高低位水箱电气控制新版系统.doc

题 目 高低位水箱供水系统电气控制系统设计
学院(部) 电子与控制工程学院
专 业
班 级
学生姓名
学 号

12 月 23 日至 12 月 30 日 共 1 周

指引教师(签字)
系 主 任(签字)

12 月 12 日
\

高低位水箱供水电气控制系统
课程设计阐明书

一、设计内容及规定：
该设计为建筑生活水泵电器控制系统设计，规定以继电器为中心控制单元。要设计出满足规定电气原理图、以及安装布置图、接线图和控制箱设计。其详细控制规定为：
1.高低位水箱均设水位信号器。高位水箱水位达到低位，低位水箱水位达到高位时，水泵起动；高位水箱水位达到高位或低位水箱水位达到低位时，水泵停止。
2.两台水泵分工作泵和备用泵，可以互换，只有一台水泵工作。当工作泵浮现故障时，备用泵自投。水泵功率5.5KW。
3.具备手动、自动工作方式。

4.各种批示及报警。
二、控制系统设计
1、基本设计思路
高低位水箱系统工作原理为：将地下室生活水池水经水泵加压供到各楼屋面不同标高水箱，再经水箱将水供到各个住户用水点。系统设立为给水管道按图施工并在屋面设立好水箱和地下室设好水池，在水箱和水池上设立好水位传感器，若水箱水位都到设计水位，水泵将停止工作，哪个水位局限性控制箱会使指令水泵启动往那个水箱直接供水，远传液位电动阀会自动关闭水位已满水箱。生活水池若低于设计水位，控制箱将自动停止水泵工作，以保护水泵设备。本系统设立为高低位水箱，高位水箱即为顾客水箱，低位水箱相称于地下室生活水池。
依照控制规定（1），系统电路共有主电路、信号电路和控制电路等三某些构成。依照水泵控制规定（1），水泵电动机起动和停止应受高位水箱水位信号器和低位水箱水位信号器发出信号控制。当低位水箱水位为高水位，且高位水箱水位为低水位时发出起泵信号，当低位水箱水位为低水位，或高位水箱水位为高水位时发出停泵信号。
依照控制规定（2），工作泵不能正常运营时，备泵应能自动投入。工作泵与备用泵两者工况转换核心是寻找一种适当转换信号，即能反映工作泵不能正常运营信号。普通状况下，水泵不能正常运营原由于：（1）运营继电器衔铁卡住，触点不能正常吸合;(2) 水泵运营过程中，电动机因过载或线路发生短路等故障而保护停机。这两种停机状况反映在接触器上即是接触器触点机构不能动作其常闭触点处在闭合状态，因而，接触器常闭触点闭合与否反映了电动机工作状况。故可运用接触器常闭触点标记电动机运营状况并作为备泵电动机起泵信号。为了与正常停机相区别，由常闭触点控制备泵起泵信号回路受工作泵起泵信号制约，即备泵自投信号仅在工作泵起泵信号发出后方起作用。为了鉴别工作泵与否是由于故障不能起动，同步为了消除干扰信号影响，备泵自投信号应延时发出。本设计延时时间为10秒。
依照控制规定（3），要有手动及自动工作方式，这两种工作方式转换可通过万能转换开关（LW5系列）来转换。
依照控制规定（4），水泵电动机运营时应有运营批示，备泵自投时也应发出批示，因此一共需要3个批示灯。

三、电气原理图设计
该图为两台泵互为备用，备用泵自动投入控制电路图，其工作原理为：
电源开关QK1、QK2、S均合上，SA为万能转换开关LW5系列，有三档。手柄在中间档时，11和12、19和20两对触头闭合，为手动操作启动按钮，水泵不受水位控制。当SA手柄扳向左面45度时，15和16、7和8、9和10三对触头闭合，1#泵为惯用机组，2#号泵为备用机组。
1．启动：高位水箱水位达到低位且低位水箱水位达到高位时，高位水箱中浮标磁铁下降相应于SL1处，使得SL1常开触点闭合；同步低位水箱中浮标磁铁上升到相应SL4处，使得SL4常开触头闭合。由此水位信号电路中间继电器KA1线圈通电，其常开触头闭合，一对用于自锁，一对通过SA7、8使接触器KM1通电，1#泵水泵起动投入运营，加压送水。当浮标离开时，SL1和SL4断开。
2.停机：当高位水箱水位达到高位时，高位水箱中浮标磁铁使SL2常闭触头断开，，KA1失电，水泵停止运营；或者当低位水箱水位达到低位时，低位水箱中浮标磁铁下降到SL3处，SL3常闭触头断开，KA1失电，水泵停止。
3．报警时：如果1#泵在投入运营时发生过载或者接触器KM1接受信号不动作，时间继电器KT和警铃HA通过SA15、16长时间通电，警铃响，KT延时5-10秒，使中间继电器KA2通电，经SA9、10使接触器KM2通电，2#泵自动投入运营。同步KT和HA失电。
4 、手动时：调节转换开关到手动挡，SA１１、１２合上，SA１９、２０闭合。按动按钮SB１,１＃电动机启动，按动ＳＢ２,１＃电动机停止。按动按钮SB3，2#电动机启动；按动按钮SB4,2#电动机停止。
依照以上原理分析，绘制高低位水箱供水系统电气控制原理图。详细见附录二中图1-1。
四、元器件选取
（1）接触器选取，该电路中接触器选取CJ10-20型号，该型号接触器工作额定电压为380V，该产品具备三对常开主触头，常开、常闭辅助触头各两对，适合普通电动机开关运营。该电路中需要数量为2个。
（2）热继电器选取
电动机在实际运营中，常会遇到过载现象，为避免长时间过载导致电动机损坏，因此应当选用品有断相保护功能热继电器。该电路选取JR16-20/3D型号热继电器。
（3熔断器选取
在电路中，熔断器重要起短路保护。改电路选用AD16—22B/R31型号熔断器，惯用于380V及如下级别电路短路保护。
（4）水位控制器选取
选用干簧管开关水位信号器，高低位水箱均需一种常开触点和常闭触点即可。故选用干簧管开关水位控制器，开关型号为GAK－1A和 GAK－1B，数量为各一种。
（5）开关选取
该电路有各种开关，因而选取万能转换开关。 惯用万能转换开关有LW5和LW6系列。本电路选用LW5系列，可控制5.5KW及如下小容量电动机。
尚有各种按钮、批示灯、报警铃、中间继电器、三相电源开关、时间继电器等选型，详细见附录一。
五、外部安装接线设计
在本电气控制系统中，为安装和维护以便，各接线端子应编号，规则见GB4026《电气接线端子辨认和用字母数字符号标志接线端子通则》。详细图示见附录中图1-3。
六、电气控制箱设计
依照安装接线图布置，可以计算出电气控制箱基本尺寸。本设计采用长1000mm、宽800mm、高360mm控制柜。面板设计为从上到下，依次是信号灯、按钮、转换开关。面板设计力求简洁易于操作。详细图示见附录中图1-2。
七、附录
附录一 元器件明细表
序号
代号
名称
型号
数量
1
KM1、KM2
接触器
CJ10-20
2
2
FR1、FR2
热继电器
JR16-20/3D
2
3
HLR1、HLR2、HLR3
批示灯
ZSQ3
4
4
HA
警铃
LA16J-V
1
5
QK1、QK2
三相电源开关
1-HY13 AC380V
2
6
KA1、KA2
中间继电器
HH54P
2
7
SL1-SL2、
干簧管水位控制器开关
GAK－1A
１
8
SL3-SL4
干簧管水位控制器
GSK－1B
１
9
KT
时间继电器
ST3P-120S AC220V
1
10
SA
转换开关
LW5-15D040112
1
11
SB1、SB3
按钮
LY3-11/Ｇ
2
12
SB2、SB4
按钮
LY3-11/R
2
13
FU1、FU2、FU3
熔断器
AD16—22B/R31
3

附录二 图纸目录表
序号
图号
图名
尺寸
1
1-1
主电路图
A4
2
1-2
外部接线图
A4
3
1-3
元器件布置安装图
A4

八、课程设计心得和体会
在本次课程设计，通过查阅大量资料，认真阅读课本，自己理解到本次课程设计原理和设计基本思路，学会了如何应用电气控制系统到咱们寻常生活中。

本次课程设计题目是——水箱供水系统电气控制系统，这是电气控制技术这门课程中一种典型实例。该电气控制系统设计中用到了本门课程中学习到几乎所有电气元件，并综合运用了电气控制起、保、停控制环节，电动与长动控制环节，联锁与互锁等基本环节。
在本次课程设计中，自己遇到了某些问题和困难。例如说在电路原理图和电气安装接线图中，自己开始毫无头绪，通过查找大量资料，并认真按设计环节执行时，克服了这个困难。在电气产品选取上，要结合实际需要，选取适当型号和规格。
通过课程设计，加深了自己对本门课程结识，让自己学到了如何运用所学电气控制技术知识，做到学以致用。

九、参照文献
1． 建筑电气控制技术 王俭 建筑工业出版社
2．建筑电气控制技术 马小军 机械工业出版社