接触器继电器控制输送小车系统的优秀课程设计.docx

摘 要本设计关键是介绍工业生产领域常见运料往返小车控制系统,课题关键采取基于继电器-接触器控制来完成本方案设计,控制电路图绘制。系统中关键介绍了控制电路方案选定，电气无件选型，和电路原理图设计，后面介绍其工作过程和关键参考文件。关键词：继电器-接触器控制 正反转控制目 录1 概述11.1 继电器-接触器控制系统概况11.2 继电器和接触器定义和概念11.3 继电器-接触器控制系统优缺点21.4 继电器-接触器控制系统发展形势22 方案设计32.1 控制系统描述32.3 继电器-接触器控制系统设计分析43 元器件选型43.1 三相异步电动机选择43.2 开关选择53.3 熔断器选择63.4 热继电器选择63.6 接触器选择84电路图设计104.1 电路图绘制104.2工作原理 135 设计小结14参考文件15附录 电气原理图161 概述1.1 继电器-接触器控制系统概况电气控制课程是材料成型和控制工程专业专业基础课，是由继电接触器控制系统来实现。它包含控制线路、主电路、照明电路指示灯电路和辅助线路等组成。该系统是由接触器、继电器、保护电器等元件组成，根据一定控制逻辑接线组成控制系统。其工作原理就是采取硬接线逻辑，利用继电器触点串联或并联，及延时继电器滞后动作等组成控制逻辑，从而实现对电动机或其它机械设备起动、停止、正反向、和课题中所包含信号次数决定停哪个站点功效。1.2 继电器和接触器定义和概念接触器：因为接触器含有可控叫大容量，本身活动性质稳定，功效可靠，工作效率高及给够经久耐用等特征不仅被广泛应用在远距离操控高频度接断电路，一级容量较大甚至兼具负荷多种系统物质中，比如多种电热机械装置、电焊机、电动机等，而且因为接触器能够进行自动控制一级齐纳电压情况下释放作业保护型调整，所以，在多种进行远距离自动操控中也被作为一个电磁式自动调控开关进行使用。假如我们将接触器一句本身结构主触头所通电流进行划分能够得到：甲流接触器和直流接触器两种类别，其中前者种类较为多，而且就中国而言现有常见租住设计并以进行投产交流接触器组要有CJ10和CJ20等系列型号。继电器：和接触器工作原理基础相同，不过也有不一样点。因为接触器主触头是能够经过大电流，不过继电器却只许可经过小电流。所以，继电器通常在控制系统中只能应用于控制电路里面进行延时，隔离，遥控检测电路从而实现自动转换调整线路，以此确保安全性甚至以小电流控制大电流等功效。依据工作原理或结构特征可分为：电磁式、固体式、时间继电器、热继电器等。1.3 继电器-接触器控制系统优缺点继电接触器控制法作为一个传统控制方法，含有可靠性高、价格廉价、设计简单等特点。另外，继电器控制线路成本低廉，控制方法直观，操作简单，调整方便，现场人员轻易掌握使用，一直被利用于工业控制各个领域，大大节省了人力物力资源，使得自动化控制变为可能。但它体积较大，控制速度较慢，改变控制功效必需经过改变接线来完成，比较麻烦和困难，适合简单控制。1.4 继电器-接触器控制系统发展形势一直以来，自动化控制系统全部是由继电器-接触器来控制。20世纪60年代PLC诞生，它是一个新型自动化控制装置，所以PLC控制是由继电器接触器控制发展而来。现在伴随PLC技术发展和应用，PLC控制系统逐步替换继电器-接触器控制系统。在实际工作中，怎样选择使用哪种方法？我们就要搞清这个产品要实现功效，另外还有价格成本问题，假如是功效相对简单就没必需使用PLC了，继电器-接触器控制系统已经足够。2 方案设计2.1 控制系统描述本设计控制对象是自动生产线上输送小车电动机，其目标是经过控制电动机正反转来控制输送小车在第一次给信号后小车前进，抵达限位A点后退后，退到O点就停止；小车在取得第二次信号后小车前进，抵达限位B点后退后，退到O点就停止；小车在取得第三次信号后小车前进，抵达限位C点后退后，退到O点就停止；小车在取得第四次信号后小车前进，抵达限位D点后退后，退到O点就停止，第五次信号来时回到第一次状态，从而实现小车运动过程。 图2-1 输送小车运行示意图2.3 继电器-接触器控制系统设计分析依据系统要求，本系统要求含有记忆功效，即每个限位在第一次接通后，本循环没完前不能反复停，这对我们设计提出了很高要求，这里我们采取继电器和行程开关配合来实现本功效。3 元器件选型依据系统控制要求，选择设计所需要电气元器件：3.1 三相异步电动机选择经过对控制要求分析，控制系统选择一台三相异步电动机M。题意要求，本小车电机为3KW,工作电压380V，故电机型号为：Y100L2-4,电动机参数查书得：额定转速为1450r/min，额定电流为6.6A。额定频率：50Hz,电动机定子三相绕组采取Y星连接，封闭式防护安装。三相笼型异步电动机结构图3-1所表示： 图3-1 三相笼型异步电动机结构3.2 开关选择在该系统主电路中，采取小型断路器作为主开关。电动机额定功率为3KW，额定电流为6.6A。用于电动机电路时，小型断路器额定电流通常取电动机额定电流1.5-2.5倍。即小型断路器额定电流范围为9.9-16.5A，则可选择型号为3P C20型小型断路器。外观图图3-2所表示，但其额定电流是C20。 图3-2 三级组合开关3.3 熔断器选择在本系统中，需要熔断器保护关键是保护控制电路，预防控制电路中线圈短路现象发生，其中电流值不大，所以取额定电流为5A熔体。其外观图和内部结构图3-3所表示。图3-3 熔断器外观和内部结构这种熔断器含有结构简单，价格低廉，更换方便等特点。使用时将瓷盖插入瓷座，拔下瓷盖便可更换熔丝。3.4 热继电器选择热继电器关键用作过载保护，最常见于交流电动机过载保护，应依据电动机工作环境、开启情况及负载性质来选择。本系统中电动机长久工作，应根据电动机额定电流来选择。热继电器整定电流应为电动机额定电流0.95-1.05倍。本电动机额定电流为6.6A，能够用整定电流范围为6.27-15.84A,热元件整定电流中间值要等于或稍大于电动机额定电流值，符合要求。则可选择热继电器型号为JR36-20 7-15A。图3-5为热继电器外观图和内部结构图。图3-5 热继电器外观和内部结构热继电器由薄长方形热元件和双金属片组合而成热动元件一级对电路进行操作触点部分组成。热继电器通常和电磁接触器组合使用，电动机一旦有过负载或堵转状态等异常电流经过时，热继电器电热器就被加热，双金属片就产生一定弯曲，和此联动触点机构就产生动作，比如切断电磁接触器操作线圈，预防因异常电流而引发电动机烧损。3.6 接触器选择中国生产交流接触器常见有CJl0，CJl2，CJX1，CJ20等系列及其派生系列产品，CJ0系列及其改型产品已逐步被CJ20、CJX系列产品替换。上述系列产品通常含有三对常开主触点，常开、常闭辅助触点各两对。系统选择接触器要和继电器相配合，电动机额定电流为6.6A，则可选择通用CJ20J-10A系列交流接触器。图3-6为接触器工作原理简图。图3-6 接触器内部结构接触器工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，二者是联动。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。关键电气元件如列表3-1所表示。表3-1 关键电气元件序号代号名称型号规格数量1M三相异步电动机Y100L2-43KW 380V 1460r/min12QS空气开关HZ5-203P 630V 20A13FU熔断器RC1A-5 500V 熔体5A14SB2 SB3开启控制按钮LAY37绿色25SB1停止按钮LAY37红色16FR热继电器JR36-20 7-15A额定电流15A整定电流8A17KM接触器CJ20-10A10A线圈电压110V28TR控制变压器BK-100100VA 220V/ 110V 36V19HL信号灯AD16-22DS36V 红4电路图设计4.1 电路图绘制依据标准，绘制出控制系统电路图： 主电路图和控制电路图图4.1所表示：由三相交流电源A、B、C，断路器QF0，接触器KM1主触点，接触器KM2主触点，热继电器FR热元件，电动机M等组成；控制电路由热继电器FR常闭触点，停止控制按钮SB0，开启控制按钮SB1，开启控制按钮SB2，接触器KM1和KM2自锁触点、互锁触点及线圈，限位开关等组成。4.1.1主电路设计 图4.1.1 小车控制系统主电路4.1.2控制电路设计图4.1.2 小车控制系统控制电路4.2工作原理 下面对控制电路进行分析，闭合总电源开关QF0后，按一下开启按钮SB2，这时因为小车停在原位，所以行程开关ST0是闭合，故经过动断触点STA、STB、STC、STD、KM2等，使接触器KM1接通，于是电机正转，小车前进，当压下行程开关STA时，其动断点断开，于是KM1失电，同时其动合触点使KM2线圈和继电器得电并自锁，于是电机反转退回，当退回到原点时，压下行程开关STO，于是KM2断开,电机停止。第二次按下按钮SB2，这时因为小车停在原位，所以行程开关ST0是闭合，故经过KAa动合触点，经过动断触点STB、STC、STD、KM2等，使接触器KM1接通，于是电机正转，小车前进，当压下行程开关STA时因为动断点被KAa动合触点短接，所以KM1不停，直到压下行程开关STB时其动断点断开，于是KM1失电，同时其动合触点使KM2线圈和继电器KAb得电并自锁，于是电机反转退回，当退回到原点时，压下行程开关STO，于是KM2断开,电机停止。其它几步同理,相同方法可分析。第四次按下按钮SB2，这时因为小车停在原位，所以行程开关ST0是闭合，故经过KAa、KAb、KAc动合触点，经过动断触点STD、KM2等，使接触器KM1接通，于是电机正转，小车前进，前多个行程开关均被对应继电器短接，所以KM1不停，直到压下行程开关STD时其动断点断开，于是KM1失电，同时其动合触点使KM2线圈和继电器KAb得电并自锁，于是电机反转退回，当退回到原点时，压下行程开关STO，于是KM2断开,电机停止。在压下STD时，KAc继电器失电复位，于是电路又回到初始状态，再按SB2时，回到原始位。 5 设计小结为期两个星期课程设计，已经靠近尾声了了。两个星期里，为了按时完成设计要求，天天全部对着一大堆数据和资料。在计算手册上找了又找，反反复复，不停推进确定，即使依旧还可能有很多我所不知道错漏，不过我已经全身心把心思放进去了。最终在最终时间，把元器件选型和电路图设计，和说明书全部一一弄妥。这次课程设计，让我体会到：课程设计是学习阶段一次很难得理论和实际相结合机会，也让我收获良多。经过这次比较完整一个控制系统设计，我摆脱了单纯理论知识学习状态，和实际设计结合锻炼了我综合利用所学基础知识，处理实际问题能力，同时也提升我查阅和利用文件资料能力水平。本论文内容只是对继电器-接触器控制系统在注射机上料输送利用上做了部分简单设计。因为水平有限，在理论描述、资料利用和手册查找等方面难免有不妥、了解不深入和周全之处，恳请各位老师批评指正。参考文件1 马如宏.机电传动控制.西安:西安电子科技大学出版社，2 汪明添，谢忠福.电子元器件(中职版）.北京：北京航空航天大学出版社，3方大千.高低压电器速查推算手册.北京：中国水利水电出版社，4伍宏，聂建飞，刘显芳.电器元件和电工基础技能.广州：广东科技出版社，附录 电气原理图