通风机监控系统论文
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矿井主通风机远程监控系统的研发应用煤矿主通风机设备的监测系统普遍存在着稳定性差、故障点多、出现问题不易查找、监测内容不全面、通讯接口协议互补兼容等缺点,已无法满足矿井安全生产和自动化管理的需要。
本文主要阐述煤矿主通风机如何提高运行的安全性和可靠性,使通风机房具备无人值守条件。
标签:智能化监控管理;无人值守;故障预警预报;自动化控制0 引言主通风机设备主要功能是对环境参数、风机性能参数和电气参数的在线监测以及风机设备的简单控制功能,但不具有自动化控制和管理的功能。
这种状况已成为制约煤矿安全生产、提高企业经济效益和自动化管理水平的瓶颈之一。
1 研究实施方案以主通风机现场参数的采集与监测;自动化控制功能程序的设计;故障诊断算法的设计和系统信息的传输等为主要研究内容。
其核心技术主要包括通风机、电机启动系统(降压启动、变频启动及励磁启动)、高压开关柜系统、风门控制系统等设备的故障识别、预报技术,各系统之间信息传输的总线技术、自动化控制算法和可靠性等方面。
(1)系统采用RS485和以太网等现场总线,保证了系统数据传输的可靠性、快速性,有效地屏蔽了现场的各种干扰,提高监测数据的可靠性,将为煤矿主通风机设备、压缩机设备的安全运行提供一个重要保障。
(2)基于Force control组态软件研制开发的智能化监控管理系统,将具有主风机设备、压缩机设备参数实时在线监测、数据存储、报表打印、自动化控制和网络传输功能,为煤矿大型机电设备的自动化管理提供一个重要途径。
(3)通过冗余性的控制单元构建系统,使整个控制系统具有更高的可靠性,为实现系统的控制功能奠定一个重要基础。
(4)研究准确、可靠的流量在线监测方法和装置,解决当前风机设备监控系统中流量检测不准确的难题。
(5)开发监测内容全面且控制准确可靠,并具有主通风机设备远程监测和控制智能化的联合自动化控制系统,为实现主通风机房的无人值守提供条件。
(6)研究通风机运行中喘振状态的预测和预报的算法,准确预报通风机在高负压条件下运行的喘振故障。
摘要矿井主通风机向井下提供新鲜风流,以冲淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性气体和粉尘,保证井下风流的质量符合国家安全卫生标准,行成良好的工作环境,防止各种伤害和爆炸事故,它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。
本矿井主通风机在线监测系统用于矿井主通风机性能参数的采集和结果处理。
系统可分为参数监测、数据通信与计算机数据处理与管理等部分,能对通风机的性能参数进行存储和管理、生成报表和绘制曲线,以帮助管理人员动态了解通风机的性能,对性能不能满足要求的通风机及时停止和更换,保证煤矿安全生产。
系统采用c# WinForm+SQL Server2000开发,界面简洁美观,功能齐全,能满足一般矿井的需求。
关键词:数据通信,矿井,主通风机,监测系统AbstractThe main mine ventilator on-line monitoring system provides fresh air flow to the underground mine to dilute and discharge of toxic under mine, suffocating and explosive gases and dust to ensure the quality of underground air flow in line with national safety and health standards, to line into a good working environment, to prevent all kinds of injuries and explosions accident . It always plays a very important role in mine construction and production.The main mine ventilator on-line monitoring system is used for gathering and processing the performance parameters of the main mine system can be divided into parameter monitoring, data communications and computer data processing and management performance parameters can be stored and managed, can be used to generate reports, and can be draw curves to help managers understand the dynamic performance of fans to stop and change those that can not meet the requirements timely to ensure safety production in coal mines.This system is developed using c # WinForm + SQL Server2000 with the simple and beautiful interface and complete functions,so that it can meet the needs of the general mine.Key words: data communication, mine ,main ventilator ,monitoring system目录1 前言 (1)课题研究的背景 (1)国内外研究现状 (1)主要研究内容 (3)2 系统规划 (5) (5) (6)3 系统分析与设计 (10)系统分析 (10)系统设计 (13)4 系统实现 (25)系统解决方案的选择 (25)编码规范 (29)程序设计规范 (30)功能模块实现 (31)5 系统测试与运行 (37) (37)系统运行和评价 (38)6 开发中所遇问题与开发总结 (41)开发中所遇问题 (41)开发总结与展望 (41)致谢 (43)参考文献 (44)附录1 外文原文 (45)附录2 中文译文 (52)1 前言课题研究的背景在井工采煤中,矿井通风是矿井生产系统的一个重要组成部分,只有在当矿井内建立与地面近似的大气条件时,采掘工作才能大规模地在深部进行。
局部通风机监测监控及远程操作系统的设计与应用摘要:目前煤矿井下掘进工作面大多使用局部通风机供风方式治理工作面的瓦斯,常用局部通风机使用专用双切换开关,但有时风机发生软故障开关不能正常切换导致双风机停机、工作面停风等故障,本文通过对局部通风远程集中管控系统的设计需求进行分析,设计了系统控制界面、构架以及运行环境,实现了对局部通风机运行状态及环境参数的智能控制和监测,对矿井通风系统的安全稳定具有重要意义。
关键词:局部通风机;监测监控;远程操作;设计;应用引言具有“工作面之肺”之称的局部通风机,承担着向井下采掘工作面输送新鲜的空气、排出粉尘以及浑浊气流,并确保矿井可以安全生产和保证人身安全的重要责任。
对煤矿井下局部通风机的运行状态、运行环境的实时准确监测在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。
结合对局部通风机的在线参数监测与煤矿安全监控系统的各个监测量,有效地对风机进行启动、停止、风量调节,能够有效地保证对煤矿井下采掘工作面新风输送、瓦斯及其他有害气体、粉尘的排除,为煤矿安全生产提供有力的保证。
1系统概述矿井局部通风机智能远程监控系统可以连续在线监测矿井局部通风机开停状态、风量、风筒状态、电压、电流等参数,掌控对旋式风机的开停、主备风机的切换,提供高效且稳定的实时性强的数据采集、储存、管制、分析判断等功能和控制功能。
同时,也为用户提供了充足的图表、统计和打印信息,及时分明风机的运行情况,方便进行有效的远程控制,为煤矿的安全生产提供保障。
系统采用工业以太环网方式进行数据传输,并且提供标准OPC数据通讯协议接口,方便实现和安全监控系统的联动,实现矿井的联网监测和数据共享。
2监控系统设计局部通风机监测监控系统主要由地面远程监控中心、通风区域矿用隔爆兼本安型数据采集分站、矿用本安型云台摄像仪、矿用隔爆兼本安型真空馈电开关、煤矿风机用隔爆兼本安型双电源真空电磁启动器,矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、通讯网络等设备组成。
矿井风机智能化监控系统的设计与应用摘要:矿井通风机是通风系统中的核心设备,由于其特殊的工作需求,矿井通风机必须长期工作,但是通风机的运行环境恶劣,存在各种安全风险,而矿井风机智能化监控系统的设计与应用能够有效提高矿井风机运行的稳定性与安全性。
为此,下文将对矿井风机智能化监控系统的设计与应用展开详细的分析。
关键词:矿井风机;智能化;监控系统;设计;应用控制系统作为通风机的重要组成部分,为通风机的正常运行传输控制指令,使其按照规定的转速、风量等连续运行。
近年来,智能监控技术得到了迅猛发展,在一些传统设备控制系统的改造过程中得到了应用,取得了较好的应用效果。
1 矿井风机智能化监控系统的设计与应用实际意义(1)提高矿井通风系统运行的安全可靠性,保障工人和财产安全。
安全评判系统根据通风系统实时参数进行评判,通过评判结果能及时得到矿井通风系统是否具有安全问题,从而对通风系统进行调整和改造,保障系统安全。
(2)节约风机的维修和检修成本,延长通风机寿命,减少重大事故,提升企业综合效益。
故障诊断系统通过预测模型得出风机运行参数变化,从而提前判断风机不同部位是否故障,提前进行系统故障预警,有效的防止故障的发生或扩大,并能及时检修,提高风机的安全可靠。
(3)增加系统的用户设置与用户操作记录,减少系统的误操作。
通过对不同的用户设置不同安全区,以及增加操作记录,减少系统的误操作,或者误操作能及时调整。
(4)对实际的矿井通风智能监控系统具有一定的借鉴意义。
本系统最大的特点是实时性,通过把上位机监控软件、数据库、运算软件三者有效的连接起来,为实现智能实时监控系统提供新的思路。
2 矿井通风机系统结构矿井通风机按照气体流动风向进行分类可以分为轴流式、斜流式、横流式和离心式四种类型,其中轴流式通风机在煤炭企业中应用较多,一般在两回风井的通道上安装两台功率相同的通风机。
矿井通风机系统结构主要由主电机、冷却风机、电机加热器、稀油润滑站、风门等结构组成,其中主电机采用一用一备的形式,在各个风机的管道连接处都安装一个独立的风门,并且每个风门都是可以单独控制的,因此可以通过控制相应的开关来对风门的开启和关闭进行控制。
学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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3.论文应观点明确,中心突出,论据充分,数据可靠,层次分明,逻辑清楚,文字流畅,结构严谨。
矿井通风机监控系统的设计与实现摘要:井下作业时巷道瓦斯气体堆积,威胁井下人员生命安全,此时,一旦操作不当就会造成难以估量的损失,对巷道源源不断输送新鲜空气是保障巷道通风的关键。
在我国高瓦斯及瓦斯突出矿井约占47%,每年因为通风造成的事故时有发生,所以设置一个安全可靠的通风系统来保障作业人及设备安全是十分有必要的。
据统计,通风机在矿井总用电量中占比约为十分之一,是矿井主要耗能的设备,同时通风机的通风效率较低,也会造成极大的浪费。
因此,在确保通风安全稳定的基础下,设计一款通风机智能控制系统,降低能源浪费,达到节能目的,为矿井降本增效做出一定贡献。
基于此,本篇文章对矿井通风机监控系统的设计与实现进行研究,以供参考。
关键词:矿井;通风机监控系统;设计与实现引言煤炭产业作为高危行业,发生事故的可能性大。
在目前国际发展的大格局下,煤炭企业逐步将安全、健康放在了发展和生产的首位。
因此,确保煤矿安全生产对煤矿长久发展具有深刻意义。
井下作业时巷道瓦斯气体堆积,威胁井下人员生命安全,此时一旦操作不当,就会造成难以估量的损失。
对巷道源源不断地输送新鲜空气是保障巷道通风的关键。
在我国高瓦斯及瓦斯突出矿井约占47%,每年因为通风造成的事故时有发生。
所以设置一个安全可靠的通风系统来保障作业人员及设备安全是十分必要的。
据统计,通风机在矿井总用电量中占比约为1/10,是矿井主要耗能的设备。
同时通风机的通风效率较低,也会造成极大的浪费。
因此,本文基于前人研究在确保通风安全稳定的基础上,设计一款通风机智能控制系统,降低能源浪费,达到节能目的,为矿井降本增效做出一定贡献。
1矿井通风机监控系统煤矿井下的通风机是以电力作为原动力的装置,通过将电能转换成为机械能带动通风机的扇叶转动,从而实现巷道内气体的流动,实现将巷道内的气体压入或抽出,达到井下气体通风的作用。
一般情况下,通风机的工作状态特性是通过流量、风压、通风机功率、转速等参数进行表示的,通过不同的参数表示通风机不同的工况。
2024年矿井通风安全监控系统的监察对矿井实现通风安全监控是预防煤矿瓦斯超限、积聚和防止瓦斯事故的重要手段。
《煤矿安全规程》和《煤矿安全生产基本条件规定》均做了明确的规定。
要求高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井必须建立通风安全监控系统,低瓦斯矿井要求装备甲烷风电闭锁或甲烷断电仪。
“先抽后采,监测监控,以风定产”是瓦斯治理的方针,可见抓好矿井通风安全监控工作有着极其重要的意义。
目前,绝大部份国有重点矿井已装备了监控系统,乡镇小煤矿也正在建立和完善之中。
对煤矿通风安全监控实施监察是煤矿安全监察机构的职责,做好通风安全监控监察有利于促进煤矿通风安全工作的开展,并在安全生产中发挥作用。
1监察前的准备(1)由矿山企业提供监控系统图(在通风系统基础图上绘制)。
图中必须标明巷道名称、通风设施、风流类别;采掘工作面、传感器、监控仪(分站)、断电器、被控开关的型号及其位置和断电范围等,根据系统图选点或全面监察。
(2)入井前由监察人员或矿山企业随同监测电工佩带电工工具(包括专用工具),配备1部完好的便携式甲烷报警仪或光学甲烷检定器,有条件的矿井尽量使用标准气样,甲烷浓度为1%或1.5%均可。
2监察的主要内容监察的主要内容有装备标准、监控设备、安装地点、报警门限、断电门限、复电门限、断电范围、测量误差、校准等技术资料。
(1)矿井是否按省级煤炭行业管理部门批准的矿井瓦斯等级,装备安全监控系统或甲烷风电闭锁装置或断电仪。
瓦斯等级鉴定结果可由煤矿企业提供或调阅安全监察机构备案资料。
装备要求按《煤矿安全规程》第158条的规定。
(2)现场检查是否按要求安装甲烷传感器、监控仪、局部通风机开停、馈电监测等监控设备,是否按要求正确安装。
瓦斯超限严禁切断局部通风机电源。
(3)使用调校好的光学瓦斯仪或便携甲烷报警仪或校准气样对照甲烷传感器的误差值。
(4)使用校准气样或调节甲烷传感器模拟报警浓度、断电浓度和复电浓度,测试报警、断电、复电限值、断电范围、馈电状态。
煤矿局部通风机智能控制系统设计随着煤矿行业的快速发展,安全生产成为煤矿企业日常工作的重中之重。
煤矿局部通风机在煤矿生产中起着至关重要的作用,对于控制煤矿井下环境,降低事故风险具有重要意义。
随着科技的不断进步,研发智能控制系统可以提高煤矿局部通风机的性能和安全性。
本文将探讨煤矿局部通风机智能控制系统的设计。
一、介绍煤矿作为重要的能源产业,其安全生产一直备受关注。
局部通风机作为煤矿瓦斯抽采的重要装备之一,其稳定性和控制性能对煤矿安全生产至关重要。
传统的局部通风机只能通过人工调节控制,存在安全隐患和效率较低的问题。
因此,智能控制系统的设计能够提高局部通风机的性能,保障煤矿的安全生产。
二、智能控制系统设计原理智能控制系统的设计旨在实现自动化、精确控制。
该系统利用传感器、控制算法和执行器组成,实现对局部通风机的监控和控制。
其设计原理包括以下几个方面:1. 传感器:智能控制系统需要安装多种传感器,如瓦斯浓度传感器、温度传感器等,用于实时监测矿井环境参数。
2. 数据采集与处理:传感器采集到的数据通过数据采集模块传输给控制系统,系统进行数据处理、分析和预测,为后续的控制决策提供依据。
3. 控制算法:智能控制系统需要设计合理的控制算法,根据传感器监测到的数据,自动调节局部通风机的运行状态,实现自动控制。
4. 执行器:智能控制系统通过执行器控制局部通风机的运行,包括调节转速、控制程控风门等。
执行器的性能直接影响到系统的控制精度和稳定性。
三、智能控制系统设计要点在设计煤矿局部通风机智能控制系统时,需要注意以下要点:1. 可靠性:智能控制系统需要经受煤矿环境的考验,具备较高的可靠性。
设计时应充分考虑设备的稳定性和抗干扰能力,确保系统能在恶劣条件下正常运行。
2. 安全性:煤矿作为危险行业,安全性是设计智能控制系统的首要考虑因素。
系统应具备自动报警功能,能够及时检测到瓦斯浓度超标、温度异常等危险情况,确保工人的生命安全。
3. 灵活性:智能控制系统应具备一定的灵活性,能够适应不同矿井环境的需求。
通风机自动监控系统的设计摘要:随着国家工业以及煤矿业的发展,通风机设备受到了广泛的关注与应用,已经取得了良好的应用成效,可以全面促进各类行业的良好发展。
而通风机主要具有新鲜空气输送作用、有害气体排出作用,可以保证生产安全性,为了更好的预防故障问题,应合理的设计通风机自动监控系统,科学化的开展分析与调查工作,更好的进行自动监控系统的设计与改革,及时发现其中存在的问题,采用正确的措施解决问题,以此提升通风机自动监控系统的设计水平,为其后续发展夯实基础。
关键词:通风机;自动监控系统;设计在对通风机自动监控系统进行设计的过程中,应制定完善的工作方案,统一标准开展设计与管理工作,通过科学化与合理化的方式进行自动监控系统的运行处理,全面了解通风机的实际运行状况,提升监控管理水平,达到预期的工作目的。
一、通风机自动监控系统的设计在对通风机自动监控系统进行设计的过程中,应根据当前实际情况开展设计工作,了解高压以及低压配电系统的实际情况,对各个程序进行合理的维护,保证在监控系统的支持下,促进各方面工作的合理实施。
具体设计为:(一)监控系统的模块设计在通风机自动监控系统模块设计的过程中,应总结丰富的经验,根据计算机模块、PLC模块以及通信系统模块等,创建合理的监控体系。
通常情况下,监控器可以选择符合标准的设备。
在模块设计的过程中,主要有电源类型、数字量I/O类型以及通信类型的模块,可以针对数据进行实时化的采集,并全面了解风门的状态,采集温度报警的具体数据信息,进行风门开关的驱动处理,并实现风机启停的合理控制目的,更好的完成当前自动监控任务。
(二)监控系统的主机设计在对监控系统主机进行设计的过程中,需要结合具体的标准要求,合理的选择监控计算机开展工作,结合总线的类型进行主机设计的管理。
通常情况下,需要设计CPU,双核类型设备,并且要设置以太网调控器,确保在合理调控的情况下,进行科学化与准确化的处理。
一般情况下,在选择显示器的过程中,应将分辨率控制在合理范围之内,在准确进行数据采集的情况下,完善网路的组态功能,更好的对自动化组态进行分析与研究。
矿井通风机监控系统的设计与实现摘要:矿井通风系统是矿井开采六大系统之一,其是矿井开采过程中极为重要的关键。
在矿井生产过程中它不仅是通风动力源,同时其是井下瓦斯、粉尘排放的重要组成部分,能够及时为井下巷道提供新鲜空气,确保人员的生命安全。
在我国系统运行过程中,极易出现由于通风故障造成瓦斯浓度过高,从而发生安全事故的情况,据统计我国矿井事故中约6成事故为瓦斯事故。
所以对于矿井企业,通风系统决定着矿井的安全生产,同时关联着作业人员的生命安全。
在矿井工作过程中,通风机须处于长期工作状态,但考虑到矿井恶劣的工作环境,通风过程存在着各种安全问题,通风系统一旦发生安全问题,通风系统应当立即采取倒风机等措施,从而保证通风系统的稳定运行,所以通风机的运行状态监测十分有必要基于此,本篇文章对矿井通风机监控系统的设计与实现进行研究,以供参考。
关键词:矿井通风机;监控系统;设计与实现引言随着人类社会的发展,气候问题逐渐受到人们的重视,如何减少碳排放量,成为了各行各业需要重视的问题。
在矿井生产中,通风机不仅能够促进通风,降低矿井内瓦斯等气体含量,而且能提高生产效率,保障工人健康安全。
但是,有害气体排出后需要一定的积累才会再次造成隐患,这就需要对局部通风机进行调整,让其能够自动调节运转速度,在保证生产安全的前提下,科学地降低风机耗电量。
1矿井通风系统简述矿井井通风系统主要由通风设施、通风网格和通风方式构成,在必要时需要进行通风换气。
由于一些矿井内部的通风系统比较繁杂,在这样特殊的工作环境中,需要确保通风系统的质量,才能保证施工人员的生命安全,提高矿井的开采质量。
在实际工作中,必须要根据相关工作流程进行通风系统的设计,这样才能达到矿井通风的标准和要求,同时排除矿井内的空气。
若矿井内的通风系统在运行时,必须要保证通风系统符合通风要求,从而更好地进行通风换气,促进矿井开采的有序性。
2矿井通风系统存在的主要危害矿井下的风力直接影响着开采工作和挖掘速度。
目录1 引言 (1)2 设计要求 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (2)3 设计任务与要求 (3)3.1设计过程中应遵循的原则 (3)3.2设计思路 (3)3.3主电路的设计及控制 (3)3.4控制电路的设计及控制 (4)3.5指示电路的设计 (4)3.6指示电路原理图 (7)3.7保护电路环节的设计 (7)4 电气元件的选用 (8)4.1电动机的选择 (8)4.2熔断器的选择 (8)4.3接触器的选择 (8)4.4热继电器的选择 (8)4.5中间继电器的选择 (8)4.6时间继电器 (9)4.7控制按钮 (9)4.8 指示灯 (9)4.9 所用控制元件清单 (10)5 AutoCAD简介 (11)5.1AutoCAD介绍 (11)5.2AutoCAD2004的主要功能 (11)5.3绘图流程 (12)6 总结 (14)参考文献 (15)附录 1 (16)附录 2 (16)1 引言电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象,以实现生产过程自动化的控制技术。
电气控制系统是其中的主干部分,在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用,是实现工业生产自动化的重要技术手段。
随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进,特别是计算机技术的应用,新型控制策略的出现,不断改变着电气控制技术的面貌。
在控制方法上,从手动控制发展到自动控制;在控制功能上,从简单控制发展到智能化控制;在操作上,从笨重发展到信息化处理;在控制原理上,从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。
作为生产机械动力的电机拖动,经历了漫长的发展过程。
20世纪初,电动机直接取代蒸汽机。
开始是成组拖动,用一台电动机通过中间机构(天轴)实现能量分配与传递,拖动多台生产机械。
这种拖动方式电气控制线路简单,但机构复杂,能量损耗大,生产灵活性也差,不适应现代化生产的需要。
20世纪20年代,出现了单电机拖动,即由一台电动机拖动一台生产机械。
单电机拖动相对成组拖动,机械设备结构简单,传动效率提高,灵活性增大,这种拖动方式在一些机床中至今仍在使用。
随着生产发展及自动化程度的提高,又出现了多台电动机分别拖动各运动机构的多电机拖动方式,进一步简化了机械结构,提高了传动效率,而且使机械的各运动部分能够选择最合理的运动速度,缩短了工时,也便于分别控制。
2设计要求2.1设计任务某一生产设备(如油漆涂装生产线),在进行运行时要求有送风系统,通过风力把未喷到零件表面上的漆雾从空中带走或压入循环流动的水中而带走。
此送风系统由三台电动机控制,每台电动机可单独工作也可同时工作。
2.2设计要求1、每台电机均为10kw,要求全压起动,单方向旋转;2、每台电机应有相应的保护措施和总停控制;3、电动机工作时要求有运行指示。
若只有一台电机在运行,则绿灯亮;若有两台电机在运行,则黄灯亮;若三台同时运行,则白灯亮;若三台电机均不工作,则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁;4、系统要求有电源指示,电流指示及电压指示。
3 设计任务与要求3.1设计过程中应遵循的原则在电气控制系统的设计过程中,通常应遵循以下几个原则:1、最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。
生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据,这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。
对于有调速要求的场合,还应给出调速技术指标。
其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求,应根据生产需要充分考虑。
2、在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单、经济合理,不要盲目追求高指标,造成不必要的高投资。
3、妥善处理机械与电气关系。
很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的,要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理好二者关系。
4、正确合理地选用电器元件,以实用为原则。
选用新型号电器可以提高可靠性,减小体积,尽可能不要选用旧型号电器。
5、确保电气设备安全性、可靠性高,兼顾设备使用和维护方便3.2设计思路根据设计任务及要求,电气控制原理图分为主电路,控制电路和指示电路。
主回路设计需要一个刀开关,三个熔断器(过流保护),三台电动机,三个接触器,三个热继电器(过载保护),一个电流互感器,一个变压器,一个电压表,一个电流表,一个指示灯。
控制回路需要七个按钮(四个常闭,三个常开),两个熔断器。
指示回路需要四个指示灯(红,.绿,.黄,白),两个时间继电器(110V)。
考虑到触点,还需要四个中间继电器(110V)。
3.3主电路的设计及控制每台电动机可单独工作也可同时工作,要求全压启动,单方向旋转,每台电机应有相应的保护措施和总停控制。
主电路采用电压380V,控制电路电压110V.使用空气开关或刀开关加熔断器做电源开关,用接触器来控制电机接通电源,三个热继电器分别做三个电动机的断相与过载保护,指示灯HL5做电源指示。
经过变压器PT降压后,电压表做相间电压指示。
接在电流互感器上的电流表做单相电流指示。
三个电动机以及电流表,电压表,指示灯均接地保护。
主电路图如下:图 1 主电路图3.4控制电路的设计及控制变压器TC2把电压降到110 V,熔断器FU5短路保护。
按钮SB1为总停,SB2、SB4、SB6分别作三台电动机的停止按钮,SB3、SB5、SB7分别作三台电动机的启动按钮,且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。
指示灯TJ1,TH2,TH3,TH4的颜色分别为绿红白黄,分别做一台电机工作,两台电机工作,三台电机工作,三台电机均不工作的指示灯。
控制电路图如下:图2 控制电路图3.5指示电路的设计逻辑设计法:设:三台通风机为A.B.C,绿灯为F1,黄灯为F2,白灯为F3,红灯为F4。
令开机为“1”,停机“0”。
灯亮为“1”,不亮为“0”。
1真值表:表 1 绿灯设计的真值表A B C F10 0 1 10 1 0 11 0 0 12逻辑式:F1=3控制线路:图3 黄灯控制电路3.5.2黄灯亮的设计1真值表:表 2 黄灯设计的真值表A B C F20 1 1 11 1 0 11 0 1 12逻辑式:F2=3控制线路:图4 黄灯控制电路1真值表:表3白灯设计的真值表A B C F31 1 1 12逻辑式:F3=ABC3控制线路:图5 黄灯控制电路3.5.3红灯亮的设计1真值表:表4 红灯设计的真值表A B C F40 0 0 12逻辑式:F3=3红灯亮一秒,停一秒可由时间继电器完成,如下图:图6 红灯控制电路线路通电后,指示灯红灯得电亮和线圈KT1同时得电,常开触点KT1延时1S闭合,线圈KT2和KA4同时得电,常闭触点KA4断开,指示灯灭,同时常闭触点KT2延时1S断开,线圈KT1,KT2,KA4均失电,断开的常闭触点KT2瞬间闭合,常闭触点KA4和指示灯再次得电,如此循环实现红灯亮一秒,停一秒。
3.6指示电路原理图本次课设所涉及的显示电路如下:图7 指示电路(一)图8 指示电路(二)其中,电压表显示的是相间电压,电流表显示的是相电流。
3.7保护电路环节的设计(1)短路保护由FU1、FU2实现主电路的短路保护,FU3,FU4,FU5实现控制电路的短路保护。
(2)过载保护由热继电器实现电动机的长期过载保护。
(3)欠压和失压保护当电源电压严重下降或电压消失时,接触器电磁吸力急剧下降或消失,衔铁释放,各触电复原,断开电动机电源,电动机停转。
由具有自保电路的接触器控制来实现欠压失压保护。
(4)电动机的接地保护接电线PE。
(5)电流表电压表指示灯接地保护4 电气元件的选用4.1电动机的选择传输线为一般中小型设备,负载为一般任务,设备无特殊要求,选用经济、简单、可靠且具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点的Y160L-8全封闭自扇冷式龙兴三相异步电动机,B级绝缘,额定电压380V,额定电流17.7A,频率50HZ,额定功率7.5KW。
4.2熔断器的选择选用要求:在电气设备正常运行是,熔断器不应熔断,在出现短路是,应立即熔断;在电流发生正常变动(电动机启动)时,熔断器不应熔断在用电设备持续过载时,应延时熔断。
对熔断器的选用主要包括类型和熔体额定电流的确定。
熔断器的额定电压要大于或等于电路的额定电压;额定电流根据负载的保护特性和短路电流的大小来选择。
YL160-8电动机为感性负载,起动电流为额定电流的5.5倍,根据笼型电动机其熔断器的额定电流为:单台电动机INF=(1.5-2.5) INM,得INF≥26.55A。
选择RL6-63,额定电压为500V,熔断器额定电流为63A,熔断体额定电流为35A。
对于指示灯负载,熔体的额定电流应略大于或等于负载电流选用RL6-25,熔断体额定电流为2A。
4.3接触器的选择选择要求:根据接触器所控制负载的工作任务、控制对象的工作参数和控制回路电压来选择。
传输带中交流接触器控制的电动机负载为一般任务且是断续周期工作制,故只要使选用的接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和电流即可。
选用CJ10-20。
4.4热继电器的选择选择热继电器作为电动机的过载保护时,应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下,并尽可能地接近甚至重合,以充分发挥电动机的能力。
热继电器(Thermal over-load Relay)主要用于电机过载保护。
热继电器分两相式、三相式、三相带缺相保护式三种形式选择依据是:形式、额定电流。
热继电器热元件的整定电流可调,范围约为0.8到1.2 I FR(热继电器的额定电流)热继电器热元件的整定电流一般按0.95到1.05I e(电动机的额定电流)选用,对过载能力较差的电机可选得更小些。
本次选取热继电器型号为JR10-10。
4.5中间继电器的选择电磁式中间继电器实质上是一种电磁电压继电器,其特点是触头多、触头容量较大(额定电流5A到10A)和动作灵敏(动作时间小于0.05S)。
其主要用途为当其他继电器的触头对数或触头容量不够时,可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量,起到中间转换作用。
由于中间继电器只要求线圈电压为零时能可靠释放,对动作参数无要求,所以没有调节装置。
4.6时间继电器时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型,主要类型及特点如下:1、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器,它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的,其结构简单,价格便宜,延时范围大(0.4到180s),但延时精确度低。
2、电磁式时间继电器延时时间短(0.3到1.6s),但它结构比较简单,通常用在断电延时场合和直流电路中。
3、电动式时间继电器的原理与钟表类似,它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。
这种继电器延时精度高,延时范围宽(0.4到72h),但结构比较复杂,价格很贵。