第章工业电气控制系统的设计ppt课件

1、第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计第第4章章工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计根本要求根本要求了解电力拖动系统设计的根本原那么；了解电力拖动系统设计的根本原那么； 掌握电气控制线路设计的根本规律掌握电气控制线路设计的根本规律和本卷须知；和本卷须知；以国标为准，掌握电气控制线路图的以国标为准，掌握电气控制线路图的绘图方法。绘图方法。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计机电设备的设计任务包括：机械设计和电气设计。机电设备的设计任务包括：机械设计和电气设计。电气设计通常是和机械设计同时开场，交叉进展的。电气设计通常是和机械设计同时开场，交叉

2、进展的。4.1 电气控制线路设计的根本原那电气控制线路设计的根本原那么么 1 、满足消费机械和工艺对电气控制系统要求原那、满足消费机械和工艺对电气控制系统要求原那么么2、 控制线路力求简单、经济原那么控制线路力求简单、经济原那么1尽量减少电器元件的数量，选用规范电器尽量减少电器元件的数量，选用规范电器元件，尽能够选用一样型号的电器元件以减元件，尽能够选用一样型号的电器元件以减少备用品的数量。少备用品的数量。2尽量选用规范的、常用的或经过实际考验尽量选用规范的、常用的或经过实际考验的典型环节或根本电气控制线路。的典型环节或根本电气控制线路。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的

3、设计3尽量减少不用要的触头，以简化电气控尽量减少不用要的触头，以简化电气控制线路，降低缺点几率，提高任务可靠性。制线路，降低缺点几率，提高任务可靠性。1合并同类触头合并同类触头 2利用转换触头利用转换触头第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3在直流电路中利用半导体二极管的单导游电性在直流电路中利用半导体二极管的单导游电性 +-4利用逻辑代数对电路化简以减少触头的数目。利用逻辑代数对电路化简以减少触头的数目。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4尽量缩短衔接导线和长度。尽量缩短衔接导线和长度。设计控制电路时思索到各元件之间的实践设计控制电路时思索到

4、各元件之间的实践位置，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。5尽量减少电器不用要的通电时间尽量减少电器不用要的通电时间第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3 、保证电气控制电路任务的可靠性原那、保证电气控制电路任务的可靠性原那么么1选用的电器元件要可靠、结实、动作时间少、抗干扰性能好。选用的电器元件要可靠、结实、动作时间少、抗干扰性能好。2正确衔接电器元件的线圈。正确衔接电器元件的线圈。两 电 感 量 相 差 悬 殊 的 直 流 电 压 线 圈 不 能 直 接 并 联 。两 电 感 量 相 差 悬 殊 的 直 流 电 压 线 圈 不 能 直

5、接 并 联 。YA为电感量较大的电磁铁线圈，为电感量较大的电磁铁线圈，KA为电感量较小的中间继电为电感量较小的中间继电器线圈。器线圈。在交流控制线路中，假设需求两个电器元件同时动作时，即使在交流控制线路中，假设需求两个电器元件同时动作时，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许两个电器元件的外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许两个电器元件的线圈串联运用，应该并联衔接。线圈串联运用，应该并联衔接。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3正确衔接电器元件的触头正确衔接电器元件的触头SQ常开和常闭触点分别常开和常闭触点分别接在电源的不同相上，接在电源的不同相上，当触头断

6、开产生电弧时，当触头断开产生电弧时，能够在两触头间构成飞能够在两触头间构成飞弧呵斥电源短路。弧呵斥电源短路。由于两触头间的电位由于两触头间的电位一样，就不会呵斥电一样，就不会呵斥电源短路。源短路。可减少导线段数和缩可减少导线段数和缩短导线长度。短导线长度。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4在控制线路中，采用小容量继电器的触头在控制线路中，采用小容量继电器的触头来断开或接通大容量接触器的线圈时，要计算继电器来断开或接通大容量接触器的线圈时，要计算继电器触头断开或接通容量能否足够，不够时必需加小容量触头断开或接通容量能否足够，不够时必需加小容量的接触器或中间继电器，否

7、那么任务不可靠。假设要的接触器或中间继电器，否那么任务不可靠。假设要添加接通才干，可用多触头并联；假设要添加分断才添加接通才干，可用多触头并联；假设要添加分断才干，可用多触头串联。干，可用多触头串联。 5在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不但在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不但要有电气联锁，而且还要有机械联锁。要有电气联锁，而且还要有机械联锁。6设计的电气控制线路应能顺应所在电网的情况，如设计的电气控制线路应能顺应所在电网的情况，如电网容量大小，电压频率的动摇范围，以及允许的冲电网容量大小，电压频率的动摇范围，以及允许的冲击电流数值等。并据此来决议电动机的起动方式是直击电流数值等

8、。并据此来决议电动机的起动方式是直接起动或是间接起动。接起动或是间接起动。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计7在电气控制线路中应尽量防止许多电器在电气控制线路中应尽量防止许多电器元件依次动作才干接通另一个电器元件的元件依次动作才干接通另一个电器元件的景象，以添加线路的可靠性。景象，以添加线路的可靠性。 8防止出现寄生回路防止出现寄生回路 在电气控制线在电气控制线路的动作过程路的动作过程中，不测接通中，不测接通的电路称为寄的电路称为寄生回路。寄生生回路。寄生回路将破坏电回路将破坏电器元件和控制器元件和控制线路的任务顺线路的任务顺序或呵斥误动序或呵斥误动作。作。 热继电

9、器热继电器FR起不了维护作用。起不了维护作用。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计9防止线路出现触头竞争景象防止线路出现触头竞争景象 KT整定的延时时间太短，甚至小于其瞬时触点的整定的延时时间太短，甚至小于其瞬时触点的动作时间，那么无法使动作时间，那么无法使KT的线圈失电。的线圈失电。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4、保证电气控制电路任务的平安性原那、保证电气控制电路任务的平安性原那么么在自动控制系统中，常用的维护环节有：在自动控制系统中，常用的维护环节有：短路维护短路维护 FU或或QF过流维护过流维护 过电流继电器过电流继电器KI 过载

10、维护过载维护 FR或或QF 失压维护失压维护防止电压恢复时电动机自行起动的维护。防止电压恢复时电动机自行起动的维护。普通用自锁触点或零压继电器普通用自锁触点或零压继电器KV过压维护过压维护 过压继电器过压继电器KV弱磁维护弱磁维护 欠电流继电器欠电流继电器KI超速极限维护超速极限维护 用用SQ的常闭触点实现的常闭触点实现第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计5、操作、维护、检修方便原那么、操作、维护、检修方便原那么 电器元件应留有备用触头，必要时留有备用电器电器元件应留有备用触头，必要时留有备用电器元件，以便检修、调整改接线路；元件，以便检修、调整改接线路； 设置电气隔离

11、，防止带电检修；设置电气隔离，防止带电检修； 控制机构应操作简单、便利，能迅速而方便地实控制机构应操作简单、便利，能迅速而方便地实现从一种控制方式到另一种控制方式的转换，如现从一种控制方式到另一种控制方式的转换，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； 设置多点控制，便于在消费机械旁进展调试；设置多点控制，便于在消费机械旁进展调试； 操作回路较多时，应采用主令控制器，而不采用操作回路较多时，应采用主令控制器，而不采用许多按钮的方式。许多按钮的方式。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4. 2 电气控制线路设计的根本程序电气控制线路设计的根本程序1 、

12、拟定电气设计义务书、拟定电气设计义务书在义务书中，应简要阐明所设计的机械设备型号、用途、工艺在义务书中，应简要阐明所设计的机械设备型号、用途、工艺过程、技术性能、传动方式及现场环境条件等。过程、技术性能、传动方式及现场环境条件等。阐明以下技术目的及要求：阐明以下技术目的及要求：控制精度，消费效率要求；控制精度，消费效率要求；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；有关电力拖动的根本特性，如电动机的数量、用途、负载特性、有关电力拖动的根本特性，如电动机的数量、用途、负载特性、调速范围以及对起动、反向和制动的要求等；调速范围以及对起动、反向和制动的要求等

13、；有关电气控制的特性，如电气控制的根本方式、自开任务循环有关电气控制的特性，如电气控制的根本方式、自开任务循环的组成、动作程序、电气维护及联锁条件等；的组成、动作程序、电气维护及联锁条件等；有关操作方面的要求，如操作台的布置、丈量和信号指示、缺有关操作方面的要求，如操作台的布置、丈量和信号指示、缺点报警及照明等；点报警及照明等；机床主要电气设备如电动机、执行电器和行程开关等的参机床主要电气设备如电动机、执行电器和行程开关等的参数及布置草图。数及布置草图。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计2、电力拖动方案的选择、电力拖动方案的选择电力拖动方案是指根据消费工艺要求、消费机

14、械的构电力拖动方案是指根据消费工艺要求、消费机械的构造、运动部件的数量、运动要求、负载特性、调速要造、运动部件的数量、运动要求、负载特性、调速要求及投资金额等条件，来确定电动机的类型、数量、求及投资金额等条件，来确定电动机的类型、数量、拖动方式，并拟定电动机的起动、运转、调速、转向、拖动方式，并拟定电动机的起动、运转、调速、转向、制动等控制要求，作为电气控制原理图设计及电器元制动等控制要求，作为电气控制原理图设计及电器元件选择的根据。件选择的根据。1电气传动方式电气传动方式1单机拖动：一台设备只需一台电动机，经过机单机拖动：一台设备只需一台电动机，经过机械传动链将动力传送到各个任务机构。械传动

15、链将动力传送到各个任务机构。2分机拖动：一台设备由多台电动机分别驱动各分机拖动：一台设备由多台电动机分别驱动各个任务机构。个任务机构。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计2调速性能调速性能在选择调速方案时，可参考以下几点。在选择调速方案时，可参考以下几点。 1重型或大型设备：主运动及进给运动，尽能够重型或大型设备：主运动及进给运动，尽能够采用无级调速。有利于简化机械构造，减少齿轮箱体采用无级调速。有利于简化机械构造，减少齿轮箱体积，降低制造本钱，提高机床利用率。积，降低制造本钱，提高机床利用率。 2精细机械设备精细机械设备:为了保证加工精度和动作的准确为了保证加工精度和

16、动作的准确性，便于自动控制，也应采用电气无级调速方案性，便于自动控制，也应采用电气无级调速方案 。 3普通中小型设备普通中小型设备:用经济、简单、可靠的三相鼠用经济、简单、可靠的三相鼠笼式异步电动机，配以适当级数的齿轮变速箱。当调笼式异步电动机，配以适当级数的齿轮变速箱。当调速范围速范围D=23，调速级数，调速级数24时，可采用双速或多速时，可采用双速或多速的鼠笼式异步电动机。的鼠笼式异步电动机。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3负载特性负载特性为使电动机得到充分合理的运用，要求电动机的调速为使电动机得到充分合理的运用，要求电动机的调速特性与负载特性相顺应。特性与负

17、载特性相顺应。 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定子绕组由三角形联接改接成双星形联接时，转速当定子绕组由三角形联接改接成双星形联接时，转速添加一倍，功率却添加很少。它适用于恒功率传动。添加一倍，功率却添加很少。它适用于恒功率传动。对于低速为星形联接的双速电机改接成双星形后，转对于低速为星形联接的双速电机改接成双星形后，转速和功率都添加一倍，而电动机所输出的转矩却坚持速和功率都添加一倍，而电动机所输出的转矩却坚持不变，它适用于恒转矩传动。不变，它适用于恒转矩传动。他激直流电动机的调磁调速属于恒功率调速，而调压他激直流电动机的调磁调速属于恒功率调速，而调压调速那么属于恒转矩调

18、速。调速那么属于恒转矩调速。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4起动、制动和正、反转要求起动、制动和正、反转要求机械设备主运动传动系统的起动转矩普通都比较小，原那么机械设备主运动传动系统的起动转矩普通都比较小，原那么上可采用任何一种起动方式。上可采用任何一种起动方式。对于它的辅助运动，在起动时往往要抑制较大的静转矩，所以对于它的辅助运动，在起动时往往要抑制较大的静转矩，所以在必要时可选用高起动转矩的电动机，或采用提高起动转矩的在必要时可选用高起动转矩的电动机，或采用提高起动转矩的措施，如对绕线式异步电动机转子串接对称电阻的起动。措施，如对绕线式异步电动机转子串接对称

19、电阻的起动。起动的要求：起动的要求：对于电网容量不大而起动电流较大的电动机，要采取限制起动对于电网容量不大而起动电流较大的电动机，要采取限制起动电流的措施，常用的方法有：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运用自耦变压器降压起动等运用自耦变压器降压起动等以免电网电压动摇较大而呵斥事故。以免电网电压动摇较大而呵斥事故。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计假设对于制动的性能无特殊要求而电动机又不需求反假设对于制动的性能无特殊要求而电动机又不需求反转时，那么采用反接制动，可使控制线

20、路简化。转时，那么采用反接制动，可使控制线路简化。在要求制动平稳、准确，而且在制动过程中不允许有在要求制动平稳、准确，而且在制动过程中不允许有反转能够性时，那么宜采用能耗制动方式。反转能够性时，那么宜采用能耗制动方式。在起吊运输设备中也经常采器具有联锁维护功能的电在起吊运输设备中也经常采器具有联锁维护功能的电磁机械制动俗称电磁抱闸。磁机械制动俗称电磁抱闸。有些场所也采用再生发电制动回馈制动。有些场所也采用再生发电制动回馈制动。 当采用变频调速时，可根据需求设定不同的制动方式。当采用变频调速时，可根据需求设定不同的制动方式。制动的要求：制动的要求：第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控

21、制系统的设计3、电动机的选择、电动机的选择电动机选择的根本原那么：电动机选择的根本原那么：1电动机的机械特性应满足消费机械提出的要求，要与电动机的机械特性应满足消费机械提出的要求，要与负载特性相顺应，以保证消费过程中运转稳定性并具有一负载特性相顺应，以保证消费过程中运转稳定性并具有一定的调速范围和良好的起、制动性能。定的调速范围和良好的起、制动性能。2电动机的构造方式应满足机械设计提出的安装要求，电动机的构造方式应满足机械设计提出的安装要求，并顺应周围环境的任务条件。并顺应周围环境的任务条件。3电动机电压的选择应根据运用地点的电源电压来决议，电动机电压的选择应根据运用地点的电源电压来决议，常用

22、为常用为380V、220V。4在没有特殊要求的场所，普通均采用交流电动机，仅在没有特殊要求的场所，普通均采用交流电动机，仅在起动、制动和调速不满足要求时才选择直流电动机。在起动、制动和调速不满足要求时才选择直流电动机。 5根据消费机械的功率负载和转矩负载选择电动机的额根据消费机械的功率负载和转矩负载选择电动机的额定功率。定功率。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计6根据电动机的负载和任务方式，正确选根据电动机的负载和任务方式，正确选择电动机的容量。择电动机的容量。对于恒定负载长期任务制的电动机，其容量的选择对于恒定负载长期任务制的电动机，其容量的选择应保证电动机的额定功

23、率等于或大于负载所需求的应保证电动机的额定功率等于或大于负载所需求的功率；功率；对于变动负载长期任务制的电动机，其容量的选择对于变动负载长期任务制的电动机，其容量的选择应保证当负载变到最大时，电动机仍能给出所需求应保证当负载变到最大时，电动机仍能给出所需求的功率，同时电动机的温升不超越允许值；的功率，同时电动机的温升不超越允许值；对于短时任务制的电动机，其容量的选择应按照电对于短时任务制的电动机，其容量的选择应按照电动机的过载才干来选择；动机的过载才干来选择；对于反复短时任务制的电动机，其容量的选择原那对于反复短时任务制的电动机，其容量的选择原那么上可按照电动机在一个任务循环内的平均功耗来么上

24、可按照电动机在一个任务循环内的平均功耗来选择。选择。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4、电气控制方案确实定、电气控制方案确实定合理选择电气控制技术方案是平安、可靠、优质、合理选择电气控制技术方案是平安、可靠、优质、经济地实现工艺要求的重要步骤。经济地实现工艺要求的重要步骤。选择电气控制方案遵照的主要原那么：选择电气控制方案遵照的主要原那么：自动化程度与国情相顺应；自动化程度与国情相顺应；控制方案应与设备的通用化及公用化相顺应；控制方案应与设备的通用化及公用化相顺应；控制方案随控制过程的复杂程度而变化；控制方案随控制过程的复杂程度而变化；控制系统的任务方式，应在经济、

25、平安的前提下，控制系统的任务方式，应在经济、平安的前提下，最大限制地满足工艺要求。最大限制地满足工艺要求。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计5、控制方式的选择、控制方式的选择控制方式主要有：控制方式主要有：时间控制方式：利用时间继电器、可编程序控制器或时间控制方式：利用时间继电器、可编程序控制器或微型计算机的延时单元，它将感测系统接受的输入信号微型计算机的延时单元，它将感测系统接受的输入信号经过延时一段时间后才发出输出信号，从而实现电路切经过延时一段时间后才发出输出信号，从而实现电路切换的时间控制。换的时间控制。速度控制方式：利用速度继电器或测速发电机，间接速度控制方

26、式：利用速度继电器或测速发电机，间接或直接地检测某机械部件的运动速度，来实现按速度原或直接地检测某机械部件的运动速度，来实现按速度原那么的控制。那么的控制。电流控制方式：借助于电流继电器，它的动作反映了电流控制方式：借助于电流继电器，它的动作反映了某一电路中的电流变化，从而实现按电流原那么的控制。某一电路中的电流变化，从而实现按电流原那么的控制。行程控制方式：利用消费机械运动部件与事先安排好行程控制方式：利用消费机械运动部件与事先安排好位置的行程开关或接近开关相互配合，而到达位置控制位置的行程开关或接近开关相互配合，而到达位置控制的作用。的作用。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控

27、制系统的设计阐明阐明 时间控制方式普通不用于反接制动控制，而适用时间控制方式普通不用于反接制动控制，而适用于异步电动机的能耗制动控制。于异步电动机的能耗制动控制。 普通对组合机床和自动线等的自开任务循环，为普通对组合机床和自动线等的自开任务循环，为了保证加工精度而常用行程控制。了保证加工精度而常用行程控制。 对反接制动和速度反响环节用速度控制。对反接制动和速度反响环节用速度控制。 对星三角降压起动或多速电动机的变速控制那么对星三角降压起动或多速电动机的变速控制那么采用时间控制。采用时间控制。 对过载维护、电流维护等环节那么采用电流控制。对过载维护、电流维护等环节那么采用电流控制。第第4 4章章

28、 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4.3 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设计有两种方法电气控制线路的设计有两种方法: 阅历设计法和逻辑设计法阅历设计法和逻辑设计法 1、阅历设计法、阅历设计法1阅历设计法的根本步骤阅历设计法的根本步骤主电路设计。主要思索电动机的起动、点动、正反主电路设计。主要思索电动机的起动、点动、正反转、制动和调速。转、制动和调速。控制电路设计。主要思索如何满足电动机的各种运控制电路设计。主要思索如何满足电动机的各种运转功能及消费工艺要求，包括根本控制线路和控制转功能及消费工艺要求，包括根本控制线路和控制线路特殊部分的设计，以及选择控制

29、参量和确定控线路特殊部分的设计，以及选择控制参量和确定控制原那么。制原那么。衔接各单元环节，构成满足整机消费工艺要求，实衔接各单元环节，构成满足整机消费工艺要求，实现消费过程自动或半自动及调整的控制电路。现消费过程自动或半自动及调整的控制电路。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计联锁维护环节设计。主要思索如何完善联锁维护环节设计。主要思索如何完善整个控制线路的设计，包含各种联锁环节及短路、整个控制线路的设计，包含各种联锁环节及短路、过载、过流、失压等维护环节。过载、过流、失压等维护环节。线路的综合审查。反复审查所设计的控制线路能否线路的综合审查。反复审查所设计的控制线路

30、能否满足设计原那么和消费工艺要求。在条件允许的情满足设计原那么和消费工艺要求。在条件允许的情况下，进展模拟实验，直至电路动作准确无误，并况下，进展模拟实验，直至电路动作准确无误，并逐渐完善整个电气控制线路的设计。逐渐完善整个电气控制线路的设计。2阅历设计法的根本方法阅历设计法的根本方法根据消费机械的工艺要求和任务过程，将现有的典型环节有根据消费机械的工艺要求和任务过程，将现有的典型环节有机地组合起来加以适当的补充和修正，综合成所需求的电气机地组合起来加以适当的补充和修正，综合成所需求的电气控制线路。控制线路。假设不能选择到适宜的典型环节，那么根据消费机械的工艺假设不能选择到适宜的典型环节，那么

31、根据消费机械的工艺要求和消费过程自行设计，边分析边画图，将输入的主令信要求和消费过程自行设计，边分析边画图，将输入的主令信号经过适当转换，得到执行元件所需的任务信号。随时增减号经过适当转换，得到执行元件所需的任务信号。随时增减电器元件和触头，以满足所给定的任务条件。电器元件和触头，以满足所给定的任务条件。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3阅历设计法举例阅历设计法举例 有一台二级皮带运输机，分别由有一台二级皮带运输机，分别由M1、M2二台电动二台电动机拖动，要求：机拖动，要求：1按先起动按先起动M1，5s后再起动后再起动M2；2按先停顿按先停顿M2，5s后再停顿后再停

32、顿M1。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计主电路主电路M13QSKM1FU1FR1L1L2L3M23KM2FU2FR212第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计控制电路控制电路SB1KM1FU3FU312KM1FR1KM2FR2KT1KT1SB0KT2KT2KT2KT2第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计龙门刨床的横梁升降电气控制线路为例龙门刨床的横梁升降电气控制线路为例第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计1横梁机构对电气控制系统提出的要求：横梁机构对电气控制系统提出的要求：横梁升降横梁升降M1，点

33、动控制；，点动控制；横梁夹紧与放松横梁夹紧与放松M2；横梁夹紧与横梁挪动之间必需有一定的操作程序：横梁夹紧与横梁挪动之间必需有一定的操作程序：按上升下降挪动按钮按上升下降挪动按钮自动放松自动放松横梁上升横梁上升下降下降到位后到位后松开按钮松开按钮横梁自动夹紧；横梁自动夹紧；横梁升降具有上下行程的限位维护；横梁升降具有上下行程的限位维护；横梁夹紧与横梁挪动之间及正反向运动之间具有必横梁夹紧与横梁挪动之间及正反向运动之间具有必要的联锁。要的联锁。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计2电气控制电路图设计电气控制电路图设计 设计主电路设计主电路M1横梁挪动电机，横梁挪动电机，

34、 KMl，KM2控制正反转控制正反转M2横梁夹紧电机，横梁夹紧电机， KM3，KM4控制正反转控制正反转第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计但它还不能实如今横梁放松后才干自动升降，也不能但它还不能实如今横梁放松后才干自动升降，也不能在横梁夹紧后使夹紧电机自动停顿，需求恰当地选择在横梁夹紧后使夹紧电机自动停顿，需求恰当地选择控制过程中的变化参量来实现上述自动控制要求。控制过程中的变化参量来实现上述自动控制要求。 设计根本控制电路设计根本控制电路 4 4个接触器个接触器 4 4个线个线圈圈2 2只点动按钮，触头不只点动按钮，触头不够够KA1KA1和和KA2KA2进展控进展控

35、制。根据消费对控制制。根据消费对控制系统所要求的操作程系统所要求的操作程序可以设计出图所示序可以设计出图所示的草图。的草图。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计 选择控制参量、确定控制原那么选择控制参量、确定控制原那么 反映横梁放松的参量，可以有行程参量和时间反映横梁放松的参量，可以有行程参量和时间参量。由于行程参量更加直接反映放松程度，参量。由于行程参量更加直接反映放松程度，因此采用行程开关进展控制。因此采用行程开关进展控制。SQ1横梁曾经放松横梁曾经放松KI 横梁曾经夹紧，选用电流参量横梁曾经夹紧，选用电流参量 设计联锁维护环节设计联锁维护环节互锁互锁KA1、KA2

36、，M1正反转；正反转； KM3、KM4，M1正反转正反转顺序顺序SQ1，实现横梁松开与挪动的联锁维护。，实现横梁松开与挪动的联锁维护。限位维护限位维护SQ2、SQ3分别实现上、下限位维护分别实现上、下限位维护短路维护短路维护FU第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计 电路的完善和校核电路的完善和校核 控制电路初步设计终了后，能够还有不合理的地方，控制电路初步设计终了后，能够还有不合理的地方，应仔细校核。例如，进一步简化以节省触头数，节省应仔细校核。例如，进一步简化以节省触头数，节省电器间衔接线等，特别应该对照消费要求再次分析设电器间衔接线等，特别应该对照消费要求再次分析设

37、计电路能否逐条予以实现，电路在误操作时能否会产计电路能否逐条予以实现，电路在误操作时能否会产惹事故。惹事故。 上述电路中，假设按下上述电路中，假设按下SBlSBl或或SB2SB2的时间很短，横梁放的时间很短，横梁放松还未到位就已松开按下的按钮，致使横梁既不能继松还未到位就已松开按下的按钮，致使横梁既不能继续放松又不能进展夹紧，容易出现事故。改良的方法续放松又不能进展夹紧，容易出现事故。改良的方法是将是将KM4KM4的辅助触头并联在的辅助触头并联在KA1KA1，KA2KA2两端，使横梁一两端，使横梁一旦放松，就必然延续任务至放松到位，然后可靠地进旦放松，就必然延续任务至放松到位，然后可靠地进入夹

38、紧阶段。入夹紧阶段。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计继电器控制线路实践上是按一定逻辑关系组合的线路，或称开关继电器控制线路实践上是按一定逻辑关系组合的线路，或称开关线路。故可以用逻辑代数方法分析和设计这类控制线路。线路。故可以用逻辑代数方法分析和设计这类控制线路。采用逻辑设计法能获得理想、经济的方案，所用元件数量少，各采用逻辑设计法能获得理想、经济的方案，所用元件数量少，各元件能充分发扬作用，当给定条件变化时，能指出电路相应变化元件能充分发扬作用，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

39、制线路时，更能显示出它的优点。的内在规律，在设计复杂控制线路时，更能显示出它的优点。 2、逻辑设计法、逻辑设计法逻辑设计法步骤逻辑设计法步骤将控制线路中的接触器、继电器等电器元件线圈的通电与将控制线路中的接触器、继电器等电器元件线圈的通电与断电，触头的闭合与断开，以及主令元件触头的接通与断开断电，触头的闭合与断开，以及主令元件触头的接通与断开等，作为逻辑变量；等，作为逻辑变量；根据控制要求，用逻辑函数关系式表示这些逻辑变量之间根据控制要求，用逻辑函数关系式表示这些逻辑变量之间的逻辑关系；的逻辑关系；再运用逻辑函数根本公式和运算规律对逻辑函数式进展化再运用逻辑函数根本公式和运算规律对逻辑函数式进

40、展化简；简；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。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计用用 、 、 、 表示其相应的常闭动断触头。表示其相应的常闭动断触头。KAKMSQSB1电器的逻辑表示电器的逻辑表示用用 KM、 KA、SQ、 SB分别表示接触器、继电器、分别表示接触器、继电器、行程开关、按钮的常开动合触头；行程开关、按钮的常开动合触头；电路中开关元件的受激形状如继电器线圈得电，行电路中开关元件的受激形状如继电器线圈得电，行程开关受压为程开关受压为“1形状；开关元件的原始形状如形状；开关元件的原始形状如继电器线圈失电，

41、行程升关未受压为继电器线圈失电，行程升关未受压为“0形状。形状。触头闭合触头闭合形状为形状为“1形状；形状；触头断开触头断开形状为形状为“0形状。形状。以继电器为例：以继电器为例：KA“1，继电器线圈处于得电形状；，继电器线圈处于得电形状；KA“0，继电器线圈处于失电形状；，继电器线圈处于失电形状；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。KAKA第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计 2逻辑代数的根本逻辑关系与

42、串、逻辑代数的根本逻辑关系与串、并联电路的逻辑表示并联电路的逻辑表示1并联电路与逻辑并联电路与逻辑“或相对应或相对应21KAKAKM2 串联电路与逻辑串联电路与逻辑“与相对与相对应应 3逻辑逻辑“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。KA21KAKAKMKAKM 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3电路的逻辑表示电路的逻辑表示步骤：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象步骤：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件、维有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件、维护元件等，它们触头间相

43、互联接关系的逻辑函数表达护元件等，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形状来表示。式均以未受激时的形状来表示。 4举例举例1 设计要求：设计要求：某电动机只需在继电器某电动机只需在继电器KA1、KA2、KA3中任何一个中任何一个或两个动作时才干运转，而在其他条件下都不运转，或两个动作时才干运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路。试设计其控制线路。2设计步骤：设计步骤：1列出控制元件与执行元件的动作形状表。列出控制元件与执行元件的动作形状表。 KA1KA2KA3KM00000011010101111001101111011110第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电

44、气控制系统的设计继电器继电器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，主电路中主触头断开，线圈失电，主电路中主触头断开，电动机停顿运转；电动机停顿运转；1线圈得电，主电路主触头闭合，线圈得电，主电路主触头闭合，电动机运转。列出电动机运转。列出KM得电时的逻辑表达式：得电时的逻辑表达式： 321321321321321321KAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKAKM2 化简化简)KAKA(KA)KA(KAKAKM2313213根据最简根据最简式画出控制式画出控制电路电路第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计4.4

45、 电气控制线路的绘制方法电气控制线路的绘制方法电气控制线路：是把各种有触点的接触器、继电器、电气控制线路：是把各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式衔按钮、行程开关等电器元件，用导线按一定方式衔接起来组成的控制线路。接起来组成的控制线路。 作用：是实现对电力拖动系统的启动、调速、反转作用：是实现对电力拖动系统的启动、调速、反转和制动等运转性能的控制；实现对拖动系统的维护；和制动等运转性能的控制；实现对拖动系统的维护；满足消费工艺要务虚现消费过程自动化。满足消费工艺要务虚现消费过程自动化。 特点是；线路简单，设计、安装、调整、维修方便；特点是；线路简单，设计、安装

46、、调整、维修方便；便于掌握，价钱低廉，运转可靠。便于掌握，价钱低廉，运转可靠。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计电气控制系统图普通有三种：电气控制系统图普通有三种：电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。由于它们的用途不同，绘制原那么也有差别。但由于它们的用途不同，绘制原那么也有差别。但它们都是根据国家规范，用规定的文字符号、图它们都是根据国家规范，用规定的文字符号、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。电气控制系统是由电气设备及电气元件按一定的电气控制系统是由电气设备及电气元件按一定的要求衔接而成的，为了

47、表达电气控制系统的组成要求衔接而成的，为了表达电气控制系统的组成构造及任务原理，同时也为了便于电气系统的安构造及任务原理，同时也为了便于电气系统的安装、调试、运用和检修，必需用一致的工程言语，装、调试、运用和检修，必需用一致的工程言语，即工程图的方式来表达，这种工程图称为电气控即工程图的方式来表达，这种工程图称为电气控制系统图。制系统图。 第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计1、常用的电气图形、文字符号、常用的电气图形、文字符号电气控制线路图是电气工程技术的通用言语。电气控制线路图是电气工程技术的通用言语。为了便于交流与沟通，国家规范局参照国际电工委为了便于交流与沟通，

48、国家规范局参照国际电工委员会员会IEC公布的有关文件，制定了我国电气设公布的有关文件，制定了我国电气设备的有关规范。备的有关规范。GB4728-1984、GB6988-1987和和GB7159-1987的规定。的规定。 图形符号由符号要素、限定符号、普通符号以及常用图形符号由符号要素、限定符号、普通符号以及常用的非电操作控制的动作符号如机械控制符号等根的非电操作控制的动作符号如机械控制符号等根据不同的详细器件情况组合构成。据不同的详细器件情况组合构成。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计1符号要素符号要素一种具有确定意义的简单图形，必需同其他图形组合以构成一一种具有确定

49、意义的简单图形，必需同其他图形组合以构成一个设备或概念的完好符号。如用灯丝、栅极、阳极、管壳等符个设备或概念的完好符号。如用灯丝、栅极、阳极、管壳等符号要素就组成了电子管的符号。符号要素组合时，其布置可以号要素就组成了电子管的符号。符号要素组合时，其布置可以与符号表示的设备实践构造不一致。与符号表示的设备实践构造不一致。2普通符普通符号号用以表示一类产品和此类产品特征的简单符号。如普通电阻器、用以表示一类产品和此类产品特征的简单符号。如普通电阻器、电容器的符号。普通符号可以用来表示没有附加信息的详细元电容器的符号。普通符号可以用来表示没有附加信息的详细元件。件。3限定符号限定符号用以提供附加信

50、息的一种加在其他符号上的符号。如在电阻用以提供附加信息的一种加在其他符号上的符号。如在电阻器普通符号的根底上，加上不同的限定符号就可以组成可变器普通符号的根底上，加上不同的限定符号就可以组成可变电阻、光敏电阻器、热敏电阻器等具有不同功能的电阻器。电阻、光敏电阻器、热敏电阻器等具有不同功能的电阻器。4方框符号方框符号用以表示元件、设备等的组合及其功能，既不给出元件、设备用以表示元件、设备等的组合及其功能，既不给出元件、设备的细节也不思索一切衔接的一种简单的图形符号。的细节也不思索一切衔接的一种简单的图形符号。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计图形符号的几点阐明图形符号的

51、几点阐明一切符号均按无电压、无外力作用的正常形状示出。一切符号均按无电压、无外力作用的正常形状示出。如，按钮未按下、开关未合闸。如，按钮未按下、开关未合闸。图形符号在放大和减少时，应坚持各符号间的比列图形符号在放大和减少时，应坚持各符号间的比列不变。在不改动符号含义的情况下，各根据需求改动不变。在不改动符号含义的情况下，各根据需求改动方位根据需求旋转或成镜像位置。方位根据需求旋转或成镜像位置。图形符号中导线符号可以用不同宽度的线条表示，图形符号中导线符号可以用不同宽度的线条表示，普通将电源线或主信号导线用加粗的实线表示。普通将电源线或主信号导线用加粗的实线表示。常用电气图形、文字符号如下表所示

52、常用电气图形、文字符号如下表所示第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计IIUKV第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计可为电气技术中的工程代号提供电气设备、安装和元器件种类可为电气技术中的工程代号提供电气设备、安装和元器件种类字母代码和功能代码；可以作为限定符号与普通图形符号组合字母代码和功能代码；可以作为限定符号与普通图形符号组合运用，以派生新的图形符号。运用，以派生新的图形符号。 根本文字符号：单字母、双字母。根本文字符号：单字母、双字母。文字符号文字符号单字母：是按拉丁字母将各种电气设

53、备、安装、元器件划分为单字母：是按拉丁字母将各种电气设备、安装、元器件划分为23大类，每个大类用一个公用单字母符号表示。如大类，每个大类用一个公用单字母符号表示。如C 表示电容表示电容器类、器类、R 表示电阻器类。表示电阻器类。双字母：将大类进一步划分，以便较详细和更详细地表述电气双字母：将大类进一步划分，以便较详细和更详细地表述电气设备、安装和元器件。其组合方式为单字母在前，另一个字母设备、安装和元器件。其组合方式为单字母在前，另一个字母在后。如在后。如GB 表示蓄电池，其中表示蓄电池，其中“G为电源的单字母；为电源的单字母；F 表示表示部分维护器件类，部分维护器件类，FU 熔断器、熔断器、

54、FR 热继电器。热继电器。辅助文字符号：用以表示电气设备、安装和元器件以辅助文字符号：用以表示电气设备、安装和元器件以及线路的功能、形状和特征。如，及线路的功能、形状和特征。如，RD 表示红色、表示红色、SYN表示同步。辅助文字还可以单独运用，如，表示同步。辅助文字还可以单独运用，如，ON 表示接通，表示接通，N表示中性线。表示中性线。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计2、 电气原理图的绘制电气原理图的绘制电气原理图是为了便于阅读和分析控制电路的各种电气原理图是为了便于阅读和分析控制电路的各种功能，用各种符号

55、、电气衔接联络起来描画全部或功能，用各种符号、电气衔接联络起来描画全部或部分电气设备的任务原理的电路图。部分电气设备的任务原理的电路图。根据构造简单、层次清楚明晰的原那么，电气原理根据构造简单、层次清楚明晰的原那么，电气原理图采用电器元件展开的方式绘制，它包括了一切电图采用电器元件展开的方式绘制，它包括了一切电器元件的导电部分和接线端子。但不按照电器元件器元件的导电部分和接线端子。但不按照电器元件的实践安装位置和实践连线情况绘制，也不反映电的实践安装位置和实践连线情况绘制，也不反映电器元件的大小。器元件的大小。 电气原理图普通分主电路和辅助电路两部分。电气原理图普通分主电路和辅助电路两部分。第

56、第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和维护电路。信号电路和维护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、维护电器触点等组成。经过助触点、热继电器触点、维护电器触点等组成。经过的电流较小，用于控制信号的传送。的电流较小，用于控制信号的传送。主电路是电气控制线路中大电流经过的部分，用于能主电路是电气控制线路中大

57、电流经过的部分，用于能量的传送。包括从电源到电机之间相连的电器元件；量的传送。包括从电源到电机之间相连的电器元件；普通由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电普通由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。器的热元件和电动机等组成。第第4 4章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计绘制电气原理图的原那么绘制电气原理图的原那么1原理图的布置原理图的布置1主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方。主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方。其中电源电路用程度线绘制，受电动力设备电动机其中电源电路用程度线绘制，受电动力设备电动机及其维护电器支路，应垂直于电源电路画出。及其维

58、护电器支路，应垂直于电源电路画出。2辅助电路用细实线绘制在图面的右侧或下方，辅助电路用细实线绘制在图面的右侧或下方，应垂直地绘制于两条程度电源线之间。耗能元件如应垂直地绘制于两条程度电源线之间。耗能元件如线圈、电磁铁、信号灯等的一端应直接衔接在接地线圈、电磁铁、信号灯等的一端应直接衔接在接地的程度电源线上，控制触头衔接在上方程度线与耗能的程度电源线上，控制触头衔接在上方程度线与耗能元件之间。元件之间。2无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，各元无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，各元件普通尽能够按动作顺序从上到下、从左到右依次陈件普通尽能够按动作顺序从上到下、从左到右依次陈列。列。第第4 4

59、章章 工业电气控制系统的设计工业电气控制系统的设计3各电器元件和部件在电气原理图中的位置，各电器元件和部件在电气原理图中的位置，应根据便于阅读的原那么安排，同一电器元件的各应根据便于阅读的原那么安排，同一电器元件的各个部件如线圈和触头可以不画在一同，但需用个部件如线圈和触头可以不画在一同，但需用同一文字符号标明。多个同一种类的电器元件，可同一文字符号标明。多个同一种类的电器元件，可在文字符号后面加上数字序号下标，如在文字符号后面加上数字序号下标，如SB1、SB2等。等。4一切电器元件的触头按没有通电和没有外力作用一切电器元件的触头按没有通电和没有外力作用时的开闭形状绘出。控制器按手柄处于零位时

60、的形时的开闭形状绘出。控制器按手柄处于零位时的形状画出；对按钮、行程开关类电器，是指没有遭到状画出；对按钮、行程开关类电器，是指没有遭到外力作用时的触头形状画出；对继电器、接触器等，外力作用时的触头形状画出；对继电器、接触器等，是指线圈没有通电时的触头形状画出。是指线圈没有通电时的触头形状画出。5主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用以标明主电路中元件或线路的主要特征，数字标号以标明主电路中元件或线路的主要特征，数字标号用以区别电路不同线段。电气控制线路图中的支路、用以区别电路不同线段。电气控制线路图中的支路、元件和接点等普通都要加上标号。元件和接