皮带运输机PLC电气控制系统设计

皮带运输机电气控制系统设计任务书姓名：专业：设计课题：皮带运输机电气控制系统设计设计条件及要求：设计条件:（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序为：（2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为：（3）紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。（4）故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD-1、PD-2、YV同时停止。当M2过载时，应使PD-2、YV同时停止；PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。（5）M1和M2电机功率都是5.5KW。设计要求:1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力；2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点；3、熟练掌握基本逻辑指令的应用；4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图（一张）；5、编写设计说明书（一份）。设计时间：自20**年**月**日至20**年**月**日设计指导人（签字）：_________________________教研室主任（签字）：_________________________年月日目录前言...........................................................................................................................4一、机床电气控制技术课程设计的目的....................................................................5二、设计的内容与步骤...............................................................................................5（一）设计的基本原则................................................................................................5（二）设计的内容........................................................................................................6三、系统传动方式的确定...........................................................................................6（1）往复运动工作机构传动方式的确定..............................................................7（2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适..............................................8（3）电动机起动方式的确定......................................................................................8（4）电气系统的保护..................................................................................................8四电气控制方案的确定...........................................................................................13（一）电气逻辑控制装置的选择..............................................................................13（二）控制方式的选择..............................................................................................14（三）系统动作要求..................................................................................................15（四）确定I/O点数及PLC的选型.........................................................................16设计总结.....................................................................................................................25感谢信.....................................................................................................................26参考文献.....................................................................................................................27前言自动化控制技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了，随着工业的迅猛发展自动化控制技术更加日新月异。伴随着数学、控制理论计算机、电子器件的发展，出现了自动化控制技术系统，并作为一门应用科学已发展成熟，形成了自己的体系和一套行之有效的分析和设计方法。电气控制与PLC课程是机电类高职工科专业开设的实践性很强的技术应用型课程。它不仅为电机调速控制技术、机电传动与控制技术、电梯应用技术、楼宇自动化技术等后续课程、集中实训和毕业设计打下基础，而且为相关专业学生考初、中级电工资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统分析和设计的基本能力；掌握可编程控制器原理及编程方法，具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。随着我国国民经济的飞速发展，机械在品种`规模`设计与制造技术等方面也得到了迅速的发展和提高。目前全国各地均建有机械制造厂，并逐步走向专业化生产，以能独立自主地进行从单机到成套设备乃至自动生产线的设计与制造。随着新材料`新工艺`新技术的发展，必须推动各种自动机械向电气控制化和智能化的方向发展。通过设计学习，使学生熟悉常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用；掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力，特别是掌握典型电气控制电路的分析和设计能力、可编程控制器的工作原理及结构特点、基本逻辑指令的应用、步进顺控指令编程方法及应用；进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。由于时间和水平有限，本设计难免有不少缺点和错误，恳请老师批评指正。一、机床电气控制技术课程设计的目的机床电气控制技术课程设计是在学完电工学、机床设计、机床电气控制技术等课程后，进行的下一个实践教学环节。它一方面要求通过设计能获得综合运用过去所学知识的能力，同时也培养自己独立查阅有关资料、独立思考、独立完成任务的能力。通过这次设计能够很好提高分析问题和解决实际问题的能力，对于提高的综合素质是大有好处的，对即将走上工作岗位的毕业生具有一定的实际意义。另一方面，通过本次设计也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。因此，要求通过机床电气控制技术课程设计在以下几方面得到锻炼。1、能熟练运用过去所学的理论知识和实践知识，按题目所提出的各项要求，正确设计主电路及控制线路设计。主要完成继电器、接触器及PC控制线路设计、编写PC梯形图及语句表，正确选择电器元件，画出主电路及PC控制外部接线原理图，保证满足题目所提出的各项要求，提高学生继电器、接触器控制线路设计及PC控制线路设计的综合能力。2、使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料名称、出处，并做到熟练运用，提高独立工作及分工协作能力。二、设计的内容与步骤（一）设计的基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象(生产设备或生产过程)的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计控制系统时，应遵循以下基本原则：（1）最大限度地满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，一次性投资小，使用后节约能源。（3）保证控制系统的安全、可靠，使用与维修方便。（4）考虑到生产的发展和工艺的改进，对于PC控制系统，在选择PC容量时，应适当留有裕量。（二）设计的内容在建材、化工、食品、机械、钢铁、冶金、煤矿等工业生产中广泛使用皮带运输机运送原料或物品。图一是某原料皮带运输机的示意图，原料从料斗经过PD-2、PD—1两台皮带运输机送出。从料斗向PD-2供料由电磁阀YV控制，PD-1和PD-2分别由电动机M1和M2驱动。三、系统传动方式的确定图一：某原料皮带运输机示意图传动方式包括驱动和调速两个方面。它分为机械传动、电气传动和流体传动三种方式。机械设备的传动方式直接影响设备的性能及结构。在机械设备总体设计时，必须从机械性能和电气性能两方面综合考虑后确定其传动方式。（1）往复运动工作机构传动方式的确定对于仅有一两个简单往复动作的普通机械，可采用三相鼠笼式异步电动机拖动，经齿轮减速后用螺旋传动机构来传动。如果机械设备具有多个往复运动工作机构，而且往复动作的调速性能和自动化程度有一定要求时，应采用电磁换向阀控制的液压传动或气压传动系统。若往复运动的调速性能要求比较高，应采用电液比例控制系统来传动。对于往复运动位移控制和速度控制要求比较高时，应采用步进电机、直流伺服电机或交流伺服电机家滚珠丝杠副来驱动和控制。选择三相鼠笼式异步电动机拖动，Y系列电动机是笼型转子电动机，符合IEC标准和DIN42673标准。本系列采用B级绝缘，外壳防护等级为封闭式（IP44）或防护式（IP23）。Y系列电动机额定电压380V，额定频率50HZ。具体选型如下：型号额定功率KW满载时堵转电流堵转转矩最大转矩转动惯量Kg.m2躁声净重kg转速r/min电流A效率﹪功率因数cosj额定电流额定转矩额定转矩同步转速3000r/minY100L-25.528706.39820.877.02.22.20.00297933（2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适调速性质是指电动机的转矩、功率与其转速的关系。负载特性是指机械设备的负载属于恒功率负载（即功率不随转速变化而变化）还是恒转矩负载，（即转矩不随转速变化而变化）。设计任何一个电力拖动系统，必须使调速性质与负载特性相适应。也就是说，恒功率负载必须采用恒功率调速性质的传动方式，而转矩负载则必须采用恒转矩调速性质的传动方式。（3）电动机起动方式的确定对于起动性能要求不高的机械设备，电动机的起动可根据其容量决定，当电动机总容量不超过供电变压器容量的20%时，一般采用直接起动。当容量大于该值时，可采用星—三角形降压起动或在定子中串电阻降压起动、也可采用自耦变压器降压起动。如果机械设备要求电动机软起动，应采用软起动器起动或变频器控制的加速起动。（4）电气系统的保护电气保护是电气控制系统不可缺少的环节，在电路中正确设置保护环节，是确保电动机、其他用电设备、电器元件和电网安全运行的重要措施。①短路保