电镀车间专用行车电气控制装置设计

电镀车间专用行车电气控制装置设计1 设计任务书1.1 专用设备基本情况介绍 该设备是某厂电镀车间为提高工效、促进生产化和减轻劳动强度，而提高制造的一台专用的自动起吊设备。采用远距离控制，起吊重量在500kg以下。起吊物品时待进行电镀以表面处理的各种产品零件。在电镀生产线一侧，工人将待加工零件装入吊篮，并发出信号，专用行车变提升并自动逐渐前进。按工艺要求在需要停留的槽位停止，并自动下降，停留一定时间（个槽位停留时间预先按工艺调定）后自动提升，如此完成电镀工艺规定的每一道工序，直至生产线的末端自动返回原位，卸下处理好的零件，重现装料发出信号进入下一加工循环。 对于不同零件，其镀层要求和工艺过程是不相同的，为了节省场地，适应批量生产需要，提高设备利用率和发挥最大经济效益，该设备还要求电气控制系统针对不同工艺流程（例如镀锌、镀铬、镀镍镉等）有程序预选和修改能力。 设备机械结构与普通小型行车结构类型，跨度较小，但要求准确停位，以便吊篮能准确进入电镀车内。工作时，除具有自动控制的大车移动（前/后）。 生产线上镀槽的数量，由用户综合各种电镀工艺的需要提出要求，电镀种类越多，则槽数也越多。为简化设计过程，本设计暂定5个电镀槽，停留时间由用户根据工艺要求进行整定。 1.2拖动情况介绍专用行车的小车、大车及升降运动均采用三相交流异步电动机（JO-12-4型0.8kw，1.99A、1410r/min、380v）分散拖动，并采用一级机械减速。1.3设计要求控制装置具有程序预选功能（按电镀工艺确定需要停留工位），一旦程序选定，除上、下装卸零件，整个电镀工艺应能自动进行。前后运动升降运动要求准确停位。前后、升降及左右运动之间有联锁作用。采用远距离控制，整机电源及各动作要有相应指示。应有极限位置保护和其他必要的电气保护措施。绘制电气原理图、选择电气元件、编制元件目录表。绘制总接线图、电器板布置图与接线图、控制面板布置图与接线图等工艺图纸。绘制设计使用说明书。2 设计过程2.1 总体方案选择说明行车的左右、前后及上下运动分别由电动机、拖动，并通过正反转控制实现两个方向的移动。进退与升降运动停止时，采用能耗制动，以保证准确停位。平移中，升降电机采用电磁抱闸制动，以保证安全。位置控制指令信号，由固定于轨道一侧的限位开关发出，并用调节挡铁的方法，来保证吊篮与镀槽相对位置的准确性。制动时间与各槽停留时间，由延时继电器控制。采用串入或短接位置指令信号的方法，实现程序可调。、为自动控制连续运转，采用热继电器实现过载保护，左右移动为调整运动，时工作无过载保护。采用带指示灯按钮，以显示设备运动状态。主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护。由限位开关实现三方向的位置保护。电气控制箱置于专门的操作室。电器板与控制板之间，以及电控箱与执行系统之间的连接，采用连接板进出线方式。2.2设计电气控制原理图2.2.1主电路设计由接触器、及、分别控制电动机、的正反转。、由热继电器、实现过载保护，电动机为点动短时工作，固不设过载保护。由实现短路保护，并由隔离开关QS作为电源控制。为保证准确停位，并考虑到进退与升降运动由同一型号电动机拖动，且不会同时工作（相互有联锁作用）。所以停车时，可采用同一个直流电源实现能耗制动。直流电源可采用低压交流电源经单相桥式整流得到。能耗制动回路中设有单独的短路保护，由、实现。考虑到升降运动吊有一定的重量，在行车平移中，需设置电磁铁抱闸制动控制。三相电磁铁YA与并联，当得电时，YA工作，松开刹车允许升降运动。失电时，YA释放，抱闸刹车，使吊篮稳定停留在空中，能安全地前后平移。根据以上设计原则便可绘制出如图7-2所示的主要电路。rrr2.2.2 控制电路设计吊篮的左右移动，由、控制的正反转实现。正转左移，反转右移，采用点动控制，两地操作（控制操作台或现场操作）。在吊篮进退与升降吊篮进退与升降运动中，不允许左右移动，故串联KA1KA4常闭触头，以实现联锁。左右极限位保护，由固定于左右两端的限位开关、实现。根据电镀工艺要求，行车前进运动与升降运动为自动控制，其控制过程是：按下(图7-3)，及KA1吸合，行车前进，当运动至需要停留的槽位，例如至1槽清洗，由运动挡铁压下固定于轨道一侧的行程开关，常闭触点接通前进制动回路中。使 、失电，停止旋转，同时由常闭及常开触点接通前进制动回路，、得电，使制动行车准确停在1槽。制动时间由调定，停留时间由调定。若工艺要求1槽无需停留，则可扳动开关,使其常开触点闭合，常闭触点打开，则行车继续前进。在制动的同时，由常开触头接通与，使的正转，吊篮下降，至下限极位，限位开关受压，使失电。同时常开触头接通下降制动回路，而使其迅速停车。零件在槽内停留时间由时间继电器KT自动控制，由KT4延时闭合触电接通KM5、K3，使M3反转，吊篮上升。倒上极限位下线开关SQ10，是、使M3停转。同时SQ10常开触头接通上升制动回路，使KM8和KT2停电，在制动的同时，由KM8常开触头接通行车前进控制回路。如此循环，直至按工艺要求完成零件的镀电过程，行车到终点，压SQ8自动停止前进，同时由SQ8常开触点接通KM4、KM2使行车自动回到回到原位。 进退与升降之间，由KA1、KA2及KA3、KA4常闭触头串于对方控制回路，实现联锁过载保护由FR1、FR1常闭触头串在M2、M3各自的控制回路中实现。 根据控制要求，KM3 KM6的副触头数量不够，因而采用并联KM1 KM4中间继电器的办法来解决。 因设备调整需要，进退及升降控制应有连续运转控制，也有点动控制。 由FU5对控制电路进行短路保护。 为节省控制变压器，控制电压直采用电网电压。 根据以上要求便可设计出如图73所示的控制电路图。2.2.3铺助电路设计，根据设计要求设计出图74所示的铺助电路。合上QS、HL0指示灯亮，表示控制系统已通电。 生产过程中由灯L7 HL10（在SQ11 SB14中）显示行车的进退、升降运行状态。并由灯HL1 HL6显示行车的停留位置。 2.2.4按设计要求检查各动作程序，各种保护、联锁等全部符合要求后，即可绘制电气控制总原理图。 2.2.5主要参数计算 FU1熔体额定电流 Inw？In2.571.99A2.55.6A 选用Ian6A，其余熔体额定电流选用2A。 能耗自动参数计算 制动电流I0=1.5 IN=3A 直流电压U0=I0R=30V（式中R为定子两相电阻约为10，实测或查有关手册） 整流变压器二次测交电流I2=3A/0.9=3.33A 电压U230V/0.9=33.3V 整流变压器容量S=I2U2=100VA 与显示、照明共选用BK-100变压器220、36V-6.3V 2.2.6 选择电器元件，编辑原理图的元件目录明细表（在标题栏上方）格式如表 7-1所示22212019FU31熔断器BHC型熔总2A18HL0HL56指示灯XD16.3V，0.05A17SA1SA55组合开关HZ10-10/13型16SQ6SQ116限位开关JLXK1-41115SQ1SQ55行程开关LXK2-13114KT4KT85时间继电器JS11-5380V13KT1KT33时间继电器JS7-2A，380V12KA1KA44中间继电器JZ7-44，380V11KM1KM99接触器CJ10-10 10A/38010SB11SB144起动按钮LA19-11D绿色指示灯6.3V9SB9SB102停止按钮LA19-11D红色指示灯6.3V8SB1SB88点动按钮LA19-117QS1电源开关HZ10-10/36TC1变压器BK-1005VC1整流器QL5A，100V100V/5A4FU1FU3FU4FU54熔断器RL1-161RD熔体鉴定电流为8A其余1A3YA1三相制动电磁铁JC2380V配用MLS1152FR1 FR22热继电器JR10-20/3热元件15-21整流值2A1M1M33电动机JO-12-4序代号数量名称规格型号备注2.3设计工艺图纸按设计要求涉及电气装置总体配置图、总接线图、电器板电器元件布置图、接线图、控制面板电器布置图及接线图。设计步骤：首先要根据设计要求和电气设备的结构，确定电器元件的总体配置情况以及电器板与控制面板上应安装的电器元件。在本设计中，电气箱外部分布于生产线上的电器元件有电动机、制动电磁铁、限位开关等。电器板上应安装的电器元件有熔断器、接触器、中间继电器、热继电器、变压器、整流堆等。控制面板上安装的电器元件有电源开关、控制按钮、程序选择开关、指示灯等。分别对原理线图的主电路及控制电路进行编号。根据电器元件的分布与原理图编号，绘制电气设备的安装接线图，如图7-6所示，图中应标明各电气部分的连接线号及连接方式、安装走线方式、导线及安装要求等。根据操作方便，美观，均匀，对称等原则，会绘制电器元件布置图。如图76，图710所示。进出线采用接线端子板过桥。根据电器元件布置及电器元件的外形尺寸、安装尺寸（有产品手册给出），绘制电器板（胶木板或镀锌板）、控制板（有机玻璃或铝板）、垫板（保证一定强度，一般采用胶木板或镀锌板）等零件加工图纸。本设备中、控制面板及垫板图如图78、图79所示。根据电器安装板及控制面板尺寸设计电器箱外形草图，经过修改按镀金加工要求绘制电气加工图。至此，初步完成本课提要求的原理设计及工艺设计任务。2.4编制设计说明书，使用说明及设计小结2.4.1根据原理设计过程，编写设计说明书，其中包括以下内容：总体方案的选择说明。原理线路设计说明（各控制要求如何实现）。主要参数计算及主要电器元件选择说明，编制元件明细图。附上控制原理图及规定完成的工艺图纸。2.4.2根据原理图及控制要求编写设备说明说，应包括以下主要内容：本设备的用途，特点。工作原理简单说明。使用与维护注意事项。2.5 设计结果评定内容总体方案的选择依据及正确性。控制线路能否满足任务书中提出的各项控制要求，可靠性如何。联锁、保护、显示等是否满足要求。参数计算及元件选择是否正确。控制的各种图纸是否符合有关标准。说明书及图纸质量（简明、扼要、字迹端正、整洁等等）。