1、电气控制技术综合实验报告电气控制技术综 合 实 验 任 务 书B题 目 装配生产线电气控制系统设计与调试 学院(部) 电控学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 12 月 22 日至 1 月 2 日 共 2 周指导教师(签字) 系 主 任(签字) 2014年 1 月 2 日一、设计目的1二、设计要求1三、系统设计2四、工作原理3五、元器件的选择3六、操作使用说明5七、主要参考资料6附录1 指令语句表7附录2 I/O分配表8附录3 元件明细表9附录4 电气原理图 10附录5 安装接线图 11附录6 元件布置图 12附录7 梯形图 13一、设计目的通过对电气控制系统的设计，掌握
2、电气控制系统设计的一般方法，能够设计出满足控制要求的电气原理图，安装布置图、接线图和控制箱的设计，并进展模拟调试。具有电气控制系统工程设计的初步能力。二、设计要求根据系统的控制要求，采用PLC为中心控制单元，设计出满足控制要求的控制系统并进展联机调试。设计原始资料：1、装配生产线有5个工位，分别由5台电动机控制。M1、M2功率为3KW，M3、M4、M5功率为5.5KW。2、自动状态：系统起动后，每隔10秒电动机按先后顺序起停。即按下起动按钮，10s后M1起动；20s后M1停机，M2起动；30s后M2停机，M3起动，依次类推，完成一个循环。3、半自动状态：按起动按钮，M1起动；再按同一按钮，M1
3、停机，M2起动，依此类推，完成一个循环。4、手动状态：各台电机没有联锁，分别用按钮对电动机实现起停控制。5、任何一台电动机出现故障，全部停顿运行。6、各种指示及报警。三、系统设计 1、主电路的设计主电路图见 附录4图中的M1、M2、M3、M4、M5为装配生产线上的电动机，由于M1、M2电动机的功率是3KW，M3、M4、M5电动机的功率为5.5KW，所以五台电动机都采用直接启动方式，各台电动机分别使用一个接触器控制，各电动机分别由热继电器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5提供过载保护，各自通过自锁实现失压保护。2、控制电路的设计按照课题要求设计控制电路，根据控制电路梯形图梯形图见 附录7，写
4、出指令系统程序指令见 附录1，可统计出现场输入信号共13个，输出信号共9个，应选用华光SH-64型PLC，此型号具有32个输入点和32个输出点，满足设计需要。根据输入输出的对应关系作出I/O分配表。 I/O分配表见 附录2 PLC根据I/O分配关系和华光SH-64的端子排列位置进展相应的接线，画出PLC外部接线图PLC外部接线图见 附录4，图中各接触器采用220V电源，信号指示及报警指示灯与接触器共用220V电源。3、控制柜的设计根据元件明细表元件明细表见 附录3中各元件的型号尺寸，设计控制柜的尺寸为：800mm600mm。控制柜内部接线图和面板布置图见 附录6根据 附录4 电气原理图中的主电
5、路和控制电路原理图和其中标注的线号，用相对编号法画出电气元件接线图。接线图见 附录5四、工作原理上述设计的电路可以满足设计要求，实现三种工作模式：自动状态、半自动状态、手动状态的运行。具体参考附录1电气原理图和梯形图梯形图见附录7自动状态的实现选用了6个时间继电器，依次得电并分别控制一个电动机的动作，相邻两个时间继电器的触点运用电气互锁实现电动机的依次起停，由此实现5台电动机的后顺序起停；半自动状态的实现选用了移位存放器，采用一个按钮开关作为移位存放器的输入脉冲，同时也作为半自动状态的运行开关，每当有一个脉冲输入，移位存放器移位一次，此时当前电动机启动，前一电动机停顿运行，以此实现半自动状态；
6、手动状态时每台电动机的起停那么分别使用两个按钮开关来控制，每台电动机的两个开关之间互不干扰，分别控制对应电动机的起动和停机。三种工作状态之间设计了电气互锁，以保证在一种状态工作上，其他工作状态的按钮开关不会干扰。 五、元器件的选择根据设计要求可知，电动机M1、M2功率为3KW，电动机M3、M4、M5功率是5.5KW，在本系统中采用功率因数为0.9，通过计算可得：电动机M1、M2正常工作的电流为I=3000/3*380*0.9=5.1A电动机M3、M4、M5电动机正常工作的电流为I=5500/3*380*0.9=9.3A1、低压断路器的选择因为M1、M2电机的额定电流为6A，额定电压为380V，
7、用作电动机的短路保护时，瞬动脱扣器的整定电流Idz=1.01.2Ie=1.01.2X5=56A因此在电动机M1、M2的支路上选用 DZX7-2514型低压断路器。因为M3、M4、M5电机的额定电流约为10A，额定电压为380V，用作电动机的短路保护时，瞬动脱扣器的整定电流Idz=1.01.2Ie=1.01.2X10=1012A故在电动机M3、M4、M5的支路上选用DZX7-2520型低压断路器。对于华光PLC上两个低压断路器选用DZX7-2514型低压断路器。2、热继电器的选择因为电动机M1、M2的额定电流约为6A，应选用的热继电器的型号为LR1-D09312，热元件的整定电流范围是5.58.
8、0A，380V功率为3KW。因为电动机M3、M4、M5的额定电流约为10A，应选用的热继电器的型号为LR1-D12，热元件的整定电流范围是1013A，380V功率为5.5KW。3、接触器的选择因为电动机M1、M2额定功率为3KW，电动机M3、M4、M5额定功率为5.5KW，系统采用三相电供电，所以系统的电压为380V,接触器的额定电流分别为为6A、10A。接触器线圈的额定电压为220V，故所选接触器的型号分别为LC1-D12、LC1-D25。4、指示灯的选择在控制电路上，给指示灯供电电压为220V。应选择指示灯类型为：XDY1-B/41 颜色：红色 额定电压为220V。5、控制柜的选择根据所选
9、元件的尺寸设计控制柜，设计规格为长800mm,宽600mm,厚度220mm。六、操作使用说明在保证系统电源已经接通的情况下，三种工作模式的控制方法如下：1、按下SB1按钮，系统运行自动状态，同时指示灯HL1亮。2、按下SB2按钮，系统处于半自动状态，同时指示灯HL2亮。3、按下SB3按钮，电动机M1起动，按下SB8按钮，电动机M1停顿。指示灯HL3亮，表示处于手动状态。按下SB4按钮，电动机M2起动，按下SB9按钮，电动机M2停顿。按下SB5按钮，电动机M3起动，按下SB10按钮，电动机M3停顿。按下SB6按钮，电动机M4起动，按下SB11按钮，电动机M4停顿。按下SB7按钮，电动机M5起动，
10、按下SB12按钮，电动机M5停顿。4、有故障时，使用SB13按钮模拟热继电器的功能，按下SB13，指示灯HL4亮及警铃HA响起，表示电动机过载或出故障。七、主要参考资料1建筑电气控制技术 马小军 机械工业出版社2. 建筑电气控制技术 王俭 建筑工业出版社3各种电器元件产品样本附录1 指令语句表 LDI0ORT0ORM103LDI2ANDNQ6ORM100ORI5ANDNI7ANDNQ7ORI2ANDNM104LDI3SETM0ANDNM101ANDNI14ANDNI10LDM0ANDNI14OUTQ3LDI4TMR T0 K100OUTQOLDQ4ANDNI11LDT0LDQ1ANDNI13L
11、DI5TMR T1 K100ANDNI10ORT4ANDNI12LDT1ORT1ORM104LDI6TMR T2 K100ORM101ORI6ORQ7LDT2ORI3ANDNM105ANDNI13TMR T3 K100ANDNM102ANDNI14OR LDLDT3ANDNI14OUTQ4OR LDTMR T4 K100OUTQ1LDI0OR LDLDT4LDQ2ORQ5OR LDTMR T5 K100ANDNI11ANDNQ6LDI14LDT5ORT2ANDNQ7ORQ10RSTMOORM102ANDNI14OUTQ10LDNQ5ORI4OUTQ5ENDANDNQ7ANDNM103LDI1L
12、DT5ANDNI14ORQ6LDM105OUTQ2ANDNQ5SR M100 M107LDQ3ANDNQ7LDQ0ANDNI12ANDNQ14ANDNI7ORT3OUTQ6附录2 I/O分配表输入输出按钮SB1I0接触器KM1Q0按钮SB2I1接触器KM2Q1按钮SB3I2 接触器KM3Q2按钮SB4I3接触器KM4Q3按钮SB5I4接触器KM5Q4按钮SB6I5指示灯HLQ5按钮SB7I6指示灯HLQ6按钮SB8I7指示灯HLQ7按钮SB9I10指示灯HLQ10按钮SB10I11警铃HAQ10按钮SB11I12按钮SB12I13按钮SB13I14 附录3 元件明细表序号名称型号数目1可编程控制器华光SH-6412低压断路器DZX7-25144DZX7-252033热继电器LR1-D093122LR1-D1234信号指示灯XDY1-B/4145接触器LC1-D122LC1-D2536按钮LAY3-10M3.11137警铃JX0900004218接线端子排JDX1-201
