【文章內(nèi)容簡介】 Ij cosφ ,Pjs=Pe COSΦ ,其中 cosφ為氣泵的功率因數(shù)， cosφ =； COSΦ為氣泵需要系數(shù)， COSΦ =～ ,取 COSΦ=,Pe=,所以 Pjs= =,所以求出 Ijs=。西門子 MM430（見圖 ）系列的 6SE64402CD275CA1 型 P=， IN= 19A 可以滿足設(shè)計要求，它的外形尺寸是185mm245mm195mm。 組要參數(shù)見表 。 表 MM430 主要參數(shù)表 380V480V177。10%，三相，交流 ， ； 風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用； 牢固的 EMC（電磁兼容性）設(shè)計； 控制信號的快速響應(yīng) 內(nèi)置 PID 控制器； 快速電流限制，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘； 數(shù)字量輸入 6 個，模擬量輸入 2 個，模擬量輸出2 個，繼電器輸出 3 個； 具有 15 個固定頻率， 4 個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 采用 BiCo 技術(shù)，實現(xiàn) I/O 端口自由連接； 集成 RS485 通訊接口，可選 PROFIBUSDP 通訊模塊； 靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能； 三組參數(shù)切換功能：電機(jī)數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換； 圖 西門子 MM430 變頻器圖 ⑶ 空氣開關(guān)的選擇：空氣開關(guān)具有 控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠猓心軐﹄娐坊螂姎庠O(shè)備發(fā)生的短路 、 嚴(yán)重過載及 欠電壓等進(jìn)行保護(hù) 。在本課題設(shè)計中，選用了 380V 50Hz 的三相漩渦式氣泵和 380V 排水泵，需要計算 Ijs 來確定選用的空氣開關(guān)。求出的 Ijs=。所以決定選用施耐德的梅蘭日蘭 C65 3P 10A 空氣開關(guān) （見圖） ，它的外形尺寸是 55mm81mm。 主要參數(shù)見表 。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 8 表 C65 參數(shù)表 圖 空氣開關(guān)圖 ⑷ 繼電器選擇： 應(yīng)根據(jù)繼電器的功能 特點 ， 適用性 ， 使用環(huán)境 ， 工作制 ， 額定工作電壓及額定工作電流來選擇 。 正確選用繼電器的原則具體來講應(yīng)該是： a 繼電器的主要技術(shù)性能，如觸點負(fù)荷 ,動作時間參數(shù)，機(jī)械和電氣壽命等 ,應(yīng)滿足整機(jī)系統(tǒng)的要求； b 繼電器的結(jié)構(gòu)型式（包括安裝方式）與外形尺寸應(yīng)能適合使用條件的需要； c 經(jīng)濟(jì)合理。 本課題設(shè)計中繼電器用于卸荷閥和進(jìn)水閥中，這些電磁閥 P=160W， U=220V， MY2NJ 5A 220AC，所以選用歐姆龍 MY2NJ繼電器（見圖 ） 可以滿足設(shè)計條件。它的外形尺寸是 68mm。 主要參數(shù)見表 。 表 歐姆龍繼電器參數(shù)表 圖 歐姆龍繼電器圖 制造廠商 法國施耐德電氣 脫扣曲線（ C） 保護(hù)常規(guī)負(fù)載和配電線纜 額定電流 10A 16A 20A 25A 32A 40A 額定電壓 （ AC V）： 230 額定電流 （ A）： 6 ~ 32 分?jǐn)嗄芰? （ KA）： 極數(shù) 3P+N 規(guī)格 55mm81mm 機(jī)械壽命 20， 000 次 接線 適用于 10mm2 及以下導(dǎo)線 品 牌 歐姆龍 型 號 MY2NJDC24V 外形尺寸（ mm） 36mm（ LWH） 觸點負(fù)載 5A 220VAC 5A24VDC 額定電流 5A 工作溫度 55℃ ～ +70℃ 阻 抗 ≤50mΩ 電氣壽命 ≥40萬回 機(jī)械壽命 ≥8000萬回 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 9 ⑸ 接觸器選擇： 根據(jù)接觸器控制的負(fù)載性質(zhì)來相應(yīng)選擇直流接觸器還是交流接觸器 ， 一般場合選用電磁式接觸器 ， 對頻繁操作的帶交流負(fù)載的場合 ， 可選用帶直流電磁線圈 的交流按觸器 。接觸器的選型主要需要確定種類，負(fù)載類型，主回路參數(shù)，控制回路參數(shù)輔助觸點，以及電氣壽命，機(jī)械壽命及工作制等多種情況綜合考慮。 本課題設(shè)計中，已經(jīng)算出氣泵的 Ijs=，選用 西門子 3TB40 接觸器 （見圖 ） ，它的額定電流為 9A，可以滿足條件，它的外形尺寸是44mm80mm。 主要參數(shù)見表 西門子 3TB40 接觸器參數(shù)表 。 表 西門子 3TB40 接觸器參數(shù)表 圖 西門子 3TB40 接觸器圖 ⑹ 壓力變送器的選擇：壓力變送器選擇三要素為 確定測量介質(zhì) 、 確定精度范圍，補(bǔ)償溫度范圍，使用溫度范圍 、 確定丈量范圍和 丈量方式 。本課題設(shè)計的負(fù)壓抽吸系統(tǒng)測量介質(zhì)為牙科治療氣液廢物，需要的壓力范圍是 40～ 0KPa。壓力變送器 SMP131 的壓力測量范圍是 0～ ，1bar=100KPa，所以 40KPa=，可以滿足設(shè)計要求，所以選用 SMP131S4M1F2D（見圖 ） 。主要參數(shù)見表 。 品牌 西門子 型號 3TB40 外形尺寸 44mm80mm 頻率 50Hz 額定電壓 6901000V AC3 使用類別下額定工作電壓為 380V 額定電流 9A400A 適用場合 遠(yuǎn)距離接通及分?jǐn)嚯娐分茫m用于控制交流電動機(jī)的起動、停止及反轉(zhuǎn) 標(biāo)準(zhǔn) 符合 IEC947， VDE0660， GB14048標(biāo)準(zhǔn) 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 10 表 SMP131 壓力變送器參數(shù)表 測量范圍 0～ 至 0～ 600bar 過載范圍 滿量程的 倍 精度等級 % .， % 工作電壓 : 12～ 30vdc, 24vdc 輸出信號 4～ 20ma， 0～ 10ma， 1～ 5vdc， 0～ 10vdc，0～ 5vdc 補(bǔ)償溫度 0～ 50℃ ， 10～ 80℃ 工作溫度 30～ 85℃ 電氣連接 din，航空接頭 防護(hù)等級 ip65， ip67 螺紋接口 m20* 外螺紋， g1/2 外螺紋， g1/4 外螺紋 圖 SMP131 壓力變送器圖 ⑺ 壓力數(shù)顯儀的選擇：根據(jù)已經(jīng)確定的壓力變送器的相關(guān)參數(shù)，選擇合適的壓力數(shù)顯儀與之配合使用。壓力變送器的輸出信號方式是 4mA～ 20maA DC 二線制，數(shù) 顯儀 LG8（見圖 ）的輸入模擬信號為 4mA～ 20maA DC，符合設(shè)計要求。 主要參數(shù)見表 。 圖 LG8 壓力數(shù)顯儀圖 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 11 表 LG8 壓力數(shù)顯儀參數(shù)表 輸入 信號 模擬量 熱電偶：標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 － B、 S、 K、 E、 J、 T 等 熱電阻：標(biāo)準(zhǔn)熱電阻 － Pt100、 Cu50、 Cu100 電 流： 420mA、 010mA、 020mA 等 —— 輸入阻抗 ≤250Ω 電 壓： 05V、 15V、 mV 等 輸入阻抗 ≥250KΩ 輸出信號 模擬量輸出 DC 010mA（負(fù)載電阻 ≤750Ω） DC 420mA（負(fù)載電阻 ≤500Ω） DC 05V（負(fù)載電阻 ≤250KΩ） DC 15V（ 負(fù)載電阻 ≤250KΩ） 開關(guān)量輸出 繼電器控制輸 出 － 繼電器 ON/OFF 帶回差。 AC220V/3A； DC24V/6A（阻性負(fù)載） 可控硅控制輸 出 － SCR（可控硅過零觸發(fā)脈沖）輸出， 光電隔離 AC400V/ 固態(tài)繼電器輸 出 － SSR（固態(tài)繼電器控制信號）輸出，光電隔離 DC6~24V/30mA 通訊輸出 接口方 式 － 標(biāo)準(zhǔn)串行雙向通信接口，光電隔離， RS48 RS23 RS422 等 波特 率 － 3009600bps 內(nèi)部自由設(shè)定 饋電輸出 DC24V，負(fù)載 ≤30mA 根據(jù)已經(jīng)選出的元器件，列出元器件列表（見表 ）。 表 主要元器件列表 序號 名稱 型號 規(guī)格（ mm） 備注 1 可編程控制器 PLC FX1S30MR 10090 三菱 2 變頻器 西門子 MM430 185245195 西門子 3 空氣開關(guān) QF C65 3P 10A 5581 梅蘭日蘭 4 相序繼電器 KA1 4570 5 接觸器 KM 3TB40 4480 西門子 6 繼電器 KA MY2NJ 68 歐姆龍 7 壓力變送器 SMP131 8 壓力數(shù)顯儀 LG8 立格 電器工藝圖的繪制 用 CAD 軟件繪制電器工藝圖，主要包 括各個元器件 安裝位置，安裝接線圖的繪制。 ⑴ FX1S30MR 的繪制（見圖 ）。 FX1S30MR 的外形尺寸大小為 100mm90mm，它的輸入輸出為 8 進(jìn)制編號，有 X0～ X16 一共 16 個輸入端， Y0～ Y15 一共 14 個輸出端。 ⑵ 繼電器的繪制（見圖 ）。繼電器的外形尺寸是 68mm。 12 是公共點， 8 是常開點， 4是常閉點。 9 是公共點， 5 是常開點， 1 是常閉點。 其中 12， 8， 4 為一組觸點 ， 9， 5，1 為一組觸點 。 這兩 組 是分別獨(dú)立的，互不關(guān)聯(lián) 。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 12 ⑶ 接觸器的繪制（見圖 ）。接觸器的外形尺 寸是 44mm80mm，有 3 對主觸點和一對輔助觸點。 ⑷ 變頻器的繪制（見圖 ）。 MM430 變頻器的外形尺寸是 185mm245mm195mm，而它的 I/O 接線板的尺寸是 ，它的 1 號端和 2 號端為電壓輸入， 5～ 8 號端子為數(shù)字輸入端， 18～ 25 號端子為輸出繼電器的觸頭。 S1 和 S2 為 DIP 開關(guān)。 ⑸ 熔斷器的繪制（見圖 ）。熔斷器的外形尺寸是 77mm。 ⑹ 導(dǎo)軌的繪制（見圖 ）。安裝導(dǎo)軌的 規(guī)格 3515mm，長度可以根據(jù)設(shè)計需要截取。 電氣元件可方便地卡在導(dǎo)軌上而無 需用螺絲固定，維護(hù)也很方便 。 ⑺ 空氣開關(guān)的繪制（見圖 ）。空氣開關(guān)的外尺寸是 5581，上端接三相電源，下端接到接觸器和繼電器。 ⑻ 相序繼電器的繪制（圖 ）。相序繼電器的外尺寸是 4570。它主要用于控制電機(jī)的相序。 圖 PLC 圖 圖 繼電器 KA 圖 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 13 圖 接觸器 圖 圖 變頻器圖 圖 導(dǎo)軌 圖 圖 空氣開關(guān)圖 圖 相序繼電器圖 圖 熔斷器圖 根據(jù)電氣原理圖所表達(dá)的各個元器件之間的關(guān)系，把各個元器件安裝到導(dǎo)軌上，再接線。最后完成負(fù)壓抽吸系統(tǒng)的電器工藝圖繪制（見圖 ）。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 14 圖 系統(tǒng)的電器工藝圖 4. 程序設(shè)計及分析 YJF60型負(fù)壓抽吸系統(tǒng)的過程控制主要包括四個板塊：抽吸氣泵控制設(shè)計、廢水泵控制設(shè)計、清洗進(jìn)水閥控制設(shè)計、卸荷閥控制設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，先對每個版塊的控制過程進(jìn)行程序編輯，最后完成整個系統(tǒng)的程序編輯工作。 PLC程序設(shè)計思路 分析系統(tǒng)工作過程， 利用 編程軟件 FXGPWIN 對負(fù)壓抽吸系統(tǒng)的整個控制過程進(jìn)行編程。整個程序分成三個程序段，第一程序段 1氣泵 M1 受變頻器控制起動， 2氣泵 M2 作為第二臺運(yùn)行的氣泵， 3氣泵 M3 作為第三臺運(yùn)行的氣泵；第二程序段 2氣泵 M2 受變頻器控制起動， 3氣泵M3 作為第二臺運(yùn)行的氣泵， 1氣泵 M1 作為第三臺運(yùn)行的氣泵；第三程序段 3氣泵 M3 受變頻器控制起動， 1氣泵 M1 作為第二臺運(yùn)行的氣泵， 2氣泵 M2 作為第