电气控制课程设计报告

长沙学院课程设计说明书题目排水泵的电气控制系(部)xxx专业(班级)xxx姓名xxx学号xxx指导教师xxx起止日期2011/09/13—2011/09/23《电气控制技术课程设计》课题任务书系（部）：xx专业：xxx指导教师：xx课题名称排水泵的电气控制设计内容及要求

某民用建筑配有排水泵两台。对排水泵的控制要求如下： 1、应有手动和自动控制功能，高水位时自动起泵，低水位时停泵； 2、能发出各种警报信息，如故障报警、溢出水位报警等；3、两台排水泵，应能互为备用，工作泵故障时，备用泵自动起用，同时发出报警信号； 4、两台排水泵应能同时工作，以满足排水量过大的要求。设计工作量设计电气原理图。选择电气元件，制定元件目录表。设计电控柜安装布置图和控制台面板布置图。设计电控柜安装接线图和控制台面板安装接线图。列出参考资料目录。6、编写设计说明书和使用说明书，写出设计报告。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第1~2天收集材料，方案论证

第3~4天电气原理图的设计，元器件的选型和计算，制定元件目录表

第5~6天设计电控柜安装布置图和控制台面板布置图

第7~8天设计电控柜安装接线图和控制台面板安装接线图

第9~10天撰写设计说明书和使用说明书

系（部）主管领导意见

年月日

长沙学院课程设计鉴定表姓名Xxx学号Xxx专业Xxx班级Xx设计题目排水泵的电气控制指导教师Xx指导教师意见：评定等级：教师签名：日期：答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；摘要随着社会的发展，各种建筑也在不断地增加，排水系统的好坏会也成为决定一个建筑的好坏因素，因此排水系统十分重要。对排水泵的控制方式有多种多样主要通过PLC控制电气元件。我们需根据不同的要求采用不同的控制方式。下面介绍两种利用电气元件对两台排水泵的自动控制和手动控制。关键词：排水泵自动控制手动控制目录一、课程设计目的 6二、课程设计题目与要求 6三、排水泵的电气控制的设计方案比较以及方案的确定 6方案一 6方案二 6方案的确定 7四、水泵控制电路原理图及其原理说明 71、水泵控制电路原理图（图二） 72、原理说明 72.1、水泵控制部分： 72.2、报警和指示部分： 8五、电气元器件的选择及其参数 81、断路器的选择 82、接触器的选择 83、热继电器的选择 84、熔断器的选择 95、指示灯的选择 96、变压器的选择 97、中间继电器的选择 98、元器件列表及其参数（表一） 9六、控制系统的电控柜安装布置图和控制台面板布置图 101、电控柜安装布置图（图三） 102、控制台面板布置图（图四） 11七、水泵控制系统的使用说明及注意事项 111、水泵的自动控制运行 112、水泵的手动控制运行 113、控制系统的报警和各种指示信息 11八、设计心得 12九、参考文献 13一、课程设计目的通过对工厂电气控制设备电气控制系统的设计实践，使学生了解一般电气控制设计过程、设计要求、设计内容、设计方法，能根据生产机械的拖动要求及工艺需要进行电气控制设计并制定有关技术文件。培养学生综合运用已学知识解决实际工程技术问题的能力、查阅图书资料和各种工具书的能力、工程绘图能力、撰写技术报告和编制技术资料的能力，受到一次电气工程安装和调试方面的基本训练。二、课程设计题目与要求 课题名称：排水泵的电气控制 设计要求：某民用建筑配有排水泵两台。对排水泵的控制要求如下： 1、应有手动和自动控制功能，高水位时自动起泵，低水位时停泵； 2、能发出各种警报信息，如故障报警、溢出水位报警等；3、两台排水泵，应能互为备用，工作泵故障时，备用泵自动起用，同时发出报警信号； 4、两台排水泵应能同时工作，以满足排水量过大的要求。三、排水泵的电气控制的设计方案比较以及方案的确定方案一（图一） 方案一的原理图如图一。方案一中没有实现对水泵缺相故障的保护和报警指示。方案一由图一可以看出方案一所用的元器件的种类和数量比较多。控制水泵的部分就用了两个交流接触器、四个中间继电器和两个时间继电器。报警和指示部分又用了三个中间继电器，成本高。方案二 方案二中水泵的控制部分只需两个交流接触器和一个中间继电器即可满足控制要求，减少了电气元器件的使用数量。同时使用六个中间继电器来实现水泵的缺相故障的保护和报警指示。方案二整个控制电路比较简单易于接线、也比较实用；所用的元件比较少接线少；并且具有缺相保护功能。方案的确定 两种方案都能达到水泵的控制要求。通过两种方案的比较可得出方案二控制电路简单，使用的元件少成本低而且还加有缺相保护功能，所以我们决定采用方案二。四、水泵控制电路原理图及其原理说明1、水泵控制电路原理图（图二）（图二）2、原理说明2.1、水泵控制部分： 转换开关SA1打到手动时，手动控制排水泵。闭合SB1排水泵1工作，闭合SB2排水泵2工作，SB1和SB2同时闭合是排水泵1和排水泵2同时工作。转换开关SA2打到自动式，排水泵自动运行。SB1开关打开，默认排水泵1首先工作。 当水位高于低水位时SQ1闭合；KM1得电自锁，KM1常开闭合，KM1常闭断开确保排水泵2不工作；KA1得电自锁，KA1常开闭合，排水泵2进入备用状态；排水泵1工作。 当排水泵1故障时： 缺相故障：KA2、KA3、KA4至少有一个得电自锁，KA2、KA3、KA4常闭开关断开KM1断电KM2得电自锁，KM2常开闭合，排水泵2工作。过载故障：FR1常闭断开，KM1断电，KM2得电自锁，KM2常开闭合，排水泵2工作。当水位高于高水位时SQ2闭合，KM1和KM2同时得电，排水泵1和排水泵2同时工作。SB1开关闭合，默认排水泵2首先工作。 当水位高于低水位时SQ1闭合，KM2得电自锁，KM2常开闭合，KM2常闭断开确保排水泵1不工作排水泵1进入备用状态；排水泵2工作。 当排水泵2故障时：缺相故障：KA5、KA6、KA7至少有一个得电自锁，KA5、KA6、KA7常闭开关断开KM2断电，KM1得电自锁，KM1常开闭合，排水泵1工作。过载故障：FR2常闭断开，KM2断电，KM1得电自锁，KM1常开闭合，排水泵1工作。 当水位高于高水位时SQ2闭合，KM1和KM2同时得电，排水泵1和排水泵2同时工作。2.2、报警和指示部分：总开关闭合电源指示灯L1灯亮，排水泵1工作时KM1常开闭合，L2灯亮；排水泵2工作时KM2常开闭合，L3灯亮； 排水泵1出现过载故障时FR1常开闭合，L4灯亮并铃声报警；排水泵2出现过载故障时FR1常开闭合，L5灯亮并铃声报警； 到了报警水位时SQ3常开闭合，L6灯亮并铃声报警； 自动运行时KA1常开闭合，L7灯亮并铃声报警； 排水泵1缺W相时KA2常开闭合，L8灯亮并铃声报警；排水泵1缺U相时KA3常开闭合，L9灯亮并铃声报警；排水泵1缺V相时KA4常开闭合，L10灯亮并铃声报警； 排水泵2缺W相时KA5常开闭合，L11灯亮并铃声报警；排水泵1缺U相时KA6常开闭合，L12灯亮并铃声报警；排水泵1缺V相时KA7常开闭合，L13灯亮并铃声报警；五、电气元器件的选择及其参数根据课题任务书水泵我们选择Y90S-2型是功率为1.5KW，额定电压为380V，额定电流为3A1、断路器的选择断路器在最大负载的情况下就是两台电机同时启动时的电流相对较大，加上控制电路上的电流QF1选择一个大于60A的断路器。QF2和QF3选择一个大于30A的断路器。所以断路器QF1选择DZ15-63/3901（额定电压380V，额定电流63A）。QF2和QF3选择DZ15-40/3901（额定电压380V，额定电流40A2、接触器的选择 KM1、KM2按照连续工作制，其额定电流选择与电动机的额定电流1~2倍，即：I1=I2=6A。所以接触器选择CJ10-10型（主触头额定电压500V，主触头额定电流10A3、热继电器的选择热继电器的整定电路Ifr=（1.1~1.5）Ie=4A。热继电器选择JR20-4Z（热继电器额定电流4A）4、熔断器的选择由熔体额定电流的经验公式熔体额定电流(A)=电动机额定电流(A)×3得出FU1=FU2=10A由此熔断器FU1和FU2选择RL1-15（熔体额定电流10A）FU3选择RL1-15（熔体额定电流2A5、指示灯的选择 由控制系统的报警指示部分可知指示灯采用6V的交流电所以指示灯选用6V/3W的灯泡。其中红色指示灯AD38-23A-01R型9个，绿色指示灯AD38-23A-016、变压器的选择 整个报警指示部分有13个指示灯和一个电铃。每个灯3W，有于指示灯不可能同时全亮，所以变压器采用220V/6V容量为40VA的足以。7、中间继电器的选择 中间继电器用于缺相保护，有1.5KW三相电机运行缺相时缺相的两端会由40V左右的电压。所以中间继电器采用额定电压为500V，吸引线圈电压为36V的JZ7-22型8、元器件列表及其参数（表一）元器件列表及其参数序号名称符号型号与规格数量备注1三相交流水泵M1.5KW22接触器KMCJ10-402380V/6A3中间继电器KAJZ7-227吸引线圈电压36V4液位继电器SQ35热继电器FRJR2024A6熔断器FURL1-1512A7熔断器FURL1-156108指示灯绿色LAD38-22A43W9指示灯红色LAD38-23A-01R93W10变压器T220V/6V140VA11连接导线若干12组合开关SBHZ10-10313转换开关SALW5-15/5.5Q1.7114断路器QFDZ15-40/3901DZ15-63/39013QF1=63A，QF3=QF2=4（表一）六、控制系统的电控柜安装布置图和控制台面板布置图1、电控柜安装布置图（图三）（图三）2、控制台面板布置图（图四）（图四）七、水泵控制系统的使用说明及注意事项1、水泵的自动控制运行 自动控制水泵运行时先将转换开关SA打到自动挡；合上断路器QF2、QF3和QF1。合上QF1即打开电源则电源指示灯亮。当水位高于低水位时水泵1#自动启动抽水，2#水泵作为备用。（如需将1#泵投入使用而2#泵作备用则在启动系统时先将组合开关SB1闭合。）如果水位高于高水位则两台水泵自动同时启动抽水。2、水泵的手动控制运行如果水泵需手动控制运行（如需将水抽干时则需手动控制因为当水位低于低水位时水泵不能自运行）先将转换开关打到手动挡再开电源。需要运行1#泵时手动将组合开关SB2闭合；需要运行2#泵时手动将组合开关SB3闭合；3、控制系统的报警和各种指示信息 水泵控制系统在运行时有各种指示通过指示灯来识别。如电源指示灯亮表示开电源；通过水泵运行指示灯可看出哪个水泵在运行。当系统出现故障或水位溢出时有铃声报警通过结合指示灯的信息即可得出是哪种报警了。包括溢出水位报警、水泵缺相报警、过载和短路报警等。八、设计心得这次课程设计老师让我们分成两组，两组分别做出一种方案然后进行对比较。通过比较之后，我们了解到：主电路是电路部分相对来说较为简单；控制电路和检测检测报警电路多样性使之设计变难难，因为我们不仅要达到预订的控制目的还要考虑到成本。 通过这次课程设计使我对电气控制的设计有了更深的了解。设计过程中：我们通过网络、书籍等途径学习新的知识和一起讨论解决设计中遇到的问题，提高了自己的学习能力和合作能力，让我们能灵活的运用所学知识到实际设计之中，而且通过不同方案的比较