自動裝卸線控制系統(tǒng)設計

1、機電傳動控制機電傳動控制課程設計說明書課程設計說明書設計題目：設計題目： 自動裝卸線控制系統(tǒng)自動裝卸線控制系統(tǒng) 設計設計 學生姓名：學生姓名： 學學 號：號： 2013360103 系系 別：別： 機電工程系機電工程系 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 2013 機械設計制造及自動化專業(yè)機械設計制造及自動化專業(yè) 班班 指導教師：指導教師： 黃廣偉黃廣偉 起止時間：起止時間：2016 年年 6 月月 10 日日2016 年年 6 月月 20 日日2目目 錄錄一、設計要求1 1-1 控制要求1 1-2 設計要求1二、三相交流電動機選型.2三、自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)運動分析.2四、繼電器控制線路設計.4 4-1

2、 繼電器繼電器控制系統(tǒng)設計.44-2 控制線路設計步驟.54-2-2 設計自鎖、連鎖、限位保護環(huán)節(jié).54-2-3 控制電路設計.534-2-4 電氣元件型號選擇.64-3 原理和操作順序說明.7五、設計總結.811 1、 設計要求設計要求1-11-1、控制要求、控制要求設計一條自動裝卸料的生產線，電動機 M1 驅動的裝料機加料，電動機 M2 驅動裝料機升降，電動機 M3 驅動卸料機卸料。裝卸線操作過程是：1.料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自動線開始工作。2.加料定時 5S，加料結束。3.延時 1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時 1S，料車自動卸料。6.卸料 10S，料

3、車復位并下降。7.下降到原位，料車自動停止移動。1-21-2 設計要求設計要求1) 三臺拖動電機均為三相異步電動機，M1 和 M3 功率為 5.5KW，M2 功率為 11kw。2) 控制電路可以手動調整，到位停車時采用能耗制動。3) 必須配有短路和過載保護，可適當增加降壓啟動。4) 繪制電氣原理圖，手工繪制，用 A3 圖紙；5）列出元件明細表，可以打印，用 A3 圖紙。6）控制電路可以用繼電器接觸器器電路實現，也可以利用 PLC 結合繼電器繼電器實現；2 2、三相交流電動機選型三相交流電動機選型3-1設計要求三臺拖動電機均為三相異步電動機，M1 和 M3 功率為 5.5KW，M2 功率為 11

4、kw。 因為拖動系統(tǒng)中一般需要減速器減速，而減速器設計中一般選用為 Y 系列三相異步電動機（ZBK 22007-1988） 。 根據設計要求 M1 和 M3 的機械功率為 5.5KW，考慮到成本與設計要求，故選擇Y 系列（Y132S-4）額定功率為 5.5KW，滿載轉速 1440（r/min）啟動轉矩 2.2，額定轉矩 2.2。 M2 的機械功率要求 11KW，查表得選擇 Y 系列的（Y160M-4）額定功率 11KW，滿載轉速 1460（r/min） ，起動轉矩 2.2，額定轉矩 2.2。電機型號額定功率滿載轉速啟動轉矩額定轉矩M1（Y132S-4）5.5KW1440r/min2.22.2M

5、2（Y160M-4）11KW1460r/min2.22.2M3（Y132s-4）5.5KW1440r/min2.22.2表 2-1 三相異步電動機選型3 3、自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)運動分析運動分析根據設計要求繪制出自動裝卸線的運行簡圖圖 2-1自動裝卸線的運行簡圖分析料車工作情況，畫出工作流程圖：、根據設計要求：裝卸線操作過程是：1.料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自動線開始工作。2.加料定時 5S，加料結束。3.延時 1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時 1S，料車自動卸料。6.卸料 10S，料車復位并下降。7.下降到原位，料車自動停止移動。繪制出

6、流程圖： LED 指示燈亮（初始位置） （按下啟動按鈕）裝料（5S） 暫停（1S） （連續(xù)循環(huán)） 料車上升(碰到上行程限位開關 SQ1)暫停（1S） 卸料（10S） 料車復位并下降 （碰到下行程原位開關 SQ2） (按下停止 SB2 按鈕) 圖 2-2 流程圖結束自動線裝卸是否停止NY開始4 4、繼電器控制線路設計、繼電器控制線路設計4-14-1 繼電器繼電器繼電器控制系統(tǒng)設計繼電器控制系統(tǒng)設計繼電器繼電器控制系統(tǒng)是生產機械不可缺少的重要組成部分，它對生產機械能否正確、可靠的工作起著決定性的作用。繼電器繼電器控制系統(tǒng)主要由繼電器、繼電器、按鈕、行程開關等組成。它的優(yōu)點是電路圖較直觀形象，結構簡

7、單、價格便宜、抗干擾能力強，因此廣泛應用于各種機床和機械設備。它的缺點是采用固定接線形式，通用性和靈活性差，工作頻率低，觸電易損壞，可靠性差。4-24-2 控制線路設計步驟控制線路設計步驟4 4-2-1-2-1 主電路主電路要求要求KM1 控制電機 M1 正轉，驅動裝料機加料；KM2 控制電機 M2 正轉，驅動裝料車上升；KM5 控制電機 M2 反轉，驅動裝料車下降；KM3 控制電機 M3 正轉，驅動裝料車卸料；KM4 控制電機 M3 反轉，驅動裝料車復位。主電路圖如圖 3-1 所示： 圖 3-1 自動裝卸線控制系統(tǒng)主電路圖4-2-24-2-2 設計自鎖、連鎖、限位保護環(huán)節(jié)設計自鎖、連鎖、限位

8、保護環(huán)節(jié)1、自鎖保護中間繼電器 KA 的常開觸點 KA 對自身自鎖保護；時間繼電器 KT2 的常開觸點 KT2 對自身自鎖保護；繼電器 KM2 的常開觸點 KM2 對自身自鎖保護；繼電器 KM4 的常開觸點 KM4 對自身自鎖保護。2、互鎖保護時間繼電器 KT2 的常閉觸點 KT2 與繼電器 KM1 線圈、時間繼電器 KT1 線圈互鎖；繼電器 KM2 常閉觸點 KM2 與繼電器 KT2 線圈、時間繼電器 KM5 線圈互鎖；時間繼電器 KT4 的常閉觸點 KT4 與時間繼電器 KT3 線圈互鎖；繼電器 KM4 常閉觸點 KM4 與繼電器 KM3 線圈、時間繼電器 KT4 線圈互鎖；繼電器 KM5

9、 常閉觸點 KM5 與繼電器 KM2 線圈互鎖。3、限位保護行程開關 SQ1 和 SQ2 分別實現向上限位和向下原位保護。4-2-34-2-3 控制電路設計控制電路設計根據上述思路設計控制電路圖如圖 3-2 所示：圖 3-2 控制電路圖4-2-4 電氣元件型號選擇電氣元件型號選擇（1） 電源開關的選擇電源開關的選擇 總電源接入 220V 三廂交流電，所以手動開關可能出現安全隱患，故選擇交流接觸器開關 CJX2-1210 型交流接觸器開關。（2） 熱繼電器的選擇熱繼電器的選擇 選擇 JR36-20/3D 型，熱元件編號 10#，熱元件額定電流 7.2A，熱元件整定電流范圍4.5-6-7.2A。（

10、3） 接觸器的選擇接觸器的選擇使用電源開關同型交流接觸器。（4） 繼電器的選擇繼電器的選擇創(chuàng)德利 JZC1-44 交流接觸器式中間繼電器 JZC1 四開四閉 電壓 220V。（5） 行程開關的選擇行程開關的選擇 形成開關選擇為紅外線行程開關，型號為 E3JK-LX5M，最遠距離 5 米，電壓 36V，優(yōu)點：高精度、檢測距離遠、防腐蝕、抗光抗干擾。避免與運動機械直接接觸。（6） 熔斷器的選擇熔斷器的選擇由于電動機啟動時候電流會升高到額定電流的 5-7 倍，查閱相關電機型號啟動電流為 Y132S-4 額定電流為 11.6A，Y160M-4 額定電流為 22.6A。Y132S-4 的繼電器的選擇：熔

11、斷器的啟動電流一般為額定電流的 5-7 倍Y132S-4 啟動電流11.6*5=58A。熔斷器選擇為啟動電流的 1/K(K=1.6-2.5)得：熔斷器電流=58/K=36.25-23.2A，所以選擇熔斷器的型號為 NT00C-30A.Y160M-4 的繼電器的選擇：熔斷器的啟動電流一般為額定電流的 5-7 倍Y160M-4 啟動電流22.6*5=113A。熔斷器選擇為啟動電流的 1/K(K=1.6-2.5)得：熔斷器電流=113/K=90.625-45.2A，所以選擇熔斷器的型號為 NT00C-70A.（7） 按鈕的選擇按鈕的選擇按鈕 SB1、按鈕 SB2 按下去后可以復位，所以選擇（LA68

12、C）SB1-TD45E LA68C-TD45E 彈簧復位帶燈按扭?？梢燥@示顯示接通情況。（8） 變壓器的選擇（可選用）變壓器的選擇（可選用） 設計的自動輸送線中運用了紅外限位開關，電壓為 36V，所以需要一個 220V-36V 的變壓器，所以選擇 EI48 10W 雙 18V 交流變壓器 EI 型隔離電源 220V 轉 18V*2 可作 AC36V，變壓器為紅外限位開關供電。（9） 指示燈的選擇（可選用）指示燈的選擇（可選用）指示燈選擇普通 LED 顯示。4-34-3 原理和操作順序說明原理和操作順序說明：按下啟動按鈕 SB1，繼電器 KA 線圈得電并自鎖，自動裝卸線工作；同時，裝料車在原位，

13、PG 指示燈亮；由于繼電器 KA 線圈得電，KA 常開觸點閉合，繼電器 KM1 線圈得電，裝料車加料；同時時間繼電器 KT1 線圈得電，經過 5S 延時，KT1 通電延時常開觸點閉合，時間繼電器 KT2 線圈得電自鎖，時間繼電器 KT2 常閉觸點斷開，KM1 線圈失電，加料結束；1S 延時之后，KT2 通電延時常開觸點閉合，KM2 線圈得電并自鎖，料車上升，KM2常閉觸點斷開；當料車上升到位時，上行程限位開關 SQ1 常閉觸點斷開，KM2 線圈失電解除自鎖；SQ1 常開觸點閉合，時間繼電器 KT3 線圈得電自鎖，經過 1S 延時，KT3 通電延時閉合常開觸點閉合，繼電器 KM3 和時間繼電器

14、KT4 線圈得電，料車開始卸料；延時 10S 之后，KT4 通電延時閉合常開觸點閉合，KM4 線圈得電自鎖，KM4 常閉觸點斷開，KT3 線圈失電，解除自鎖，KT4 線圈和 KM3 線圈失電，卸料結束，料車復位；KM4 常開觸點閉合，KM5 線圈得電自鎖，料車下降；當下降到原位時，原位開關 SQ2 常閉觸點斷開，KM4、KM5 線圈失電，SQ2 常開觸點閉合，原位指示燈亮。若不按下停止按鈕 SB2，則系統(tǒng)重新進入循環(huán)，實現連續(xù)循環(huán)操作；若按下停止按鈕 SB2，KA 線圈失電解除自鎖，機床停止，實現單周裝卸。設計總結設計總結本課程設計是關于自動裝卸線控制系統(tǒng)設計，要求完成采用繼電器繼電器控制。繼

15、電器繼電器控制采用時間繼電器進行延時，由行程開關控制自動循環(huán)。 但是使用繼電器實現邏輯電路的循環(huán)運動比較麻煩，接線多，容易混亂，使用的元器件多，比較容易受外面信號干擾。這次的課程設計對我們而言是對所學課程內容掌握情況的一次自我驗證，對所學內容的綜合應用能力的檢驗，它培養(yǎng)和訓練了我們的電路設計能力，進而提高了我們對學習和實際應用相關專業(yè)知識的興趣。課程設計的目的就是培養(yǎng)我們將所學知識與生活實際相結合的能力，發(fā)散我們的思維，積極的思考生活中的問題。達到學以致用的目的。通過這次課程設計深化了我們對繼電器的認識、了解與運用。強化了我們的理論知識，同時也增強了我們聯系實踐的能力。四、四、 參考文獻參考文

16、獻鄧星中等，機電傳動控制（第四版） ，華中科技大學出版社，2007.7 李正吾、趙文瑜等，新電工手冊（上冊） ，安徽科學技術出版社，2003.4周小群等，簡明電工使用手冊，安徽科學技術出版社，2006.6附錄附錄符號名稱型號規(guī)格數量M1,M3拖動電動機Y160M2-8AU380V,5.5KW,720 r/min2M2拖動電動機Y180L-8AU380V,11KW,730 r/min1QG刀開關DH11AU380V,額定電流 100A1FR1 FR3熱繼電器LR1-D16321整定電流范圍 1318A2FR2熱繼電器LR1-D40353整定電流范圍 2332A1KM1,KM2,KM3KM4,KM5交流接觸器CJ20-10AU380V,10A,4kW,主觸點 3 對，輔助觸點 2 常開 2 常閉5KA中間繼電器JZ7-22AU380V