熱處理生產(chǎn)線(xiàn)清洗機控制系統的研發(fā)
摘 要:本設計采用“繼電器—接觸器控制系統”。該系統主要由轉換開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器、限位開(kāi)關(guān)等組成。這種控制由操作者通過(guò)主令電器(例如轉換開(kāi)關(guān))接通或斷開(kāi)繼電器、接觸器電路,使它們的觸點(diǎn)閉合或分斷,以此來(lái)控制管狀加熱器和電磁閥的通斷的。采用這種控制系統主要因為其具有結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護方便、抗干擾強、工作穩定等優(yōu)點(diǎn)。采用該系統可以很好地實(shí)現設計要求及目的。
關(guān)鍵詞:電機與電氣 控制技術(shù) 系統 設計
1 設計系統的目的及要求
熱處理生產(chǎn)線(xiàn)清洗機控制系統的應用,實(shí)現了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制,從而減輕了工人的勞動(dòng)強度,改善了工人的勞動(dòng)條件,大大地提高了勞動(dòng)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。
該設計系統要求在清洗液溫度大于80℃以上時(shí),管狀加熱器能夠自動(dòng)斷開(kāi)。溫度低于80℃時(shí)管狀加熱器能自動(dòng)導通。當清洗液的液面低于下限位開(kāi)關(guān)時(shí),系統應自動(dòng)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(kāi)關(guān)時(shí),系統應自動(dòng)關(guān)斷電磁閥。同時(shí),系統要求能夠安全、穩定的循環(huán)工作。
2 設計系統的結構及工作過(guò)程
根據我國當前情況,繼電器—接觸器電氣控制系統仍然是機電設備最常用的電氣控制形式之一,在社會(huì )工業(yè)生產(chǎn)中仍占主導地位。因此,本設計采用“繼電器—接觸器電氣控制系統”。
本系統主要由3組管狀加熱器、轉換開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器、限位開(kāi)關(guān)、儀表、電磁閥、按鈕等電器元件組成。管狀加熱器是系統加熱元件,電磁閥是系統補液的元件。接觸器、繼電器、限位開(kāi)關(guān)、轉換開(kāi)關(guān)、按鈕、儀表等元件組成了系統的控制部分。
本系統要實(shí)現清洗液溫度控制在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,系統工作過(guò)程分為溫度控制和自動(dòng)補液兩個(gè)過(guò)程。
溫度控制:該過(guò)程利用溫度儀表、中間繼電器、轉換開(kāi)關(guān)、接觸器、按鈕、熔斷器控制9個(gè)3kW的管狀加熱器。系統設定溫度為80℃。當清洗液溫度低于80℃時(shí),溫度儀表中的常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合,中間繼電器KA1的電,其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,接觸器KM1得電,從而使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,管狀加熱器得電加熱。若清洗液的溫度高于80℃時(shí),則儀表中的常開(kāi)開(kāi)關(guān)斷開(kāi),KA1失電,KM1失電,管狀加熱器失電,停止加熱。
自動(dòng)補液:系統由上限位開(kāi)關(guān)、中間繼電器、下限位開(kāi)關(guān)、浮球和鐵桿、電磁閥等組成。
2.1 系統的工作原理如下
按下電源轉換開(kāi)關(guān)QS,給系統提供電源,如果轉換開(kāi)關(guān)QS1調到自動(dòng)檔,此時(shí)溫控儀表開(kāi)始接受清洗液溫度信息并進(jìn)行轉換,當清洗液溫度高于系統設定的溫度80℃時(shí),其內部的常開(kāi)開(kāi)關(guān)保持斷開(kāi)狀態(tài),中間繼電器KA1不得電,其常開(kāi)觸頭保持斷開(kāi),接觸器KM1線(xiàn)圈不得電,其常開(kāi)觸頭不閉合,所以管狀加熱器無(wú)法進(jìn)行加熱,若清洗液溫度地于系統設定的溫度80℃,則溫控儀表的常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合中間繼電器KA1線(xiàn)圈得電,從而使其常開(kāi)觸頭得電,接觸器KM1線(xiàn)圈得電,其常開(kāi)觸頭相繼閉合,管狀加熱器開(kāi)始對清洗液進(jìn)行加熱,如果將轉換開(kāi)關(guān)QS1調到手動(dòng)檔,直接控制加熱,若要求系統停止加熱,則可將轉換開(kāi)關(guān)調到停止檔,此時(shí)無(wú)論清洗液溫度為多少,管狀加熱器都不能進(jìn)行加熱。
由于加工零件清洗之后會(huì )帶走一部分清洗液,并且由于加熱會(huì )有一些蒸發(fā),水漕內的清洗液會(huì )不斷消耗,如果由于清洗液太少,會(huì )導致管狀加熱器暴露于空氣當中,此時(shí)如果在給清洗液進(jìn)行加熱,會(huì )導致管狀加熱器損壞。所以要及時(shí)給水漕中加清洗液,系統在水漕中設置了上限位開(kāi)關(guān)和下限位開(kāi)關(guān),并且有一個(gè)帶鐵桿的浮球在這兩點(diǎn)之間上下移動(dòng)。下限位開(kāi)關(guān)SQ1為常開(kāi)開(kāi)關(guān),上限位開(kāi)關(guān)SQ2為常閉開(kāi)關(guān),如果水漕中的液位高于上限位開(kāi)關(guān)SQ2,則上限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi),中間繼電器KA2線(xiàn)圈失電,其常開(kāi)觸頭斷開(kāi),主電路失電,電磁閥斷開(kāi)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(kāi)關(guān)SQ1閉合。中繼電器KA2線(xiàn)圈得電,其常開(kāi)輔助觸頭閉合,電路得電,電磁閥導通,從而可以進(jìn)行加液。
由于下限位開(kāi)關(guān)在加液后會(huì )因液位上升而隨之斷開(kāi),從而不能進(jìn)行正常加液,所以系統對加液過(guò)程進(jìn)行自鎖,從而可以保持電磁閥的正常工作。就是在電磁閥一側并接一個(gè)中間繼電器KA3,其常開(kāi)觸頭可使中間繼電器KA2實(shí)現自鎖。從而可使電磁閥能夠繼續導通為清洗機加液。
3 系統電器元件的選擇
系統的設計能否滿(mǎn)足要求,能否安全、穩定的運行,電器元件的選擇至關(guān)重要。在進(jìn)行系統安裝時(shí),應按照系統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,型號規格與設計要求相符
3.1 溫度儀表的選擇
在工業(yè)控制中,將開(kāi)關(guān)型的熱敏電阻埋設在被測物中,并與繼電器串聯(lián),給電路加上恒定電壓,當周?chē)橘|(zhì)溫度升到一定數值時(shí),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(dòng)作,從而實(shí)現溫度控制或過(guò)熱保護等。本設計根據需要采用熱電偶傳感器代替熱電阻傳感器與溫度儀表結合,并串聯(lián)中間繼電器對電路進(jìn)行控制。
3.2 限位開(kāi)關(guān)的選擇
限位開(kāi)關(guān)又稱(chēng)行程開(kāi)關(guān),是實(shí)現形成控制的小電流主動(dòng)電器。它主要用于生產(chǎn)機械的運動(dòng)方向、行程的控制和位置保護。其作用原理與按鈕類(lèi)似,動(dòng)作時(shí)碰撞行程開(kāi)關(guān)的頂桿。限位開(kāi)關(guān)按其結構可分為直動(dòng)式、滾輪式和微動(dòng)式三種,按運動(dòng)方式分為直動(dòng)式和轉動(dòng)式,按觸點(diǎn)性質(zhì)分為有觸點(diǎn)式和無(wú)觸點(diǎn)式。根據設計要求,本設計系統選用型號為JLX1-11K系列限位開(kāi)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(lái)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(shí)應考慮的事項很多,但主要應根據傳感器實(shí)現使用目的、指標、環(huán)境條件和成本等限制條件,優(yōu)先考慮幾個(gè)重要的條件。
4 設計系統的優(yōu)缺點(diǎn)分析
本設計結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護方便、抗干擾能力強、工作穩定,這是其主要的優(yōu)點(diǎn),但也存在著(zhù)許多不足。由于采用的是“繼電器—接觸器電氣控制系統”,系統的接線(xiàn)形式固定,只能按固定的程序進(jìn)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(kāi)關(guān)動(dòng)作,存在著(zhù)工作頻率低、觸頭易損壞、使用壽命短、噪聲大等缺點(diǎn)。
同時(shí),本設計也存在其他一些方面的不足。如在設計過(guò)程中遇到一個(gè)難題:熱處理生產(chǎn)線(xiàn)清洗機會(huì )源源不斷地產(chǎn)生污水,這是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題,污水如果不進(jìn)行處理而直接排放到外界,勢必造成環(huán)境污染,給社會(huì )造成極大危害,如果進(jìn)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(cháng)期發(fā)展,如果能夠對產(chǎn)生的污水進(jìn)行回收在利用,那么不僅不會(huì )造成環(huán)境問(wèn)題,而且能夠節約寶貴的水資源,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)境保護和可持續發(fā)展無(wú)疑有著(zhù)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(dòng)檢測技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2003.
【熱處理生產(chǎn)線(xiàn)清洗機控制系統的研發(fā)】相關(guān)文章：
生產(chǎn)線(xiàn)長(cháng)個(gè)人總結10-23
研發(fā)的標語(yǔ)05-21
生產(chǎn)線(xiàn)工作總結12-30