自動裝卸線控制系統(tǒng)設(shè)計

1、機電傳動控制課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 自動裝卸線控制系統(tǒng) 設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 2013360103 系 別： 機電工程系 專業(yè)班級： 2013機械設(shè)計制造及自動化專業(yè) 班 指導(dǎo)教師： 黃廣偉 起止時間：2016年6月 10 日2016年6月 20 日目 錄一、設(shè)計要求1 1-1控制要求1 1-2設(shè)計要求1二、三相交流電動機選型.2三、自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)運動分析.2四、繼電器控制線路設(shè)計.4 4-1 繼電器繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計.44-2 控制線路設(shè)計步驟.54-2-2 設(shè)計自鎖、連鎖、限位保護環(huán)節(jié).54-2-3 控制電路設(shè)計.54-2-4 電氣元件型號選擇.64-3原理和操作順序說明.

2、7五、設(shè)計總結(jié).81、 設(shè)計要求1-1、控制要求設(shè)計一條自動裝卸料的生產(chǎn)線，電動機M1驅(qū)動的裝料機加料，電動機M2驅(qū)動裝料機升降，電動機M3驅(qū)動卸料機卸料。裝卸線操作過程是：1.料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自動線開始工作。2.加料定時5S，加料結(jié)束。3.延時1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時1S，料車自動卸料。6.卸料10S，料車復(fù)位并下降。7.下降到原位，料車自動停止移動。1-2 設(shè)計要求1) 三臺拖動電機均為三相異步電動機，M1和M3功率為5.5KW，M2功率為11kw。2) 控制電路可以手動調(diào)整，到位停車時采用能耗制動。3) 必須配有短路和過載保護，可適當(dāng)增加

3、降壓啟動。4) 繪制電氣原理圖，手工繪制，用A3圖紙；5）列出元件明細表，可以打印，用A3圖紙。6）控制電路可以用繼電器接觸器器電路實現(xiàn)，也可以利用PLC結(jié)合繼電器繼電器實現(xiàn)；2、三相交流電動機選型3-1設(shè)計要求三臺拖動電機均為三相異步電動機，M1和M3功率為5.5KW，M2功率為11kw。 因為拖動系統(tǒng)中一般需要減速器減速，而減速器設(shè)計中一般選用為Y系列三相異步電動機（ZBK 22007-1988）。 根據(jù)設(shè)計要求M1和M3的機械功率為5.5KW，考慮到成本與設(shè)計要求，故選擇Y系列（Y132S-4）額定功率為5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440（r/min）啟動轉(zhuǎn)矩2.2，額定轉(zhuǎn)矩2.2。 M2的機

4、械功率要求11KW，查表得選擇Y系列的（Y160M-4）額定功率11KW，滿載轉(zhuǎn)速1460（r/min），起動轉(zhuǎn)矩2.2，額定轉(zhuǎn)矩2.2。電機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩M1（Y132S-4）5.5KW1440r/min2.22.2M2（Y160M-4）11KW1460r/min2.22.2M3（Y132s-4）5.5KW1440r/min2.22.2表2-1三相異步電動機選型3、自動裝卸線電氣控制系統(tǒng)運動分析根據(jù)設(shè)計要求繪制出自動裝卸線的運行簡圖圖2-1自動裝卸線的運行簡圖分析料車工作情況，畫出工作流程圖：、根據(jù)設(shè)計要求：裝卸線操作過程是：1.料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動按鈕，自

5、動線開始工作。2.加料定時5S，加料結(jié)束。3.延時1S，料車上升。4.上升到位，自動停止移動。5.延時1S，料車自動卸料。6.卸料10S，料車復(fù)位并下降。7.下降到原位，料車自動停止移動。繪制出流程圖：開始 LED指示燈亮（初始位置） （按下啟動按鈕）裝料（5S） 暫停（1S） （連續(xù)循環(huán)） 料車上升(碰到上行程限位開關(guān)SQ1)暫停（1S） 卸料（10S） 料車復(fù)位并下降N （碰到下行程原位開關(guān)SQ2）是否停止 Y (按下停止SB2按鈕) 結(jié)束自動線裝卸 圖2-2 流程圖4、繼電器控制線路設(shè)計4-1 繼電器繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計繼電器繼電器控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機械不可缺少的重要組成部分，它對生產(chǎn)機械能否

6、正確、可靠的工作起著決定性的作用。繼電器繼電器控制系統(tǒng)主要由繼電器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等組成。它的優(yōu)點是電路圖較直觀形象，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、抗干擾能力強，因此廣泛應(yīng)用于各種機床和機械設(shè)備。它的缺點是采用固定接線形式，通用性和靈活性差，工作頻率低，觸電易損壞，可靠性差。4-2 控制線路設(shè)計步驟4-2-1 主電路要求KM1控制電機M1正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料機加料；KM2控制電機M2正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車上升；KM5控制電機M2反轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車下降；KM3控制電機M3正轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車卸料；KM4控制電機M3反轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝料車復(fù)位。主電路圖如圖3-1所示： 圖3-1 自動裝卸線控制系統(tǒng)主電路圖4-2-2 設(shè)計自

7、鎖、連鎖、限位保護環(huán)節(jié)1、自鎖保護中間繼電器KA的常開觸點KA對自身自鎖保護；時間繼電器KT2的常開觸點KT2對自身自鎖保護；繼電器KM2的常開觸點KM2對自身自鎖保護；繼電器KM4的常開觸點KM4對自身自鎖保護。2、互鎖保護時間繼電器KT2的常閉觸點KT2與繼電器KM1線圈、時間繼電器KT1線圈互鎖；繼電器KM2常閉觸點KM2與繼電器KT2線圈、時間繼電器KM5線圈互鎖；時間繼電器KT4的常閉觸點KT4與時間繼電器KT3線圈互鎖；繼電器KM4常閉觸點KM4與繼電器KM3線圈、時間繼電器KT4線圈互鎖；繼電器KM5常閉觸點KM5與繼電器KM2線圈互鎖。3、限位保護行程開關(guān)SQ1和SQ2分別實現(xiàn)

8、向上限位和向下原位保護。4-2-3 控制電路設(shè)計根據(jù)上述思路設(shè)計控制電路圖如圖3-2所示：圖3-2 控制電路圖4-2-4 電氣元件型號選擇（1） 電源開關(guān)的選擇 總電源接入220V三廂交流電，所以手動開關(guān)可能出現(xiàn)安全隱患，故選擇交流接觸器開關(guān)CJX2-1210型交流接觸器開關(guān)。（2） 熱繼電器的選擇 選擇JR36-20/3D型，熱元件編號10#，熱元件額定電流7.2A，熱元件整定電流范圍4.5-6-7.2A。（3） 接觸器的選擇使用電源開關(guān)同型交流接觸器。（4） 繼電器的選擇創(chuàng)德利JZC1-44交流接觸器式中間繼電器 JZC1 四開四閉 電壓220V。（5） 行程開關(guān)的選擇 形成開關(guān)選擇為紅外

9、線行程開關(guān)，型號為E3JK-LX5M，最遠距離5米，電壓36V，優(yōu)點：高精度、檢測距離遠、防腐蝕、抗光抗干擾。避免與運動機械直接接觸。（6） 熔斷器的選擇由于電動機啟動時候電流會升高到額定電流的5-7倍，查閱相關(guān)電機型號啟動電流為Y132S-4額定電流為11.6A，Y160M-4額定電流為22.6A。Y132S-4的繼電器的選擇：熔斷器的啟動電流一般為額定電流的5-7倍Y132S-4啟動電流11.6*5=58A。熔斷器選擇為啟動電流的1/K(K=1.6-2.5)得：熔斷器電流=58/K=36.25-23.2A，所以選擇熔斷器的型號為NT00C-30A.Y160M-4的繼電器的選擇：熔斷器的啟動

10、電流一般為額定電流的5-7倍Y160M-4啟動電流22.6*5=113A。熔斷器選擇為啟動電流的1/K(K=1.6-2.5)得：熔斷器電流=113/K=90.625-45.2A，所以選擇熔斷器的型號為NT00C-70A.（7） 按鈕的選擇按鈕SB1、按鈕SB2按下去后可以復(fù)位，所以選擇（LA68C）SB1-TD45E LA68C-TD45E 彈簧復(fù)位帶燈按扭。可以顯示顯示接通情況。（8） 變壓器的選擇（可選用） 設(shè)計的自動輸送線中運用了紅外限位開關(guān)，電壓為36V，所以需要一個220V-36V的變壓器，所以選擇EI48 10W雙18V交流變壓器EI型隔離電源 220V轉(zhuǎn)18V*2 可作AC36V

11、，變壓器為紅外限位開關(guān)供電。（9） 指示燈的選擇（可選用）指示燈選擇普通LED顯示。4-3原理和操作順序說明：按下啟動按鈕SB1，繼電器KA線圈得電并自鎖，自動裝卸線工作；同時，裝料車在原位，PG指示燈亮；由于繼電器KA線圈得電，KA常開觸點閉合，繼電器KM1線圈得電，裝料車加料；同時時間繼電器KT1線圈得電，經(jīng)過5S延時，KT1通電延時常開觸點閉合，時間繼電器KT2線圈得電自鎖，時間繼電器KT2常閉觸點斷開，KM1線圈失電，加料結(jié)束；1S延時之后，KT2通電延時常開觸點閉合，KM2線圈得電并自鎖，料車上升，KM2常閉觸點斷開；當(dāng)料車上升到位時，上行程限位開關(guān)SQ1常閉觸點斷開，KM2線圈失電

12、解除自鎖；SQ1常開觸點閉合，時間繼電器KT3線圈得電自鎖，經(jīng)過1S延時，KT3通電延時閉合常開觸點閉合，繼電器KM3和時間繼電器KT4線圈得電，料車開始卸料；延時10S之后，KT4通電延時閉合常開觸點閉合，KM4線圈得電自鎖，KM4常閉觸點斷開，KT3線圈失電，解除自鎖，KT4線圈和KM3線圈失電，卸料結(jié)束，料車復(fù)位；KM4常開觸點閉合，KM5線圈得電自鎖，料車下降；當(dāng)下降到原位時，原位開關(guān)SQ2常閉觸點斷開，KM4、KM5線圈失電，SQ2常開觸點閉合，原位指示燈亮。若不按下停止按鈕SB2，則系統(tǒng)重新進入循環(huán)，實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)操作；若按下停止按鈕SB2，KA線圈失電解除自鎖，機床停止，實現(xiàn)單周裝

13、卸。設(shè)計總結(jié)本課程設(shè)計是關(guān)于自動裝卸線控制系統(tǒng)設(shè)計，要求完成采用繼電器繼電器控制。繼電器繼電器控制采用時間繼電器進行延時，由行程開關(guān)控制自動循環(huán)。 但是使用繼電器實現(xiàn)邏輯電路的循環(huán)運動比較麻煩，接線多，容易混亂，使用的元器件多，比較容易受外面信號干擾。這次的課程設(shè)計對我們而言是對所學(xué)課程內(nèi)容掌握情況的一次自我驗證，對所學(xué)內(nèi)容的綜合應(yīng)用能力的檢驗，它培養(yǎng)和訓(xùn)練了我們的電路設(shè)計能力，進而提高了我們對學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用相關(guān)專業(yè)知識的興趣。課程設(shè)計的目的就是培養(yǎng)我們將所學(xué)知識與生活實際相結(jié)合的能力，發(fā)散我們的思維，積極的思考生活中的問題。達到學(xué)以致用的目的。通過這次課程設(shè)計深化了我們對繼電器的認(rèn)識、了解與

14、運用。強化了我們的理論知識，同時也增強了我們聯(lián)系實踐的能力。四、 參考文獻鄧星中等，機電傳動控制（第四版），華中科技大學(xué)出版社，2007.7 李正吾、趙文瑜等，新電工手冊（上冊），安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2003.4周小群等，簡明電工使用手冊，安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2006.6附錄符號名稱型號規(guī)格數(shù)量M1,M3拖動電動機Y160M2-8AU380V,5.5KW,720 r/min2M2拖動電動機Y180L-8AU380V,11KW,730 r/min1QG刀開關(guān)DH11AU380V,額定電流100A1FR1 FR3熱繼電器LR1-D16321整定電流范圍1318A2FR2熱繼電器LR1-D40353整定電流范圍2332A1KM1,KM2,KM3KM4,KM5交流接觸器CJ20-10AU380V,10A,4kW,主觸點3對，輔助觸點2常開2常閉5KA中間繼電器JZ7-22AU380V,吸引線圈電壓24V，觸點2常開2常閉1