1、长 沙 学 院课 程 设 计 说 明 书题目 转运场物料堆三级皮带传送电气控制系统设计系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电气工程及其自动化姓名学号指导教师起止日期 2014/12/152014/12/26电气控制技术课程设计课题任务书系（部）：电子与通信工程系 专业：2011 级电气工程及其自动化 指导教师：熊幸明 课题名称 转运场物料堆三级皮带传送电气控制系统设计设计内容及要求本设计针对转运场物料堆（如媒粉、沙堆、谷物堆等）的三级皮带转运实现自动控制。要求使用三台同功率三相异步电机(功率 3 千瓦，转速不超过 1480rmin) ，皮带传送方向可以改变。为防止物料在皮带上堆积，启动时要
2、先启动最后一台电机，每隔 8 秒自动启动上一台电机；关机时要先关闭最前一台电机，且每台电机的关闭都是在本传送皮带物料清除后自动关闭。控制面板上设启停控制按钮、每台电机的运行状态显示、故障状态的报警等。每台电机都应有必要的电气保护和联锁措施。设计工作量任务如下：1在熟悉控制系统结构、工艺流程的基础上，设计系统的电气控制原理图；2选择电器元件参数及型号；3设计控制面板正面效果图及接线图；4撰写设计说明书。起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注第 1 周：星期一至星期二 布置设计任务，查阅资料；星期三星期五 设计方案论证，进行电路设计；第 2 周：星期一星期三 计算并选择电路元件及参数，
3、设计安装接线图；进度计划星期四星期五 撰写设计说明书，进行个别答辩。系（部）主管领导意见年 月 日长沙学院课程设计鉴定表姓名 学号 专业 电气工程及其自动化 班级设计题目 指导教师 熊幸明指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定等级： 答辩小组长签名： 日期： 教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系（部）意见：系主任签名： 日期： 说明 课程设计成绩分“优秀” 、 “良好” 、 “中等” 、 “及格” 、 “不及格”五类；第 1 章 概述 .5第 2 章 主电路设计 .5第 3 章 控制电路设计 .63.1 控制要求 .63.2 控制电路 .6第 4 章 电路元器件参
4、数计算及选择 .84.1 电动机的选择 .84.2 线路最大负荷及短路电流的计算 .84.3 熔断器的选择 .84.4 交流接触器的选择 .84.5 时间继电器的选择 .84.6 元件清单 .8第 5 章 结论 .9参考资料 .9第 1 章 概述皮带传输机是一种连续运输机械也是一种通用机械。皮带传输机被广泛应用在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线上。既可以运送散状物料。也可以运送成件物品。由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于国民经济的各个部门。传统的转运场物料堆控制系统是一种纯人工手动方式的系统。现场环境十分恶劣，对
5、设备损伤较大，使得设备会经常出现一些故障，例如有皮带跑偏、打滑及撕裂等等。供料系统由于处在一个电网中，设备不能同时启动，必须有次序的启动和停止。如果供料系统在运行过程中某单体设备出现故障，则该设备及应按照顺序停止的设备同时停止，并给出故障指示信号供工人们能够准确的找出故障位置并排除故障，以减少供料系统设备维修时间。传统的控制系统已无法满足需要，因此需要对传统的转运场物料堆系统进行改造。当今世界是一个信息技术高度发展的世界，信息贯穿社会的每个角落，现代化的工厂建立全自动化的供料系统，不仅可以让工人从恶劣的环境中、繁重的劳动中解放出来。而且可以通过建立控制网络将相距较远的各输煤机架控制器相连，实现
6、信息的相互传递，不仅保证了控制的时实性，可靠性，同时便于未来厂级或车间级的管理。第 2 章 主电路设计三级皮带由三台异步电动机带动，由于电网容量足够大且电机功率小，对电网不会有冲击，因此采用直接启动。由于皮带运输机不经常启动、制动且对制动时间和停车没有特殊要求，因此可用熔断器对三台电机做短路保护，用热继电器做过载保护。主电路设计如图 2.1。图 2.1 主电路设计图图 2.1 中，FU1、FU2、FU3 分别为电机 M1、M2、M3 的短路保护熔断器。FR1、FR2、FR3 分别为电机 M1、M2、M3 的过载保护热继电器。皮带正向传送时，先启动电机 M3，8S 后启动 M2，再 8S 后启动
7、 M3。停车时则正好相反，依次关停 M1、M2、M3。皮带反向传送时，先启动 M1，8S 后启动 M2，再 8S 后启动 M3。停车时依次关停M3、M2、M1。第 3 章控制电路设计转运场物料堆三级皮带工作示意图如图 3.1 所示。图 3.1 工作示意图3.1 控制要求(1) 正向起动时，顺序为 3# 、2# 、1#电动机（反向启动时则相反） ，并要有 8s 的时间间隔，以免物料在皮带上堆积，造成后面的皮带重载起动。(2) 电动机的停车顺序为 1#、2#、3 #（反向启动时则相反） ，且有 8s 的时间间隔，以保证停车后皮带上不残存沙料。(3) 无论哪台电动机过载，所有电动机必须按顺序停车，以
8、免造成沙料堆。3.2 控制电路控制电路如图 3.2 所示。图 3.2 控制电路设计图皮带正向传输启动：按下 SB2 ，KA1 线圈得电，KA1 自锁触头闭合，KA1 互锁触头断开。通电延时继电器 KT1、KT2 得电，KT1（8s） 、KT2(16s)触头延时动作。断电延时继电器 KT3、KT4 得电，KT3、KT4 触头马上动作。KM5 线圈得电，KM5 自锁触头闭合，KM5 互锁触头断开,#3 电机启动。8s 后 KT1 线圈得电，KM3 线圈得电，KM3 自锁触头闭合，KM3 互锁触头断开，#2 电机启动。#2 启动 8s 后，KT2 线圈得电，KM1 线圈得电，KM1 自锁触头闭合，K
9、M1 互锁触头断开，#3 电机启动。至此三台电机依次启动，皮带正向传输正常。皮带正向传输停机：按下 SB1 ，KA1 线圈失电，KA1 自锁触头断开，KA1 互锁触头闭合。通电延时继电器 KT1、KT2 失电，KT1、KT2 触头马上动作。断电延时继电器 KT3、KT4 失电，KT3（8s） 、KT4（16s）触头延时动作。KM1 线圈失电，KM1 自锁触头断开，KM5 互锁触头闭合,#1 电机停机。8s 后 KT3 线圈失电电，KM3 线圈失电，KM3 自锁触头断开，KM3 互锁触头闭合，#2 电机停机。#2 停机 8s 后，KT4 线圈失电，KM5 线圈失电，KM5 自锁触头断开，KM1
10、互锁触头闭合，#3 电机停机。皮带反向传输启动：按下 SB3 ，KA2 线圈得电，KA2 自锁触头闭合，KA2 互锁触头断开。通电延时继电器 KT1、KT2 得电，KT1（8s） 、KT2(16s)触头延时动作。断电延时继电器 KT3、KT4 得电，KT3、KT4 触头马上动作。KM2 线圈得电，KM2 自锁触头闭合，KM2 互锁触头断开,#1 电机启动。8s 后 KT1 线圈得电，KM4 线圈得电，KM4 自锁触头闭合，KM4 互锁触头断开，#2 电机启动。#2 启动 8s 后，KT2 线圈得电，KM6 线圈得电，KM6 自锁触头闭合，KM6 互锁触头断开，#3 电机启动。至此三台电机依次启
11、动，皮带正向传输正常。皮带正向传输停机：按下 SB1 ，KA2 线圈失电，KA2 自锁触头断开，KA2 互锁触头闭合。通电延时继电器 KT1、KT2 失电，KT1、KT2 触头马上动作。断电延时继电器 KT3、KT4 失电，KT3（8s） 、KT4（16s）触头延时动作。KM6 线圈失电，KM6 自锁触头断开，KM6 互锁触头闭合,#3 电机停机。8s 后 KT3 线圈失电电，KM4 线圈失电，KM4 自锁触头断开，KM4 互锁触头闭合，#2 电机停机。#2 停机 8s 后，KT4 线圈失电，KM2 线圈失电，KM2 自锁触头断开，KM2 互锁触头闭合，#1 电机停机。第 4 章 电路元器件参
12、数计算及选择4.1 电动机的选择电动机的功率为 3KW，查表可得电动机选 Y100L-2 型。4.2 线路最大负荷及短路电流的计算电机的功率因素 ，因为负载为电动机，因此需要系数取 Kd=0.8。计算可得cos0.8303cs; 90.83cosddNededPKPKUI AUN4.3 熔断器的选择，取 。因此熔断器可选 RCIA-30。(3.5)2731.5FUNedII32FUNIA4.4 交流接触器的选择K=11.4 取 K=1.2， 因此接触选 3TF32。106.58KMNMNPIAU4.5 时间继电器的选择KT1、KT3 要延时 8s 可选 JSJ-10；KT2、KT4 要延时 1
13、6s 可选 JSJ-30。4.6 元件清单序号 元器件名称 元器件规格 数量 备注1 热继电器 NR3-45 32 熔断器 RCIA-30 33 交流接触器 3TF32 64 时间继电器 JSJ-10/30 45 中间继电器 JXZ-22F 2第 5 章 结论通过这样一个综合设计训练的机会，我学到了很多的知识，掌握了传统继电器控制技术。选择控制系统方案。掌握常用工厂电气设备的使用和国家通用的电气规则。设计出了用继电器控制皮带传送带的电路图。虽然在这次设计中遇到了一些困难，但是经过我们组之间的相互配合，相互讨论和老师辛勤的指导，还有网上的资料，看一些与设计相关的书籍，使我们克服了这次困难。这次设
14、计使我们把理论和实际有机的结合起来，锻炼了分析解决实际问题的本领，真正由知识到智能的转化。这对我以后的工作和生活有很大的帮助。我们这次设计，不管是控制面版的画图，还是硬件电路的画图，都是用的 CAD 画图，这次大大提高了我们设计图纸和作图的能力，经过长时间的修改，最后交了一份满意的图纸。这样的设计对我们即是一个机会也是一个考验。通过这次设计，使我各个方面的能力都得到大幅度的提高。这次设计对我来讲具有很大的意义,首先对自己三年来学的知识的一次总结和巩固,P 电气控制是我们大三上学期开的专业课,通过这次设计的实际应用,认识到了它的重要性和使用的广泛性,同时在设计的过程中用到了很多相关的知识,客观上
15、督促了我对以前学过的知识复习和巩固.同时在设计过程中还熟悉一些软件的使用方法,我觉得这些知识都是我终身收益的东西,不管是在学校还是以后参加工作这些知识都对自己有很大的帮助.在设计的最后,使我更加深刻的认识到继电器在自动化控制中的重要性,而且对原有的设备进行技术改造很方便,只需要换少量的接触器就能实现。另外由于我们的技术和所学的知识有限,在设计的过程中出现了一些不足,请老师谅解。参考资料1 熊幸明主编. 电器控制与 PLC. 北京: 机械工业出版社，20112 方承远主编. 工厂电气控制技术. 第 2 版. 北京: 机械工业出版社，20003 陈少华著. 机械设备电器控制. 广州:华南理工大学出版社,19984 熊幸明主编. 电工电子实训教程. 北京: 清华大学出版社，20065.许寥等主编. 电器控制与 PLC 控制技术. 北京: 机械工业出版社，20076 周军主编. 电气控制及 PLC. 北京: 机械工业出版社，20017 本书编写组编. 电气制图及图形符号国家标准汇编. 北京: 中国标准出版社
