《电气控制与PLC第4章.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC第4章.pptx（103页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第4 4章章工业电气工业电气(dinq)(dinq)控制系控制系统的设计统的设计第一页，共103页。第第第第4 4章章章章 工业工业工业工业(gngy)(gngy)电气控制系电气控制系电气控制系电气控制系统的设计统的设计统的设计统的设计 电气控制线路电气控制线路(xinl)设计的基本原则设计的基本原则电气控制线路电气控制线路(xinl)设计的基本程序设计的基本程序电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法电气控制线路的绘制方法电气控制线路的绘制方法第二页，共103页。机电设备的设计工作机电设备的设计工作(gngzu)包括：包括：机械设计机械设计电气设计电气设计电电气气设设计计通通常常和和机
2、机械械设设计计同同时时开开始始(kish)，交叉进行。，交叉进行。第三页，共103页。4.1电气控制线路设计的基本电气控制线路设计的基本(jbn)原则原则4.1.1满足生产机械和工艺对电气控制系统要求满足生产机械和工艺对电气控制系统要求(yoqi)原原则则4.1.2控制线路控制线路(xinl)力求简单、经济原则力求简单、经济原则1.尽尽量量减减少少电电器器元元件件的的数数量量，选选用用标标准准电电器器元元件件，尽尽可可能能选选用用相相同同型型号号的的电电器器元元件件以以减减少少备备用用品品的的数量。数量。2.尽尽量量选选用用标标准准的的、常常用用的的或或经经过过实实践践考考验验的的典典型环节或
3、基本电气控制线路。型环节或基本电气控制线路。第四页，共103页。3.尽量减少不必要的触头，以简化电气控制线路(xinl)，降低故障几率，提高工作可靠性。（1）合并）合并(hbng)同类触头同类触头第五页，共103页。（2）利用）利用(lyng)转换触头转换触头第六页，共103页。（3）在在直直流流电电路路中中利利用用(lyng)半半导导体体二二极极管管的的单单向导电性向导电性+-（4）利利用用逻逻辑辑代代数数对对电电路路(dinl)化化简简以以减减少少触触头头的的数目。数目。第七页，共103页。4.尽量缩短尽量缩短(sudun)连接导线和长度。连接导线和长度。设计控制电路时考虑到各元件设计控制
4、电路时考虑到各元件(yunjin)之间的实际之间的实际位置，如控制柜、操作台、限位开关等。位置，如控制柜、操作台、限位开关等。第八页，共103页。5.尽量减少电器不必要的通电尽量减少电器不必要的通电(tngdin)时间时间第九页，共103页。4.1.3保证电气控制电路保证电气控制电路(dinl)工作的可靠性原工作的可靠性原则则1.选选用用的的电电器器元元件件要要可可靠靠、牢牢固固、动动作作(dngzu)时时间间少少、抗干扰性能好。抗干扰性能好。2.正确连接正确连接(linji)电器元件的线圈。电器元件的线圈。（1）在在交交流流控控制制线线路路中中，即即使使外外加加电电压压是是两两个个线线圈圈额
5、额定定电电压压之之和和，也也不不允允许许两两个个电电器器元元件件的的线线圈圈串串联使用。联使用。第十页，共103页。（2）两两电电感感量量相相差差悬悬殊殊的的直直流流电电压压线线圈圈(xinqun)不能直接并联。不能直接并联。YA为为电电感感量量较较大大(jiod)的的电电磁磁铁铁线线圈圈，KA为为电电感感量量较小的中间继电器线圈。较小的中间继电器线圈。第十一页，共103页。3.正确正确(zhngqu)连接电器元件的触头连接电器元件的触头SQ常常开开和和常常闭闭触触点点分分别别接接在在电电源源的的不不同同相相上上，当当触触头头断断开开产产生生电电弧弧时时，可可能能在在两两触触头头间间形形成成飞
6、飞弧弧造造成成(zochn)电电源源短路。短路。由由于于两两触触头头间间的的电电位位相相同同，就就不会不会(bhu)造成电源短路。造成电源短路。可可减减少少导导线线段段数数和和缩缩短短导导线线长长度。度。第十二页，共103页。4.在在控控制制线线路路中中，采采用用小小容容量量继继电电器器的的触触头头来来断断开开或或接接通通大大容容量量接接触触器器的的线线圈圈时时，要要计计算算继继电电器器触触头头断断开开或或接接通通容容量量是是否否足足够够，不不够够时时必必须须加加小小容容量量的的接接触触器器或或中中间间继继电电器器，否否则则工工作作(gngzu)不不可可靠靠。若若要要增增加加接接通通能能力力，
7、可可用用多多触触头并联；若要增加分断能力，可用多触头串联。头并联；若要增加分断能力，可用多触头串联。5.在在频频繁繁操操作作的的可可逆逆线线路路中中，正正反反向向接接触触器器之之间间不不但但要要有有电电气联锁，而且还要有机械联锁。气联锁，而且还要有机械联锁。6.设设计计的的电电气气控控制制线线路路应应能能适适应应所所在在电电网网的的情情况况，如如电电网网容容量量大大小小、电电压压频频率率的的波波动动范范围围，以以及及允允许许的的冲冲击击电电流流数数值值等等。并并据据此此来来决决定定电电动动机机的的起起动动方方式式是是直直接接起起动动或或是是间间接接起动。起动。第十三页，共103页。7.在在电电
8、气气控控制制线线路路(xinl)中中应应尽尽量量避避免免许许多多电电器器元元件件依依次次动动作作才才能能接接通通另另一一个个电电器器元元件件的的现现象象，以以增增加加线线路路(xinl)的可靠性。的可靠性。第十四页，共103页。8.防止出现寄生防止出现寄生(jshng)回路回路在在电电气气控控制制线线路路的的动动作作过过程程中中，意意外外接接通通的的电电路路称称为为寄寄生生(jshng)回路。回路。寄寄生生(jshng)回回路路将将破破坏坏电电器器元元件件和和控控制制线线路路的的工工作作顺顺序序或或造造成成误误动作。动作。热继电器热继电器FR起不了保护起不了保护(boh)作用。作用。第十五页，
9、共103页。9.防止防止(fngzh)线路出现触头竞争现象线路出现触头竞争现象当当时时间间继继电电器器KT的的常常闭闭延延时时断断开开触触头头断断开开，则则时时间间继继电电器器KT线线圈圈失失电电，之之后后经经过过时时间间t1秒秒其其常常闭闭延延时时断断开开触触头头恢恢复复闭闭合合，同同时时经经过过时时间间t2秒秒其其瞬瞬时时常常开开触触头头恢恢复复断断开开。若若t1t2，则则电电路路能能够够实实现现反反身身关关闭闭；若若t1t2，则则时时间间继继电电器器KT再再次次(zic)吸吸合合，电电路路无无法法实实现现反反身身关关闭闭。这这种种现现象象称称为为“触触头头竞竞争争”。在在实实际际应应用用
10、中，应该保证时间继电器中，应该保证时间继电器KT的的t1t2。第十六页，共103页。4.1.4保证电气控制电路保证电气控制电路(dinl)工作的安全性原工作的安全性原则则在自动控制系统中，常用的保护环节在自动控制系统中，常用的保护环节(hunji)有：有：短路保护短路保护过流保护过流保护过载保护过载保护过压保护过压保护失压保护失压保护弱磁保护弱磁保护超速极限保护超速极限保护第十七页，共103页。1.短路短路(dunl)保护保护当当电电路路发发生生短短路路时时，强强大大的的短短路路电电流流造造成成的的电电热热效效应应和和电电应应力力效效应应容容易易引引起起各各种种(zhn)电电气气设设备备和和电
11、电器元件的绝缘损坏及机械损坏。器元件的绝缘损坏及机械损坏。当电路发生短路时，必须迅速而可靠地切断电源。当电路发生短路时，必须迅速而可靠地切断电源。第十八页，共103页。采用熔断器作短路保护采用熔断器作短路保护(boh)当主电机容量较小时，其控制电路不需另设熔断器，当主电机容量较小时，其控制电路不需另设熔断器，主电路中的熔断器也可兼作控制电路的短路保护主电路中的熔断器也可兼作控制电路的短路保护(boh)。当主电机容量较大时，则控制电路必须单独设置短当主电机容量较大时，则控制电路必须单独设置短路保护路保护(boh)用熔断器。用熔断器。采用断路器（自动空气开关）作短路保护采用断路器（自动空气开关）作
12、短路保护(boh)它既可以作为短路保护它既可以作为短路保护(boh)，又可以作为过载保，又可以作为过载保护护(boh)。1.短路短路(dunl)保护保护第十九页，共103页。1.短路短路(dunl)保护保护第二十页，共103页。2.过电流过电流(dinli)保护保护在在电电动动机机运运行行过过程程中中，有有各各种种各各样样的的原原因因，会会引引起起电电动动机机 产产 生生 很很 大大 的的 电电 流流，从从 而而 造造 成成 电电 动动 机机 或或 生生 产产(shngchn)机械设备的损坏。机械设备的损坏。一般采用过电流继电器一般采用过电流继电器KI实现实现(shxin)过电流保过电流保护护
13、。第二十一页，共103页。I 2.过电流过电流(dinli)保护保护第二十二页，共103页。3.过载过载(guzi)保护保护电电动动机机长长期期过过载载运运行行，其其绕绕组组的的温温升升将将超超过过允允许许值值而而造造成成电电动动机机的的损损坏坏，所所以以应应设设置置(shzh)过过载载保保护环节。护环节。第二十三页，共103页。4.失压保护失压保护(boh)失压保护失压保护防止电压恢复时电动机自行起动的保护。防止电压恢复时电动机自行起动的保护。在在电电动动机机正正常常工工作作时时，如如果果电电源源(dinyun)电电压压消消失失，电电动动机机停停转转。当当电电源源(dinyun)电电压压恢恢
14、复复时时，如如果果电电动动机机自自行行起起动动，则则可可能能造造成成设设备备损损坏坏甚甚至至人人身身伤伤亡亡事事故。故。第二十四页，共103页。5.弱磁保护弱磁保护(boh)直流并励电动机、复励电动机在磁场直流并励电动机、复励电动机在磁场(cchng)消失时，消失时，会引起电动机会引起电动机“飞车飞车”。弱磁保护一般采用弱磁继电器。弱磁保护一般采用弱磁继电器。弱磁继电器的吸合值整定为额定弱磁继电器的吸合值整定为额定(dng)励磁电流励磁电流的倍。的倍。对于调磁调速的电动机，弱磁继电器的释放值为最对于调磁调速的电动机，弱磁继电器的释放值为最小励磁电流的倍。小励磁电流的倍。第二十五页，共103页。
15、6.极限极限(jxin)保护保护直直线线运运动动的的生生产产机机械械常常设设置置有有极极限限(jxin)保保护护环环节节，如如上、下极限上、下极限(jxin)，前、后极限，前、后极限(jxin)保护等。保护等。一般由行程开关的常闭触头来实现。一般由行程开关的常闭触头来实现。第二十六页，共103页。7.其他其他(qt)保护保护根根据据生生产产机机械械(jxi)的的不不同同要要求求和和可可能能出出现现的的各各种现象，可设置温度、水位、欠压等保护环节。种现象，可设置温度、水位、欠压等保护环节。第二十七页，共103页。4.1.5操作、维护、检修方便操作、维护、检修方便(fngbin)原原则则v电电器器
16、元元件件应应留留有有备备用用触触头头，必必要要时时留留有有备备用用电电器器元件，以便检修、调整改接线路；元件，以便检修、调整改接线路；v设置电气隔离，避免带电检修；设置电气隔离，避免带电检修；v控控制制机机构构应应操操作作简简单单、便便利利，能能迅迅速速而而方方便便地地实实现现从从一一种种控控制制方方式式到到另另一一种种控控制制方方式式的的转转换换，如如从自动控制转换到手动控制等；从自动控制转换到手动控制等；v设设置置多多点点控控制制，便便于于在在生生产产机机械械旁旁进进行行调调试试(diosh)；v操操作作回回路路较较多多时时，应应采采用用主主令令控控制制器器，而而不不采采用用许多按钮的方式
17、。许多按钮的方式。第二十八页，共103页。4.2电气控制线路设计电气控制线路设计(shj)的基本程的基本程序序4.2.1拟定拟定(ndng)电气设计任务书电气设计任务书在在任任务务书书中中，应应简简要要说说明明所所设设计计的的机机械械设设备备型型号号、用用途途、工工艺艺过过程程、技技术术性性能能、传传动动方方式式(fngsh)及及现现场环境条件等。场环境条件等。第二十九页，共103页。技术指标及要求技术指标及要求(yoqi)：1.控制精度，生产效率要求；控制精度，生产效率要求；2.用户供电电网的种类、电压等级、频率及容量；用户供电电网的种类、电压等级、频率及容量；3.有有关关电电力力拖拖动动的
18、的基基本本特特性性，如如电电动动机机的的数数量量、用用途途、负负载载特性、调速范围以及对起动、反向和制动的要求等；特性、调速范围以及对起动、反向和制动的要求等；4.有有关关电电气气控控制制的的特特性性，如如电电气气控控制制的的基基本本方方式式、自自动动工工作作循循环环的的组组成成(zchn)、动动作作程程序序、电电气气保保护护及及联联锁锁条条件件等；等；5.有有关关操操作作方方面面的的要要求求，如如操操作作台台的的布布置置、测测量量和和信信号号指指示示、故障报警及照明等；故障报警及照明等；6.机机床床主主要要电电气气设设备备（如如电电动动机机、执执行行电电器器和和行行程程开开关关等等）的参数及
19、布置草图。的参数及布置草图。第三十页，共103页。4.2.2电力电力(dinl)拖动方案的选择拖动方案的选择电电力力拖拖动动方方案案：是是指指根根据据生生产产工工艺艺要要求求、生生产产机机械械的的结结构构、运运动动部部件件(bjin)的的数数量量、运运动动要要求求、负负载载特特性性、调调速速要要求求及及投投资资金金额额等等条条件件，来来确确定定电电动动机机的的类类型型、数数量量、拖拖动动方方式式，并并拟拟定定电电动动机机的的起起动动、运运行行、调调速速、转转向向、制制动动等等控控制制要要求求，作作为为电电气气控控制原理图设计及电器元件选择的依据。制原理图设计及电器元件选择的依据。第三十一页，共
20、103页。1.电气传动方式电气传动方式(fngsh)（1）单机拖动）单机拖动一一台台设设备备只只有有(zhyu)一一台台电电动动机机，通通过过机机械械传动链将动力传送到各个工作机构。传动链将动力传送到各个工作机构。（2）分机拖动）分机拖动一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。第三十二页，共103页。2.调速性能调速性能(xngnng)在选择在选择(xunz)调速方案时，可参考以下几点。调速方案时，可参考以下几点。（1）重型或大型设备）重型或大型设备主运动及进给运动，尽可能采用无级调速。主运动及进给运动，尽可能采用无级调速。有利于简化机械有利于简化机
21、械(jxi)结构，缩小齿轮箱体积，结构，缩小齿轮箱体积，降低制造成本，提高机床利用率。降低制造成本，提高机床利用率。第三十三页，共103页。（2）精密机械设备）精密机械设备(shbi)为为了了保保证证加加工工精精度度和和动动作作的的准准确确性性，便便于于自自动动控控制制(zdnknzh)，也应采用电气无级调速方案，也应采用电气无级调速方案。（3）一般）一般(ybn)中小型设备中小型设备用用经经济济、简简单单、可可靠靠的的三三相相鼠鼠笼笼式式异异步步电电动动机机，配配以以适当级数的齿轮变速箱。适当级数的齿轮变速箱。当当调调速速范范围围D=23，调调速速级级数数24时时，可可采采用用双双速速或或多
22、速的鼠笼式异步电动机。多速的鼠笼式异步电动机。第三十四页，共103页。3.负载负载(fzi)特性特性为使电动机得到充分合理的应用，要求电动机的调为使电动机得到充分合理的应用，要求电动机的调速特性速特性(txng)与负载特性与负载特性(txng)相适应。相适应。例如，双速鼠笼式异步电动机例如，双速鼠笼式异步电动机当当定定子子(dngz)绕绕组组由由三三角角形形联联接接改改接接成成双双星星形形联联接接时时，转速增加一倍，功率却增加很少。它适用于恒功率传动。转速增加一倍，功率却增加很少。它适用于恒功率传动。对对于于低低速速为为星星形形联联接接的的双双速速电电机机改改接接成成双双星星形形后后，转转速速
23、和和功功率率都都增增加加一一倍倍，而而电电动动机机所所输输出出的的转转矩矩却却保保持持不不变变，它它适用于恒转矩传动。适用于恒转矩传动。他他激激直直流流电电动动机机的的调调磁磁调调速速属属于于恒恒功功率率调调速速，而而调调压压调调速速则属于恒转矩调速。则属于恒转矩调速。第三十五页，共103页。4.起动和制动起动和制动(zhdn)要求要求机机械械设设备备主主运运动动传传动动系系统统的的起起动动转转矩矩一一般般都都比比较较小小，原则上可采用原则上可采用(ciyng)任何一种起动方式。任何一种起动方式。对对于于它它的的辅辅助助运运动动，在在起起动动(qdn)时时往往往往要要克克服服较较大大的的静静转
24、转矩矩，所所以以在在必必要要时时可可选选用用高高起起动动(qdn)转转矩矩的的电电动动机机，或或采采用用提提高高起起动动(qdn)转转矩矩的的措措施施，如如对对绕绕线线式式异异步步电电动动机机转转子子串串接接对对称称电电阻阻的起动的起动(qdn)。v起动的要求起动的要求第三十六页，共103页。对对于于电电网网容容量量不不大大而而起起动动电电流流较较大大的的电电动动机机，要要采采取取限制起动电流的措施，常用的方法有：限制起动电流的措施，常用的方法有：在定子电路中串入电阻或电抗在定子电路中串入电阻或电抗星三角起动星三角起动延边三角形起动延边三角形起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动以免电网电压
25、以免电网电压(diny)波动较大而造成事故。波动较大而造成事故。第三十七页，共103页。如如果果对对于于制制动动(zhdn)的的性性能能无无特特殊殊要要求求而而电电动动机机又又不不需需要要反反转转时时，则则采采用用反反接接制制动动(zhdn)，可可使使控制线路简化。控制线路简化。在在要要求求制制动动(zhdn)平平稳稳、准准确确，而而且且在在制制动动(zhdn)过过程程中中不不允允许许有有反反转转可可能能性性时时，则则宜宜采采用用能能耗耗制动制动(zhdn)方式。方式。在在起起吊吊运运输输设设备备中中也也常常常常采采用用具具有有联联锁锁保保护护功功能能的的电磁机械制动电磁机械制动(zhdn)（
26、俗称电磁抱闸）。（俗称电磁抱闸）。有有些些场场合合也也采采用用再再生生发发电电制制动动(zhdn)（回回馈馈制制动动(zhdn)）。）。v制动制动(zhdn)的要的要求求第三十八页，共103页。4.2.3电动机的选择电动机的选择(xunz)电动机选择电动机选择(xunz)的基本原则：的基本原则：1.电电动动机机的的机机械械特特性性应应满满足足生生产产机机械械提提出出的的要要求求，要要与与负负载载特特性性相相适适应应，以以保保证证生生产产过过程程中中运运行行(ynxng)稳稳定定性性并并具具有有一一定定的的调调速速范范围围和和良良好好的起、制动性能。的起、制动性能。2.电电动动机机的的结结构构形
27、形式式应应满满足足机机械械设设计计提提出出的的安安装装要求，并适应周围环境的工作条件。要求，并适应周围环境的工作条件。第三十九页，共103页。3.根根据据(gnj)电电动动机机的的负负载载和和工工作作方方式式，正正确确选择电动机的容量。选择电动机的容量。对对于于恒恒定定(hngdng)负负载载长长期期工工作作制制的的电电动动机机，其其容容量量的的选选择择应保证电动机的额定功率等于或大于负载所需要的功率；应保证电动机的额定功率等于或大于负载所需要的功率；对对于于变变动动负负载载长长期期工工作作制制的的电电动动机机，其其容容量量的的选选择择应应保保证证当当负负载载变变到到最最大大时时，电电动动机机
28、仍仍能能给给出出所所需需要要的的功功率率，同同时时电电动动机机的的温升不超过允许值；温升不超过允许值；对对于于短短时时工工作作制制的的电电动动机机，其其容容量量的的选选择择应应按按照照电电动动机机的的过过载载能力来选择；能力来选择；对对于于重重复复短短时时工工作作制制的的电电动动机机，其其容容量量的的选选择择原原则则上上可可按按照照电电动机在一个工作循环内的平均功耗来选择。动机在一个工作循环内的平均功耗来选择。第四十页，共103页。4.电电动动机机电电压压的的选选择择应应根根据据使使用用地地点点(ddin)的的电电源源电压来决定，常用为电压来决定，常用为380V、220V。5.在在 没没 有有
29、 特特 殊殊 要要 求求 的的 场场 合合，一一 般般 均均 采采 用用(ciyng)交交流流电电动动机机，仅仅在在起起动动、制制动动和和调调速速不满足要求时才选择直流电动机。不满足要求时才选择直流电动机。6.根根据据生生产产机机械械(jxi)的的功功率率负负载载和和转转矩矩负负载载选选择电动机的额定功率。择电动机的额定功率。第四十一页，共103页。4.2.4电气控制方案电气控制方案(fngn)的确定的确定选择电气控制方案选择电气控制方案(fngn)遵循的主要原则：遵循的主要原则：1.自动化程度与国情相适应；自动化程度与国情相适应；2.2.控控制制方方案案(fngn)应应与与设设备备的的通通用
30、用化化及及专专用用化化相相适应；适应；3.3.控控制制方方案案(fngn)随随控控制制过过程程的的复复杂杂程程度度而而变变化；化；4.4.控控制制系系统统的的工工作作方方式式，应应在在经经济济、安安全全的的前前提提下下，最大限度地满足工艺要求。最大限度地满足工艺要求。第四十二页，共103页。4.2.5控制方式控制方式(fngsh)的选择的选择控控制制方方式式(fngsh)主要有：主要有：时时间间控控制制方方式式：利利用用时时间间继继电电器器、可可编编程程序序控控制制器器或或微微型型计计算算机机的的延延时时单单元元，它它将将感感测测系系统统接接受受的的输输入入信信号号经经过过延延时时一一段段时时
31、间间后后才才发发出输出信号，从而出输出信号，从而(cngr)实现电路切换的时间控制。实现电路切换的时间控制。速速度度控控制制方方式式：利利用用速速度度继继电电器器或或测测速速发发电电机机，间间接接或或直直接接地地检检测测某机械部件的运动速度，来实现按速度原则的控制。某机械部件的运动速度，来实现按速度原则的控制。电电流流控控制制方方式式：借借助助于于电电流流继继电电器器，它它的的动动作作反反映映了了某某一一电电路路中中的的电流变化，从而电流变化，从而(cngr)实现按电流原则的控制。实现按电流原则的控制。行行程程控控制制方方式式：利利用用生生产产机机械械运运动动部部件件与与事事先先安安排排好好位
32、位置置的的行行程程开开关或接近开关相互配合，而达到位置控制的作用。关或接近开关相互配合，而达到位置控制的作用。第四十三页，共103页。说说明明v时时间间控控制制方方式式一一般般(ybn)不不用用于于反反接接制制动动控控制制，而适用于异步电动机的能耗制动控制。而适用于异步电动机的能耗制动控制。v一一般般(ybn)对对组组合合机机床床和和自自动动线线等等的的自自动动工工作作循环，为了保证加工精度而常用行程控制。循环，为了保证加工精度而常用行程控制。v对反接制动和速度反馈环节用速度控制。对反接制动和速度反馈环节用速度控制。v对对星星三三角角降降压压起起动动或或多多速速电电动动机机的的变变速速控控制制
33、则则采采用时间控制。用时间控制。v对过载保护、电流保护等环节则采用电流控制。对过载保护、电流保护等环节则采用电流控制。第四十四页，共103页。4.3电气控制线路的设计电气控制线路的设计(shj)方法方法电气控制线路的设计电气控制线路的设计(shj)有两种方法：有两种方法：经验设计经验设计(shj)法法逻辑设计逻辑设计(shj)法法第四十五页，共103页。4.3.1经验经验(jngyn)设计法设计法1.经验设计法的基本经验设计法的基本(jbn)步骤步骤主主电电路路设设计计。主主要要考考虑虑电电动动机机的的起起动动、点点动动、正正反反转、制动转、制动(zhdn)和调速。和调速。控控制制电电路路设设
34、计计。主主要要考考虑虑如如何何满满足足电电动动机机的的各各种种运运转转功功能能及及生生产产工工艺艺要要求求，包包括括基基本本控控制制线线路路和和控控制制线线路路特特殊殊部部分分的的设设计计，以以及及选选择择控控制制参参量量和和确确定定控控制原则。制原则。连连接接各各单单元元环环节节，构构成成满满足足整整机机生生产产工工艺艺要要求求，实实现生产过程自动或半自动及调整的控制电路。现生产过程自动或半自动及调整的控制电路。第四十六页，共103页。联联锁锁保保护护环环节节设设计计。主主要要考考虑虑如如何何完完善善整整个个控控制制线线路路的的设设计计，包包含含各各种种联联锁锁环环节节及及短短路路、过过载载
35、、过过流流、失压等保护环节。失压等保护环节。线线路路的的综综合合审审查查。反反复复审审查查所所设设计计的的控控制制线线路路是是否否(shfu)满满足足设设计计原原则则和和生生产产工工艺艺要要求求。在在条条件件允允许许的的情情况况下下，进进行行模模拟拟实实验验，直直至至电电路路动动作作准准确确无无误，并逐步完善整个电气控制线路的设计。误，并逐步完善整个电气控制线路的设计。第四十七页，共103页。2.经验经验(jngyn)设计法的基本方法设计法的基本方法根根据据生生产产机机械械的的工工艺艺要要求求和和工工作作过过程程，将将现现有有的的典典型型环环节节有有机机地地组组合合起起来来加加以以适适当当的的
36、补补充充和和修改，综合成所需要的电气控制线路修改，综合成所需要的电气控制线路(xinl)。若若不不能能选选择择到到适适合合的的典典型型环环节节，则则根根据据生生产产机机械械的的工工艺艺要要求求和和生生产产过过程程自自行行设设计计，边边分分析析边边画画图图，将将输输入入的的主主令令信信号号经经过过适适当当转转换换，得得到到执执行行元元件件所所需需的的工工作作信信号号。随随时时增增减减电电器器元元件件和触头，以满足所给定的工作条件。和触头，以满足所给定的工作条件。第四十八页，共103页。3.经验经验(jngyn)设计法举例设计法举例有有一一台台二二级级皮皮带带(pdi)运运输输机机，分分别别由由M
37、1、M2二二台台电动机拖动，要求：电动机拖动，要求：（1）先起动）先起动M1，5s后再起动后再起动M2；（2）先停止）先停止M2，5s后再停止后再停止M1。第四十九页，共103页。主电路主电路(dinl)M13QSKM1FU1FR1L1L2L3M23KM2FU2FR212第五十页，共103页。控制电路控制电路SB1KM1FU3FU312KM1FR1KM2FR2KT1KT1SB0KT2KT2KT2KT2第五十一页，共103页。4.3.2逻辑设计法逻辑设计法继电器控制线路实际上是按一定逻辑关系组合的线路，继电器控制线路实际上是按一定逻辑关系组合的线路，或称开关线路。因此或称开关线路。因此(ync)
38、，可以用逻辑代数方法分，可以用逻辑代数方法分析和设计这类控制线路。析和设计这类控制线路。采用逻辑设计法能获得理想、经济采用逻辑设计法能获得理想、经济(jngj)的方的方案，所用元件数量少，各元件能充分发挥作用，案，所用元件数量少，各元件能充分发挥作用，当给定条件变化时，能指出电路相应变化的内在当给定条件变化时，能指出电路相应变化的内在规律，在设计复杂控制线路时，更能显示出它的规律，在设计复杂控制线路时，更能显示出它的优点。优点。第五十二页，共103页。v将将控控制制线线路路中中的的接接触触器器、继继电电器器等等电电器器元元件件线线圈圈的的通通电电与与断断电电，触触头头的的闭闭合合与与断断开开(
39、dunki)，以以及及主主令令元件触头的接通与断开元件触头的接通与断开(dunki)等，作为逻辑变量；等，作为逻辑变量；v根根据据控控制制要要求求，用用逻逻辑辑函函数数关关系系式式表表示示这这些些逻逻辑辑变变量之间的逻辑关系；量之间的逻辑关系；v再再运运用用逻逻辑辑函函数数基基本本公公式式和和运运算算规规律律对对逻逻辑辑函函数数式式进行化简；进行化简；v最后由化简的逻辑函数式画出相应的电气原理图。最后由化简的逻辑函数式画出相应的电气原理图。逻辑设计法逻辑设计法第五十三页，共103页。用用、表表示示其其相相应应的的常常闭闭（动动断断）触触头。头。1.电器电器(dinq)的逻辑表示的逻辑表示用用K
40、M、KA、SQ、SB分分别别(fnbi)表表示示接接触触器器、继电器、行程开关、按钮的常开（动合）触头；继电器、行程开关、按钮的常开（动合）触头；第五十四页，共103页。电电路路中中开开关关元元件件(yunjin)的的受受激激状状态态（如如继继电电器器线线圈圈得电，行程开关受压）为得电，行程开关受压）为“1”状态；状态；开开关关元元件件(yunjin)的的原原始始状状态态（如如继继电电器器线线圈圈失失电电，行程升关未受压）为行程升关未受压）为“0”状态。状态。触头的闭合触头的闭合(bh)状态为状态为“1”状态；状态；触头的断开状态为触头的断开状态为“0”状态。状态。第五十五页，共103页。以继
41、电器为例：以继电器为例：KA“1”，继电器线圈处于得电状态；，继电器线圈处于得电状态；KA“0”，继电器线圈处于失电状态；，继电器线圈处于失电状态；KA“1”，继电器常开触头闭合；，继电器常开触头闭合；KA“0”，继电器常开触头断开；，继电器常开触头断开；“1”，继电器常闭触头闭合；，继电器常闭触头闭合；“0”，继电器常闭触头断开。，继电器常闭触头断开。第五十六页，共103页。逻辑代数的基本逻辑代数的基本(jbn)逻辑关系逻辑关系与串、并联电路的逻辑表示与串、并联电路的逻辑表示（1）并联电路并联电路(dinl)与逻辑与逻辑“或或”相对应相对应第五十七页，共103页。（2）串联串联(chunli
42、n)电路电路与逻辑与逻辑“与与”相对应相对应逻辑代数的基本逻辑关系逻辑代数的基本逻辑关系与串、并联与串、并联(bnglin)电路的逻辑表示电路的逻辑表示第五十八页，共103页。（3）逻辑逻辑(luj)“非非”KA电器的常开触点；电器的常开触点；电器的常闭触点。电器的常闭触点。逻辑代数的基本逻辑代数的基本(jbn)逻辑关系逻辑关系与串、并联电路的逻辑表示与串、并联电路的逻辑表示第五十九页，共103页。电路的逻辑电路的逻辑(luj)表示表示步骤：步骤：以某一控制电器的线圈以某一控制电器的线圈(xinqun)为对象，写为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元出与此对象有关的电路中各控制元件
43、、信号元件、执行元件、保护元件等，它们触头间相互件、执行元件、保护元件等，它们触头间相互联接关系的逻辑函数表达式（均以未受激时的联接关系的逻辑函数表达式（均以未受激时的状态来表示）。状态来表示）。第六十页，共103页。举举例例（1）设计要求：设计要求：某某电电动动机机只只有有在在继继电电器器KA1、KA2、KA3中中任任何何一一个个或或两两个个动动作作时时才才能能运运转转，而而在在其其他他条条件件下下都都不运转，试设计其控制不运转，试设计其控制(kngzh)线路。线路。第六十一页，共103页。KA1KA2KA3KM000000110101011110011011110111101）列出控制元件
44、）列出控制元件(yunjin)与执行元件与执行元件(yunjin)的动的动作状态表作状态表（2）设计）设计(shj)步骤：步骤：第六十二页，共103页。继电器继电器KA：0不动作；不动作；1动作。动作。接触器接触器KM：0线圈失电，主电路线圈失电，主电路(dinl)中主触头断开，中主触头断开，电动机停止运行；电动机停止运行；1线圈得电，主电路线圈得电，主电路(dinl)中主触头闭合，中主触头闭合，电动机运行。电动机运行。第六十三页，共103页。列出列出KM得电时的逻辑得电时的逻辑(luj)表达式：表达式：KA1KA2KA3KM00000011010101111001101111011110第六
45、十四页，共103页。2）化简化简第六十五页，共103页。3）根据）根据(gnj)最简式画出控制电最简式画出控制电路路第六十六页，共103页。4.4电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制(huzh)方法方法电电气气控控制制线线路路：是是把把各各种种有有触触点点的的接接触触器器、继继电电器器、按按钮钮、行行程程开开关关等等电电器器元元件件，用用导导线线按按一一定定方方式式连连接接起起来来组成组成(zchn)的控制线路。的控制线路。作作用用：是是实实现现(shxin)对对电电力力拖拖动动系系统统的的启启动动、调调速速、反反转转和和制制动动等等运运行行性性能能的的控控制制；实实现现(shxin)对对拖拖
46、动动系系统统的的保护；满足生产工艺要求实现保护；满足生产工艺要求实现(shxin)生产过程自动化。生产过程自动化。特特点点：线线路路简简单单，设设计计、安安装装、调调整整、维维修修方方便便；便便于于掌掌握，价格低廉，运行可靠。握，价格低廉，运行可靠。第六十七页，共103页。电电气气控控制制系系统统(knzhxtn)图图一一般般有有三三种种：电电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。气原理图、电器布置图、电气安装接线图。它它们们都都是是根根据据国国家家标标准准，用用规规定定的的文文字字符符号号、图图形符号和规定的画法绘制而成。形符号和规定的画法绘制而成。电电气气控控制制系系统统是是由由电电气气设
47、设备备及及电电气气元元件件按按一一定定的的要要求求连连接接而而成成的的，为为了了表表达达电电气气控控制制系系统统的的组组成成结结构构及及工工作作原原理理，同同时时也也为为了了便便于于(biny)电电气气系系统统的的安安装装、调调试试、使使用用和和检检修修，必必须须用用统统一一的的工工程程语语言言，即即工工程程图的形式来表达，这种工程图称为电气控制系统图。图的形式来表达，这种工程图称为电气控制系统图。第六十八页，共103页。4.4.1常用常用(chnyn)的电气图形、文的电气图形、文字符号字符号电气控制线路图是电气工程技术的通用语言。电气控制线路图是电气工程技术的通用语言。为为了了便便于于交交流
48、流与与沟沟通通，国国家家标标准准局局参参照照国国际际电电工工委委员员会会（IEC）颁颁布布的的有有关关文文件件，制制定定了了我我国国电电气气设设备备的有关标准。的有关标准。GB4728-1984电电气气图图用用图图形形符符号号、GB6988-1987电电气气制制图图和和GB7159-1987电电气气技技术术中中的的文字符号制定通则文字符号制定通则(tngz)的规定。的规定。第六十九页，共103页。1.符号符号(fho)要素要素一一种种具具有有确确定定意意义义的的简简单单图图形形，必必须须同同其其他他图图形形组组合以构成一个设备或概念的完整符号。合以构成一个设备或概念的完整符号。如如用用灯灯丝丝
49、、栅栅极极、阳阳极极(yngj)、管管壳壳等等符符号号要要素素就组成了电子管的符号。就组成了电子管的符号。符符号号要要素素组组合合时时，其其布布置置可可以以与与符符号号表表示示的的设设备备实实际结构不一致。际结构不一致。第七十页，共103页。2.一般一般(ybn)符号符号用以表示用以表示(biosh)一类产品和此类产品特征的简单符号。一类产品和此类产品特征的简单符号。如，一般电阻器、电容器的符号。如，一般电阻器、电容器的符号。一般符号可以表示一般符号可以表示(biosh)没有附加信息的具体元件。没有附加信息的具体元件。第七十一页，共103页。3.限定限定(xindng)符号符号用用以以提提供供
50、(tgng)附附加加信信息息的的一一种种加加在在其其他他符符号号上上的的符符号号。如如，在在电电阻阻器器一一般般符符号号的的基基础础上上，加加上上不不同同的的限限定定符符号号就就可可以以组组成成可可变变电电阻阻器器、光光敏敏电电阻阻器器、热热敏敏电电阻阻器器等具有不同功能的电阻器。等具有不同功能的电阻器。4.方框方框(fnkun)符号符号用用以以表表示示元元件件、设设备备等等的的组组合合及及其其功功能能，既既不不给给出出元元件件、设设备备的的细细节节也也不不考考虑虑所所有有连连接接的的一一种种简简单单的的图图形形符号。符号。第七十二页，共103页。图形符号的几点说明图形符号的几点说明(shum