混凝土搅拌机控制电路设计 课程设计

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皖西学院课程设计报告



混凝土搅拌机控制电路设计

一、摘要



该设备主要的功能是混凝土搅拌，料斗上料以后滚筒正转运行，混凝土搅拌好后，滚筒反转将料倒出，M1作滚筒运行电机，M2是作料斗运行电机，电磁阀作为控制水流的开通与关断器件，M1、M2都可以实行正反转。



二、引言



随着我国基础设施建设及国家与地方对高速公路、铁路、及乡县公路、城市

建设的投资力度进一步加大，随着通乡达村公路大规模修建、小村镇建设大规模改造，各种型号混凝土搅拌机必将有广阔的市场前景。不同方式的搅拌机和不同结构特点的搅拌机有着不同的性能和应用范围。从搅拌机机理的角度可以把搅拌机分为两类，一类是自落式，另一类是强制式。自落式搅拌机有以双锥反转出料形式的，也有锥形倾翻出料式的。自落式搅拌机主要是通过筒体旋转使混凝土靠自重沿叶片下滑出料。自落式一般适用于搅拌流动性较大的混凝土。强制式搅拌机以双卧轴形式居多，此外还有单卧轴、涡浆式、行星式等多种。强制式搅拌机作用机理是强制物料按预定轨迹运动，对半干硬性、干硬性混凝土和轻骨料混凝土搅拌效果理想，但能耗较大，成本高。为了提高搅拌效果，常常同时采用—系列强化搅拌措施，如振动搅拌、超声搅拌及热搅拌等。本设备采用的是自落式。







三、设计方案介绍

1 流程框图



合上总开关QF 合上总开关QF

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料斗上料

料斗上料 滚筒正转搅拌

料斗放下

料斗放下 滚筒反转出料

滚筒正转搅拌

图2 方案二流程图 滚筒反转出料

图1 方案一流程图

本设备采用的是方案二，料斗和滚筒可以独立操作，互不影响，提高了工作效率，更能满足客户需求。

四、单元电路介绍

1 主电路

本设备主电路采用一台5.5KW三相异步电动机作为滚筒运行电机，一台3KW三相异步电动机作为料斗上升和下降运行电机，额定电压380V。

KM1控制M1正转，KM2控制M1反转，KM3控制M2正转，KM4控制M2反转。YA为电磁抱闸线圈，使M2制动停止。FU1为主电路提供短路保护，FR1、FR2分别M1、M2提供长期过载保护。



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图3 混凝土搅拌机主电路 2 控制电路





图4 混凝土搅拌机控制电路

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SB1、SB2、SB3分别控制滚筒电机M1正、反转和停止，SB4、SB5、SB6分别控制L料斗电机M1正、反转和停止。SB7控制电磁阀，是水流的开通与关断器件，SB8、SB9分别是M1、M2控制电路的总开关，用在紧急情况下使两台电机断电停止。SQ1和SQ2为料斗上下极限保护。

控制电路采用自锁与互锁相结合的方式，大大提搞了操作的可靠性和正确性。

3 元器件选用

本设备中，已知M1电动机功率为5.5.KW，M2电动机为3KW。额定电压为380V。搅拌机功率=搅拌电机功率+料斗上升与下降电机功率=8.5KW，所以可知额定电流为17A。 3.1熔断器 1KW=2A

M1电机额定电流 2×5.5=11A M2电机额定电流 2×3=6A 总额定电流 11+6=17A 一台电机 IRN≥(1.5～2.5)IN

IRN≥(1.5～2.5) ×11 IRN≥(16.5～27.5) IRN≥(1.5～2.5) ×6 IRN≥(9～15) 多台电机 IRN≥(1.5～2.5)IMAX+∑IN

IRN≥(1.5～2.5)·11+17 IRN≥(33.5～44.5)

根据《电气控制与PLC》（ P28）表1-6熔断器的主要技术数据

主电路熔断器RL1-60／50 控制电路熔断器RL1-15／5 3.2交流接触器

主触头电流 Ic=(Pn×10 3)/KUn K=（1～1.4）

根据《电气控制与PLC》（P14）表1-1 CJ-10系列交流接触器主要技术数据 选用CJ10-40 3.3行程开关选用

根据《电气控制与PLC》表1-8 LX19和JLXK1系列行程开关的主要技术

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数据 选用JLXK1-111 3.4热继电器

根据《电气控制与PLC》 热元件的整定电流为电机额定电流的0.95～1.05倍

FR1选 JR20-20 FR2选 JR20-10 3.5导线的选用

一般铜线安全计算方法是：2.5平方毫米铜电源线打得安全载流量——28A，4平方毫米铜电源线打得安全载流量——35A ，6平方毫米铜电源线打得安全载流量——48A，10平方毫米铜电源线打得安全载流量——65A，16平方毫米铜电源线打得安全载流量——91A，25平方毫米铜电源线打得安全载流量——120A。



表1 铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流 根据8.5KW电机的实际情况，电源进线和主电路可以选择 2.5平方铜线，控制电路选择 1平方铜线，因为接地线和主电路导线的一半可选择 1.5平方铜

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线。

3.6按钮的选用

根据《电气控制与PLC》（P29）表1-7 LA系列按钮主要技术数据 选用LA20-22D 3.7低压断路器

根据《电气控制与PLC》（P36）表1-13 DZ15系列断路器的主要技术数据 选用DZ15-40/3901 3.8电磁阀

根据《现代电气控制及PLC应用技术[M]》选用07-15V01.SYM

4 元器件清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

标号 M1 M2 QF FU1 FU2 FR1 FR2 SB SQ KM YA

名称 三相异步

电动机 三相异步电动机 低压断路

器 熔断器 熔断器 热继电器 热继电器 按钮 行程开关 交流接触

器 电磁阀 主电路电

缆 控制电路电线 接地线

型号规格 Y2-132S-4-5KW Y2-100L-4-3KW DZ15-40/3

901 RL1-60／

50 RL1-15／5 JR20-20 JR20-10 LA20-22D JLXK1-111 CJ10-40 07-15V01.S

YM 2.5mm2 1mm2 1.5mm2

数量 1 1 1 3 2 1 1 9 2 4 1 50m 5m 1m

备注 380V 380V 380V 线圈380V



表2 元器件清单



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五、总电路及工作过程介绍

1 总电路图



图5 混凝土搅拌机总电路图

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2 工作过程

合上自动开关QF，按下正向启动按钮SB1，正向接触器KM1线圈通电，搅拌机滚筒电动机M1正转搅拌混凝土，拌好后按下停止按钮SB3，KM1失电释放，M1反转，使见拌好的混凝土出料；

当按下料斗正向启动按钮SB4时，正向接触KM3线圈通电，料斗电动机M2通电，同时YA线圈通电，制动器松开M2的轴，使M2正传，牵引料斗起仰上升，将骨料和水泥倾入搅拌机滚筒。按下SB6，KM3失电释放，同时YA失电，制动器抱闸制动停止。按下反向启动按钮SB5，反向接触器KM4线圈得电，同时YA得电松开，M2反向使料斗下降放平（以接受下一次的下料）。位置开关SQ1和SQ2为料斗上下极限保护。

在混凝土搅拌过程中，应由操作者按按钮SB7，使给水电磁阀启动，使水流入搅拌机的滚筒中，加足水后，松开SB7，电磁阀断电，停止进水。

3 保护措施 3.1过载保护

本设备采用热继电器对电机的长期过载保护，同时，当发生严重过载时，低压断路器可起保护作用。 3.2短路保护

本设备采用熔断器及低压断路器可在发生短路时进行保护。 4 系统实物图

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图6 系统实物图

六、调试

调试方法及要求

调试中应注意：1.检查前，要认真阅读电路图，掌握线路的构成、工作原理及接线方法。2.在排除故障的过程中，故障分析、排除故障的思路和方法要正确。3.工具和仪表使用要正确。4.不能随意更改线路和电器元件。5.带电检修故障时，必须有教师在现场监护，并要确保用电安全。

七、设计总结



通过这次电机与电力拖动课程设计，使我明白了许多，也使我明白不难单单沉寂在理论学习中，实践也是非常重要的，两者谁都离不开谁的，单单靠理论是很难分析地通的，所以自己在不断的实践中得到经验，这两周的课程设计中我得到了在理论中完全不可能得到的一些指导，但我要强调的是，实践是脱离不了理论的，所以我想要学好这一块，并且学精它的话，必须得在课外花更多的时间去

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努力，不然是得不到什么的，这次电机与电力拖动课程设计我们结合了许多软件，由于没学过CAD，所以不能用CAD做出电路图，只好用绘图工具画电路图，可以说是很费力吧。下学期就开CAD课程了，我一定要学好这个软件，它不仅对机械专业的同学重要，而且对我们电气专业的来说，也是非常重要而必要的。

我们在课程设计中也翻阅了许多资料，大致上也了解了电机与电力拖动及继电保护这块必须要掌握的知识。在元器件的选用上也花了很大的功夫，参考多本书籍，学到了不少相关知识，并且还复习了电气控制的知识。

这次课程设计让我学会运用书本以及相关手册来正确选择电动机、控制电器、导线截面等，收获颇丰，逐步提高电气控制电路的设计水平和实践能力。

八、致谢



青山依旧，淠水长流！转眼间，我已在皖西学院度过了三个年头。三年，一段不短的时间，大学让我成长，让我从青涩走向成熟。感谢我的母校给了我锻造自己的机会。

感谢我的家人，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

本课题在选题及研究过程中得到张斌老师的悉心指导。张老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。张老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三学期，却给以终生受益无穷之道。对张老师的感激之情是无法用言语表达的。

一个人的成长绝不是一件孤立的事，没有别人的支持与帮助绝不可能办到。我感谢可以有这样一个空间，让我对所有给予我关心、帮助的人说声“谢谢”！今后，我会继续努力，好好工作！好好学习！好好生活！！

九、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．北京中央广播电视大学出版

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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 [6].王永华主编．现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003．

[7].刘耀主编．电子与电工技术[M]．北京工业大学出版．

[8].范正主编．电力传动与自动控制[M]．北京航空航天大学出版社 [9].陈远龄主编．机床电气自动控制[M]．重庆：重庆大学出版社．2004． [10].范贻潘主编.电力拖动控制线路与技能训练.北京：中国劳动社会保障者出版社



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