打包称电气控制系统开发训练设计说明书.doc

打包称电气控制系统开发训练设计说明书
项目3 打包称电气控制系统开发训练
一、打包称工艺概况
1、打包称结构简介

2、执行部件状态
（1）喂料搅笼电动机M1、M2通电，拖动喂料搅龙工作，给秤斗送料。
（2）电磁阀YV1没电，气缸1活塞杆伸出，秤斗门关闭；电磁阀YV1有电，气缸1活塞杆缩回，秤斗门打开；
（3）电磁阀YV2没电，气缸2活塞杆伸出，打包袋松开；电磁阀YV2有电，气缸2活塞杆缩回，打包袋夹紧；
3、执行部件控制
（1）喂料（高、中、低）三种速度：由计算机控制搅龙电动机M1、M2实现。
（2）秤斗门（开、关）：由计算机控制电磁阀，电磁阀控制气缸实现。
（3）夹袋机构（夹紧、松开）：由手动开关控制电磁阀，电磁阀控制气缸实现。
4、技术参数
（1）M1-大喂料搅龙电机 Y802-6   1.1KW 
（2）M2-小喂料搅龙电机 Y802-6   1.1KW 
（3）YV1-电磁阀 SR561-RN35D 通过气缸间接控制称门开、关。
（4）YV2-电磁阀  SR561-RN35D 通过气缸间接控制打包袋夹紧、松开
5、控制规定
  打包称可实现：手动、自动两种控制方式（用扭子开关实现）。 
 (1) 搅笼电动机M1、M2单独启动，控制方式为点动；
 (2)秤斗门开、关为点动；
 (3)打包袋夹紧控制为长动，在秤斗门打开后延时3-4秒打包带松开； 
 (4)打包袋置好信号由行程开关SQ实现；
(5)反馈计算机的打包袋夹紧、门关好信号分别由行程开关SQ1、SQ2实现；
(6)控制面板上有电源显示，手动、自动时有显示；
(7)喂料时、秤斗开门时、打包称夹紧时有显示。
二、主电路、控制电路原理图设计
1、打包称电气柜主电路设计

2、打包称电气柜控制电路设计

◆工作原理：
  主电路：根据控制规定，用接触器KM1、KM2分别控制电动机M1、M2来实现喂料的三种速度打包称的三相电源由QF引入，电动机M1的过载保护由FR1实现，电动机M2的过载保护由FR2实现，信号灯HL1、HL2、HL3作为控制面板上的电源指示。
 控制电路：根据控制规定用扭子开关来实现打包称的手动和自动控制，按钮SB2、 SB1和SB3来分别实现电动机的三速（高、中、低），按钮SB4和电磁阀YV1配合来实现电动机秤斗门的关闭和打开，打包袋置好信号由行程开关SQ和电磁阀YV2与中间继电器KA配合形成自锁来实现，为防止打包袋尚未夹紧就开门放料在控制秤斗门这一支路串联中间继电器KA的常开辅助触头。反馈计算机的打包袋夹紧信号和门关好信号由行程开关SQ1和SQ2实现，使用时间继电器KT来实现在秤斗门打开后延时3-4秒打包袋松开。J01、J02、J03为驱动板上的开关。信号灯HL4、HL5为电动机喂料时的指示（HL4、HL5同时亮为高速喂料；HL4单独亮为中速喂料，HL5单独亮为低速喂料，），信号灯HL6为秤斗开门时的指示，信号灯HL7为打包称袋夹紧时的指示，信号灯HL8、 HL9分别为手动和自动时的指示。
三、元器件的选择
1、断路器（QF、QF1）的选择
（1）QF的选择
电动机的额定功率1.1W 所以I30=1.1×2+0.8+（1.1×2+0.8）=6A
Ipk=(1.7-2.1)Istm+I30(n-1)=7×2.1×3+3=47.1A
Iop(0)=(2-2.5)Ipk=2.5×47.1A=117.8A
Iop(1)=1.1I30=1.1×6=6.6A
查表选DZ20Y-100/3 16A 380V
该型号断路器的瞬动脱扣器电流为
12In=12×16=192A>117.8A 所以满足规定
所以断路器QF选为DZ20Y-100/3 16A 380V
断路器与被保护线路的配合
由于I30=6A查表选导线截面为2.5mm^2 Ial=20A
由于Ial=20A>16A(In)所以满足规定
（2）由于控制电路电流为6A
所以QF1选择：DZ5-10/1 6A 单极 220V 1台
2、交流接触器（KM1、KM2）的选择
I=( PN×10^3)/KUN=1.1×10^3/(1.4×380)=2.1A
查表选CJ20-10 In=10A Un=380V
由于In=10A>2.1A 所以满足规定
所以KM1、KM2选CJ20-10 10A 380V 线圈电压220V 2台
3、热继电器（FR1、FR2）的选择
由于In=3A 查表选JR20-10 In=10A Un=380V
由于In=10A>3A 所以满足规定
所以选FR1,FR2为 JR20-10 10A 380V 2台

4、扭子开关（S）的选择
查表选S:  KN3-2  220V  5A  单刀双掷 1台 
5、时间继电器（KT）的选择 
查表选KT:JS7-1A 额定电压380V，触点额定电流5A，线圈电压220V，延时范围（0.4～60）S 通电延时型，一常开触点 1台  
6、中间继电器(KA)的选择
查表选KA: JZC1-22  2对常开触头 2对常闭触头 220V   5A  1台 
7、电磁阀（YV1、YV2）的选择
查表选 YV1、YV2: SR561-RN35D  220V  5A  2台
8、按钮（SB1、SB2、SB3 、SB4）的选择
1）SB1的选择
SB1为复合按钮又由于SB为点动按钮，所以按钮颜色为绿色。
查表选NP2-EA23 IN=5A  绿色 1个
2）SB2、SB3 、SB4的选择
由于SB2、SB3 、SB4为点动按钮，所以按钮颜色为绿色。
查表选LA19-10 IN=5A  220V  1常开 绿色 3个
9、行程开关(SQ、SQ1、SQ2)的选择
查表选SQ、SQ1、SQ2：YBLX-1/11  220V   5A  3个
10、信号灯（HL1～HL9）的选择
查表选AD11-22/41-7GZ   5A 
HL1、HL2、HL3为电源指示灯 所以选择红色 3个
HL4、HL5为高、中、低速喂料时指示 所以选择红色 2个
HL6、HL7为秤斗开门、袋夹紧时指示 所以选择红色 2个
HL8、HL9为手动与自动的切换指示 所以选择红色 2个

四、控制系统元器件明细表
序号
符号
元件名称
型号
规格
件数
作用
1
QF
低压断路器
DZ20Y-100/3
16A 3极 380V
1
失压、欠压、过载和短路保护
2
QF1
低压断路器
DZ5-10/1
5A 单极 220V
1
失压、欠压、过载和短路保护
3
KM1、KM2
交流接触器
CJ20-10
10A 380V
线圈电压220V
2
失压欠压保护
接通分断电流
4
FR1、FR2
热继电器
JR20-10
380V 10A
2
过载保护
5
S
扭子开关
KN3-2
220V 5A
1
手动自动控制
6
KT
时间继电器
JS7-1A
220V 5A
1
延时
7
KA
中间继电器
JZC1-22
220V 5A
1
增长辅助触头
8
YV1、YV2
电磁阀
SR561-RN35D
220V 5A
2
控制袋夹紧和斗门开关
9
SB1
复合按钮
NP2-EA23
220V 5A 绿色
1
点动按钮
10
SB2、SB3、 SB4、
按钮
LA19-11
220V 5A黑色
3
点动按钮
11
SQ、SQ1、SQ2
行程开关
YBLX-1/11
220V 5A
3
夹袋和反馈信号
12
HL1-HL3
信号灯
AD11-22/41-7GZ
5A 红色
3
电源指示灯
13
HL4、HL5
信号灯
AD11-22/41-7GZ
5A 红色
2
高、中、低速
喂料时指示
14
HL6、HL7
信号灯
AD11-22/41-7GZ
5A 红色
2
秤斗开门、袋
夹紧时指示
15
HL8、HL9
信号灯
AD11-22/41-7GZ
5A 红色
2
手动与自动的
切换指示

五、电气控制系统布置图

◆设计思绪：
安装面板布置图根据主电路的原理图摆放元器件，元件器距离安装面板左沿一律为80mm（为方便接线，底端接线排距左沿为50mm），距离其上沿为50mm。各元器件之间上下距离50mm，左右距离20mm。此外端子排距离下沿和右沿分别为50mm，其中右侧的端子排距离上沿50mm。这样摆放整齐有序，且接线明了方便。元器件排放时应注意各端子之间的连线不能交叉，从电源进线直到电机出线，应一条线下来，所以热继电器与电机之间不能放元件。
控制面板布置图：一方面在布置图中留有布线、接线、维修和调整操作的空间间距，为了电器布置整齐、美观、对称。应当尽量使外形与结构尺寸相同的电器元件安装在一起，便于加工、安装和配线。然后是按照线路的走向来放置电器元件的位置。为了操作方便应当把一些相关的器件放在一起并且尽量美观。

六、电气控制系统接线图

◆设计思绪：
由电气系统控制布置图可知元器件的位置，然后根据电气控制原理图以及所标线号拟定各个元器件中的各个部件的标号，最后根据线号进行连接。考虑到控制柜面板门打开关闭比较频繁，因此安装底板与面板之间元器件的连线通过接线端子来实现，并用软导线；其中，用虚线框表达控制或指示同一电动机的按钮或指示灯。

七、总体方案设计

◆ 设计思绪：
一方面根据原理图，先择所用的元件，再根据所选元件的大小尺寸拟定底板的大小，然后画出相应的底板布置图，根据底板到柜子的距离拟定柜子的大小，再拟定面板的大小，画出面板布置图和接线图，最后画出整体柜子的外关图。
内沿30mm，外沿20mm，这样看起来美观且安装方便。由于安装面板上有一个端子排位于面板右侧，所以整个柜子右侧为轴左右拉开，为了方便在控制面板左侧中间稍上部位安装一个扶手方便开关柜子。此外柜子的厚度根据元器件的厚度综合后整定。