第二章 电气控制系统(电气控制技术-7)-1

1、无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新1* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新2* 电气控制技术电气控制技术1. 三地控制工作过程？三地控制工作过程？复习提问复习提问无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新3* 电气控制技术电气控制技术2.接触器互锁的正反转控制电路的工作过程？接触器互锁的正反转控制电路的工作过程？

2、复习提问复习提问工作原理工作原理：互互 锁锁接触器互锁接触器互锁按钮互锁按钮互锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器互锁互锁合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1线圈通电线圈通电M正转启动正转启动按下停止按钮按下停止按钮B3KM1线圈断电线圈断电电动机电动机M停止停止按下按钮按下按钮SB2反反向启动向启动无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新4* 电气控制技术电气控制技术3.自动往返控制电路的工作过程？自动往返控制电路的工作过程？复习提问复

3、习提问无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新5* 电气控制技术电气控制技术 一一、电气控制电路的设计方法电气控制电路的设计方法 1、电气控制电路的一般设计方法、电气控制电路的一般设计方法 2、电气控制电路的逻辑设计方法、电气控制电路的逻辑设计方法 二、举例说明二、举例说明无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新6* 电气控制技术电气控制技术 一一、电气控制电路的设计方法电气控制电路的设计方法无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为

4、民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新7* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新8* 电气控制技术电气控制技术 无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新9* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新10* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为

5、民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新11* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新12* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新13* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新14* 电气控制技术电气

6、控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新15* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新16* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新17* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新

7、18* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新19* 电气控制技术电气控制技术图1同类触点合并a)不合理b)合理无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新20* 电气控制技术电气控制技术图2中间继电器的应用a)不合理b)合理无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新21* 电气控制技术电气控制技术图3电器元件触点的安排a)不

8、合理b)合理无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新22* 电气控制技术电气控制技术图4触点的画法a)不正确b)正确无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新23* 电气控制技术电气控制技术图5大电感线圈与直流继电器a)不正确b)正确无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新24* 电气控制技术电气控制技术图6寄生电路无私奉献、报国为民、无私奉献、报

9、国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新25* 电气控制技术电气控制技术图7 短路保护 a)熔断器保护 b)自动空气断路保护短路保护无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新26* 电气控制技术电气控制技术过载保护 图8 过载保护电路 a)两相保护 b)三相保护无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新27* 电气控制技术电气控制技术过流保护图9 过电流保护失压保护 可以用接触器实

10、现失压保护。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新28* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新29* 电气控制技术电气控制技术 继电器接触器组成的控制电路，分析其工作状况常以线继电器接触器组成的控制电路，分析其工作状况常以线圈通电或断电来判定。构成线圈通断条件是供电电源及与圈通电或断电来判定。构成线圈通断条件是供电电源及与线圈相联结的那些动合、动断触点所处的状态。若认为供线圈相联结的那些动合、动断触

11、点所处的状态。若认为供电电源电电源E不变，则触点的通断是决定因素。电器触点只存在不变，则触点的通断是决定因素。电器触点只存在接通或断开两种状态分别用接通或断开两种状态分别用“1”、“0表示。表示。 对于继电器、接触器、电磁铁、电磁阀、电磁离合器对于继电器、接触器、电磁铁、电磁阀、电磁离合器等元件，线圈通电状态规定为等元件，线圈通电状态规定为“1”状态，失电则规定为状态，失电则规定为“0”状态。有时也以线圈通电或失电作为该元件是处于状态。有时也以线圈通电或失电作为该元件是处于“1”状状态或是态或是“0”状态。状态。 继电器、接触器的触点闭合状态规定为继电器、接触器的触点闭合状态规定为“1”状态；

12、触状态；触点断开状态规定为点断开状态规定为“0”状态。状态。 控制按钮、开关触点闭合状态规定为控制按钮、开关触点闭合状态规定为“1”状态；触点状态；触点断开状态规定为断开状态规定为“0”状态。状态。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新30* 电气控制技术电气控制技术 作以上规定后，继电器、接触器的触点与线圈在原理图作以上规定后，继电器、接触器的触点与线圈在原理图上采用同一字符命名。为了清楚地反映元件状态，元件线圈、上采用同一字符命名。为了清楚地反映元件状态，元件线圈、动合触点的状态用同一字符来表示，而动断触

13、点的状态以表动合触点的状态用同一字符来表示，而动断触点的状态以表示示(K上面的一杠，表示上面的一杠，表示“非非”，读，读K非非)，若元件为，若元件为“1”状态，状态，则表示线圈则表示线圈“通电通电”，继电器吸合，其动合触点，继电器吸合，其动合触点“接通接通”，动断触点动断触点“断开断开”。“通电通电”、“接通接通”都是都是“1”状态，而状态，而断开则为断开则为“0”状态。若元件为状态。若元件为“0”状态，则与上述相反。状态，则与上述相反。 以以“0”、“1”表征两个对立的物理状态，反映了自然界表征两个对立的物理状态，反映了自然界存在的一种客观规律存在的一种客观规律逻辑代数。它与数学中数值的四则

14、逻辑代数。它与数学中数值的四则运算相似，逻辑代数运算相似，逻辑代数(也称开关代数或布尔代数也称开关代数或布尔代数)中存在着逻中存在着逻辑与辑与(逻辑乘逻辑乘)、逻辑或、逻辑或(逻辑加逻辑加)、逻辑非的三种基本运算，并、逻辑非的三种基本运算，并由此而演变出一些运算规律。运用逻辑代数可以将继电器接由此而演变出一些运算规律。运用逻辑代数可以将继电器接触器系统设计得更为合理，设计出的电路能充分地发挥元件触器系统设计得更为合理，设计出的电路能充分地发挥元件作用，使所应用的元件数量最少，但这种设计一般难度较大。作用，使所应用的元件数量最少，但这种设计一般难度较大。在设计复杂的控制电路时，逻辑设计有明显的优

15、点。在设计复杂的控制电路时，逻辑设计有明显的优点。 无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新31* 电气控制技术电气控制技术2.5.1 逻辑运算逻辑运算 用逻辑函数来表达控制元件的状态，实质是以触点的状用逻辑函数来表达控制元件的状态，实质是以触点的状态态(以斜体的同一字符表示以斜体的同一字符表示)作为逻辑变量，通过逻辑与、逻作为逻辑变量，通过逻辑与、逻辑或、逻辑非的基本运算，得出的运算结果就表明了继电接辑或、逻辑非的基本运算，得出的运算结果就表明了继电接触器控制电路的结构。逻辑函数的电路实现是十分方便的。触器控

16、制电路的结构。逻辑函数的电路实现是十分方便的。2.5.1.1 逻辑与逻辑与触点串联触点串联 图图10所示的串联电路就实现了逻辑与的运算，逻辑与运所示的串联电路就实现了逻辑与的运算，逻辑与运算用符号算用符号“”表示表示(也可省略也可省略)。接触器的状态就是其线圈。接触器的状态就是其线圈K的的状态状态(以斜体的同一字符表示以斜体的同一字符表示)，当电路接通，线圈，当电路接通，线圈K通电，则通电，则K=1；如电路断开，线圈；如电路断开，线圈K失电，则失电，则K=0。图图2-23的电路就可的电路就可用逻辑关系式表示为用逻辑关系式表示为K = AB 若将输入逻辑变量若将输入逻辑变量A、B与输出逻辑变量与

17、输出逻辑变量K列成表格形式，列成表格形式，则称此表为真值表。表则称此表为真值表。表1即为逻辑与的真值表。即为逻辑与的真值表。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新32* 电气控制技术电气控制技术图10 “与”电路表1 逻辑与的真值表ABK=ABO101O011OO01无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新33* 电气控制技术电气控制技术2.5.1.2 逻辑或逻辑或触点并联触点并联 图图11所示的并联电路就实现逻辑或运算，逻辑

18、或运算用符所示的并联电路就实现逻辑或运算，逻辑或运算用符号号“+”表示。要表示接触器的状态就要确定线圈表示。要表示接触器的状态就要确定线圈K的状态。的状态。 按照图按照图11的接线，可列出逻辑或的逻辑关系式表的接线，可列出逻辑或的逻辑关系式表2 逻辑或逻辑或真值表真值表K = A + B 也可按图示接线列出逻辑或状态的真值表。见表也可按图示接线列出逻辑或状态的真值表。见表2所示。所示。按其真值表显示逻辑或的运算规律为按其真值表显示逻辑或的运算规律为0+ 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0= 1 l + 1 = 1 它与数学的加法大部分相似，只是它与数学的加法大部分相似，只是1+12。因

19、为逻辑函数。因为逻辑函数只存在只存在“0”“1”两种状态。上面关系也可总结为两种状态。上面关系也可总结为“见见1出出1，全，全0为为0”。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新34* 电气控制技术电气控制技术图11 或逻辑电路表2 逻辑或真值表ABK =A +BO101O011O111无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新35* 电气控制技术电气控制技术2.5.1.3 逻辑非逻辑非 图图12表示元件状态表示元件状态A对接触器

20、对接触器状态状态K的控制关系是逻辑非的关系。的控制关系是逻辑非的关系。其逻辑关系表达式为其逻辑关系表达式为 K= 当开关当开关SA合上，合上，A =1，其常，其常闭触点的状态为闭触点的状态为“0”则则K=0，线圈，线圈不通电，为不通电，为“0”状态；当状态；当SA打开，打开，A=0，=1，则，则K=1，线圈通电，接，线圈通电，接触器吸合，为触器吸合，为“1”状态。其真值表状态。其真值表如表如表3所示。所示。 有时也称有时也称A对对K是是“非控制非控制”。 以上与、或、非逻辑运算其逻辑以上与、或、非逻辑运算其逻辑变量未超过二个，但对多个逻辑变变量未超过二个，但对多个逻辑变量也同样适用。量也同样适

21、用。图12 逻辑非电路表3 逻辑非真值表K=AAK= 1OO1AA无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新36* 电气控制技术电气控制技术BABABABAAABABAAAAAAA BBAABBA()()AB CA BC()()ABCABC()ABCA BA C() ()AB CABACAA BA()AABAAA BABAA 1交换律有关逻辑代数定理 2结合律 3分配律 4吸收律 5重迭律 6非非律非非律7反演律反演律(摩根定理摩根定理)无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求

22、卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新37* 电气控制技术电气控制技术2.5.2 逻辑函数的化简逻辑函数的化简 逻辑函数化简可以使继电接触器电路简化，因此有重要的逻辑函数化简可以使继电接触器电路简化，因此有重要的实际意义。这里介绍公式法化简，关键在于熟练掌握基本定律，实际意义。这里介绍公式法化简，关键在于熟练掌握基本定律，可采用提出因子、并项、扩项、消去多余因子、多余项等方法可采用提出因子、并项、扩项、消去多余因子、多余项等方法综合运用，进行化简。综合运用，进行化简。 化简时经常用到常量与变量关系：化简时经常用到常量与变量关系：A+0A A1AA +11 A00A+=l A0 下面举

23、几个例子说明如何化简。下面举几个例子说明如何化简。 例例1 例例2()FACABACA CCABAABAB(1)(1)FABCABCBCACACBBCAACBC无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新38* 电气控制技术电气控制技术 采用逻辑代数式的化简，就是对继电接触器电路的化简，采用逻辑代数式的化简，就是对继电接触器电路的化简，但是在实际组成电路时，有些具体因素必须考虑。但是在实际组成电路时，有些具体因素必须考虑。 1触点容量的限制触点容量的限制 特别要检查担负关断任务的触点容特别要检查担负关断任务的触点容

24、量。触点的额定电流比触点电流分断能力约大十倍，所以在量。触点的额定电流比触点电流分断能力约大十倍，所以在化简后要注意触点是否有此分断能力。化简后要注意触点是否有此分断能力。 2在有多余触点，并且多用些接点能使电路的逻辑功能在有多余触点，并且多用些接点能使电路的逻辑功能更加明确的情况下，不必强求化简来节省触点。更加明确的情况下，不必强求化简来节省触点。 无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新39* 电气控制技术电气控制技术2.5.3 继电器开关的逻辑函数继电器开关的逻辑函数 前面已经阐明，继电器电路是开关电路，

25、符合逻辑规律。前面已经阐明，继电器电路是开关电路，符合逻辑规律。它以执行元件作为逻辑函数的输出变量，而以检测信号、中它以执行元件作为逻辑函数的输出变量，而以检测信号、中间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑变量，按一定规间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑变量，按一定规律列出逻辑函数表达式。下面通过两个简单电路说明列逻辑律列出逻辑函数表达式。下面通过两个简单电路说明列逻辑函数表达式的规律。图函数表达式的规律。图13a、b为两个简单的起、保、停电路。为两个简单的起、保、停电路。组成电路的触点按原规定，动断触点以逻辑非表示。电路中组成电路的触点按原规定，动断触点以逻辑非表示。电路中SB1为起动信

26、号为起动信号(开启开启)，SB2为停止信号为停止信号(关断关断)，K的动合触的动合触点状态点状态K为保持信号。为保持信号。 图13 起、保、停电路无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新40* 电气控制技术电气控制技术对图对图13a可列出逻辑函数为可列出逻辑函数为:KSBSBfK21其一般形式为其一般形式为(2 1)KfXX K开关式中 X开 开启信号 X关关断信号 K自保信号 fk继电器K的逻辑函数。对图对图13b可列出逻辑函数为可列出逻辑函数为其一般形式为其一般形式为KSBSBfk12Kxxfk开关无私奉献

27、、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新41* 电气控制技术电气控制技术 这两个电路都是起、保、停电路，其逻辑功能相仿，但这两个电路都是起、保、停电路，其逻辑功能相仿，但从逻辑函数表达式来看，式从逻辑函数表达式来看，式(2-1)中中X开开=1，则，则fk=1。在这种状。在这种状态下不起控制作用，称此电路为开启从优形式。式态下不起控制作用，称此电路为开启从优形式。式(2-2)X关关=0，则，则fk =0。X开开在这种状态下不起控制作用，称此电路为在这种状态下不起控制作用，称此电路为关断从优形式。关断从优形式。 实际的起、

28、保、停电路往往都有许多联锁条件，例如铣实际的起、保、停电路往往都有许多联锁条件，例如铣床的自动循环工作必须在主轴旋转条件下进行；而龙门刨返床的自动循环工作必须在主轴旋转条件下进行；而龙门刨返回行程油压不足也不能停车，必须到原位停车。因此，对开回行程油压不足也不能停车，必须到原位停车。因此，对开启信号及关断信号都增加了约束条件，这时只要将式启信号及关断信号都增加了约束条件，这时只要将式(2-1)、式式(2-2)扩展一下，就能全面的表示输出逻辑函数。扩展一下，就能全面的表示输出逻辑函数。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋

29、、求实、创新42* 电气控制技术电气控制技术 (2)冷却泵电动机冷却泵电动机M2和快速移动电动机和快速移动电动机M3 由于电动机由于电动机M2和和M3的功率较小，额定电流分别为的功率较小，额定电流分别为0.43A和和2.7A，为了节省成本和缩小体积，可分别用交流中，为了节省成本和缩小体积，可分别用交流中间继电器间继电器KA1和和KA2(额定电流都为额定电流都为5A，常开、常闭触点都，常开、常闭触点都为为4对对)替代接触器进行控制。替代接触器进行控制。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新43* 电气控制技术电气控制技术。无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新44* 电气控制技术电气控制技术无私奉献、报国为民、无私奉献、报国为民、 挑战极限、挑战极限、 追求卓越追求卓越严谨、勤奋、求实、创新严谨、勤奋、求实、创新45* 电气控制技术电气控制技术 (3)中间继电器的选择中间继电器的选择 本设计中，采用中间继电器控制电动机本设计中，采用中间继电器控制电动机M2和和M3，其额，其额定电流都较小，分别为