ch3电气控制系统的设计

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,建筑设备电气控制,天津城市建设学院,第,3,章 电气控制系统的设计,电气原理图设计,为满足生产机械及工艺要求进行的电气控制电路的设计,电气工艺设计,为电气控制装置的制造、使用、运行、维修的需要进行的生产施工设计,第一节 电气控制系统设计的基本原则,3.1,电气控制系统设计的基本原则,在最大限度满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下，力求运行安全可靠、简单、经济，电器元件选用合理、便于操作、维修方便。,第一节 电气控制系统设计的基本原则,1.,最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求,3.2,电气控制系统设计要求,首先要对生产要求、机械设备的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分了解。,在此基础上考虑控制方式，启动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,（,2,）尽量缩短连接导线的长度与导线数量,（,1,）尽量选用标准的、成熟的环节和线路,3.2,电气控制系统设计要求,a),实际接线图,b),实际接线图,4,根线,3,根线,（,2,）尽量缩短连接导线的长度与导线数量,3.2,电气控制系统设计要求,SB1,SB2,SB2,SB1,（,3,）尽量减少电器元件的品种、数量和规格,（,4,）尽量减少电器元件触点的数目,合并同类触点,3.2,电气控制系统设计要求,主要有四种方法,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,（,4,）尽量减少电器元件触点的数目,利用转换触点,3.2,电气控制系统设计要求,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,（,4,）尽量减少电器元件触点的数目,利用半导体二极管,3.2,电气控制系统设计要求,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,利用逻辑代数进行化简,（,4,）尽量减少电器元件触点的数目,K4=(k1+k2),(k1+k3),=K1+K2K3,逻辑,与或非,3.2,电气控制系统设计要求,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,利用逻辑代数进行化简,（,4,）尽量减少电器元件触点的数目,用“原状态”表示常开触点，“逻辑非”表示常闭触点。,3.2,电气控制系统设计要求,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,（,5,）尽量减少通电电器的数目,3.2,电气控制系统设计要求,2.,在满足要求的前提下，使控制系统简单、经济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠,3.,确保控制电路工作的可靠性,（,2,）正确连接电器元件的触点,（,1,）正确连接电器的线圈,3.2,电气控制系统设计要求,（,4,）在控制电路中控制触点应合理布置,（,3,）防止寄生电路,3.2,电气控制系统设计要求,3.,确保控制电路工作的可靠性,（,6,）避免触点,“,竞争,”,、,“,冒险,”,现象,竞争,：,当控制电路状态发生变换时，常伴随电路中的电器元件的触点状态发生变换。由于电器元件总有一定的固有动作时间，对于一个时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况，触点争先吸合，就会得到几个不同的输出状态，这种现象称为电路的,“,竞争,”,。,冒险：,对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出，这种现象称为,“,冒险,”,。,（,7,）采用,电气互锁,与,机械互,锁,的双重连锁,（,5,）考虑触点的接通与分断能力,3.2,电气控制系统设计要求,3.,确保控制电路工作的可靠性,（,6,）避免触点,“,竞争,”,、,“,冒险,”,现象,(P81,图,3-10,）,竞争,：,当控制电路状态发生变换时，常伴随电路中的电器元件的触点状态发生变换。由于电器元件总有一定的固有动作时间，对于一个时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况，触点争先吸合，就会得到几个不同的输出状态，这种现象称为电路的,“,竞争,”,。,冒险：,对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出，这种现象称为,“,冒险,”,。,（,5,）考虑触点的接通与分断能力,4.,确保控制线路工作的安全性,短路保护,过载保护,过流保护,失压及欠压保护,弱磁保护,极限保护,其他保护,对于做直线运动的生产机械常设有限位保护环节，如上、下极限位置保护、前后极限位置保护等。,极限位置保护是由行程开关的常闭触点实现的。,3.2,电气控制系统设计要求,过载的原因：,（,1,）不正确的启动方式导致电动机启动时间过长。,（,2,）电动机经常处于启动状态。,（,3,）电网电压低于额定值，电动机长期带负载欠压运行。,（,4,）电动机所带负载超过其额定功率。,（,5,）设备所在场地环境温度过高。,（,6,）三相电动机缺相运行。,（,7,）电动机经常处于反接制动状态。,过载保护的实质：,防止绕组或线路温度过高的保护。,通常采用热继电器和低压断路器的热脱扣器。,防止电网电压恢复时电动机自启动的保护称为失压保护，它通过接触器的自锁触点，或通过并联在万能转换开关零位闭合触点的电压继电器的常开触点实现，后者又称为“零位保护”。,欠电压保护常应用于控制器比较多且要求有一定的顺序控制关系的电路中。欠电压保护指在电网电压降低到一定程度时，立即切断控制系统总电源回路。,当直流并励电动机、复励电动机的励磁电流太小、磁场太弱时，直流电动机可能发生“飞车”事故。,弱磁保护一般采用欠电流继电器实现。,在对主电路采用三相四线制或对变压器采用中性点接地的三相三线制的供电电路中，必须采用三相短路保护。,当电动机容量较小时，允许主、辅电路合用熔断器进行短路保护，否则应分别设置，控制电路的熔断器一般为,4,6A,。,不正确的启动方法和过大的负载转矩常引起电动机的过电流，此电流一般比过负载电流大而比短路电流小。,发生大的过电流时，应瞬时切断电源。,过电流常常应用在绕线转子电动机或直流电动机的主电路中。,利用过电流继电器和低压断路器的过电流脱扣器实现,3.3,电气控制设计的基本内容,1.,电气原理图设计内容,拟定电气设计任务书,选择电力拖动方案和控制方式,确定电动机的类型、型号、容量、转速,设计并绘制电气控制原理图,选择电器元件及清单,编写设计计算说明书,2.,电气工艺设计内容,设计电气设备的总体配置，绘制总装配图和总接线图,绘制各组件电器元件布置图与安装接线图，标明安装方式、接线方式,编写使用维护说明书,3.3,电气控制设计的基本内容,3.4,电气控制系统设计步骤,拟定电气控制系统设计任务书,选择电力拖动方案和控制方式,确定电动机的类型、型号、容量、转速,设计电气控制原理图,选择电器元件及清单,设计电机和电器元件的总体布置图,绘制电气控制线路装配图及接线图,编写设计计算说明书,3.5,电气控制系统的设计方法,设计的步骤：,主电路,控制电路,辅助电路,联锁与保护,检查、修改、完善,电气设计的基本步骤,根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。,根据各部分要求设计出原理框图中各个部分的具体电路,绘制总原理图。按系统框图结构将各部分联成一个整体。,正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单。,电气控制电路设计方法,分析设计法（经验设计法）,根据生产工艺的要求，选择一些成熟的典型基本环节来实现这些基本要求，而后再逐步完善其功能，并适当配置联锁和保护等环节，使其组合成一个整体，成为满足控制要求的完整电路。,分析设计法,逻辑设计法,步骤：,按工艺要求提出的起动、制动、反向和调速等要求,设计主电路,。,根据所设计出的主电路，,设计控制电路的基本环节,，即满足设计要求的起动、制动、反向和调速等的基本控制环节。,根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系，,确定控制参量并设计控制电路的特殊环节,。,分析电路工作中可能出现的故障，加入必要的,保护环节,。,综合审查，仔细检查电气控制电路动作是否正确 关键环节可做必要实验，进一步,完善和简化电路,。,3.5.1,分析设计法,分析设计法的基本特点,(1),易于掌握，使用很广，但一般不易获得最佳设计方案。,(2),要求设计者具有一定的实际经验，在设计过程中往往会因考虑不周发生差错，影响电路的可靠性。,(3),当线路达不到要求时，多用增加触点或电器数量的方法来加以解决，所以设计出的线路常常不是最简单经济的。,(4),需要反复修改设计草图，设计速度较慢。,(5),一般需要进行模拟试验。,(6),设计程序不固定。,3.5.1,分析设计法,一、冷库氨泵的电气控制,（,1,）氨泵在常态下为运转状态。当氨泵进出口两端压差低于整定值，延时,7-8s,后仍不能建立压差时，停止氨泵，以防止氨泵产生气蚀，并发出警报。,（,2,）当低压循环储液器中液位低于正常液位时，电磁主阀打开，指示灯亮，加液。补液完毕，停止供液，电磁阀关闭，指示灯熄灭。,（,3,）当低压循环储液器中液位升高至高限位时，发出报警信号。工作人们人员排除故障后，能恢复正常工作。,（,4,）控制线路应具有氨泵运行信号、停止信号及过载信号指示。,（,5,）两台泵一用一备。,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,冷库氨泵的电气控制,要求,:,（一）基本控制电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,冷库氨泵的电气控制,由于氨泵电动机为,3.0kW,的三相笼型异步电动机，可采用直接启动方式。因此，单台氨泵的基本控制环节为,“,异步电动机的启、保、停,”,控制环节。,L1,N,SB,ST1,KA,KM1,FR,KM1,KM1,KM1,FR,HR1,HG1,HY1,控制电源,控制接触器,运行信号,停止信号,过载信号,氨泵电动机,控,制,电,路,（二）信号控制电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,冷库氨泵的电气控制,用两套液位控制器分别作正常液位和超限液位控制，由于液位控制器的额定电压较低（,36V,）、电流较小，所以选用一台,220/36V,，,50VA,的控制变压器，配合中间继电器将控制信号引出。,L1,N,KA1,KPc,KA2,0-,0-,KPh,TC220V/36V,50VA,控制变压器,220V/36V,50VA,高限液位信号中间继电器,液位,控,制,电,路,正常液位信号中间继电器,低于正常液位时,，,KPc,闭合，,KA1,得电，,送出电磁阀打开信号,；反之，电磁阀失电闭合。当低压循环储液器中的液位高于正常液位、,达到高限位时,，,KPh,闭合，,KA2,得电闭合，,发出报警信号,。,（三）信号报警电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,利用压差控制其,KY,进行压差控制、压差正常时，,KY,常闭触点打开，时间继电器,KT,不起作用。,当压差过低,、且低于压差控制器整定值时，,KY,常闭触点复位闭合，,将时间继电器,KT,线圈介入电源,，经过,7-8s,延时，,KT,的通电延时常开触点闭合，中间继电器,KA,线圈通电，串接在氨泵控制接触器线圈电路中的触点打开，切断氨泵控制电路，氨泵电动机停止。,利用中间继电器进行触点扩展。通常，一台时间继电器仅有常闭延时开、常开延时闭触点各一对，需要多处使用时，要采取,KA,进行数量扩展。,（三）信号报警电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,L1,N,KA1,KT,YV,KA1,KM1,HY,HA,A,HR,KA2,KA,KM2,P,KY,KT,控制电源,进液电磁阀,高限位报警警铃,低压差信号时间继电器,信号报警,电,路,进液指示灯,高限位报警指示,低压差信号中间继电器,（四）完善电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,冷库氨泵的电气控制,根据控制要求，两台氨泵为一备一用。为了保证两台氨泵不同时工作，可采用转换开关对两台氨泵进行控制。选择三档位转换开关,SA,，,SA,的左档位为,1,号泵工作，右档位为,2,号泵工作；,SA,位于中间档位时，两台泵均停泵。也可采用两档位的转换开关配合自定位旋转开关进行控制，转换开关的左档位为,1,号泵工作，右档位为,2,号泵工作；而自定位旋转开关打开时，该泵处于检修状态。,（四）完善电路设计,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,冷库氨泵的电气控制,控制电源,控制接触器,1#,氨泵,控,制,L1,N,SA,1 0 2,ST1,KA,KM1,FR1,KM1,SA,1 0 2,ST2,KA,KM2,FR2,KM2,控制电源,控制接触器,2#,氨泵,控,制,1.,接触器,根据电动机的技术数据，额定电压为,AC380V,、额定电流为,6.5A,时，就可以确定有关控制电器的型号及参数。,电动机直接启动时，应按其额定电流选择热继电器。,3.5.1,分析设计法,（五）选择控制电器元件,根据电动机的额定电流，可选择主触点额定电流不小于,10A,的接触器，控制线圈电压可选用,AC220V,或,AC380V,电压等级。,2.,热继电器,本例中，由于设备所在场所环境较为潮湿，且要求延时精度不高，故选用空气阻尼式时间继电器，其线圈电压可选用,AC220V,或,AC380V,。,3.,时间继电器,4.,中间继电器,按钮的选择主要是确定颜色、触点数和结构型式。根据控制要求本例中自复位按钮选用具有常开、常闭触点各一对的基本型按钮,LA30-11,，自定位按钮选择,LA18-22,型。,3.5.1,分析设计法,（五）选择控制电器元件,选择要点是确定其触点种类、数量及控制线圈的电压等级。,5.,控制按钮,选择电源断路器主要是根据负载电流确定其型号规格（种类和电流等级），并综合考虑环境等因素。,6.,电源断路器,（一）横梁升降机构的工艺要求,（,1,）横梁上升时，自动按照先放松横梁,横梁上升,夹紧横梁的顺序进行。,（,2,）横梁下降时，自动按照放松横梁,横梁下降,夹紧横梁的顺序进行。,（,3,）横梁夹紧后，夹紧电动机自动停止转动。,（,4,）横梁升降应设有上下行程的限位保护，夹紧电动机应设有夹紧力保护。,3.5.1,分析设计法,分析设计法设计举例,横梁升降机构的电气控制,（二）电气控制电路设计过程,主电路设计,3.5.1,分析设计法,升降,松紧,（二）电气控制电路设计过程,控制电路基本环节设计,3.5.1,分析设计法,横梁升降电气控制电路设计草图之一,3.5.1,分析设计法,设计连锁保护环节,横梁升降电气控制电路,3.5,电气控制系统的设计方法,电气控制电路设计方法,逻辑设计法,在继电接触器控制电路中，把表示触点状态的逻辑变量称为,输入逻辑变量,，把表示继电器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为,输出逻辑变量,。,输入、输出逻辑变量之间的相互关系称为,逻辑函数关系,，这种相互关系,表明了电气控制电路的结构,。,因此，根据控制要求，将这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简，然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和优化，以获得较为完善的设计方案。,利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路。,3.5.2,逻辑设计法,利用逻辑代数这一工具进行电路设计。,一、基本思路,1,、首先将控制系统的输入、输出电器元件的状态,用状态变量,进行表示。,2,、然后根据控制要求列出状态变量的,逻辑表达式,。,3,、,简化,逻辑表达式。,4,、最后根据逻辑表达式,绘制控制线路,。,二、预备知识,（一）状态变量的假定,输入量：,触点,A=1,，表示触点动作（常开触点闭合、常闭触点断开）,触点,A=0,，表示触点复位（常开触点断开、常闭触点闭合）,输出量：,线圈,K=1,，表示线圈通电。,线圈,K=0,，表示线圈失电。,3.5.2,逻辑设计法,（二）基本逻辑表达式与控制电路,1,、“与”电路,A B K,A,B,K,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,0,1,2,）真值表,A,B,K,1,1,1,3,）状态表,4,）逻辑表达式,K=AB,注：只把,K=1,的状态列出,3.5.2,逻辑设计法,1,）电路图,2,、“或”电路,1,）电路图,A,B,K,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,2,）真值表,A,B,K,0,1,1,1,0,1,1,1,1,3,）状态表,4,）逻辑表达式,K=A,B,A K,B,3.5.2,逻辑设计法,3,、“非”电路,1,）电路图,A,K,0,1,1,0,2,）真值表,3,）状态表,A K,A,K,0,1,4,）逻辑表达式,K=A,3.5.2,逻辑设计法,4,、时序电路,1,）电路图,SB,1,SB,2,KA,0,0,1*,1*,0,1*,0,1*,0,1,0,2,）真值表,SB,1,SB,2,KA,初态,运行,停止,3,）状态表,KA,KA,SB2,SB1,4,）逻辑表达式,KA=,（,SB,2,KA,）,SB,1,注：,1*,表示短信号，,1,表示长信号。,3.5.2,逻辑设计法,5,、吸收率,A+AB=A,，,A(A+B)=A,A+AB=A+B,，,A+AB=A+B,1,、交换率,AB=BA,2,、结合率,A,（,BC,）,=,（,AB,）,C,A+,（,B+C,）,=,（,A+B,）,+C,3,、分配率,A,（,B+C,）,=AB+AC,A+,（,BC,）,=,（,A+B,）,（,B+C,）,4,、重叠率,AA=A,，,A+A=A,（三）逻辑代数定理,6,、非非率,A=A,7,、反演率,A+B=AB,，,AB=A+B,3.5.2,逻辑设计法,三、组合逻辑电路设计,组合逻辑电路：,执行元件的输出状态只与同一时刻控制元件的状态有关。即输出对输入无影响。,电路设计方法：,确定状态变量,列出状态表,满足控制要求,写出执行元件的逻辑表达式,简化逻辑表达式,绘制控制线路,3.5.2,逻辑设计法,设计举例,某电路只有在继电器,KA,1,，,KA,2,，,KA,3,中任何一个或两个动作时，才能运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路。,KA,1,KA,2,KA,3,KM,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,3.5.2,逻辑设计法,输入：,KA,1,、,KA,2,、,KA,3,；,输出：,KM,2,、列状态表,解：,1,、确定状态变量,2,、状态表,3,、逻辑表达式,KM= KA,1,KA,2,KA,3,+,KA,1,KA,2,KA,3,+,KA,1,KA,2,KA,3,+,KA,1,KA,2,KA,3,+,KA,1,KA,2,KA,3,+,KA,1,KA,2,KA,3,= KA,1,（,KA,2,+KA,3,）,+,KA,1,（,KA,2,+KA,3,）,KA,1,KA,2,KA,3,KM,0,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,KA1,KA1,KA2,KA3,KA2,KA3,KM,4,、绘制控制线路,3.5.2,逻辑设计法,四、时序逻辑电路设计,时序逻辑电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且,还与输出量的原有状态及其组合顺序有关，,即输出量通过反馈作用，对输入状态产生影响。,这种逻辑电路的设计要设置中间记忆元件（如中间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各程序两两区分的目的。,设计方法,1,、根据工艺要求确定逻辑变量、列出状态变量表（主令元件、检测元件、执行元件）。,2,、,为区分所有状态，而增设必要的中间记忆元件（中间继电器）,。,3,、根据状态表，列出执行元件的逻辑表达式。,4,、简化逻辑表达式，据此绘出控制线路。,5,、检查、完善所设计的电路。,3.5.2,逻辑设计法,设计举例,机械动力滑台控制线路,（一）具有一次工作进给的控制线路,1,、设计要求：,双电机驱动：,M1,工进、,M2,快进、快退。,三接触器控制：,KM1,快进,KM3,快退,KM2,工进,SB1,快进,SQ2,SQ1,快退,SQ3,工进,3.5.2,逻辑设计法,2,、确定状态变量,主令元件：,SB1,启动；,SQ1,原位；,SQ2,工进位；,SQ3,末位。,执行元件：,KM1,快进；,KM3,快退；,KM2,工进。,3.5.2,逻辑设计法,3,、列出状态表，并确定状态转换的激励信号,序号,程序名,激励信号,主令元件,执行元件,SB,1,SQ,1,SQ,2,SQ,3,KM,1,KM,2,KM,3,0,原位,0,1,快进,SB1,2,工进,SQ2,3,快退,SQ3,4,原位,SQ1,3.5.2,逻辑设计法,4,、列出执行元件的逻辑表达式,方法,a,：写出执行元件的所有逻辑组合，然后再化简。例如对,KM1,有：,KM1=,（,SB1+KM1,）,SQ1SQ2SQ3KM2KM3,=,（,SB1+KM1,）,SQ2,方法,b,：根据激励信号直接写出最简式，如：,KM1=,（,SB1+KM1,）,SQ2,其中：,SB1,为起动激励信号，,SQ2,为停止激励信号，,KM1,的自锁触点实现记忆功能。,同理可得：,KM2=,（,SQ2+KM2,）,SQ3,KM3=,（,SQ3+KM3,）,SQ1,3.5.2,逻辑设计法,5,、绘制基本电路控制线路,例如：接触器互锁，过载保护，以及其他保护措施。,SB1,KM1,SQ2,SQ3,KM2,SQ2,KM3,SQ3,SQ1,KM1 KM2 KM3,3.5.2,逻辑设计法,6,、检查、完善电路,3.5.2,逻辑设计法,机械滑台具有一次工进的控制线路,（二）具有正反向工作进给的控制线路,1,、设计要求：,双电机驱动：,M1,工进、,M2,快进。,三接触器控制：,KM1,正向,KM3,反向,KM2,快速开关。,取消长挡铁,SB1,快进,SQ2,SQ1,快退,SQ2,SQ3,正向工进,反向工进,3.5.2,逻辑设计法,2,、确定状态变量,主令元件：,SB1,起动；,SQ1,原位；,SQ2,工进位；,SQ3,末位。,执行元件：,KM1,进；,KM3,退；,KM2,加速。,中间记忆单元：,KA1,、,KA2,、,KA3,、,KA4,分别对应,4,个工作状态，快进、工进、反向工进、快退。,3,、列出状态表，并确定状态转换的激励信号。,3.5.2,逻辑设计法,动作状态表,序号,程序名,激励信号,主令元件,执行元件,中间记忆单元,SB,1,SQ,1,SQ,2,SQ,3,KM,1,KM,2,KM,3,KA,1,KA,2,KA,3,KA,4,0,原位,0,1,快进,SB1,2,正向,工进,SQ2,3,反向,工进,SQ3,4,快退,SQ2,5,原位,SQ1,3.5.2,逻辑设计法,4,、列出执行元件的 逻辑表达式并化简,对本例直接借助于激励信号写出的逻辑表达式无法达到两两区分的目的，例如：,KM1=,（,SB1+KM1,）,SQ3,KM3=,（,SQ3+KM3,）,SQ1,KM2=,（,SB1+KM2,）,SQ2+,（,SQ2+KM2,）,SQ1,显然，,KM2,的表达式不成立。因此要借助于中间记忆单元。,KM1=KA1+KA2,KM2=KA1+KA4,KM3=KA3+KA4,3.5.2,逻辑设计法,对于中间记忆单元有多种设计方法，在此，是采用步进控制的方法。即,KA,i,=,（,KA,i-1,C,i,+KA,i,）,KA,i+1,上式中：,KA,i-1,C,i,为起动条件， 其中,KA,i-1,确保步进继电器依次动作，,C,i,为步进转换条件。,KA,i+1,为停止条件，确保任一时刻只有一个步进继电器在工作。,由于步进控制有严格的顺序限制，因此允许,C,i,重复使用。,对于本例，当采用自动循环方式时有：,3.5.2,逻辑设计法,KA1=,（,SB1+KA4SQ1+KA1,）,KA2,KA2=,（,KA1SQ2+KA2,）,KA3,KA3=,（,KA2SQ3+KA3,）,KA4,KA4=,（,KA3SQ2+KA4,）,KA1,改为单周期运行方式，有：,KA1=,（,SB1+KA1,）,KA2,KA2=,（,KA1SQ2+KA2,）,KA3,KA3=,（,KA2SQ3+KA3,）,KA4,KA4=,（,KA3SQ2+KA4,）,SQ1,根据,3,个,KM,和,4,个,KA,的逻辑表达式，可以绘制控制线路如下：,3.5.2,逻辑设计法,5,、绘制基本电路控制线路,6,、检查、完善电路,略,SB1,SQ3,SQ2,KA,1,KA,2,KA3,KA2,KA3,KA4,KA1 KA2 KA3 KA4 KM1 KM2 KM3,SQ1,KA4,SQ1,KA2,KA1,KA4,KA1,KA4,KA3,KA1,KA2,KA3,3.5.2,逻辑设计法,(1),根据对控制元器件功能的要求，确定电气元器件的类型。,(2),确定元器件承载能力的临界值及使用寿命。主要是根据电气控制的电压、电流及功率大小来确定元器件的规格。,(3),确定元器件预期的工作环境及供应情况。,(4),确定元器件在供应时所需的可靠性等。确定用以改善元器件失效率用的老化或其他筛选实验。采用与可靠性预计相适应的降额系数等，进行一些必要的核算和校核。,3.6,常用电气元器件的选择,3.6.1,常用电气元器件的选择原则,3.6.2,电气元器件的选用,按钮,各种按钮、开关的选用,1,根据需要的触点对数、动作要求、结构形式、颜色以及是否需要带指示灯等要求。,按钮的额定电压有交流,500V,，直流,440V,，额定电流为,5A,。常选用的按钮有,LA2,、,LAl0,、,LAl9,及,LA20,等系列。符合,IEC,国际标准的新产品有,LAY3,系列，额定工作电流为,1.5A,8A,。,主要根据电源种类、电压等级、电动机容量、所需极数及使用场合来选用。当用刀开关来控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的,3,倍。,刀开关,3.6.2,电气元器件的选用,组合开关,各种按钮、开关的选用,1,行程开关,选用依据是电源种类、电压等级、触点数量以及电动机容量。当采用组合开关来控制,5,kW,以下小容量异步电动机时，其额定电流一般取电动机额定电流的,1.5,3,倍。接通次数,15,次,/,h,20,次,/,h,时，常用的组合开关为,HZ,系列：,HZ1,、,HZ2,、,、,HZl0,等。额定电流为,10,、,25,、,60,和,100A,四种，适用于交流,380V,以下，直流,220V,以下的电气设备中。,根据控制功能、安装位量 电压电流等级、触点种类及数量来选择结构和型号。常用的有,LXZ,、,LXl9,、,JLXK1,型行程开关以及,JXW,II,、,JLXKI,II,型微动开关等。,接触器的选择,2,3.6.2,电气元器件的选用,选用的主要依据是接触器主触点的额定电压、电流要求，辅助触点的种类、数量及其额定电流，控制线圈电源种类，频率与额定电压，操作频繁程度和负载类型等因素。,3.6.2,电气元器件的选用,继电器的选择,3,中间继电器选用的主要根据触点的数量及种类确定型号，同时注意吸引线圈的额定电压应等于控制电路的电压等级。常用,JZ7,系列，新产品有,JDZ1,系列、,CA2,DN1,系列及仿西门子,3TH,的,JZC1,系列等。,电流、电压继电器选用的主要依据是被控制或被保护对象的特性、触点的种类、数量、控制电路的电压、电流、负载性质等因素，线圈电压、电流应满足控制线路的要求。,如果控制电流超过继电器触点额定电流，可将触点并联使用。也可以采用触点串联使用方法来提高触点的分断能力。,电磁式继电器的选用,继电器的选择,3,3.6.2,电气元器件的选用,时间继电器的选用,选用时应考虑延时方式,(,通电延时或断电延时,),、延时范围、延时精度要求、外形尺寸、安装方式、价格等因素。,在,延时精度要求不高,且电源电压波动大的场合，宜选用价格低廉的电磁式或空气阻尼式时间继电器；,当,延时范围大，延时精度较高,时，可选用电动式或晶体管式时间继电器；,延时精度要求更高,时，可选用数字式时间继电器，同时也要注意线圈电压等级能否满足控制电路的要求。,JS7,系列是应用较多的空气阻尼式时间继电器，代替它的新产品是,JSK1,。,对于工作时间较短、停歇时间长的电动机，如机床的刀架或工作台的快速移动，横梁升降、夹紧、放松等运动以及虽长期工作但过载可能性很小的电动机如排风扇等，可以不设过载保护，除此以外，一般电动机都应考虑过载保护。,继电器的选择,3,3.6.2,电气元器件的选用,热继电器的选用,热继电器发热元件额定电流，一般按被控制电动机的额定电流的,0.95,1.05,倍选用，对过载能力较差的电动机可选得更小一些，其热继电器的额定电流应大于或等于发热元件的额定整定电流。过去常用的热继电器,JR0,系列，新产品有,JRS1,系列、,LR1,D,系列及西门子,3UA,系列。,3.6.2,电气元器件的选用,熔断器的选择,4,前面已述。为防止发生越级熔断，上、下级（即供电干、支线）熔断器间应有良好的协调配合，为此应使上一级（供电支线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）大,1,2,个级差。,包括熔断器的类型、额定电压、额定电流和熔体额定电流等。,熔断器类型的选择,主要依据负载的保护特性和短路电流的大小。,熔体额定电流的选择,熔断器额定电压的选择,熔断器的额定电压大于或等于所在电路的额定电压。,