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熱處理生產(chǎn)線清洗機控制系統(tǒng)的研發(fā)
摘 要:本設(shè)計采用“繼電器—接觸器控制系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電器、接觸器、限位開關(guān)等組成。這種控制由操作者通過主令電器(例如轉(zhuǎn)換開關(guān))接通或斷開繼電器、接觸器電路,使它們的觸點閉合或分斷,以此來控制管狀加熱器和電磁閥的通斷的。采用這種控制系統(tǒng)主要因為其具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方便、抗干擾強、工作穩(wěn)定等優(yōu)點。采用該系統(tǒng)可以很好地實現(xiàn)設(shè)計要求及目的。
關(guān)鍵詞:電機與電氣 控制技術(shù) 系統(tǒng) 設(shè)計
1 設(shè)計系統(tǒng)的目的及要求
熱處理生產(chǎn)線清洗機控制系統(tǒng)的應用,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動控制,從而減輕了工人的勞動強度,改善了工人的勞動條件,大大地提高了勞動生產(chǎn)率。更為重要的是:產(chǎn)品質(zhì)量較之以前有了很大的提高。
該設(shè)計系統(tǒng)要求在清洗液溫度大于80℃以上時,管狀加熱器能夠自動斷開。溫度低于80℃時管狀加熱器能自動導通。當清洗液的液面低于下限位開關(guān)時,系統(tǒng)應自動導通電磁閥,以此保證液位的高度。當清洗液的液面高于上限位開關(guān)時,系統(tǒng)應自動關(guān)斷電磁閥。同時,系統(tǒng)要求能夠安全、穩(wěn)定的循環(huán)工作。
2 設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作過程
根據(jù)我國當前情況,繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)仍然是機電設(shè)備最常用的電氣控制形式之一,在社會工業(yè)生產(chǎn)中仍占主導地位。因此,本設(shè)計采用“繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)”。
本系統(tǒng)主要由3組管狀加熱器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器、繼電器、限位開關(guān)、儀表、電磁閥、按鈕等電器元件組成。管狀加熱器是系統(tǒng)加熱元件,電磁閥是系統(tǒng)補液的元件。接觸器、繼電器、限位開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、儀表等元件組成了系統(tǒng)的控制部分。
本系統(tǒng)要實現(xiàn)清洗液溫度控制在80℃,另外由于清洗液不斷損失需向水槽中補液,且需要控制它的上下限。因此,系統(tǒng)工作過程分為溫度控制和自動補液兩個過程。
溫度控制:該過程利用溫度儀表、中間繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器、按鈕、熔斷器控制9個3kW的管狀加熱器。系統(tǒng)設(shè)定溫度為80℃。當清洗液溫度低于80℃時,溫度儀表中的常開開關(guān)閉合,中間繼電器KA1的電,其常開觸點閉合,接觸器KM1得電,從而使其常開觸點閉合,管狀加熱器得電加熱。若清洗液的溫度高于80℃時,則儀表中的常開開關(guān)斷開,KA1失電,KM1失電,管狀加熱器失電,停止加熱。
自動補液:系統(tǒng)由上限位開關(guān)、中間繼電器、下限位開關(guān)、浮球和鐵桿、電磁閥等組成。
2.1 系統(tǒng)的工作原理如下
按下電源轉(zhuǎn)換開關(guān)QS,給系統(tǒng)提供電源,如果轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1調(diào)到自動檔,此時溫控儀表開始接受清洗液溫度信息并進行轉(zhuǎn)換,當清洗液溫度高于系統(tǒng)設(shè)定的溫度80℃時,其內(nèi)部的常開開關(guān)保持斷開狀態(tài),中間繼電器KA1不得電,其常開觸頭保持斷開,接觸器KM1線圈不得電,其常開觸頭不閉合,所以管狀加熱器無法進行加熱,若清洗液溫度地于系統(tǒng)設(shè)定的溫度80℃,則溫控儀表的常開開關(guān)閉合中間繼電器KA1線圈得電,從而使其常開觸頭得電,接觸器KM1線圈得電,其常開觸頭相繼閉合,管狀加熱器開始對清洗液進行加熱,如果將轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1調(diào)到手動檔,直接控制加熱,若要求系統(tǒng)停止加熱,則可將轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到停止檔,此時無論清洗液溫度為多少,管狀加熱器都不能進行加熱。
由于加工零件清洗之后會帶走一部分清洗液,并且由于加熱會有一些蒸發(fā),水漕內(nèi)的清洗液會不斷消耗,如果由于清洗液太少,會導致管狀加熱器暴露于空氣當中,此時如果在給清洗液進行加熱,會導致管狀加熱器損壞。所以要及時給水漕中加清洗液,系統(tǒng)在水漕中設(shè)置了上限位開關(guān)和下限位開關(guān),并且有一個帶鐵桿的浮球在這兩點之間上下移動。下限位開關(guān)SQ1為常開開關(guān),上限位開關(guān)SQ2為常閉開關(guān),如果水漕中的液位高于上限位開關(guān)SQ2,則上限位開關(guān)斷開,中間繼電器KA2線圈失電,其常開觸頭斷開,主電路失電,電磁閥斷開停止向水漕中加液,如果水漕中的液位低于限位SQ1,則下限位開關(guān)SQ1閉合。中繼電器KA2線圈得電,其常開輔助觸頭閉合,電路得電,電磁閥導通,從而可以進行加液。
由于下限位開關(guān)在加液后會因液位上升而隨之斷開,從而不能進行正常加液,所以系統(tǒng)對加液過程進行自鎖,從而可以保持電磁閥的正常工作。就是在電磁閥一側(cè)并接一個中間繼電器KA3,其常開觸頭可使中間繼電器KA2實現(xiàn)自鎖。從而可使電磁閥能夠繼續(xù)導通為清洗機加液。
3 系統(tǒng)電器元件的選擇
系統(tǒng)的設(shè)計能否滿足要求,能否安全、穩(wěn)定的運行,電器元件的選擇至關(guān)重要。在進行系統(tǒng)安裝時,應按照系統(tǒng)電器元件明細表配置電器元件。所有的電器元件必須質(zhì)量可靠,型號規(guī)格與設(shè)計要求相符
3.1 溫度儀表的選擇
在工業(yè)控制中,將開關(guān)型的熱敏電阻埋設(shè)在被測物中,并與繼電器串聯(lián),給電路加上恒定電壓,當周圍介質(zhì)溫度升到一定數(shù)值時,電路中的電流可以由十分之幾毫安突變?yōu)閹资涟?引起繼電器動作,從而實現(xiàn)溫度控制或過熱保護等。本設(shè)計根據(jù)需要采用熱電偶傳感器代替熱電阻傳感器與溫度儀表結(jié)合,并串聯(lián)中間繼電器對電路進行控制。
3.2 限位開關(guān)的選擇
限位開關(guān)又稱行程開關(guān),是實現(xiàn)形成控制的小電流主動電器。它主要用于生產(chǎn)機械的運動方向、行程的控制和位置保護。其作用原理與按鈕類似,動作時碰撞行程開關(guān)的頂桿。限位開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式和微動式三種,按運動方式分為直動式和轉(zhuǎn)動式,按觸點性質(zhì)分為有觸點式和無觸點式。根據(jù)設(shè)計要求,本設(shè)計系統(tǒng)選用型號為JLX1-11K系列限位開關(guān)。
3.2 熱電偶傳感器的選擇
由于傳感器技術(shù)的研制和發(fā)展非常迅速,各種各樣的傳感器應運而生,對選用傳感器帶來很大的靈活性。眾所周知,對于同種被測物理量,可以用各種不同的傳感器測量,為了選擇適合測定目的的傳感器,有必要掌握傳感器的正確選擇,雖然傳感器選擇時應考慮的事項很多,但主要應根據(jù)傳感器實現(xiàn)使用目的、指標、環(huán)境條件和成本等限制條件,優(yōu)先考慮幾個重要的條件。
4 設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)缺點分析
本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方便、抗干擾能力強、工作穩(wěn)定,這是其主要的優(yōu)點,但也存在著許多不足。由于采用的是“繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)”,系統(tǒng)的接線形式固定,只能按固定的程序進行控制,因此改變程序不方便,通用性和靈活性差;而且采用有觸頭的開關(guān)動作,存在著工作頻率低、觸頭易損壞、使用壽命短、噪聲大等缺點。
同時,本設(shè)計也存在其他一些方面的不足。如在設(shè)計過程中遇到一個難題:熱處理生產(chǎn)線清洗機會源源不斷地產(chǎn)生污水,這是一個非常棘手的問題,污水如果不進行處理而直接排放到外界,勢必造成環(huán)境污染,給社會造成極大危害,如果進行污水處理,勢必增加企業(yè)生產(chǎn)成本,也不利于企業(yè)長期發(fā)展,如果能夠?qū)Ξa(chǎn)生的污水進行回收在利用,那么不僅不會造成環(huán)境問題,而且能夠節(jié)約寶貴的水資源,并降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益,這對于當今世界各國所倡導的環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展無疑有著重大意義
參考文獻：
[1] 譚維瑜.電機與電氣控制[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.
[2] 任志錦.電機與電氣控制[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.
[3] 吳旗.傳感器與自動檢測技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2003.
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