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1、皮带运输机电气控制系统设计任务书一、设计目的通过对皮带运输机电气控制系统设计，使学生初步掌握电气控制系统的设计方 法，以及电气常用元器件的选型；使学生初步具有控制系统主电路、控制电路的 分析和设计方法；同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法，为今后走上工作 岗位应用电气控制基本理论知识奠定良好的基础。二、原始资料某建筑工地采用皮带运输机运送沙料，其工作示意图由下图所示：1)起动时，顺序为3#、2#、1#电动机，并要有一定的时间间隔，以免沙 料在皮带上堆积，造成后面的皮带重载起动(2) 电动机的停车顺序为1 #、2#、3 #，且应有一定的时间间隔，以保 证停车后皮带上不残存沙料(3) 无论哪台电
2、动机过载，所有电动机必须按顺序停车，以免造成沙料堆积(4) 线路应有失压、过载、短路等保护环节三、设计主要内容1、设计主电路2、设计基本控制电路3、设计保护环节，完善控制线路4、对线路工作原理进行分析，最后审查确定线路的可靠性5、完成器件选型摘要:皮带运输机被广泛应用在港口、电厂等生产线 ，在生产中发挥着越来越重 要的作用.本次设计的皮带运输机基于改善常规生产中出现的种种状况,通过改 进设计将生产要求的安全、可靠、稳定等技术指标进一步提高.皮带运输机核心 部分的控制线路设计尤显重要,对实现皮带运输机的启动、调速、反转和制动等 进行性能控制;实现对拖动系统的保护;满足生产工艺要求;实现生产过程自
3、动化. 在完成设计的过程中一直立足于:设计简单,设计、安装、调整、维修方便,价格 低廉,运行可靠.为完善设计和提高设计效率,除了建立必要的数据、符号、标准 元件库外，另采用了CAD、PLC等相关分析和计算软件对控制线路、电动机的设计 和选择上,通过反复比较和讨论以求获得最优方案. 关键词：电气控制系统；主电路；控制线路；保护电路Abstract：Belt conveyor is widely used in port and power plant generating line，in the production plays an increasingly important role. T
4、his belt conveyor design based on the improvement in the conventional production in the various conditions by improving the design requirements of the production will be safe, reliable, stability, and technical indicators have improved further. core part of the belt conveyor control circuit design i
5、s particularly important for achieving the belt conveyor, the start of speed, braking and reverse control, etc. Performance ; to achieve the protection of the drive system; meet production process requirements; production process automation. to complete the design process has been based on: simple d
6、esign, design, installation, adjustment and maintenance convenience, low prices, reliable operation. for the perfect design and improving the design efficiency, in addition to the establishment of the necessary data, symbols, the standard component library, another by the CAD, PLC, and other related
7、 analysis and calculation software. control lines, motor design and selection, and through repeated comparisons to be discussed Optimal programme. Key words：electric control system；main circuit；control circuit; protection circuit一）设计对象分析根据设计题目，我们所要设计的皮带运输机电气控制系统应满足以下要求：1、“电动机的起动顺序为3# 、2# 、1#，并且有一定的时
8、间间隔，以免沙 料在皮带上堆积，造成后面的皮带重载起动”。我们可以利用按扭自锁、继电器 触点等控制电动机的启停，使用时间继电器控制一定的时间间隔，让电动机按先 后顺序启动。2、“电动机的停车顺序为1 # 、2# 、 3 #，且应有一定的时间间隔，以 保证停车后皮带上不残存沙料”。由于停止顺序与开始顺序要求相反，所以我们 同样可以通过时间继电器来控制，只是时间继电器的控制顺序相反而已。3、“无论哪台电动机过载，所有电动机必须按顺序停车，以免造成沙料堆积。 为了达到此目的我们将FR1, FR2, FR3三个过载保护器件与开关串联在一条线路 上，无论哪台电动机过载，都可使得相当于开关断开，达到按照预
9、先安排的1#， 2#,3#的电机顺序停止。4、“线路应有失压、过载、短路等保护环节。”我们用熔断器实现短路保护； 热继电器FR实现过载保护；而失压保护是指电动机自动的保护，我们利用电压 继电器实现失压保护,即自锁控制。总而言之，我们根据题目的要求，选取相对应的器件，手动或自动地接通或 断开电路，断续或连接地改变电路参数，一实现该电路的切换，控制，保护，检 测，变换和调节。（二）系统程序流程图根据对设计题目的分析,我们得出该系统的运行方式：按下启动按钮后，电动机M3最先启动，经过一定时间的延时后，电动机M2启动，再过一定时间，电 动机电动机Ml启动，系统启动完毕，在正常运行情况下，电动机的停车顺
10、序为 M1、M2、M3,且应有一定的时间间隔，以保证停车后皮带上不残存沙料。在运行 过程中若发生异常情况，如过载等，系统立刻按Ml、M2、M3的顺序停车，以保 证系统的安全。具体的流程图如下图所示：系统运行流程图三）、本文所用的电气图符号说明如下：1、图形符号根据GB4728电器图用图形符号2、文字符号根据 GB7159-87 的规定，文字符号分为基本文字符号（单字母或双字母）、 辅助文字符号和附加文字符号。（1）、基本文字符号 单字母符号：按拉丁字母将各种电器设备装置和元器件划分为 23 大类，每一类用一个专用单字母符号表示。如：“T”表示变压器；“K”表示继电器、接触器；“R”表示电阻器。
11、 双字母符号：由一个表示种类的单字母和另一个按有关电器术语国家标准或 专业标准中规定的英文术语缩写而成的字母组成。如：“KT”表示是继电器，其中“K”表示继电器、“T”表示时间；TA电 流互感器；TV电压互感器；TC控制变压器；TM电力变压器。（2）、辅助文字符号 表示电器设备、装置和元器件及线路的功能、状态、特征。（3）、补充文字符号的原则3、接线端子标记接线端子用字母数字符号标记三相交流电源引入线：LI、L2、L3、N、PE直流电源正、负、中间线：L+、L-、M三相动力电器引出线：U、V、W三相感应电动机绕组首端：U、V、W111三相感应电动机绕组尾端：U、V、W222三相感应电动机绕组中
12、间抽头：U、V、W333对于数台电动机，在字母前冠以数字来区别：M11U、IV、1W； M22U、2V、2W控制电路各线号采用数字标志(四)具体设计1、主电路设计(1)全压启动主电路图1全压启动主电路电路说明：在图1所示的电气线路的主电路中，主拖动电动机M、M、M电路分别123由KM、KM、KM的主触点和隔离开关QS、熔断器FU、热继电器FR的热元123件组成，属于全压启动方式。（2）降压启动主电路在电动机起动工程中，常在三相定子电路中串接电阻（电抗）来降低定子绕 组上的电压，使电动机在降低了的电压下起动，以达到限制起动电流的目的。旦电动机转速接近额定值时，切除串联电阻（电抗），使电动机进入全
13、电压正常 运行。这种线路的设计思想，通常都是采用时间原则按时切除起动时串入的电阻（电抗），以完成起动过程。在具体线路中可采用人工手动控制或时间继电器自 动控制来加以实现。具体线路如图4所示。图4自动运行控制电路上图仅仅是对主电路中其中一个电机的降压控制电路。其他两个电机的降压 启动电路与上同，为了控制电路清晰明了而没有将该电路加到主控制电路 图6、图7中。A、手动控制运行方式图3为手动控制线路。其工作原理为：闭合电源开关QS；按起动按钮SB :2接触器KM线圈得电,主触点KM闭合，电动机M串入电阻R起动,接触器KM1 111 1 的常开辅助触点闭合自锁，即使释放SB，电动机仍然为降压起动运行状
14、态。当2电动机转速接近额定值时，再按SB :接触器KM得电，其常开辅助触点闭合自34锁，常开主触点闭合，切除电阻R，使电动机进入正常全压运行，即降压起动过 程结束。按停止按钮SB :接触器KM、KM失电，电动机M停止运行。1141B、自动控制运行方式在上诉手动控制线路中，短接电阻的时间要由操作者估计，不容易掌握。如 果把时间估计得过长，起动过程变慢，影响劳动生产率；如果把时间估计得太短， 过早按下 SB ，将会引起过大的换接冲击电流，导致电压波动。因此，在生产设3 备上采用时间继电器来自动切除电阻。时间继电器的延时可以较为准确的整定。 整定动作时间就是电动机降压起动时间，不会出现过大的换接冲击
15、电流，操作方 便，但需多用一个时间继电器。串电阻降压起动自动控制线路如图 4 所示。线路工作原理：按起动按钮SB :接触器KM线圈得电，KM的常开辅助触点闭合自锁，常2 1 1开主触点闭合，电动机M串入电阻R起动。在按下SB的同时，时间继电器KT1 1 2 4 线圈也得电。经一定延时，其常开触点闭合，接触器 KM 得电， KM 得主触点44闭合，短接电阻R，使电动机进入全电压下运行，降压起动过程结束。按停止按1钮SB :切断KM、KM及KT线圈电源电路，使电动机停转。这时主电路和控1 1 4 4 制电路都恢复了常态，为下次降压起动作好了准备。串电阻降压起动的优点是控制线路结构简单，成本低，动作可靠，提高了功 率因素，有利于保证电网质量。适用于要求起动平稳的中小容量电动机以及起动 不频繁的场合。（3）两种主电路的对比分析异步电动机采用全压直接起动时，控制线路简单，维修工作量较少。但是， 并不是所有异步电动机在任何情况下都可以采用全压起动的。这是因为异步电动 机的全压起动电流一般可达额定电流的 47 倍。过大的起动电流会降低电动机寿 命，致使变压器二次电压大幅度下降，减小电动机本身的起动转矩，甚至使电动 机根本无法起动，还要影响同一供电网路中其他设备的正常工作。一般规定，电 动机容量在10KW以下者，可直
