB9/MXS11DB9LCD12864LCD1PIC16C73BD1S04V1DIOCE0.35、元件表：Ω（5W）V1-V44148二级管4R1-R5、R8、R12-R16、R1910K电阻14R10、R2151K电阻2R6、R7、R17、R18100K电阻4R9、R2010K电阻2R11、R22100电阻2N1、N214P插座2C1-C4104独石电容4RP1、RP2104精秘电位器2LM3243ICL76601OP071PVC小面板1XJK-LY5PVC显示面板1DB9通讯线1PT100铂电阻1三、测试环境与测试方法1、一般参数设置（注意:待机下，方可进入参数设置）在待机状态下，按“←”键，可进入一般参数设置。按“↑”键，参数值加，按“↓”键，参数值减。再按“←”键，，可选择需设置的参数。按“→”键，换设置参数屏。（以下为出厂参数默认值）1）设置第一屏星三角时间：5S压力上限:10压力下限：6KG空运行时间:60S星三角时间：目的在于保护压缩机的启动。先Y启动，时间到，切换到△工作。设置范围为1-999秒。压力上限：本控制器采取动态压力控制，实时显示压力值。而压力上限，目的在与控制压力的最高极限。当压力从低压上升，高于压力上限时，自动关闭电磁阀，开始降压。设置范围为0.0－999.9KG。压力下限：本控制器采取动态压力控制，实时显示压力值。而压力下限，目的在与控制压力的最低极限。当压力从高压下降，低于压力下限时，自动启动压缩机，再次升压。设置范围为0.0－999.9KG。空运行时间:当压力到达压力上限后，此刻立即切断电磁阀，并开始计时，于设置好的空运行时间值内，若压力没有下降或继续升高，开始报警。液晶屏上显示“空运行过久”，空运行指示灯亮，同时输出报警干结点。设置范围为0—999秒。2）设置第二屏超温报警：90主机电流：50A电流不平衡度:99%超温报警：目的在于控制机头的极限温度。当机头温度大于超温点时，系统进入停机程序，保护机器。设置范围为90—245℃主机电流：目的防止电动机在工作时的电流过大，造成损害。一旦，电动机的电流大于主机电流的设置值时，系统进入停机程序。设置范围为0－999A。电流不平衡度:目的在于检测三相电路中任意两相的电压波动幅度。一旦发生波动幅度过大，且超过电流不平衡度设置点时，系统进入停机程序，保护机器。设置范围为0-99%（注意：设置值=98%或99%时，系统不检测）3）设置第三屏。20mA压力：16.0KG电流上限：100A温度修正：0℃风扇启停：605020mA压力：本控制器采取4-20mA的模拟压力传感器。20mA为压力传感器的压力检测上限。设置范围为0.0-999.9KG。电流上限：指的是，所用电流互感器的检测范围的最大值。根据功率不同的压缩机，所采用的电流互感器也不同。因此，此值不同。设置范围为0.0－999.9A。温度修正：当检测到温度与机头的实际温度有差异时，可采取温度修正进行补偿。设置范围为-9－+9℃风扇启停:目的在于控制机头的适当温度，当机头温度大于风扇的启动温度时，启动风扇，进行降温。当温度降低到风扇的关闭温度时，关闭风扇。设置范围为0—255℃4）设置第四屏停机锁时：10S本地地址：0停机锁时：防止压缩机的频繁启动与停止，起到保护压缩机。设置范围为0－255秒。本机地址：本系统备有上位机监控功能，根据客户需要，可以补上。设置范围为0-255（暂不用）。5）待机上电,液晶显示:（液晶为四行）主机:停机温度:40电流：60A电压：220V压力：8.0KG（……报警行……）主机：此栏指示压缩机的运行状态。温度：此栏指示压缩机的机头温度。60A：此栏指示压缩机的电流。220V：此栏指示控制器的电源电压。压力：此栏指示储气筒的气体压力。第四行为报警栏，当出现相关报警时，此栏指示相应报警。（注：例，当电源电压出现过低，导致系统停机时，液晶屏锁定“电压过低”指示。，按下“启动”或“复位”键，指示才消失。否则一直锁定。）在待机状态下,先住按“→”键,再按“←”键,液晶显示如下：空滤:0油滤:0分离:0运行时间:0H带载时间:0H按“←”键,选择要清零的参数,选中的参数变黑的状态下,同时按住“↑”,“↓”键,清零。2使用方法及故障检测1）使用方法锁时所谓锁时，即刚上电或按“停止”键后，在设置时间内，不能启动，目的确保主机正常工作。启动完成锁时后，按“启动”键，压缩机启动，Y形启动。延时到，转换为△启动。延时3秒后，接通比例阀通电。整机进入运转。停止运行中，按“停止”键，进入停机程序（电磁阀立即断开，10秒后,△型接触器断开）。远程控制远程启动采用电平信号控制，即远程启动按钮(SB1)接通时压缩机运行.按远程停止按钮(SB2),系统停机。但远程启动运行后，在控制器上可按“停止”按钮强行停止（即本地停止先）。下级启动当按下“启动”键后，下级立即启动。2）故障检测高温检测当主机温度达到设定的超温值后，进入停机保护程序。此时，液晶显示“超温故障”，并输出报警点。只有当主机温度低于“超温值－2”空运行过久检测在压缩机空运行时，压力升到上限后，接通比例阀断电，压力降到下限后，接通比例阀通电。若压力达到上限后,于空运行时间内，并开始计时，于设置好的空运行时间值内，若压力没有下降或继续升高，则开始报警。液晶屏上显示“空运行过久”，空运行指示灯亮，同时输出报警干结点。电流检测当检测到电流值超过电流设定值,液晶显示“超流故障”。