自動裝卸線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目： 自動裝卸線控制系統(tǒng)自動裝卸線控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號：號： 2013360103 系系 別：別： 機(jī)電工程系機(jī)電工程系 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 2013 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè) 班班 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 黃廣偉黃廣偉 起止時(shí)間：起止時(shí)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(shè)計(jì)要求1 1-1 控制要求1 1-2 設(shè)計(jì)要求1二、三相交流電動機(jī)選型.2三、自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)運(yùn)動分析.2四、繼電器控制線路設(shè)計(jì).4 4-1

2、 繼電器繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).44-2 控制線路設(shè)計(jì)步驟.54-2-2 設(shè)計(jì)自鎖、連鎖、限位保護(hù)環(huán)節(jié).54-2-3 控制電路設(shè)計(jì).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(shè)計(jì)總結(jié).811 1、 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求1-11-1、控制要求、控制要求設(shè)計(jì)一條自動裝卸料的生產(chǎn)線，電動機(jī) M1 驅(qū)動的裝料機(jī)加料，電動機(jī) M2 驅(qū)動裝料機(jī)升降，電動機(jī) M3 驅(qū)動卸料機(jī)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(shí) 5S，加料結(jié)束。3.延時(shí) 1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時(shí) 1S，料車自動卸料。6.卸料 10S，料

3、車復(fù)位并下降。7.下降到原位，料車自動停止移動。1-21-2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求1) 三臺拖動電機(jī)均為三相異步電動機(jī)，M1 和 M3 功率為 5.5KW，M2 功率為 11kw。2) 控制電路可以手動調(diào)整，到位停車時(shí)采用能耗制動。3) 必須配有短路和過載保護(hù)，可適當(dāng)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(xì)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(shí)現(xiàn)，也可以利用 PLC 結(jié)合繼電器繼電器實(shí)現(xiàn)；2 2、三相交流電動機(jī)選型三相交流電動機(jī)選型3-1設(shè)計(jì)要求三臺拖動電機(jī)均為三相異步電動機(jī)，M1 和 M3 功率為 5.5KW，M2 功率為 11

4、kw。 因?yàn)橥蟿酉到y(tǒng)中一般需要減速器減速，而減速器設(shè)計(jì)中一般選用為 Y 系列三相異步電動機(jī)（ZBK 22007-1988） 。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 M1 和 M3 的機(jī)械功率為 5.5KW，考慮到成本與設(shè)計(jì)要求，故選擇Y 系列（Y132S-4）額定功率為 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1440（r/min）啟動轉(zhuǎn)矩 2.2，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。 M2 的機(jī)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(zhuǎn)速 1460（r/min） ，起動轉(zhuǎn)矩 2.2，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。電機(jī)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)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(jī)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(yùn)動分析運(yùn)動分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制出自動裝卸線的運(yùn)行簡圖圖 2-1自動裝卸線的運(yùn)行簡圖分析料車工作情況，畫出工作流程圖：、根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí) 5S，加料結(jié)束。3.延時(shí) 1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時(shí) 1S，料車自動卸料。6.卸料 10S，料車復(fù)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(guān) SQ1)暫停（1S） 卸料（10S） 料車復(fù)位并下降 （碰到下行程原位開關(guān) SQ2） (按下停止 SB2 按鈕) 圖 2-2 流程圖結(jié)束自動線裝卸是否停止NY開始4 4、繼電器控制線路設(shè)計(jì)、繼電器控制線路設(shè)計(jì)4-14-1 繼電器繼電器繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)繼電器繼電器控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械不可缺少的重要組成部分，它對生產(chǎn)機(jī)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(guān)等組成。它的優(yōu)點(diǎn)是電路圖較直觀形象，結(jié)構(gòu)簡

7、單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)，因此廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床和機(jī)械設(shè)備。它的缺點(diǎn)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(shè)計(jì)步驟控制線路設(shè)計(jì)步驟4 4-2-1-2-1 主電路主電路要求要求KM1 控制電機(jī) M1 正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料機(jī)加料；KM2 控制電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車上升；KM5 控制電機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車下降；KM3 控制電機(jī) M3 正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車卸料；KM4 控制電機(jī) M3 反轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車復(fù)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(shè)計(jì)自鎖、連鎖、限位保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)自鎖、連鎖、限位

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

9、 常閉觸點(diǎn) KM5 與繼電器 KM2 線圈互鎖。3、限位保護(hù)行程開關(guān) SQ1 和 SQ2 分別實(shí)現(xiàn)向上限位和向下原位保護(hù)。4-2-34-2-3 控制電路設(shè)計(jì)控制電路設(shè)計(jì)根據(jù)上述思路設(shè)計(jì)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(guān)的選擇電源開關(guān)的選擇 總電源接入 220V 三廂交流電，所以手動開關(guān)可能出現(xiàn)安全隱患，故選擇交流接觸器開關(guān) CJX2-1210 型交流接觸器開關(guān)。（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(guān)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(guān)的選擇行程開關(guān)的選擇 形成開關(guān)選擇為紅外線行程開關(guān)，型號為 E3JK-LX5M，最遠(yuǎn)距離 5 米，電壓 36V，優(yōu)點(diǎn)：高精度、檢測距離遠(yuǎn)、防腐蝕、抗光抗干擾。避免與運(yùn)動機(jī)械直接接觸。（6） 熔斷器的選擇熔斷器的選擇由于電動機(jī)啟動時(shí)候電流會升高到額定電流的 5-7 倍，查閱相關(guān)電機(jī)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(fù)位，所以選擇（LA68

12、C）SB1-TD45E LA68C-TD45E 彈簧復(fù)位帶燈按扭。可以顯示顯示接通情況。（8） 變壓器的選擇（可選用）變壓器的選擇（可選用） 設(shè)計(jì)的自動輸送線中運(yùn)用了紅外限位開關(guān)，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(zhuǎn) 18V*2 可作 AC36V，變壓器為紅外限位開關(guān)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(shí)，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(diǎn)閉合，繼電器 KM1 線圈得電，裝料車加料；同時(shí)時(shí)間繼電器 KT1 線圈得電，經(jīng)過 5S 延時(shí)，KT1 通電延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器 KT2 線圈得電自鎖，時(shí)間繼電器 KT2 常閉觸點(diǎn)斷開，KM1 線圈失電，加料結(jié)束；1S 延時(shí)之后，KT2 通電延時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，KM2 線圈得電并自鎖，料車上升，KM2常閉觸點(diǎn)斷開；當(dāng)料車上升到位時(shí)，上行程限位開關(guān) SQ1 常閉觸點(diǎn)斷開，KM2 線圈失電解除自鎖；SQ1 常開觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器 KT3 線圈得電自鎖，經(jīng)過 1S 延時(shí)，KT3 通電延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)閉合，繼電器 KM3 和時(shí)間繼電器

14、KT4 線圈得電，料車開始卸料；延時(shí) 10S 之后，KT4 通電延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)閉合，KM4 線圈得電自鎖，KM4 常閉觸點(diǎn)斷開，KT3 線圈失電，解除自鎖，KT4 線圈和 KM3 線圈失電，卸料結(jié)束，料車復(fù)位；KM4 常開觸點(diǎn)閉合，KM5 線圈得電自鎖，料車下降；當(dāng)下降到原位時(shí)，原位開關(guān) SQ2 常閉觸點(diǎn)斷開，KM4、KM5 線圈失電，SQ2 常開觸點(diǎn)閉合，原位指示燈亮。若不按下停止按鈕 SB2，則系統(tǒng)重新進(jìn)入循環(huán)，實(shí)現(xiàn)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(jī)床停止，實(shí)現(xiàn)單周裝卸。設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)本課程設(shè)計(jì)是關(guān)于自動裝卸線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，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(shí)間繼電器進(jìn)行延時(shí)，由行程開關(guān)控制自動循環(huán)。 但是使用繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯電路的循環(huán)運(yùn)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(shè)計(jì)對我們而言是對所學(xué)課程內(nèi)容掌握情況的一次自我驗(yàn)證，對所學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用能力的檢驗(yàn)，它培養(yǎng)和訓(xùn)練了我們的電路設(shè)計(jì)能力，進(jìn)而提高了我們對學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用相關(guān)專業(yè)知識的興趣。課程設(shè)計(jì)的目的就是培養(yǎng)我們將所學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合的能力，發(fā)散我們的思維，積極的思考生活中的問題。達(dá)到學(xué)以致用的目的。通過這次課程設(shè)計(jì)深化了我們對繼電器的認(rèn)識、了解與運(yùn)用。強(qiáng)化了我們的理論知識，同時(shí)也增強(qiáng)了我們聯(lián)系實(shí)踐的能力。四、四、 參考文獻(xiàn)參考文

16、獻(xiàn)鄧星中等，機(jī)電傳動控制（第四版） ，華中科技大學(xué)出版社，2007.7 李正吾、趙文瑜等，新電工手冊（上冊） ，安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2003.4周小群等，簡明電工使用手冊，安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2006.6附錄附錄符號名稱型號規(guī)格數(shù)量M1,M3拖動電動機(jī)Y160M2-8AU380V,5.5KW,720 r/min2M2拖動電動機(jī)Y180L-8AU380V,11KW,730 r/min1QG刀開關(guān)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(diǎn) 3 對，輔助觸點(diǎn) 2 常開 2 常閉5KA中間繼電器JZ7-22AU380V