液压泵站电气控制系统设计毕业设计(共26页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 存档号： 学号： XXXXXX学院毕 业 设 计 液压泵站电气控制系统设计系 部 专业名称 指导教师 学生姓名 二一三年 十二 月专心-专注-专业石家庄铁路职业技术学院电气工程系2011级毕业设计（论文）任务书题目名称液压泵站电气控制系统设计课题来源自拟指导教师 起止日期2013年 12月1日 至 2013年 12月28日设计内容、主要技术参数与工作量（计算说明书、论文字数、图纸张数、外文翻译、计算机应用）液压泵站控制系统由2台三相异步电动机构成。整个工作过程如下：1.泵站可以实现手动/自动切换，且有相应的指示灯。2.在手动状态时，2个液压泵可以独立启动和停止。3在自动状态时，按下启动按钮，1号泵启动，管道压力开始上升，过5s后，若压力低于0.08mpa，则启动第2个泵，若压力超过0.12mpa且时间保持在5s以上，则停止第2个泵。按下停止按钮，所有泵均停止。4.控制柜上有电压表、电流表、电机运行指示灯。电动机参数为：型号Y132M-4，功率7.5KW，额定电压380V，额定电流为15.4A，接法：三角形，转速1440rpm。泵站的输出压力稳定值为0.1mpa。允许波动范围是0.080.12mpa。压力检测采用电接点压力表检测。液压系统中设有“止回阀”和“溢流阀（设定压力为0.13mpa）”课题要求及目标1、课题要求：1）认真分析控制要求，绘制主电路图、控制原理图。2）选择合理器件，绘制器件布置图和接线图，设计电气控制箱体。2、目标：用PLC控制系统实现液压泵站的工作要求。使用的工具软件AutoCAD绘图软件，PLC编程软件。提交的设计资料毕业设计说明书一份:进 度 计 划阶段日期计划完成工作量指导教师检查意见备注12月1日12月7日（1周）进行控制任务分析，查阅资料，掌握整个系统的工作原理、工作过程12月8日12月14日（1周）进行PLC选择，功能配置，I/O分配，进行PLC控制系统的外部电路设计、元器件选择。12月15日12月21日（1周）进行PLC控制系统的程序设计模拟调试。12月22日12月28日（1周）编写设计说明书及需要提交的其它设计资料，准备答辩。 自动控制教研室2013年11月28日摘 要本设计从分析液压泵站控制系统的要求入手，采用PLC作为核心控制器件实现对液压泵站的控制。设计中根据控制要求选择了合适的PLC型号，设计了控制系统原理图、选择了器件、设计了布置图和接线图、设计了PLC控制梯形图。整个控制系统实现了控制系统的设计要求。关键词：液压泵站；PLC；松下目 录第一章 液压控制系统的应用社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 -由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。液压元件将向高性能、高质量、高可靠性、系统成套方向发展；向低能耗、低噪声、振动、无泄漏以及污染控制、应用水基介质等适应环保要求方向发展；开发高集成化高功率密度、智能化、机电一体化以及轻小型微型液压元件；积极采用新工艺、新材料和电子、传感等高新技术。 -液力偶合器向高速大功率和集成化的液力传动装置发展，开发水介质调速型液力偶合器和向汽车应用领域发展，开发液力减速器，提高产品可靠性和平均无故障工作时间；液力变矩器要开发大功率的产品，提高零部件的制造工艺技术，提高可靠性，推广计算机辅助技术，开发液力变矩器与动力换档变速箱配套使用技术；液粘调速离合器应提高产品质量，形成批量，向大功率和高转速方向发展。第二章 控制任务分析2.1 任务分析该液压控制系统的控制任务如下：（1）开关SA切换至手动操作开关上时,闭合触点SB1时,线圈KM1得电.常开触点KM1闭合,一号电机得电,有对应的指示灯指示.管道压力（由电接点压力表监控）开始上升,当压力低于0.08MPA时，手动操作触点SB5闭合，线圈KM2得电，二号电机得电启动，压力开始上升，当压力超过规定的值时，可以手动操作断开。断开SB4时，二号电机停止工作，断开SB3，一号电机停止工作。（2）当切换至自动时，首先闭合钮子开关S1,按下SB2一号线圈得电，KM1常开闭合，KT1线圈得电，五秒后，时间继电器常开触点KT1自动闭合,电接点压力表开始测值，低于规定时SQmin时,启动线圈KM2常开触点得电闭合，线圈KM2得电，二号电机启动，KT2线圈也得电了。当压力管道压力高于所规定的值时，SQmax启动持续五秒KT2常闭触点断开。二号电机停止工作。按下SB3时，一号电机停止工作。当关断QF1时，整个系统停止工作。（3）手动/自动都有相应的指示灯。其中输入有：SB1,SB2，SB3，SB4，SB5，SB6，KH，KL.输出：KM1，KM2.2.2 PLC的简介PLC是在微处理器的基础上发展起来的一种新型的控制器，是一种基于计算机技术，专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用存储器存储用户指令，通过数字或模。松下FPO系列PLC产品门类齐全、型号多、功能强、适应面广。大致可分为微型、小型、中型三大产品。整体式结构的微型PLC机是以C32型为代表的机型。2.3 PLC的选型根据控制任务分析，我们可以得出我们选用的PLC应该是有8个输入口和2个输出口，因此我们选用松下FPO系列的FPO-C32型号的。工作电压：24VDC,输入16个,输出16个。安装尺寸：主单元（W*H*D）=25*90*105mm。图 1 PLC-C32型2.4 PLC I/O分配表1 I/O分配表输入输出SB1X0KM1Y0SB2X1KM2Y1SB3X2SB4X3SB5X4SB6X5KHX6KLX7第三章 控制系统图设计3.1 控制系统原理图设计首先我们先分析一下控制任务，画出控制原理图见图2，详见附录一。图 2 控制系统原理图3.2 控制系统元器件的选择驱动所有的元器件的型号和参数列出清单为布置图的绘制做准备。线槽的选择:因为线槽用于软导线BVR1.00mm2的敷设，没有过多的要求，所以我们选择的线槽只要能够将软线放入即可(图3)。线槽型号：PVC-25*12.5即满足需求。图 3线槽电接点压力表产品型号：XY-YX-60产品特点:电接点压力表是用于测量对铜和铜合金不起腐蚀作用的气体、液体介质的正负压力，并在压力达到预定值时发出信号，接通控制电路，达到自动控制的报警得目的。图4:电接点压力表XY-YX-60 电接点压力表的详细资料：在电接点装置的电接触信号针上，装有可调节的永久磁钢，可以增加接点吸力，加快接触动作，从而使触点接触可靠，消除电弧，能有效的避免仪表由于工作环境振动或介质压力脉动造成触点的频繁关断。所以该仪表具有动作可靠、使用寿命长、触点开关功率较大等优点。名称型号公称直径 （mm）接头螺纹精度等级测量范围（ Mpa ）电接点压力表YX-60 YZX-60 YX-60ZT 60M14*1.5M20*1.52.51.60-0.1250-0.1-02.4  100产品相关关键字：    .行程开关 型号：JIKX1-11安装尺寸：35*35mm。产品用途：      适用于交流50HZ（或60HZ），电压至交流600V及直流400V的数控机床、机械、电力、电讯、船舶、冶金、化工等电气控制电路中作控制信号联锁等使用。     产品说明：       阻燃等级：产品外壳采用德国进口尼龙66，阻燃等级高达V0级，安全可靠。       安全性能：产品独特的接线端子设计指触安全，决无触电可能，亦可防止螺钉脱落。       防护等级：产品特有的防水装置确保产品的防护等级高达IP65，防水防尘。加装防护罩后，防护等级更可达IP67。       连接方式：产品由触头模块，基架，钮头三部件组成，这三部件联接采用国际通行的无紧固件自锁联接，安全、可靠、拆装方便，（一个人即可操作），寿命长。       产品特性：产品触点模块采用模块式结构，接触高度可靠、检修简单（只需一把螺丝刀即可更换面板背面所有元件）触点采用银铜复合材料，电流高达10A。      品质保证：产品通过ISO90012000版质量体系认证、CCC认证、CE认证、TUV认证、CCS船级社认证等多项证书。图5：行程开关接触器型号：SRC1-25CSRC1系列切换电容接触器(25C-75C)是SRC1系列交流接触器的派生产品，主要用于交流50Hz，额定电压400V的电路中接通和分断电力电容器组，以调整用电系统的功率因数。接触器带有抑制涌流装置，能有效的减少合闸涌流对电容的冲击和抑制开断时的过电压。安装尺寸：70*70mm图6:接触器热继电器 因为额定电流15.4A，而JR36-20型继电器，热组件的的额定电流为20A，额定电流调节在15-20A，工作时调整为15.4A，满足需求，所以热继电器选择JR36-20型。安装尺寸：70*30mm。图7：热继电器钮子开关ON-OFF两档 型号：T701A   规格：安装尺寸：12mm+0.2   产品参数：额定值15A250V 20A125V，接触电阻小于50欧姆，绝缘电阻大于100欧姆，机械寿命50000次以上，温度85%Rh。图8：钮子开关按钮SB的选择型号:LA19-11DJ由于按钮应用在LOGO的控制电路中，所以额定电压为220V，额定电流5A，LA19-11DJ 型号按钮满足要求。安装尺寸：M=4*22.图9：按钮接线排XT选型 型号：TD-6010 额定电流为60A绝缘材料采用聚碳酸脂或ABS阻燃,金属件采用铜板式组合螺钉压接,额定交流电压500V。连接导线截面0.7525mm2,导轨安装使用25mm2的C型导轨结构。图10：接线排指示灯正泰ND16系列信号灯适用于交流50Hz(或60Hz)、额定电压380V及以下或直流工作电压380V及以下的电讯、电气等线路中作指示信号、预告信号、事故信号及其它指示信号之用由于指示灯用于电源指示和运行控制中，择选用此指示灯安装尺寸：22*22mm图11：指示灯断路器型号:DZ47-60 C60额定电流：1-60A瞬时脱扣类型：C型、外型美观小巧、重量轻，性能优良可靠，分断能力较高，脱扣迅速，导轨安装，壳体和部件采用高阻燃及耐冲击塑料，具有过载和短路保护，正常情况下作为线路的不频繁操作转换用，具有隔离功能 额定短路分断能力：4000A安装尺寸：80*60mm图12：断路器1型号：DZ47-60 C16额定电流：16ADZ47-60小型断路器，适用于照明配电系统或电动机的配电系统。主要用于50HZ/60HZ额定电压之400V。在线路中气过滤，短路保护作用，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。安装尺寸：80*20mm图13;断路器23.3控制系统布置图设计我们要根据系统原理图，画出系统的布置图，图4.基础上做出面板的开孔图，在这之前。详见附录二图14布置图3.4 控制系统外观图设计最后，我们根据底面和面板的尺寸来绘制出外观图。考虑到节省费用，控制柜的大小要适中，太大了浪费材料，太小了达不到要求，而且尺寸还要尽量取整，因此选用尺寸。外观图见图16.详见附录三图16：外观设计图3.5 控制系统接线图设计然后，绘制系统的接线图。详见附录四第四章 程序设计4.1 控制要求a) 实现手动:自动方式的转换；b) 在手动控制方式下，两个液压泵可以独立启动，且有相应的指示灯。在自动控制方式下 。该液压泵站有 两 个液压泵，其控制要求如下：a) 按下启动按钮SB2，一号泵启动，管道压力开始上升，过5S后，若压力低于0.08MPA，则启动第2个泵，若压力超过0.12mpa且时间保持在5s以上，则停止第2个泵。按下停止按钮，所有泵均停止。b) 控制柜上有电压表、电流表、电机运行指示灯，钮子开关。4.2 程序流程图图17：流程图实现上述控制要求的完整梯形图见附录五。第五章 毕业设计总结 几十天的毕业设计即将过去，再过几天就是答辩的时间了，回顾这近一个月的设计过程。这是个辛苦漫长，紧张的而又充实的旅途，前面有平坦的大道，也有布满荆棘的小路，然而当你克服一个又一个的困难，从困难中发现自己想要的知识的时候，那种喜悦，那种成就感是那么的吸引人，令人深陷其中。在做毕业设计过程中，就好比在攀登一座高山，现在山峰就在眼前，无限的风光转眼就摆在自己的面前，这能不令人鼓起勇气，加快前进的脚步吗?做毕业设计很苦，此时此刻，做好的原理图，布置图，接线图，外观图，在我眼前是多么的耀眼，风光！在每张图纸后面，那一条粗实线，细线，虚线，无不是用我的心血画出来的，二十几天的呕心沥血，埋头苦干在图纸面前划来滑去，不断的修改，终于有了今天这么一份满意的图纸。一分耕耘，一分收获。二十几天的辛苦让我学习了很多。那些东西以前也只是浅浅的接触，发觉时一块硬骨头便已经放弃的。又或者是以前从都没见过。还有更多的是被粗心大意的我忽略而过的，然而在这二十几天里，我们相遇，擦出了耀眼的火花。在温故而知新的过程中，我从书本上，在各种各样的资料里边，发现了自己的不足，那些被我遗忘的角落里边，原来，还有闪闪发光的金子。在设计的过程中，有很多人给了我很大的帮助，朋友，同学，还有老师，他们在我困难的时候伸出了援助之手，为我解答。大家这一段时间里面都在抓紧时间做设计，他们却还能够在我提出帮助的时候不厌其烦的为我解答，为我提出一些好的建议，从而使我能够完成设计任务。特别是霍老师的指导，在百忙之中，还能够抽出时间督促我们，指导我们，为我们答疑解难，给我们提出了一些好的方法，从而使我能够顺利的完成设计任务。这一次毕业设计虽然很苦，但它锻炼了我，培养了我独立思考的能力，创新思维，还有动手能力，使我具有了严谨认真的设计作风，认识到相互协助的意义。使我现在自信的面对即将的答辩，对以后的工作有着深远的影响。致 谢这次毕业设计得到了很多老师、同学和朋友的帮助，其中我的导师霍俊仪老师对我的关心和支持尤为重要，每次遇到难题，我最先做的就是向霍老师寻求帮助，而霍老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后一起商量解决的办法。另外，感谢校方给予我这样一次机会，能够独立地完成一个课题，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。感谢在整个毕业设计期间帮助我的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一次演绎了互帮互助的一段童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。对上述朋友，再一次真诚地表示感谢！参 考 文 献 1. 兵器工业第五设计研究院主编，工厂常用电气设备手册（第二版），北京：中国电力出版社，19972.李国厚 主编，张发玉 侯铁兵 副主编，PLC原理与应用，清华大学出版社,19973.张桂香 主编，李国厚 薛 波 副主编，电气控制与PLC应用，化学工业出版社，20094.张运波 刘淑荣 编，工厂电气控制技术，高等教育出版社，20045.孙克军 编，电工手册 ，化学工业出版社 ，2012年附录附录一：液压泵站电气控制系统原理图附录二：液压泵站电气控制系统布置图附录三：液压泵站电气控制系统外观设计图附录四：液压泵站电气控制系统接线图附录五：元器件清单表1元器件明细表序号符号器件名称型号数量作用1SP电接点压力表XY-YX-601压力控制2KM接触器SRC1-25C2控制液压电机3FR热继电器JR36-202过载保护4SA钮子开关T701A3电路通断5SB按钮LA19-11DJ4控制按钮6HL指示灯ND167工作状态7SQ行程开关JKXK1-111信号输入8QF断路器DZ47-60 C601电源开关9QF1断路器DZ47-60 C161控制电路开关10XT接线排TD-60102信号输入11线槽PVC-25*12.5若干敷设软导线附录六：程序清单石家庄铁路职业技术学院毕 业 设 计 （论文）评 定 表姓名郑波文学号2存档号系别电气工程系专业电气化铁道技术班 级41171毕业论文（设计）题目液压泵站电气控制系统设计指导教师评语：签名： 年 月 日 1毕业设计成绩：指导教师签名： 年 月 日2答辩成绩：答辩小组组长签名：年 月 日3综合成绩：备注：1.“毕业设计成绩”一项由指导教师根据毕业设计过程的表现及毕业设计说明书评定，满分100分。2.“答辩成绩”一项由答辩小组组长根据答辩情况评定，满分100分。3.“综合成绩”=“毕业设计成绩”*70%+“答辩成绩”*30%。