液压传动装置电气控制系统的设计

天津渤海职业技术学院毕业设计说明书专业电气自动化课题名称液压传动装置电气控制系统的设计学生姓名赵蕊蕊指导老师秦立芳杨利电气工程系２００9年3月内容摘要液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。

液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动而进行能量传递的一种传动方式。

由于液压执行结构尺寸小，反应速度快，调节性能好，传递的力和扭矩较大，操纵、控制、调节比较方便，容易实现功率放大和过载保护，因此被广泛应用于机械制造、冶金、工程机械、农业、汽车、航空、船舶、轻纺等行业。

近年来，又被应用于太空跟踪系统，海浪模拟装置，宇航环境模拟火箭发射助飞装置。

在机械加工中，例如组合机床加工长孔，为满足其技术要求并达到相应的自动化水平，加工前，应按工艺工程进行可行性模拟加工试验。

本方案即为满足液压试验装置设计电气控制和自动控制。

本课题属于典型的机电技术结合项目，通过对课题的设计，研究和制作过程可达到综合利用自动化专业理论知识，提高专业综合操作技能，提高分析、组织能力，拓展学科领域的目的，并为机械加工生产技术改革提供试验操作平台。

常用词；液压装置、电器控制、PLC可编程控制器致谢：在本次毕业设计过程中得到了众多老师的帮助，在此表示忠心的感谢!同时也感谢这三年来在学习和生活上给予帮助的所有老师!目录第1章设计对象及基本要求 (4)1.1 设计对象1.2 基本要求1.3 技术要求第2章电气线路的设计 (5)2.1 线路设计的基本原理2.2 绘制原理图2.3 元器件的选择2.4 元器件的分布图第3章柜体内电气线路的安全 (11)第4章电气控制柜的通电试验 (15)4.1 通电前的检查4.2 电气控制柜的调试第5章按给定实验项目进行的调试 (15)5.1 用PLC可编程控制项目进行编程设计第6章使用说明书 (18)第7章结果分析 (18)参考文献 (19)第一章设计对象及基本要求1.1 设计对象如下图所示装置为液压传动实验装置，要求按照实验装置的功能要求设计一个电气控制系统。

1.2 基本要求1、正确选用低压配电和低压控制电器。

2、电器原理线路设计合理、美观。

3、最大限度实现生产机械加工和工艺电气控制要求。

4、在满足生产工艺要求的前提下，使控制线路简单、经济。

5、保证电气控制线路工作的可靠性、安全性。

6、使操作、维护、检修方便。

1.3 技术要求1、供电要求：380V三相交流电源，采用三相五线制。

2、主电路要求：单个按钮启动、停止。

2台1.1KW的电机，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护，电流表、电压表各一个。

3、控制电路的要求：通过万能转换开关实现手动～自动切换。

第二章电气线路的设计2.1线路设计基本原理2.1.1主电路的设计由液压传动装置可知，液压元件主要有电磁阀、溢流阀、减压阀、压力继电器等。

电磁阀吸合需要24V的直流电源，这就需要一台可控变压器和硅桥整流。

2台1.1千瓦油泵，用按钮实现启或停。

2个交流接触器、2个热继电器作为过载保护，从而完成电路的设计。

2.1.2 控制电路的设计根据要求要实现手动与自动控制，需要一个万能转换开关。

由于中间环节比较多，需增加多个不同型号的中间继电器来进行信号传递，利用继电器的触点和转换开关的切换来实现手动控制。

用一台松下PLC来实现对系统的自动控制。

2.2 绘制原理图2.3 元器件的选择：2.3.1 断路器的选择：断路器的额定工作电压应大于或等于设备的额定工作电压。

对于电路来说还要注意是对电源端保护还是负载端保护，电源端电压比负载端电压高5%左右。

因此根据三相异步电机所给的额定电流判断出此电气柜短路器的选择范围是1A-2A.2.3.2 熔断器的选择：熔断器的选择应根据电器的设计要求及使用场合进行选择。

熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工作的电压。

熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。

熔断器的电流必须等于或高于所装熔体的额定电流。

熔断器的额定分析能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。

因此根据三相异步电机所给的额定电流计算出电气柜熔断器的选择范围应是:0.51-0.68A.2.3.3 热继电器的选择(1) 额定电流选大一级的.(2) 额定值一般为电动机电流的1.7-2 倍。

2.3.4 中间继电器选择中间继电器结构上是一个电压继电器，但它的触点多，容量大，是用来转换控制信号的中间元件，在此选用JZC1-44 型和HHP5型。

2.3.5 交流接触器的选择(1) 选额定电压为380V，额定电流40A(2) 接触器主触点的额定电压选择应大于或定于负载的额定电压(3) 接触器吸引线圈电压的选择，一般选380V或220V。

由于控制电路比较复杂，使用的电器又比较多，为安全起见，线圈的额定电压可选的低一些。

2.3.6 万能转换开关的选择(1) 按额定工作电压和工作电流选用合适系列。

(2) 按操作需要选定手柄形式和适位特征。

(3) 按控制要求参照万能开关样本确定触头数量和接线编号。

选择面板形式及标志，在此选HZ5-20/4 型。

2.3.7 按钮的选择分别用两个绿按钮和红按钮实现启动停动控制，另有11个绿按钮对PLC进行输入控制。

电气元件表2.４系统操作台的平面图：第三章柜体内电气线路的安装3.1 安装的准备工作首先了解柜体的造型和设计电器原理图及其主要组成部件，熟练掌握电气原理图对顺利安装、检查调试和故障检修有很大的帮助。

准备好安装工具和检查仪表。

3.2 电器控制柜的安装3.2.1 安装电器元件(1) 按产品说明书和电器原理图进行电器元件的安装，做到安全可靠，排列整齐。

(2) 电器元件之间的导线连结，接线是按照电器安装接线图的要求，结合电器原理图中的导线编号及配线要求进行。

导线的标志：保护导线采用黄绿双色；动力电路、中性线和中间线采用浅蓝色；交直流动力线采用黑色；交流控制电路采用红色；直流控制电路采用蓝色。

导线的线号标志与电器原理图和电器安装接线图相符合，且在每一个由连接的导线的接近端子处套有标明导线线号的套管。

导线的连接步骤:<1> 了解电器元件之间导线连接的走向和路径。

<2> 根据导线连接的走向和路径及连接点之间的长度，选择合适的导线长度，并将导线的转弯处弯成90度。

<3> 用电工工具剥除导线端子处的绝缘层，套上导线的标志套管，将剥除绝缘层的导线，按电器安装接线端子上的压紧螺钉并拧紧。

<4> 所有导线连接完毕之后进行整理。

做到横平竖直，导线之间没有交叉、重叠且相互平行。

3.2.2 主要元器件的安装1.接触器的安装(1) 安装前先检查接触器线圈的电压，然后检查接触器各触头，经过检查其电压与控制电源的电压相符，各触头接触良好没有卡阻现象，最后将铁心及面上的防锈油擦净。

(2) 安装时，接触器的底面与安装面平行，倾斜度应小于50 °。

(3) 安装过程中，不能使螺钉、垫圈等零件落入接触器内，以免造成机械卡阻和短路。

2.热继电器的安装(1) 先检查其性能，结果正常。

(2) 安装实现擦净触头面的尘污，以免影响热继电器的性能。

(3) 热继电器出线端的连接导线按规定要求选配。

3.中间继电器的安装(1) 安装前线检查继电器线圈的电压，然后检查继电器各触头，经过检查其电压与控制电源的电压相符，各触头接触良好没有卡阻现象。

最后将铁心及面上的防锈油擦净。

(2) 安装时，接触器的底面与安装面平行，倾斜度应小于50°。

(3) 安装过程中，不能使螺钉、垫圈等零件落入接触器内，以免造成机械卡阻和短路。

3.3 电器控制柜的安装配线电器控制柜的配线有柜内配线和柜外两种。

柜内配线有明配和暗配、线槽配线等。

柜外有线管配线等。

这里主要采用柜内配线的线槽配线。

3.3.1 柜内配线这种配线方式综合了明配线和暗配线的优点。

适用线路较复杂、电器元件较多的系统。

不仅安装、检查维修方便，且整个板面整齐美观，它是目前使用较广的一种接线方法。

一般采用能从正面修改配线的方法,如板前槽配线或板前明线配线,较少采用板后配线的方法.采用线槽配线时,线槽装线不要超过容移的70%, 以便安装和维修.线槽外部的配线,对装在可拆卸门上的电器接线必须采用互连端子板或连接器,他们必须牢固固定在框架,控制箱或门上。

从外部控制，信号电路进行控制箱内的导线超过10根，必须接到端子板或连接器2过度，但动力电路和测量电路的导线可以直接街道电器的端子上。

3.3.2 导线选择的基本要求(1)导线的颜色标志保护导线（PE）必须采用黄绿双色；动力电路的中线（N）和中间线（M）必须是浅蓝色的；交流或直流电路应采用黑色；交流控制电路采用红色；直流控制电路采用蓝色；用作控制电路连锁的导线，如果是与外边控制电路的连接，而且当电源开关断开仍带电时，应采用橘黄色，与保护导线连接的电路采用白色。

(2)导线的线号标志导线线号的标志应与原理图和接线图相符合。

在每一跟连接导线的线头上必须套上标有线号的套管。

位置应接近端子处，线号的编制方法如下：1、主电路三相电源按相序自上而下标号为L1、L2、L3；经过电源开关后，在出线端子上按相序依次编号为U11、V11、W11。

主电路中各支路的编号，应从上至下、从左至右，每经过一个电气元件的线桩后，编号要递增，如U11、V11、W11……单台三相交流电动机（或设备的三根引出线按相序依次编为U、V、W（或用U1、V1、W1表示）多台电动机引出线的编号为了不致引起误解和混淆，可在字母前冠以数字来区别，如1U、1V、1W……在不产生矛盾的情况下，字母后应可能避免采用双数字，如单台电动机的引出线采用U、V、W的线号标志时，三相电源开关后的出线端编号可为U1、V1、W1。

当电路编号与电动机线端标志相同时，应三相同时跳过一个编号来避免重复。

2控制电路与照明、指示电路应从上至下、从左至右，逐行用数字依次编号，每经过一个电气元件的接线端子，编号的起始数字，除控制电路必须从阿拉伯数字一开始外，其他辅助电路依次递增一百作起始数字，如照明电路编号从101开始；型号电路编号从201开始。

3.3.3 配线的基本要求(1) 配线之前应先了解电器原理图、电器布置图和电器安装接线图，作到心中有数。

(2)硬线只能用在固定安装于不动部件之间，且导线的截面积应小于0.5㎜2。

若在有可能出现振动的场合或导线的截面积在大于等于0.5㎜2时必须用软线。

电源开关的负载侧可采用裸导线，但必须是直径大于3㎜的圆导线或者是厚度大于2㎜的扁导线，并应有预防直接接触的保护措施（如绝缘、间距、屏护）(3)导线必须绝缘良好，并应具有化学腐蚀能力，在特殊条件工作的导线，必须同时满足使用条件的要求。