加热炉自动上料控制电路设计 课程设计

一、前言    2

二、课程设计课题任务的内容和要求    3

三、设计思路    4

四、设计过程及相关说明    5

五、电路图    6

六、工作原理    7

七、实训总结    7

八、参考文献    8

一、前言

随着现代工业设备的自动化越来越来多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。

在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。

控制系统使整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统轻者影响整个生产的继续运行，重者甚至发生人工安全事故，这样给企业造成重大损失。

自动化加工工艺基本与特点：（1）自动化加工工艺基本内容，随着机械加工自动化程度的发展，自动化加工的工艺范围也在不断的扩大，自动化加工的工艺的基本内容已包括大部分切削加工，如钻孔、扩孔、车削、滚压等（2）自动化加工工艺的特点 1）自动化加工中的工件毛坯精度比普通加工要求高，并且在结构工艺上要考虑适应自动化加工需要。2）自动化加工的生产率比采用万能机床的普通加工一般要高几倍到几十倍。3）自动化加工中的工件加工精度稳定，受人为因素影响小。4）自动化加工中切削用量的选择，以及刀具尺寸控制系统的应用，是以保证加工进度，满足一定的刀具耐用度，提高劳动生产率为目的的。5）在多种小批量的自动化加工中，在工艺方案上考虑以成组技术为基础，充分发挥数控机床等技工设备在适应加工品种改变方面的优势。

加热炉自动上料系统是基于PLC控制系统设计的，控制系统的每一部动作都直接作用直接自动上料系统的运行，因此自动上料系统的小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。

二、课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：

加热炉自动上料控制电路具体完成加热炉门自动打开与闭合，燃料的自动填装，炉门的开到位和关到位分别有两个相应的行程开关控制，送料机到达和退出到预定位置也分别有另外两个行程开关控制，其过程为：

送料机的电机功率为5.5kw。

具体要求如下：

1、了解电动机具体的工作原理。

2、完成上述动作的自动切换。

3、利用热继电器实现电机的过载保护。

4、画出控制连接图，分析其工作原理；

5、撰写设计报告、调试报告、设计心得。

三、设计思路：

滑块自动往复运动，不断循环需要电动机的自动往复循环控制；在电气控制系统中，位置开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

总体方案和控制要求：

推料机的工作如图示，具体控制要求如下：

炉门处在关的位置（行程开关SQ4被压合）→按下启动按钮SB2→炉门打开，到位时（压合SQ1）→炉门停下，推料机前进，前进到位时（SQ2被压合）→推料机停止前进，并且开始后退，后退到位时（SQ3被压合）→推料机停止后退，并且炉门关闭，关闭到位时（行程开关SQ4被压合），从而完成一个循环。

图： 加热炉自动上料工作示意图

电力拖动和控制要求：

1. 推料机采用一台笼型三相异步电动机拖动，电动机的正、反转分别拖动推料机前进和后退；电动机直接启动，且无电气调速和制动的要求；有短路和过载保护。

2. 炉门的开和关也采用一台笼型三相异步电动机拖动，电动机的正、反转分别拖动炉门的开和关；电动机直接启动，且无电气调速和制动的要求；有短路和过载保护。

3. 电路应有各种电气闭锁和保护。

四、设计过程及相关说明：

1．根据设计的工艺要求和设计要求确定所需要的电器元件的种类及数量、电动机的个数及其工作要求。

2．根据工艺要求提出的起动、正反转设计主电路。

3．根据主电路设计控制电路的基本环节。

4．根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系，确定控制参量并设计控制电路的特殊环节。

5．分析电路工作过程中可能出现的故障，加入必要的保护环节。

6．综合审查，仔细检查电气控制电路是否正确，进一步完善和简化电路。

五、电路图：

六、工作原理：

合上电源开关Ｑ,由于此时炉门处于关闭状态，行程开关SＱ4被压合，按下启动按钮ＳＢ２，线圈ＫＭ１通电并自锁，电动机Ｍ１开始正转，炉门打开。当炉门打开到一定位置时，压合行程开关ＳＱ１，线圈ＫＭ３通电并自锁，电动机Ｍ２正向转动，推料机前进卸料；此时由于ＳＱ１的常闭断开，炉门已经停止前进。推料机前进到一定位置后压合行程开关ＳＱ２，ＳＱ２常开触头闭合使得线圈ＫＭ４通电并自锁，电动机Ｍ２反向运转，推料机开始后退；同时ＳＱ２常闭触头断开，推料机不再前进。推料机后退到一定位置时压合行程开关ＳＱ３，ＳＱ３的常开触头闭合，线圈ＫＭ２通电并自锁，电动机Ｍ１反向运转，炉门开始关闭；因ＳＱ３的常闭触头断开，推料机停止后退。炉门关闭时，行程开关ＳＱ４处于压合状态，如果再次按下启动按钮ＳＢ２就可以重复上述循环。

七、实训总结

短暂的实习转眼而过，通过这次综合实训，我们学到了很多，不但对之前的电气基础知识有了更深的了解。比如根据电动机的额定功率算出电机的启动电流，以及熔断器、热继电器的选型，这一切都要建立在对书本知识的充分掌握的基础上，进一步掌握书本知识与实践相结合的能力，学以致用。此次课程设计进一步将已经学过的相关课程及课程中初步掌握的电气原理图的绘制融合在一起，通过一个典型的设备电气控制方案的设计、元器件选型、原理图的绘制，培养我们完成一个实际工业设备电气控制项目的综合职业能力。

八、参考文献

[1]. 陈伯时主编．电力施动自动控制系统．北京：机械工业出版社1992

[2]. 朱英韬主编．工厂电气控制技术．北京工业大学出版社，1991

[3]. 张用，杨定亚编著．机床电气控制．上海，上海科学技术文献出版社，1983

[4]. 陈伯时主编．自动控制系统一电力传动控制．北京广播电视大学出版社，1988

[5]. 张明达主编．电力拖动自动控制系统．北京：  冶金工业出版社1983