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1、1.引言随着社会的高速发展风机监控系统的应用已经越来越广泛，特别是在煤矿的开发应用中。通风机是负责送风的主要装备，也是大型的耗能设备，对其实施在线监控使之能够运行在正常的良好的工作状态，对于保障生产安全生产效率，以及降低风机能耗具有重要的意义。通常在生产中是以电气自动化技术加以控制风机监控系统的应用最为广泛。 电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断
2、改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。电气控制系统不仅要有电机拖动生产机械这个主体还必须有一套控制装置，继电器接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是实施更先进电气控制系统的基础。它主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其应用性能够满足一般电气控制的基本要求，不仅减轻了操作人员的劳动强度还增加了生产效率，因此得到了业界的广泛的应用。2. 设计方案2.1
3、设计任务三台风机中有两台在工作信号灯几句持续发亮；如果只有一台风机在工作，信号就以0.5HZ的频率闪光；如果三台风机都不工作，信号灯就以2HZ频率闪光；如果选择运转装置不运行，信号灯就熄灭。2.2 设计要求1.风机M1.M2.M3要求有启动和停止。2.风机M1.M2.M3要求有点动。3.在满足控制要求的前提下，设计方案应该力求简单，经济合理。4.正确合理的使用电气元件，以实用为原则。确保电气设备的安 全性、可靠性，兼顾设备使用和维修方便。 2.3设计思路根据设计任务的要求，电气控制原理图可分为主电路、控制电路、指示电路；主回路需要设计一个主开关 ，三个熔断器（过载保护），三台电动机，三个热继电
4、器（过载保护），一个变压器，一个电流表，一个电压表,一个指示灯。控制回路需要7个按钮（4个常闭，3个常开），两个熔断器，指示回路两个指示灯（红灯、绿灯），两个时间继电器，三个中间继电器。2.4主电路的设计和控制 （1）每台电机可以单独工作，要求全压启动，每台电机应有相应的保护措施和总停控制。 （2）主电路采用电压380V，控制电路电压110V.使用刀开关加熔断器做电源开关，用接触器来控制电机接通电源，三个热继电器分别做三个电动机的断相与过载保护，指示红灯做电源指示。 （3）三个电动机以及电流表，电压表，指示灯均接地保护。主电路控制如下： 2.5控制电路的设计和控制 经变压器将电压降到24V，熔
5、断器FU 起过压保护作用，SB5为总停止按钮，SB6、SB7、SB8分别作三台电动机的停止按钮，SB4、SB3、SB2分别作三台电动机的启动按钮，且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。 2.6体统总体结构图3.硬件设计3.1 电动机的选型根据控制的要求，选用一下经济、使用、简单的电机。如下表所示：动力分配功率5KW(M1)6KW(M2)3KW(M3)型号Y200L2-4Y250L2-4Y200L2-4台数1113.2 按钮的选择 按照控制的要求，该控制系统中需要7个控制按钮3个动断，6个动合按钮。全部选用LA18系列按钮开关(用于交流50Hz、电压至380V及直流至220V的磁力起动
6、器、接触器、继电器及其它电气线路中作遥远控制之用)3.3 熔断器的选择 选用要求：在电气设备正常运行是，熔断器不应熔断，在出现短路是，应立即熔断；在电流发生正常变动（电动机启动）时，熔断器不应熔断；在用电设备持续过载时，应延时熔断。电动机M1单独运行时电流为13.2A，电动机M2单独运行时电路流过的电流约为15.7A,电动机M3单独运行时电路流过的电流约为8A。综合考虑电机M1、M2、M3选用熔断器为RT18-32,熔断体的额定电流为10A/16A。3.4 接触器的选择根据接触器所控制负载的工作任务、控制对象的工作参数和控制回路电压来选择。 传输带中交流接触器控制的电动机的启停，故只要使选用的
7、接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和电流即可。综合考考虑交流接触器选用正泰CJX2系列。3.5 热继电器的选择选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能地接近甚至重合，以充分发挥电动机的能力。综合考虑本次选用的热继电器的型号为正泰JR36-20系列。3.6 中间继电器的选择 电磁式中间继电器实质上是一种电磁电压继电器，其特点是触头多、触头容量较大和动作灵敏。其主要用途为当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量，起到中间转换作用。根据控制的要求和经济实用型综合考虑选用欧姆龙MY
8、2N-J DC24V系列。3.7 指示灯的选择 为了节约成本以及从实用简单性的角度出发，本次设计选用的指示灯为双科SK501LED灯。3.8 PLC的选择 根据控制的要求，PLC的输入点需要10个点，输出点需要3个点。依据经济性和实用性选择三菱FX2N-32MR-D 基本单元 带 16点输入/16点继电器输出。该系列的PLC具有抗干扰能力强，可靠性高，环境适应性好，编程方法简单易学，灵活性好通用性好而且具有完善的监视和诊断功能。其输入点为：X0X7，X10X17；输出点为：Y0Y7，Y10Y17；总共32个I/O接口3.9所用的控制元件清单元件名称元件符号元件型号数量说明可编程控制器 PLC三
9、菱FX2N-32MR-D1刀开关QSHD11F-100/381100A按钮SBLA1810AC380/50HZ熔断器FURT18/32410A/16A接触器KMCJX23AC380热继电器FRJR36-202中间继电器MMY2N-J DC24V4 程序控制设计4.1 I/0口规划输入部分输出部分输入信号外部元件内部地址输出信号外部元件内部地址总停止SB0X0M1启动KM1Y0M1停止SB1X1M2启动KM2Y1M1长动SB2X2M3启动KM3Y2M1点动SB3X3灯亮Y3M2停止SB9X4M2长动SB4X5M2点动SB5X6M3停止SB6X7M3长动SB7X10M3点动SB8X114.2 PL
10、C外部接线图目录1. 引言2. 设计要求 2.1 设计任务 2.2 设计要求 2.3 设计思路 2.4 主电路设计控制 2.5 控制电路设计 2.6 系统总体框图3. 硬件设计 3.1 电动机选型 3.2 按钮选择 3.3 熔断器选择 3.4 接触器的选择 3.5 热继电器选择 3.6 中间继电器选择 3.7 指示灯选择 3.8 PLC选择 3.9 所用控制元件清单4. 程序控制设计 4.1 I/O口规划 4.2 PLC外部接线图5. 总结6. 参考文献5. 总结 此次为期一周的课程设计，经过老师的指导同学的帮助终于完了，在此我对给予我帮助的老师和同学表示衷心的感谢！ 通过这次的课程设计，使我
11、掌握了电气控制系统的设计方法，电气器件的选用，电气控制线路的设计，了解并应用了可编程控制器电路的设计方法，掌握了可编程控制软件PLC设计思路和梯形图的设计方法。在此次设计过程中，我充分运用机电传动控制课程中所学的基本知识和内容，在此基础上，通过查阅相关资料，结合设计任务，参考先人经验，设计出最终方案。 这次课程设计是一个理论和实践结合过程，让我明白到仅仅依靠理论知识是不够的，只有把理论知识和实践行动相结合，才能提高自己的综合实际能力和独立思考能力。在设计中遇到了很多的问题，在通过一番的查阅和相应的咨询后最后得到了解决。该过程中不仅使我学到了新的知识而且对以往的知识也得到了巩固，是我受益匪浅。
12、这次课程涉及到的时间虽然短，但是让我体会到的和学到的却很多。从中我学到了很多知识，对自己的成长和处理事情的能力都很有帮助。同时也让我明白思路即是出路，遇到不懂得地方就要去请教或上网查询，只用认真思考，动手实践，才能收到丰硕的成果。6. 参考文献1 邓星钟.机电传动与控制M. 华中科技大学出版社. 2009.12 陈远龄.黎亚元.机床电气自动控制M. 重庆大学出版社. 19943 刘介才. 现在电工技术手册M. 中国水利水电出版社.4 马小军. 电气控制技术M. 机械工业出版社.19985 周洪. 智能电气控制系统概论M. 中国电力出版社.2001 6 陈志新. 电气与PLC控制技术M. 中国林业出版社.20017 陈金华.可编程控制器（PC）应用技术M北京电子工业出版社. 19958贺湘琰. 电器学. 北京机械工程出版社M. 19859 金宝森，卢智先.材料力学实验M.北京：机械工业出版社，2003. 10.邓星钟.机电传动控制（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社.2001. 院别：机械与汽车工程学院设计任务：通风机监控系统 姓名： 学号： 指导老师：