物流传输系统的设计

现代电气控制技术课程设计报告学校：院系：电气信息系班级：学号：姓名：物流传输线自动控制系统1.设计背景介绍现代企业在进行生产、装配及传输时大都数都采用物流自动传输线来代替这些繁重的、重复性的工作设计一个比较合理、安全、方面及节能的物流传输控制系统是一个企业提高其生产效率、降低成本的关键所在。

在自动化制造系统中，物流传输是实现自动化制造的关键技术之一。

对物流传输的有效控制，将提高自动线的生产效率，增强企业的市场竞争力。

结合现代电气控制设备，开发了物流传输自动控制系统。

2.物流传输自动控制系统的设计2.1物流传输自动控制系统的设计要求2.1.1每节传输线由一台电机控制，电机均为单向旋转。

2.2.2当第一节传输线检测到有货物时应相应的往下节传输，当货物接近第二节传输线时，第二节传输线进行工作，准备传输快要到来的货物，当货物到第二节时，第一节传输线则停止运行；当货物接近第三节传输线时，第三节传输线进行工作，准备传输快要到来的货物，当化物到第三节时，第二节传输线则停止运行；然后货物在第三节传输线的传输下送到指定加工或装配地点。

2.2.3当第二节传输线上有物品正在传输时，第一节传输线则不能工作；若第三节的货物未取走时，第二节传输线则不能工作。

2.2.4要求每台电机有相应的保护措施及运行指示。

2.2.5系统要求有电源指示，电流指示及电压指示。

2.2设计难点由于设计过程中遇到的各种问题，综合考虑各方面因素，技术难点大致有以下几个方面：2.2.1本设备是由接近开关、行程开关实现的全自动控制系统，所以开关在传输线上安放的位置及选取的型号都十分重要，安装时要不断调试，才能实现系统的稳定运行。

2.2.2控制电压按控制要求选择，符合标准等级。

在控制线路简单，不需经常操作，安全性要求不高时，可以直接采用电网电压，即交流380V或220V。

辅助电路采用24V安全电压。

晶体管无触点开关一般需要直流24V电压。

基于此，要注重对电机、变压器的选取。

2.2.3选择器件时，期间之间的兼容性，器件的规格、成本、维修、更换等都需要认真考虑。

2.2.4正常情况下，如何做到尽可能减少通电电气数量，以利于节约能源，延长电气元件寿命，减少故障也成为技术难点。

2.2.5合理使用电器触点。

接触器、时间继电器往往触点不够用，可以增加中间继电器来解决。

2.2.6合理安排电器触点。

避免因电器动作时间有差别，造成“触点竞争”。

避免因操作不当，造成“误动作”。

避免因某个元器件损坏，造成“短路”。

避免出现“寄生回路”。

2.3电器控制线路的设计根据物流传输线自动控制系统的工艺要求，逐一设计电气控制主电路和控制电路，其方法和步骤如下2.3.1从运送货物的方向出发，确定拖动电动机M1,M2,M3 只要单向运行，货物运动到指定位置后，有行程开关在控制电路中控制电机的开始与停止，使得货物能够平稳的运送下去，主电路中电动机的启停由交流接触器KM1,KM2,KM3控制，当交流接触器线圈得电，其常开出点闭合，接通主电路。

2.3.2考虑到物流传输线自动控制系统的动作程序，电动机与货物位置有一定关系，电动机M1的启动由行程开关SQ1决定，M2的启动由行程开关SQ2决定，M3的启动由行程开关SQ4决定。

当货物未达到规定位置时，SQ不受压，当货物到位时，将行程开关SQ压下，控制电机运行。

2.3.3当货物运送到位时，行程开关除了控制电动机的运行外，同时控制电动机的停止，保证系统能平稳节能运行，电动机M1的停止由行程开关SQ3决定，电动机M2的停止由行程开关SQ5决定，电动机M3的停止由行程开关SQ6决定。

2.3.4如图，在物流传输自动控制系统原理图的中，KA为中间继电器，保证控制电路持续有电，KM1控制电动机M1运行，KM2控制电动机M2运行，KM3控制电动机M3运行，此外，根据物流传输线自动控制系统的设计要求，若第三节的货物未取走时，第二节传输线把货物传到第二节接近终点时自动停止工作；若有货物停在第二节，第一节传输线把货物传到第一节接近终点时自动停止工作，增设两个中间继电器KA2,KA3,由行程开关SQ2,SQ4,SQ6控制当第三节的货物未取走时，货物压住形成开关SQ6, 第二节传输线把货物传到第二节接近终点时,压住行程开关SQ4,这时中间继电器KA3线圈得电，其常闭触电断开，使得交流接触器KM2线圈失电，主电路常闭触电断开，电机M2停止运行，同理M1停止类似。

当第二节的货物未取走时，货物压住形成开关SQ4, 第一节传输线把货物传到第一节接近终点时,压住行程开关SQ2,这时中间继电器KA2线圈得电，其常闭触电断开，使得交流接触器KM1线圈失电，主电路常闭触电断开，电机M1停止运行，2.3.5按物流传输线自动控制系统的设计要求，引入各种保护措施，进一步完善所示设计的电路，FR1------电动机M1的热继电器，起过载保护。

FR2------电动机M2的热继电器，起过载保护FR3------电动机M3的热继电器，起过载保护FU1,FU2,FU3------熔断器，短路保护2.3.6根据设计要求以增设信号指示与照明电路，可设电源接通指示灯HB(白色)，在电源接通时立即发光指示电源有电。

设指示灯HL1（绿色）表示电动机M1是否运行，这个指示灯有交流接触器的KM1常开触电控制，同理设指示灯HL2，HL3表示电动机M2,M3是否运行。

照明灯EL由开关SA控制，FU3为照明电路短路保护。

2.3.7保护：（1）短路保护由FU1、FU2、FU3、FU4、FU5分别实现主电路与控制电路的短路保护（2）过载保护由热继电器实现电动机的长期过载保护。

（3）欠压和失压保护 当电源电压严重下降或电压消失时，接触器电磁吸力急剧下降或消失，衔铁释放，各触电复原，断开电动机电源，电动机停转。

由具有自保电路的接触器控制来实现欠压失压保护。

（4）电动机的接地保护 接电线PE 。

3.电器元件的选用3.1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。

对熔断器的选用主要包括类型和熔体额定电流的确定。

熔断器的额定电压要大于或等于电路的额定电压；额定电流根据负载的保护特性和短路电流的大小来选择。

YL160-8电动机为感性负载，起动电流为额定电流的5.5倍，根据笼型电动机其熔断器的额定电流为：单台电动机 I NF =(1.5-2.5) I NM ，得I NF ≥25.8A 。

选择RC1A-30,，额定电压为380V ，熔断器额定电流为30A ，熔断体额定电流为25.8。

对于指示灯负载，熔体的额定电流应略大于或等于负载电流选用RL6-25，熔断体额定电流为2A 。

3.2 接触器的选择：选择要求：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负载为一般任务且是断续周期工作制，故只要使选用的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。

选用CJ24-30。

3.3 热继电器的选择：选用热继电器时应注意它主要用于电动机的过载保护，在使用过程中要考虑电动机的工作环境，启动情况和负载性质等因素，具体按下面几个方式来选择。

结构的选择：星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器；三角形解法的电动机应选择带断电保护的三相结构热继电器。

根据被保护电动机的实际启动时间选取6倍额定电流下具有相应可返回时间的热继电器。

一般的热继电器可返回时间大约为6倍额定电流下动作时间的50%～70%热元件额定电流可按一般下式进行确定：N I =(0.95～1.05)MN I对于工作条件恶劣、启动频繁的电动机，则按下式确定：N I =（1.05～1.15）MN I 当热元件选定好后，还需用电动机的额定电流来调节整定值。

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，同时使电动机在短时过载和启动瞬间【(4~7)IN 电动机】时不受影响。

电动机的过载保护时应选用带断相保护装置的热继电器。

根据热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流来确定热继电器的型号， 热继电器的热元件额定电流应略大于电动机的额定电流。

选用JR20-63，热元件号为2U 。

3.4 控制变压器的选用根据式X C B B S K S ∑≥=1.2*(3*22+12*3)=122.4来确定最终选择变压器BK-1503.5 导线截面积的选用导线截面积必须按照正常工作条件下流过的最大稳定电流来选择，并考虑环境条件。

另外还应考虑电动机起动、电磁线圈吸合及其它电流峰值引起的电压降。

本传输线系统的最大稳定电流为30A ，选用2.5mm 2，指示灯选用0.5mm 2。

3.6 刀开关的选用刀开关结构形式的选则应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择如是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。

根据装置的安装形式来选择，是否是正面、背面或侧面操作形式，是直接操作还是杠杆传动，是板前接线还是板后接线的结构形式。

刀开关的额定电流的选择一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。

对于电动机负载，应考虑其启动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。

若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。

本系统选用HK1-60，额定电压380V ，额定电流60A 。

3.7接触器的选用为了保证系统正常工作，应根据电路中负载电流的种类选择。

即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。

被选用的接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压。

主触点额定电流的选择：对于电动机负载，接触器主触点额定电流按下式计算：N I =ηϕ⨯⨯cos 3103N N U PCos φ为电动机的功率因数其值大约在0.85～0.9之间；η为电动机的效率，其值一般在0.8～0.9之间。

在选用接触器其额定电流应大于或等于计算值。

4.元件明细表表1:元器件明细表5.电器元件布置图6.电气安装接线图7.操作说明启动按钮SB2，KA线圈得电，电源指示灯亮起。

当有货物放传输线始点时，SQ1被压下，KM1的电自锁，电动机M1开始工作，HL1灯亮，第一节传输线开始工作。

当货物到达第一节传输线终点时，SQ2被货物压下，KM2得电自锁，M2电动机启动，HL2灯亮，第二节传输线开始工作。

当货物到达第二节传输线终点时，SQ4被货物压下，KM3得电自锁，M3电动机启动，第三节传输线开始工作，HL3灯亮。

当有货物在第三节传输线上未拿下来时，SQ6被货物压下，电动机M3停，第三节传输线停止工作，而在第二节传输线上的货物达到第二节终点时SQ4被货物压下，KA3线圈失电，KA3常闭触点断开，电动机M2停止运行，HL2灯灭，第二节传输线停止工作。