通风机监控系统

前言

随着科技的日益发展，信息化社会已经成为了时代主题。也正因为信息化的社会的发展，工业控制越来越在工业以及农业中重要，尤其是PLC控制，本次课程设计基于通风机监控系统的送风控制及指示电路，设计了PLC以及继电器接线图。

1.设计任务及要求

1.1设计任务

1、绘制电气控制原理图（A2图幅），PLC外围接线图（A3图幅），编写PLC控制程序。

2、制作电气控制板：按照设计指导书要求的控制功能，制作安装三台电动机主回路，控制回路和指示回路。

3、完成设计说明书。

1.2设计要求

某一生产设备（如油漆涂装生产线），在进行运行时要求有送风系统，通过风力把未喷到零件表面上的漆雾从空中带走或压入循环流动的水中而带走。此送风系统由三台电动机控制，每台电动机可单独工作也可同时工作。

控制设计要求：

1、每台电机均为10kw，要求全压起动，单方向旋转；

2、每台电机应有相应的保护措施和总停控制；

3、电动机工作时要求有运行指示。若只有一台电机在运行，则绿灯亮；若有两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则白灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁；

4、系统要求有电源指示，电流指示及电压指示。

2.总体方案的设计

2.1设计思路

根据设计任务及要求，我们可以将设计分为绘制电气控制原理图和制作电气控制板两个过程。其中电气控制原理图又分为主电路，控制电路和指示电路。主回路设计需要的电器元件有一个空气开关,三台电动机(10KW)，三个接触器（220V），三个热继电器（过载保护），一个电压表，一个电流表，一个指示灯(220V)。控制回路需要七个按钮（四个常闭，三个常开），一个熔断器。指示回路需要四个指示灯（红.绿.白.黄），两个时间继电器（220V）。由于控制电路需要较多触点，所以我们另外选择三个中间继电器（220V）。

2.2主电路设计

根据平时的设计案例，我们设置主电路电压380V，控制电路电压220V.使用空气开关或刀开关加熔断器做电源开关。由于使用空气开关更加简单方便，所以我们使用空气开关来做电源开关，用交流接触器来控制电机接通电源，同时热继电器做过载保护，按钮SB1为总停，SB2、SB4、SB6分别作三台电动机的停止按钮，SB3、SB5、SB7分别作三台电动机的启动按钮，且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。这样便可以完成电动机的全压启动、单方向旋转且每台电机应有相应的保护措施和总停控制。

主电路图如下

2.2控制电路设计

根据题目要求电动机工作时要求有运行指示。若只有一台电机在运

行，则绿灯亮；若有两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则白灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁。对于这些要求，老师告诉我们可以采用三种方法去解决，分别是逻辑分析法、继电器法和经验设计法。在我和同伴讨论后认为用逻辑分析法解决这个问题最简单快捷，因此我们使用逻辑法来设计控制电路。

我们可设三台电机分别为A、B、C。四个指示灯分别是绿灯为F1，黄灯为F2,白灯为F3,红灯为F4，同时可设电机通电运行为“1”，停机“0”。灯亮为“1”，不亮为“0”

2.21绿灯常亮的程序设计

1.三台通风机任意一台运行而其他两台停机是绿灯亮，则可以写出真值表：

2.逻辑式：F1=

控制电路为

2.22黄灯常亮的程序设计

1三台通风机任意两台运行而林一泰台停机时绿灯亮，其真值表如下：

2逻辑式：F2=

控制电路为

2.23白灯常亮的程序设计

1三台通风机同时运行其真值表如下：

2逻辑式：F3=ABC

3控制线路：

2.23红灯闪烁的程序设计

1三台通风机都不运行时真值表如下：

2逻辑式：F4=

3红灯亮一秒，停一秒可由时间继电器完成，如下图：

KT 2

KT 1

KT 1

KT 2

线路通电后，常闭触点KT2和线圈KT1同时得电，常开触点KT1延时1S 闭合，常开触点KT1闭合后，指示灯和线圈KT2同时得电，指示灯亮，常闭触点KT2延时1S 断开，线圈KT1失电，闭合后的常开触点KT1瞬间断开，指示灯和线圈KT2同时失电，指示灯灭，断开的常闭触点KT2瞬间闭合，常闭触点KT2和线圈KT1再次得电，常开触点KT1延时1S 闭合，常开触点KT1闭合后，指示灯和线圈KT2同时得电，指示灯亮,如此循环实现红灯亮一秒，停一秒。 4控制线路：

2.3 指示电路原理图

2.4.电气控制原理图，如下：

3.硬件系统的设计

3.1电气控制板的制作

3.1.1元器件选型

1、电动机

选择电动机应两个方面的问题：一是电动机的性能，例如机械特性，起动性能和调速性能等；二是要知道生产工艺的特点，要使所选电动机的性能满足生产机械的工艺要求。

2、电源开关

低压断路器：又称自动空气开关，除了断开电路的作用外，还具有电流过载、欠压、短路保护的作用。

选择依据是：极数、额定电流、电压类型、电压等级、分断能力、动作频繁程度等。

DZ47-60塑料外壳式断路器，其额定绝缘电压为交流400V，频率为50Hz，额定工作电压为交流220V，其额定电流至60A。其相关参数如下表所示：表3-1断路器相关参数

3、熔断器

熔断器（Fuse）主要用于短路保护。

熔断器结构上主要由熔断器座、熔断体（熔体）组成

熔断器分插入式、螺旋式、填料封闭管式等等。

选择依据是：形式、熔体额定电流（I FU）。

对电流较为平稳的负载（如照明、信号、热电电路等），熔体额定电流就取线路的额定电流。

对具有冲击电流的负载（如电动机），熔体额定电流计取：

单台电机：I FU = 1.5 ~ 2.5 I e

多台电机：I FU = 1.5 ~ 2.5 I Nmax + ∑I e

式中I Nmax ——功率最大电机的额定电流

∑I e——除去功率最大电机之外，其余电机额定电流之和。

本次实验实用的熔断器型号D247-60.

4、热继电器

热继电器（Thermal over-load Relay）主要用于电机过载保护。

热继电器分两相式、三相式、三相带缺相保护式三种形式

选择依据是：形式、额定电流（I FR）。

热继电器热元件的整定电流可调，范围约为0.8 ~ 1.2 I FR（热继电器的额定电流）

热继电器热元件的整定电流一般按0.95 ~ 1.05 I e（电动机的额定电流）选用，对过载能力较差的电机可选得更小些。