電氣控制設(shè)計(jì)

第一節(jié)課程設(shè)計(jì)的目的、要求、任務(wù)及方法課程設(shè)計(jì)的目的了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；培養(yǎng)查閱圖書(shū)資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書(shū)的能力；工程繪圖的能力；書(shū)寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。設(shè)計(jì)要求

1）合理確定各階段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時(shí)間。2)應(yīng)主動(dòng)提出問(wèn)題，要廣泛討論，依據(jù)充分。要多思考。3)所有電氣圖樣的繪制必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。4)說(shuō)明書(shū)要求文字通順、簡(jiǎn)練，字跡端正、整潔。5)應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成所有的設(shè)計(jì)任務(wù)。6)應(yīng)對(duì)自己的設(shè)計(jì)線(xiàn)路進(jìn)行試驗(yàn)論證，考慮進(jìn)一步改進(jìn)的可能性。設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1)設(shè)備的名稱(chēng)、用途、基本結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理以及工藝過(guò)程的簡(jiǎn)要介紹。

2)拖動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、各動(dòng)作要求和控制要求。

3)聯(lián)鎖、保護(hù)要求。

4)照明、指示、報(bào)警等輔助要求。

5)應(yīng)繪制的圖樣。

6)說(shuō)明書(shū)要求。

設(shè)計(jì)方法

原理圖設(shè)計(jì)的步驟

1)根據(jù)要求擬定設(shè)計(jì)任務(wù)。

2)根據(jù)拖動(dòng)要求設(shè)計(jì)主電路。

3)根據(jù)主電路的控制要求設(shè)計(jì)控制回路。

4)根據(jù)照明、指示、報(bào)警等要求沒(méi)計(jì)輔助電路。

5)總體檢查、修改、補(bǔ)充及完善。

6)進(jìn)行必要的參數(shù)計(jì)算。

7)正確、合理地選擇各電器元器件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。

8)繪制電氣原理線(xiàn)路圖，對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。工藝設(shè)計(jì)步驟

劃分電器組件，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和接線(xiàn)圖。2)繪制每一組件的元件布置圖（如電器安裝板、控制面板、電源等）。3)繪制組件接線(xiàn)圖，統(tǒng)計(jì)組件進(jìn)出線(xiàn)的數(shù)量、編號(hào)以及各組件間的連接方式。4)繪制并修改工藝設(shè)計(jì)草圖，繪制工程圖。編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū)。

小型SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

第二節(jié)小型SBR廢水處理PLC電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)SBR廢水處理工藝的技術(shù)要求

目的：SBR廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢(shì)菌技術(shù)達(dá)到節(jié)約水資源的目的。特點(diǎn)

：設(shè)備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少。系統(tǒng)組成：污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門(mén)和電磁閥等，圖如下：

污水處理的兩個(gè)階段：污水處理的第一階段：當(dāng)污水池中的水位處于低水位或無(wú)水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)閥會(huì)自動(dòng)開(kāi)起納入污水。相反，電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態(tài)。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、平衡菌群的pH值并對(duì)污染物進(jìn)行高效除污，即好氧處理過(guò)程。SBR廢水處理系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備

SBR中動(dòng)力設(shè)備均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和電磁閥（AC220V選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵LS50-10-A，揚(yáng)程10m，流量29m3/h，1kW。2#清水泵：立式離心泵LS40-32.1，揚(yáng)程30m，流量16m3/h，3kW。曝氣羅茨風(fēng)機(jī)：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。電動(dòng)閥：閥體D97A1X5-10ZB-125mm，電動(dòng)裝置LQ20-1，AC380V，60W。SBR廢水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

PLC為系統(tǒng)的控制核心;可執(zhí)行手動(dòng)/自動(dòng)兩種方式;電動(dòng)閥上電動(dòng)機(jī)為正、反轉(zhuǎn)雙向運(yùn)行;接地應(yīng)滿(mǎn)足要求;必要的保護(hù)措施;繪制電氣原理圖;選擇電器元件編制元器件目錄表;繪制接線(xiàn)圖;電控柜布置圖和配線(xiàn)圖;控制面板布置圖和配線(xiàn)圖等;采用梯形圖或指令表編制PLC控制程序;SBR廢水處理電氣控制原理圖設(shè)計(jì)1.主電路設(shè)計(jì)

1)交流接觸器KM1、KM2、KM3分別控制1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3；交流接觸器KM4、KM5控制電動(dòng)閥電動(dòng)機(jī)M4.2)電動(dòng)機(jī)M1、2、3、4由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。3)QF為電源總開(kāi)關(guān)。4)熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。FU5、FU6分別完成交流控制回路和PLC控制回路的短路保護(hù)。2.交流控制電路設(shè)計(jì)（右圖）1)控制電路有電源指示HL。2)隔離變壓器TC的選用標(biāo)準(zhǔn)型、變比1：1、容量100VA隔離變壓器。3)1#清水泵M1、2#清水泵M2、曝氣風(fēng)機(jī)M3分別有運(yùn)行指示燈HL1、HL2、HL3。4)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4的過(guò)載保護(hù)，分別由4個(gè)熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4實(shí)現(xiàn)，KA1將220V交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流24V信號(hào)送入PLC完成過(guò)載保護(hù)控制功能。5)上水電磁閥YA1和指示燈HL1、排空電磁閥YA2，分別由中間繼電器KA2和KA3觸點(diǎn)控制。3.主要參數(shù)計(jì)算

1)斷路器QF脫扣電流。斷路器過(guò)電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。IQF＝1.7IN=1.7×6A＝10.2A≈10A，選用IQF＝10A的斷路器。2)熔斷器FU熔體額定電流IFU。以曝氣風(fēng)機(jī)為例，IFU≥2IN3)熱繼電器的選擇請(qǐng)參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè)，自行計(jì)算參數(shù)。1)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類(lèi)型，選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。2)

繪制PLC控制電路原理圖(右圖)，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。4.PLC控制電路設(shè)計(jì)

3)KM4和KM5接觸器線(xiàn)圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止誤操作故障。4)PLC輸入回路中，信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接入PLC電源DC24V的（＋）端。5)PLC采用繼電器輸出。6)繪制出最終的電氣原理圖。7)編制原理圖的元器件目錄表。

5.PLC控制程序設(shè)計(jì)1)程序設(shè)計(jì)。2)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試?？蛰d靜態(tài)調(diào)試.3)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試及運(yùn)行。在動(dòng)態(tài)帶負(fù)載狀態(tài)下調(diào)試.SBR廢水處理系統(tǒng)PLC控制程序見(jiàn)書(shū)圖11-6所示。SBR廢水處理系統(tǒng)控制流程圖

SBR廢水處理系統(tǒng)電氣工藝設(shè)計(jì)

按設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)繪制電氣裝置總體配置圖、電器板電器元器件平面圖、控制面板電器平面圖及相關(guān)電氣接線(xiàn)圖。先根據(jù)控制系統(tǒng)要求和電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)，確定電器元器件的總體布局以及電控箱內(nèi)裝配板與控制面板上應(yīng)安裝的電器元件。繪制電控箱電器板元件布置圖、電器面板元件布置圖、電氣接線(xiàn)圖等，如下圖所示：

編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)小結(jié)

1)依據(jù)原理設(shè)計(jì)的過(guò)程，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)包括如下主要內(nèi)容：

①總體設(shè)計(jì)方案的選擇說(shuō)明。②原理電路的設(shè)計(jì)說(shuō)明，各控制要求如何實(shí)現(xiàn)。③主要參數(shù)的計(jì)算，主要元件的選擇及說(shuō)明，編制元件明細(xì)表。④附上原理圖及規(guī)定完成的工藝圖。

2)依據(jù)原理設(shè)計(jì)圖及控制要求編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)包括如下主要內(nèi)容：①本設(shè)備的實(shí)際用途、功能特點(diǎn)。②系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)介。③使用與維護(hù)注意事項(xiàng)。設(shè)計(jì)用參考資料①工廠(chǎng)電氣控制設(shè)備②電氣控制與可編程序控制器③電氣工程手冊(cè)④三菱微型可編程序控制器手冊(cè)⑤工廠(chǎng)常用電氣設(shè)備手冊(cè)⑥其他有關(guān)產(chǎn)品使用手冊(cè)3）繪制電器板（絕緣板、鍍鋅鐵板或架）、控制面板（有機(jī)玻璃板、鋁板或鐵板等）、墊板（有機(jī)械強(qiáng)度的絕緣板或鍍鋅板）等零部件加工圖。4）依據(jù)電器安裝板、控制面板尺寸設(shè)計(jì)電控箱，繪制電控箱安裝圖。第三節(jié)電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)參考選題四層電梯自動(dòng)控制

1．控制要求1)采用PLC構(gòu)成四層簡(jiǎn)易電梯電氣控制系統(tǒng)。包括拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)、上升呼叫按鈕、指示燈、下降呼叫按鈕、行程開(kāi)關(guān)、開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)按鈕、關(guān)門(mén)到位由行程開(kāi)關(guān)、載重超限檢測(cè)壓力繼電器以及故障報(bào)警電鈴。2)呼叫按鈕及電梯內(nèi)按鈕按下，未得到相應(yīng)的響應(yīng)時(shí)，相應(yīng)指示燈一直接通指示。3)電梯運(yùn)行時(shí)，開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)按鈕不起作用，電梯停在各層時(shí)，電梯門(mén)動(dòng)作可由

開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)按鈕控制，也可延時(shí)控制，當(dāng)超重時(shí)，門(mén)不能關(guān)閉，發(fā)出報(bào)警。4)電梯最大運(yùn)行區(qū)間為三層距離，若一次運(yùn)行超過(guò)30s，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。5)檢修時(shí)，電梯停在一層，其他所有動(dòng)作均不相應(yīng)。6)電梯拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制電路有各種常規(guī)電氣保護(hù)，7)相關(guān)參數(shù)：

①拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。②指示燈H：0.25W，DC24V。③電鈴HA：8W，AC220V。④電磁鐵YA：100mA，AC220V。2.設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)控制要求進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，包括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。2)分析電梯所有可能運(yùn)行的方式，并依此編制電梯運(yùn)行PLC控制程序。3)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，內(nèi)容包括：①設(shè)計(jì)過(guò)程和有關(guān)說(shuō)明。②基于PLC的電梯電氣控制系統(tǒng)電路圖。③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。④電器元器件的選擇和有關(guān)計(jì)算。⑤電