1、南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 1 电气控制制柜的设计目 录一、设计任务书二、开题报告 三、摘要、关键词四、正文（前言）4.1、电气控制线路设计4.2、元器件的清单4.3、自控部分4.3.1、I/O 分配表4.3.2、梯形图4.3.3、指令表4.5、电气控制柜的箱体结构图4.6、配电柜的面板控制图4.7、基本参数的选择4.8、元器件的选择4.8.1、断路器的选择4.8.2、交流接触器的选择4.8.3、热继电器的选择五、参考资料及文献六、致谢南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 2 一、设计任务书此课题来源于我的第一份工作，我们公司是做配电柜这方面的，所以我在长达三个月的实
2、习时间里也学习了不少关于配电柜方面的知识！其中包括电控柜的设计，制作、以及包装销售等一系列流程！刚开始还在犹豫毕业设计将从哪方面入手，从班主任那里得知可以考虑跟自己工作有关的方面来做自己的毕业设计！所以我想以此作为我的毕业设计课题真是两全其美的事情。 通过对电控柜的结构的了解以及电控柜在生产生活中的应用的方便，我想这样对我自己的能力是一个很好的检验！设计的污水处理工艺流程图如下：生活污水初期雨水生产废水化粪池雨水收集池 格栅井综合调节池SBR 池污泥沉淀池外运无害化处置污泥浓缩池南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 3 1.1 工程配套机电设备如下：1）污水提升泵（潜水泵） ，浮球水位
3、计控制，单台功率 1.0KW 2 台（备一，自动切换） ，安装位置；综合调节池。 （命名：1#提升泵、2#提升泵） 。2）雨水提升泵（潜水泵） ，浮球水位计控制，单台功率 1.0KW 1 台。安装位置：雨水收集池（命名：雨水提升泵） 。3）污泥提升泵（潜水泵） ，浮球水位计控制，单台功率 1.0KW 1 台。安装位置：SBR 池（命名：污泥提升泵） 。4）潜水曝气机，功率 2.2KW 1 台。安装位置：SBR 池（命名：曝气机） 。5）电动阀，功率 60W（ 220V） ，1 台，安装位置：SBR 池出水管。 （命名：电动阀） 。6）综合调节池设高水位、低水位共 2 个液位计；雨水收集池设高水
4、位、低水位共 2 个液位计；SBR 池设高水位、低水位共 2 个液位计。1.2、控制内容（PLC 部分）1）SBR 池运转自控要求（PLC 要求）SBR 池共 1 个水池采用 PLC 方式进行运转，受 PLC 控制的机电设备有：污水提升泵（2 台，含调节池所在的液位计） ，潜水曝气机（1 台） ，电动阀（1 台） ，SBR 池液位计（1 套，计 2 个） 。SBR 池为 12H 一个批次，一天两次。自动状态时（以下时间均为相对而言）1）00：0001：30SBR 池水体静止沉淀阶段，1#提升泵、曝气机停止运转，电动阀处于关闭状态。2）01：30SBR1 池排水阶段，电动阀开启开始排水，直至排至
5、低液位时，电动阀关闭。3）SBR1 池进水阶段：电动阀关闭后，1#提升泵开始运转，直至水位达到 SBR 池高液南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 4 位时停止；或当调节池水位提前达到低液位时，1#提升泵也需停止运转（防止空转） 。如调节池水位至 04：00 时仍为低液位，1#提升泵将不再二次启动。4）03：0012：00 曝气阶段，曝气机开始运转，在此期间内，曝气机每工作 3 小时，停机休息 1 小时。5）SBR 池 1 完成 1 个周期（共 12 小时） ，如此循环。6)受 PLC 控制的设备在以上各个区间未提到即表示处于关闭状态。7）当遇到停电重新来电后，PLC 将恢复停电时工作
6、状态。2、雨水提升泵雨水提升泵根据水位计自动运行。设 2 个液位计，高位开，低位停。3、污泥提升泵自动状态下采用时间控制方式，每运转 0.1H，休息 48H(时间可调)。3、备注：所有设备带故障灯指示，故障时声光报警。所有电机都要有缺相、短路、过载、漏电等保护功能，有总控开关。提供照明电源取电接口。所有电机设备各自单设自动、手动、停止切换按钮（纯手动设备设开启与停止即可）某个设备切换为手动状态时不影响其他设备的自动运行功能。二、开题报告对于此次的课题，是针对污水处理工程的一个解决方案，在现在的生产生活中电气控制柜的应用很广泛,因此对于本设计课题，我们运用自己所学的知识，以及在上班实习期间的学习
7、，对此做出自己的设计方案以及元器件的选型、箱体的选择，以及最后的安装及调试工作！三、 摘要；南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 5 随着工业技术的发展，在低压供电系统中启用配电柜越来越多，特别是机加工车间线路里面采用集中控制线路的原则，更加需要配电柜。配电柜的设计是否合理关系到整个电气设备的安全，可靠的运行。配电柜在机加工车间里起到分配电能，及控制设备电源的作用，配电柜的设计与制作首先考虑的是控制对象的负荷功率的大小，根据负荷的大小才能正确地选用低压电器。考虑到车间负荷较大采用两种配电柜，一种是电源柜，另一种是动力柜，电源柜起到分配电源的作用，动力柜起到控制设备电源作用，根据实际需要
8、，这次毕业设计要设计一个电源柜和两个动力柜，我们的设计思路是安全，可靠。经济。美观。维修方便。关键词：配电、负荷计算、低压计算的选择、电路设计。四、正文前言： 电气控制柜已成为工业控制系统中最重要的部件之一。新一代节能型供水设备。主要用于高层建筑无塔供水，消防深井泵恒压供水等根据实时用水工况需要闭环调节水泵转速的场合，采用知名品牌的变频器、智能控制器、压力传感器及水泵组成闭环控制系统。多泵控制，管网压力稳定，提高供水质量，减少二次污染，节电效率高，可实现无人值守的无塔供水自动控制系统。4.1、电气控制电路的设计南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 6 （见附页）4.2、元器件清单序号名
9、称 规格型号 数量 单位 备注1 小型断路器 DZ47-60 D15 3P 5 只 （空开）2 小型断路器 DZ47-60 D25 3P 1 只 （总开关）3 小型断路器 DZ47-60 C5 1P 2 只4 小型断路器 DZ47-60 C5 2P 1 只5 模数化插座 AC30 1 只 检修插座6 交流接触器 CJX2-1210 6 只 线圈电压220V，50HZ7 时间继电器 ZQ48S-S 1 只 0.01s-99H8 热继电器 JRS1-09-25 4 只 1.6-2.5A9 热继电器 JRS1-09-25 1 只 4-6A10 热继电器 JRS1-09-25 1 只 0.63-1A1
10、1 端子 JF5/2.5(mm2)-5 4 只 浙江京江电器12 端子 JF5/4(mm2)-5 1 只 浙江京江电器13 端子 JF5/1.5(mm2)-5 2 只 浙江京江电器14 排气风扇 200mm*200mm 2 只 220V 电压15 旋钮 LA39 20*13/203 6 只16 按钮 LA39 11/20317 灯 SAD16-22D/S 13 只 绿 6 只、黄 6 只、红南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 7 118 地排 长*宽*150*20*2 mm 1 个 钢排4.3 自控部分I/O 分配表 1输入 输出1#、2#提升泵自动 X0 1#、2#提升泵输出 Y0
11、SBR 池高水位 X1 曝气机 Y1SBR 池低水位 X2 电动阀 Y2调节池高水位 X3 调节池低水位 X4曝气机自动电动阀自动梯形图（见附件） 2指令表 34.4、电气控制柜的箱体结构图（见附页）4.5、配电柜的面板控制图4.6、基本参数选择1） 、额定电压：铭牌额定电压是只主触点上的额定电压，通常用的电压等级为直流接触器：220V，440V，660V交流接触器：220V，380V，500V如果负载是 380V 的三相感应电动机，则应选用 380V 的交流接触器，2） 、额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流，通常用的电流等级为：直流接触器：25，40，60，100，150，250，4
12、00，600A交流接触器;5，10，20，40，60，100，150，250， 400，600A南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 8 上述电流是指接触器安装敞开式控制屏上，触点工作不超过额定温升，负载为间断长期工作制时的电流值、若超过 8 小时，必须空载开闭三次以上，以消除表面氧化膜，如果上述条件改变，就要做相应修正其电流值，具体如下：当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低 1020%使用;当接触器于长期工作制，而其通电持续率不超过 40%；敞开安装，电流允许提高1025%;箱柜安装，允许提高 510%;3） 、线圈的额定电压：通常的电压等级为:直流线圈： 24，48，2
13、20，440V,交流线圈：36，127，220，380V（选择时一般交流对交流，直流对直流，但交流负载频繁动作时可采用直流吸引线圈的接触器：直流接触器断开是产生的过电压高达 1020 倍，故不采用高电压等级，电压太低，接通线圈用的继电器或接触器的连锁触点不可靠）4） 、操作频率：指每小时接通的次数，交流接触器的最高为 600 次/h ，直流接触器可达1200 次/h。5） 、辅助触头的工作电流：辅助触头（或称辅助开关）的未动开关，它有两个电流参数，一个约定发热电流，一是工作电流。工作电流有多种，而约定发热电源只有一个。6） 、约定发热电源的定义：GB/T2900.18 对约定发热电源电流的定义
14、是：“在规定条件下实验时，开关电器在 8h 工作制下，各部件的温升不超过极限值时所能承载的最大电流。 ”7） 、工作电流：由它所控制的电磁铁在比和状态下的负载功能来决定。 4.7 元器件的选择4.7.1 断路器的选择原理1）根据使用条件确定断路器的类型南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 9 2）选择断路器的规格时，应考虑电路中应该应用多大的断路器。3）DZ47-60 小型断路器主要用于交流 50HZ/60HZ，单极 230V,二、三、四级 400V,电流至 60A 的线路中起过载、短路保护之用，同时也可以在正常情况下不频繁的通断电器装置和照明线路。尤其适合于工业和商业的照明配电系统。
15、产品型号规格及分类：DZ(塑料外壳式断路器 )， 47（设计代号） ，60（壳架等级额定电流） 。按额定电流可分为：1，2，3，4，5，6，10，15，16，20，25，32，40，50，60A 共十五种。在此处，因为电机的最大电流不超过 5A，所以选用 15A 的断路器。4.7.2、交流接触器的选择CJX2 系列交流接触器，主要用于交流 50HZ(60HZ),额定工作电压至 660V,在 AC-3使用类别下额定工作电流至 95A 的电路中，供远距离接通和分段电路之用，并且可以与适当的热过在继电器组成电磁启动器一保护可能发生操作过负荷的电路，接触器适宜于频繁的启动和控制交流电动机。产品型号：C
16、JX2-CJ（交流接触器） ,X(小型)，2（设计序号）, (基本规格代号，用 380V AC-3的额定工作电流数值表示) ，（触头数量，用数字表示 10 表示常开主触头） 。4.7.3 热继电器的选择 JRS1 系列热过载继电器适用于交流 50HZ（或 60HZ） ，电压至 690V,电流 0.1A-80A的长期工作或间断长期工作的交流电动机的过载与段相保护，热继电器还具有温度补偿、动作指示、手动复位、停止等多种功能。在本次设计中选用 JRS1-09-25,其电流范围为 0.1-25A,热继电器不适合作频繁可逆运转或密接通断的电动机的过载保护，对于重载启动时的电动机应有使热继电器避开启动电流
17、的措施。4.7.4 选择导线的建议：南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 10 1）一般使用铜线。而铁或镍铬合金线仅在某些实验中作为被研究的样品，或者是接入部分线路中作为电阻，决不能作为连接线路用的导线；2）如果导线的电阻无关紧要，可以使用纱包铜线-例如规格为 24(直接为0.5588mm)的纱包线，实际上用作裸铜线的安全电流比参数表中的导线安全电流大好多倍。因此 24铜线的负载能力，实际上完全适合于本书所述的全部实验工作；3)在保证正常工作的前提下，如果希望导线的电阻尽可能小-例如在惠斯登电桥线路中接入标准电阻-最好用铜片或多股纱包铜线，接线应尽可能短，若使用粗铜线要注意不能碰动他们
18、，因为它们好像是套在接线柱上的扳手，碰动它们会松动接线点；4）记住 24铜线的电阻率约为 0.07/m；5）为了消除通电导线的磁效应，应当使用多股花线，或者多股绝缘导线绞在一起。南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 11 八、参考资料及文献1.主编:王进野 张纪良，出版社:天津大学出版社，版次:2010 年 3 月 第二次2.电工电子技术实训主编:王晓敏 樊新军，出版社:清华大学出版社，版次:2009 年 5 月第一版3电工技能实训教程主编：张永飞，出版社：西安电子科技大学出版社，版次：2005 年 1 月第一版4 电气控制线路故障分析与处理主编:张桂金，出版社:西安电子出版社，版次:
19、2009 年 8 月第一版5 常用低压电器原理及其控制技术主编:王仁祥，出版社:机械工业出版社，版次:2009 年 1 月第二版6 低压电器及应用主编:郑凤翼，出版社人民邮电出版社，版次:2009 年 11 月第二版7 高低压电器速查速算手册主编:方大千，出版社:中国水利水电出版社，版次:2005 年 3 月8 常用低压电器应用手册主编:闫和平，出版社:机械工业出版社，版次:2005 年 2 月9 高低压电器装配工：初级技能 中级技能主编:劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心组织出版社: 中国劳动社会保障出版社，版次:2005 年 5 月南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 12
20、九、致 谢在做毕业设计之前，我一直认为毕业设计只是对几年来所学知识的单纯总结，不必要花费太多的时间去做。但是，通过这次做毕业设计，我发现其实远非这么简单。毕业设计不仅是对以前所学知识的检验，也是对自己能力的进一步提高。从这次毕业设计我学到，要主动查询资料，而且要能够即使发现问题即使解决，还有勇于动手做，才能学到知识，锻炼能力。通过这次毕业设计，我也明白了自己的知识还比较欠缺，要学习的东西还太多。以前觉得自己什么都会，什么都懂，真的就是眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。现在毕业设计终于结束了，我非常感谢公司的同事的帮助，让我在工作中学到了在学校没有学到的东西，所以我觉得这次毕业设计做的意义很大，因为这是通过自己的努力才得出的成果，也非常感谢指导老师的帮助！南京化工职业技术学院 电气控制柜的设计 页第 13
