电气控制设计课件

第三章第三章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计3.1 电气控制系统设计的基本内容和一般原则电气控制系统设计的基本内容和一般原则 一、电气控制系统设计的基本内容一、电气控制系统设计的基本内容1、拟定电气设计的技术条件（任务书）；、拟定电气设计的技术条件（任务书）；2、选择电气传动形式与控制方案；、选择电气传动形式与控制方案；3、确定电动机的容量；、确定电动机的容量；4、设计电气控制原理图；、设计电气控制原理图；8、绘制装配图和接线图；、绘制装配图和接线图；9、编写设计计算说明书和使用说明书。、编写设计计算说明书和使用说明书。7、设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电、设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和专用安装零件；器和专用安装零件；6、画出电动机、执行电磁铁、电气控制部件以及检、画出电动机、执行电磁铁、电气控制部件以及检测元件的总布置图；测元件的总布置图；5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表；、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表；二、电气控制线路设计的一般原则二、电气控制线路设计的一般原则1、最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路、最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。的要求。2、在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济。经济。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路。尽量缩短连接导线的数量和长度。尽量缩短连接导线的数量和长度。应合理安排各电器的位置，考虑到各个元件之间的实际应合理安排各电器的位置，考虑到各个元件之间的实际接线，要注意电气柜、操作台和限位开关之间的连接线。接线，要注意电气柜、操作台和限位开关之间的连接线。KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2尽量减少电气元件的品种、规格和数量，并尽可能采用性尽量减少电气元件的品种、规格和数量，并尽可能采用性能优良、价格便宜的新型器件和标准件，同一用途尽量选用能优良、价格便宜的新型器件和标准件，同一用途尽量选用相同型号的电气元件。相同型号的电气元件。尽量减少不必要的触点以简化电路。尽量减少不必要的触点以简化电路。a、在获得同样功能情况下，合并同类触点。、在获得同样功能情况下，合并同类触点。K2K3K1K4K1K2K3K1K4b、利用二极管的单向导电性来有效地减少触点数。、利用二极管的单向导电性来有效地减少触点数。K3K1K4K1K2K3K1K4K2c、在设计完成后，利用逻辑代数进行化简，得到最简化的线路。、在设计完成后，利用逻辑代数进行化简，得到最简化的线路。尽量减少电器不必要的通电时间，使电气元件在必要时通尽量减少电器不必要的通电时间，使电气元件在必要时通电，不必要时尽量不通电，可以节约电能并延长电器的使用电，不必要时尽量不通电，可以节约电能并延长电器的使用寿命。寿命。KMKM1SB1SB2KTKM2KTKMKM1SB1SB2KTKM2KTKM2KM2KM23、保证控制线路工作的可靠性和安全性。、保证控制线路工作的可靠性和安全性。选用的电气元件要可靠、牢固、动作时间短，抗干扰性能好。选用的电气元件要可靠、牢固、动作时间短，抗干扰性能好。正确连接电器的线圈。正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈，即使在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许。外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许。若需两个电器同时动作时，其线圈应该并联连接。若需两个电器同时动作时，其线圈应该并联连接。在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路的情况。通另一个电器的控制线路的情况。K2K1K3K2K3K4K2K1K3K2K3K4在电气控制线路的动作过程中，意外接通的电路。在电气控制线路的动作过程中，意外接通的电路。寄生电路（假电路）：寄生电路（假电路）：避免产生寄生电路的方法：避免产生寄生电路的方法：a、消除两个电路之间产、消除两个电路之间产生联系的可能性。生联系的可能性。b、加联锁、隔离或采用、加联锁、隔离或采用多触点开关分离。多触点开关分离。应避免出现寄生电路。应避免出现寄生电路。4、操作和维修方便。、操作和维修方便。第二节第二节 电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法一、经验设计法一、经验设计法根据生产工艺要求直接设计出控制线路。根据生产工艺要求直接设计出控制线路。1、做法：、做法：（1）根据生产机械的工艺要求，适当选用现有的）根据生产机械的工艺要求，适当选用现有的典型环节，将它们有机地组合起来，综合成所需要典型环节，将它们有机地组合起来，综合成所需要的控制线路；的控制线路；（2）根据工艺要求自行设计，随时增加所需的电气）根据工艺要求自行设计，随时增加所需的电气元件和触点，以满足给定的工作条件。元件和触点，以满足给定的工作条件。主要考虑电动机的起动、点动、正反转、制动及主要考虑电动机的起动、点动、正反转、制动及多速电动机的调速，另外还考虑包括短路、过载、欠多速电动机的调速，另外还考虑包括短路、过载、欠压等各种保护环节以及联锁、照明和信号等环节。压等各种保护环节以及联锁、照明和信号等环节。2、基本步骤、基本步骤：（1）主电路设计。）主电路设计。（2）辅助电路设计。）辅助电路设计。主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生产主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生产工艺要求。工艺要求。在条件允许的情况下，进行模拟试验，逐步完善在条件允许的情况下，进行模拟试验，逐步完善整个电气控制电路的设计，直至电路动作准确无误。整个电气控制电路的设计，直至电路动作准确无误。a、根据生产机械对电气控制电路的要求，首先设、根据生产机械对电气控制电路的要求，首先设计出各个独立环节的控制电路。计出各个独立环节的控制电路。b、根据各个控制环节之间的相互制约关系，进一、根据各个控制环节之间的相互制约关系，进一步拟定联锁控制电路等辅助电路的设计，步拟定联锁控制电路等辅助电路的设计，c、根据线路的简单、经济和安全、可靠，修改线路。、根据线路的简单、经济和安全、可靠，修改线路。（3）反复审核电路是否满足设计原则。）反复审核电路是否满足设计原则。某搅拌机由一台三相异步电机驱动，控制要求：某搅拌机由一台三相异步电机驱动，控制要求：主电路？主电路？正反转基本接线正反转基本接线控制电路如何设计？控制电路如何设计？起动后正转（或反转）起动后正转（或反转）20秒，停秒，停5秒；然后反转秒；然后反转（或正转）（或正转）20秒，停秒，停5秒。如此反复进行，直到手动秒。如此反复进行，直到手动停止。停止。3、设计实例：、设计实例：例一：例一：M3A BCKMFFUQ SFRKMR主电路主电路KMFKMRKT1KT3KT4KT3KT4KMFKMFFRKMRSBFSB1KT1KT2KT1KT2KMRKMRKMFSBRKT3KT4KT2控制电路控制电路运料小车的控制运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：正程正程逆程逆程电机电机BA例二：例二：1.小车启动后，前进到小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：地。然后做以下往复运动：2.有过载和短路保护。有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。小车可停在任意位置。到到A地后停地后停2分钟等待装料，然后自动走向分钟等待装料，然后自动走向B。到到B地后停地后停2分钟等待卸料，然后自动走向分钟等待卸料，然后自动走向A。控制电路控制电路SQa、SQb 为为A、B 两端的限位开关两端的限位开关 KTa、KTb 为为 两个时间继电器两个时间继电器 M3A BCKMFFUQ SFRKMR主回路主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBR动作过程动作过程KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBRSBF KMF 小车正向运行小车正向运行 至至A端端,撞撞SQa KTa,延时延时2分钟分钟 KMR 小车反向运行小车反向运行至至B端端,撞撞SQbKTb,延时延时2分钟分钟 KMF 小车正向运行小车正向运行问题问题?在两个极端位置能否停车在两个极端位置能否停车KMFKMFSBFKMRFRSQaSQaKTaSQbKTbKMRKTaKMRKMFSQbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器加中间继电器（KA）实现任实现任意位置停车的要求意位置停车的要求SBR二、逻辑设计法二、逻辑设计法1、用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算、用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例K1K2KM（1）“与与”运算运算ABJ（2）“或或”运算运算（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例K1K2KMABJ1（3）“非非”运算运算（a）逻辑符号）逻辑符号 （b）控制线路实例）控制线路实例AJ1KAKMKMKM1由继电接触控制线路图写出逻辑函数由继电接触控制线路图写出逻辑函数 由逻辑函数画出继电接触控制线路由逻辑函数画出继电接触控制线路 2、逻辑函数与继电接触控制线路图逻辑函数与继电接触控制线路图SB1SB2KMKMKMSB2SB1KM（5）进一步完善电路，增加必要的连锁、保护等辅助）进一步完善电路，增加必要的连锁、保护等辅助环节，检查电路是否符合原控制求，有无寄生回路，环节，检查电路是否符合原控制求，有无寄生回路，是否存在触点竞争现象等。是否存在触点竞争现象等。3、逻辑设计法的一般步骤、逻辑设计法的一般步骤（1）充分研究加工工艺过程，作出工作循环图或工）充分研究加工工艺过程，作出工作循环图或工作示意图。作示意图。（2）按工作循环图作出执行元件及检测元件状态表。）按工作循环图作出执行元件及检测元件状态表。（3）根据状态表，设置中间记忆元件，并列写中间记）根据状态表，设置中间记忆元件，并列写中间记忆元件及执行元件逻辑函数式。忆元件及执行元件逻辑函数式。（4）根据逻辑函数式建立电路结构图。）根据逻辑函数式建立电路结构图。3、设计举例设计举例 实现某一电动机只有在继电器实现某一电动机只有在继电器K1、K2、K3中任何一个或任何两个动作时才能运转，而在其中任何一个或任何两个动作时才能运转，而在其它情况下不运转的控制线路。它情况下不运转的控制线路。解：解：（1）设定逻辑函数与逻辑变量）设定逻辑函数与逻辑变量电动机电动机M；继电器继电器K1、K2、K3电动机运转为电动机运转为“1”，不转为，不转为“0”；继电器动作为继电器动作为“1”，不动为，不动为“0”。（2）画出状态表）画出状态表K1K2K3M00000011010101111001101111011110K1K2K3M00000011010101111001101111011110（3）写出逻辑式）写出逻辑式（4）化简）化简（5）画出控制线路）画出控制线路习题及思考题习题及思考题1、如果有两个交流接触器，型号相同，额定电压如果有两个交流接触器，型号相同，额定电压相同，在电气线路中如果将其线圈串联连接，则在相同，在电气线路中如果将其线圈串联连接，则在通电时会出现什么情况？为什么？通电时会出现什么情况？为什么？2、电气控制设计中应遵循的原则是什么？设计内电气控制设计中应遵循的原则是什么？设计内容包括哪些方面？容包括哪些方面？3、什么是寄生电路？如何避免？、什么是寄生电路？如何避免？4、某电动机要求只有在继电器某电动机要求只有在继电器KA1、KA2、KA3中任何两个动作时才能运转，而在其他条件下都不中任何两个动作时才能运转，而在其他条件下都不运转，试用逻辑设计法设计其控制线路。运转，试用逻辑设计法设计其控制线路。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日