电气控制系统的设计ppt课件

1、1.1第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.1第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.2第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.2 任何消费机械电气的控制系统设计都包括两个根本方面，一个是满足消任何消费机械电气的控制系统设计都包括两个根本方面，一个是满足消费机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、运费机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、运用及维修的需求。因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方用及维修的需求。因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。前者决议一台设备的运

2、用效能和自动化程度，即决议消费机械设备的先面。前者决议一台设备的运用效能和自动化程度，即决议消费机械设备的先进性、合理性，而后者决议电气控制设备消费可行性、经济性、外观和维修进性、合理性，而后者决议电气控制设备消费可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。等方面的性能。 本章将在前面各章分析的根底上，针对某些消费机械，讨论如何完成其本章将在前面各章分析的根底上，针对某些消费机械，讨论如何完成其电气控制系统设计，即完成一个电气控制系统设计应遵照的根本原那么。电气控制系统设计，即完成一个电气控制系统设计应遵照的根本原那么。1.3第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.3 3.1 3

3、.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本原那么 3.2 3.2 电气控制系统的设计方法电气控制系统的设计方法本章内容本章内容1.4第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.43.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么 在现代消费的控制设备中，对机在现代消费的控制设备中，对机电、液电、液电、气电、气电等设备的配合电等设备的配合要求越来越高。虽然消费机械的种类繁多，其电气控制设备也各不一样，要求越来越高。虽然消费机械的种类繁多，其电气控制设备也各不一样，但电气控制系统的设计原那么和设计方法根本是一样的。但电气控制系统的设计原那么和设计方

4、法根本是一样的。 电气控制系统设计的根本原那么就是：在最大程度满足消费设备和消电气控制系统设计的根本原那么就是：在最大程度满足消费设备和消费工艺对电气控制系统要求的前提下，力求运转平安、可靠、动作准确、费工艺对电气控制系统要求的前提下，力求运转平安、可靠、动作准确、构造简单、经济，电动机及电气元件选用合理，操作、安装、调试和维修构造简单、经济，电动机及电气元件选用合理，操作、安装、调试和维修方便。方便。1.5第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.53.1.1 3.1.1 电气控制系统设计要求电气控制系统设计要求 电气控制系统的设计是在传动方式及控制方案选择的根底上进展的，是

5、电气控制系统的设计是在传动方式及控制方案选择的根底上进展的，是传动方式与控制方案的详细化。其设计灵敏多变，没有固定的方法和方式，传动方式与控制方案的详细化。其设计灵敏多变，没有固定的方法和方式，即使是同一个电路的功能构造，不同人员设计出来的线路能够完全不同。因即使是同一个电路的功能构造，不同人员设计出来的线路能够完全不同。因此，作为设计人员，应该随时发现和总结阅历，不断丰富和拓宽思绪，才干此，作为设计人员，应该随时发现和总结阅历，不断丰富和拓宽思绪，才干做出最为合理的设计。普通情况下，电气控制系统的设计应满足消费机械加做出最为合理的设计。普通情况下，电气控制系统的设计应满足消费机械加工工艺的要

6、求，线路要平安可靠，操作和维护方便，设备投资少等。因此，工工艺的要求，线路要平安可靠，操作和维护方便，设备投资少等。因此，要求控制电路的设计必需正确，并能合理地选择电器元件。普通在设计时应要求控制电路的设计必需正确，并能合理地选择电器元件。普通在设计时应该满足以下要求。该满足以下要求。 1. 1. 最大限制地实现消费机械和工艺对电气控制线路的要求最大限制地实现消费机械和工艺对电气控制线路的要求 首先要对消费要求、机械设备的任务性能、构造特点和实践加工情况有首先要对消费要求、机械设备的任务性能、构造特点和实践加工情况有充分了解。消费工艺要求普通是由机械设计人员提供的，实践执行时有些地充分了解。消

7、费工艺要求普通是由机械设计人员提供的，实践执行时有些地方能够会有些差别，这就需求电气设计人员深化现场对同类或接近的产品进方能够会有些差别，这就需求电气设计人员深化现场对同类或接近的产品进展调查、分析和综合，从而作为设计电气控制线路的根据。并在此根底上思展调查、分析和综合，从而作为设计电气控制线路的根据。并在此根底上思索控制方式，启动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及维护安装。索控制方式，启动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及维护安装。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.6第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.63.1 3.

8、1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么2. 2. 在满足消费要求的前提下，力求使控制线路简单、经济在满足消费要求的前提下，力求使控制线路简单、经济 (1) (1) 尽量选用规范的、成熟的环节和线路。尽量选用规范的、成熟的环节和线路。 (2) (2) 尽量缩短衔接导线的数量和长度。尽量缩短衔接导线的数量和长度。 设计控制线路时，应合理安排各电器的位置、思索各个元件之间的实设计控制线路时，应合理安排各电器的位置、思索各个元件之间的实践接线。要留意电气柜、操作台和限位开关之间的衔接线，如图践接线。要留意电气柜、操作台和限位开关之间的衔接线，如图3.1(a)3.1(a)和和图图3

9、.1(b)3.1(b)所示，仅从控制线路上分析，没有什么不同，但假设思索实践接所示，仅从控制线路上分析，没有什么不同，但假设思索实践接线，图线，图3.1(a)3.1(a)就明显不合理，由于按钮在操作台上，而接触器在电气柜内就明显不合理，由于按钮在操作台上，而接触器在电气柜内，这样就需求由电气柜二次引出较长的衔接线到操作台的按钮上。而图，这样就需求由电气柜二次引出较长的衔接线到操作台的按钮上。而图 3.1(b) 3.1(b)的衔接是将启动按钮和停顿按钮直接衔接，这样就可以减少一次的衔接是将启动按钮和停顿按钮直接衔接，这样就可以减少一次引出线，减少布线的费事和导线的运用数量。特别要留意，同一电器的

10、不引出线，减少布线的费事和导线的运用数量。特别要留意，同一电器的不同触头在线路中应尽能够具有更多的公共接线，这样可以减少导线数和缩同触头在线路中应尽能够具有更多的公共接线，这样可以减少导线数和缩短导线的长度。短导线的长度。1.7第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.7图图3.1 3.1 电器衔接图电器衔接图3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.8第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.8 (3) (3) 尽量减少电器数量，采用规范件，尽能够选用一样型号的电器尽量减少电器数量，采用规范件，尽能够选用一样型号的电器元件，以

11、减少备用量。元件，以减少备用量。 (4) (4) 尽量减少不用要的触头，简化控制线路以减小控制线路的缺点尽量减少不用要的触头，简化控制线路以减小控制线路的缺点率，提高系统任务的可靠性。为此可采用以下率，提高系统任务的可靠性。为此可采用以下4 4种方法。种方法。 合并同类触头。如图合并同类触头。如图3.23.2所示，在获得同样功能的情况下，图所示，在获得同样功能的情况下，图3.2(b)3.2(b)比图比图3.2(a)3.2(a)在电路中减少了一对触头。但是在合并触头时应留意触头对在电路中减少了一对触头。但是在合并触头时应留意触头对额定电流值的限制。额定电流值的限制。3.1 3.1 电气控制系统设

12、计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.9第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.9图图3.2 3.2 同类触头的合并同类触头的合并3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.10第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.10 利用转换触头。利器具有转换触头的中延续电器，将两触头合并成一对转换利用转换触头。利器具有转换触头的中延续电器，将两触头合并成一对转换触头，如图触头，如图3.33.3所示。所示。 利用半导体二极管的单导游电性来有效减少触头数，如图利用半导体二极管的单导游电性来有效减少触头数，如图3.43.4所示。对于

13、弱电所示。对于弱电电气控制电路，这样做既经济又可靠。电气控制电路，这样做既经济又可靠。图图3.3 3.3 转换触头的运用转换触头的运用3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.11第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.11图图3.4 3.4 利用二极管等效利用二极管等效3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.12第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.12 利用逻辑代数进展化简，以便得到最简化的线路。利用逻辑代数进展化简，以便得到最简化的线路。 (5) (5) 线路在任务时，除必要的电路

14、必需通电外，其他的尽量不通线路在任务时，除必要的电路必需通电外，其他的尽量不通电以节约电能，并延伸电路的运用寿命。由图电以节约电能，并延伸电路的运用寿命。由图3.5(a)3.5(a)可知，接触器可知，接触器KM2KM2得电后，接触器得电后，接触器KM1KM1和时间继电器和时间继电器KTKT就失去了作用，不用继续通电，但就失去了作用，不用继续通电，但它们仍处于带电形状。图它们仍处于带电形状。图3.5(b)3.5(b)线路比较合理。在线路比较合理。在KM2KM2得电后，就切断得电后，就切断了了KM1KM1和和KTKT的电源，节约了电能，并延伸了该电器的寿命。的电源，节约了电能，并延伸了该电器的寿命

15、。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.13第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.13图图3.5 3.5 减少电器通电时间电路减少电器通电时间电路3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.14第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.143. 3. 保证控制线路任务的可靠性保证控制线路任务的可靠性 (1) (1) 选用的电器元件要可靠、抗干扰性能好。选用的电器元件要可靠、抗干扰性能好。 (2) (2) 正确衔接电器的线圈。正确衔接电器的线圈。 在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈，

16、即使外加电压是两个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，也是不允许的，如图线圈额定电压之和，也是不允许的，如图3.6(a)3.6(a)所示。由于每个线圈上所分所示。由于每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总是有先有后，不能同时吸合配到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总是有先有后，不能同时吸合。假设接触器。假设接触器KM1KM1先吸合，线圈电感显著添加，其阻抗比未吸合的接触器先吸合，线圈电感显著添加，其阻抗比未吸合的接触器KM2KM2的阻抗大，因此在该线圈上的电压降增大，使的阻抗大，因此在该线圈上的电压降增大，使KM2KM2的电压达

17、不到动作电压。的电压达不到动作电压。因此，假设需两个电器同时动作时，其线圈应该并联衔接，如图因此，假设需两个电器同时动作时，其线圈应该并联衔接，如图 3.6(b) 3.6(b)所所示。示。 3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.15第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.15图图3.6 3.6 线圈在交流控制线路中的衔接线圈在交流控制线路中的衔接3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本原那么1.16第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.16 在直流控制电路中，对于电感较大的电磁线圈，如电磁阀、

18、电磁铁或直在直流控制电路中，对于电感较大的电磁线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电动机励磁线圈等，不宜与一样电压等级的继电器直接并联任务。如图流电动机励磁线圈等，不宜与一样电压等级的继电器直接并联任务。如图 3.7(a) 3.7(a)所示，当触头所示，当触头KMKM断开时，电磁铁断开时，电磁铁YAYA线圈两端产生大的感应电动势，加线圈两端产生大的感应电动势，加在中间继电器在中间继电器KAKA的线圈上，呵斥的线圈上，呵斥KAKA的误动作。为此在的误动作。为此在YAYA线圈两端并联放电电线圈两端并联放电电阻阻R R，并在，并在KAKA支路中串入支路中串入KMKM常开触头，如图常开触头，如图3.7(b)3

19、.7(b)所示，这样就能获得可靠任所示，这样就能获得可靠任务。务。图图3.7 3.7 大电感线圈与直流继电器线圈的衔接大电感线圈与直流继电器线圈的衔接3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.17第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.17 (3) (3) 正确衔接电器的触头设计时，应使分布在线路不同位置的同正确衔接电器的触头设计时，应使分布在线路不同位置的同一电器触头尽量接到同一极或同一相上，以防止在电器触头上引起短一电器触头尽量接到同一极或同一相上，以防止在电器触头上引起短路。如图路。如图3.8(a)3.8(a)所示，限位开关所示，限位开

20、关SQSQ的常开触头与常闭触头靠得很近，的常开触头与常闭触头靠得很近，而在电路中分别接在不同相上，当触头断开产生电弧时，能够在两触而在电路中分别接在不同相上，当触头断开产生电弧时，能够在两触头间构成电弧而呵斥电源短路，假设改接成如图头间构成电弧而呵斥电源短路，假设改接成如图 3.8(b) 3.8(b)所示的方式，所示的方式，因两触头电位一样，就不会呵斥电源短路。因两触头电位一样，就不会呵斥电源短路。图图3.8 3.8 正确衔接电器的触头正确衔接电器的触头3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.18第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.18

21、 在控制电路中，应尽量将一切电器的联锁触头接在线圈的左端，线圈的在控制电路中，应尽量将一切电器的联锁触头接在线圈的左端，线圈的右端直接接电源，这样可以减少线路内产生虚伪回路的能够性，还可以简化右端直接接电源，这样可以减少线路内产生虚伪回路的能够性，还可以简化电气柜的出线。电气柜的出线。 (4) (4) 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路时，要计算继电器触头断开或接通容量能否足够，不够时必需加小器的线路时，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的接触器或中间继电器，否那么任务不可靠。容量

22、的接触器或中间继电器，否那么任务不可靠。 (5) (5) 在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器应选加重型的接触器，同在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器应选加重型的接触器，同时应有电气和机械的联锁。时应有电气和机械的联锁。 (6) (6) 在线路中应尽量防止许多电器依次动作才干接通另一个电器的控制在线路中应尽量防止许多电器依次动作才干接通另一个电器的控制线路。线路。 图图3.9(a)3.9(a)中的继电器中的继电器K4K4需求在需求在K1K1、K2K2、K3K3相继动作后才接通。改为如图相继动作后才接通。改为如图3.9(b)3.9(b)所示的接线方式，每一继电器的接通只需经过一对触头，任务可靠

23、性所示的接线方式，每一继电器的接通只需经过一对触头，任务可靠性大大提高了。大大提高了。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.19第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.19图图3.9 3.9 触头的衔接触头的衔接 3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.20第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.20 (7) (7) 防止触头竞争景象。图防止触头竞争景象。图3.10(a)3.10(a)为用时间继电器的反身封锁电路。为用时间继电器的反身封锁电路。当时间继电器当时间继电器KTKT的常闭触头

24、延时断开后，时间继电器的常闭触头延时断开后，时间继电器KTKT线圈失电，又使经线圈失电，又使经tsts秒延时断开的常闭触头闭合，以及经秒延时断开的常闭触头闭合，以及经t1t1秒瞬时动作的常开触头断开。假秒瞬时动作的常开触头断开。假设设tstst1t1，那么电路能反身封锁；假设，那么电路能反身封锁；假设tstst1t1那么继电器那么继电器KTKT再次吸合，这再次吸合，这种景象就是触头竞争。在此电路中，添加中间继电器种景象就是触头竞争。在此电路中，添加中间继电器KAKA便可以处理，如图便可以处理，如图3.10(b)3.10(b)所示。所示。 图图3.10 3.10 反身自停电路反身自停电路3.1

25、3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.21第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.21 (8) (8) 设计的线路应能顺应所在电网情况，如电网容量的大小，电压频设计的线路应能顺应所在电网情况，如电网容量的大小，电压频率的动摇范围，以及允许的冲击电流数值等。据此决议电动机的启动方式率的动摇范围，以及允许的冲击电流数值等。据此决议电动机的启动方式是直接启动还是间接是直接启动还是间接( (降压降压) )启动。启动。 (9) (9) 防止寄生电路。控制电路在正常任务或事故情况下，发生不测接防止寄生电路。控制电路在正常任务或事故情况下，发生不测接通的电路叫

26、寄生电路。假设控制电路中存在寄生电路，将破坏电器和线路通的电路叫寄生电路。假设控制电路中存在寄生电路，将破坏电器和线路的任务顺序，呵斥误动作。图的任务顺序，呵斥误动作。图3.113.11所示电路在正常任务时能完成正、反向所示电路在正常任务时能完成正、反向启动，停顿时信号指示，但当热继电器启动，停顿时信号指示，但当热继电器FRFR动作时，线路出现了寄生电路，动作时，线路出现了寄生电路，如图如图3.113.11中虚线所示，使正向接触器中虚线所示，使正向接触器KMlKMl不能释放，起不了维护作用。不能释放，起不了维护作用。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本原那么1.2

27、2第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.22图图3.11 3.11 寄生电路寄生电路4. 4. 控制线路任务的平安性控制线路任务的平安性 电气控制线路应具有完善的维护环节，用以维护电网、电动机、控制电电气控制线路应具有完善的维护环节，用以维护电网、电动机、控制电器以及其他电器元件，消除不正常任务时的有害影响，防止因误操作而发惹器以及其他电器元件，消除不正常任务时的有害影响，防止因误操作而发惹事故。在自动控制系统中，常用的维护环节有短路、过流、过载、过压、失事故。在自动控制系统中，常用的维护环节有短路、过流、过载、过压、失压、弱磁、超限、极限等。这些内容已在第压、弱磁、超限、

28、极限等。这些内容已在第2 2章中作了引见。章中作了引见。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.23第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.235. 5. 保证操作、安装、调整、维修方便和平安保证操作、安装、调整、维修方便和平安 为了使电器设备维修方便，运用平安，电器元件应留有备用触头，必要为了使电器设备维修方便，运用平安，电器元件应留有备用触头，必要时应留有备用电器元件，以便检修调整改接线路；应设置隔离电器，以免带时应留有备用电器元件，以便检修调整改接线路；应设置隔离电器，以免带电检修。控制机构应操作简单，能迅速而方便地由一种控制方式转换

29、到另一电检修。控制机构应操作简单，能迅速而方便地由一种控制方式转换到另一种控制方式，例如由手动控制转换到自动控制。种控制方式，例如由手动控制转换到自动控制。 为防止带电维修，每台设备均应装有隔分开关。根据需求可设置手动控为防止带电维修，每台设备均应装有隔分开关。根据需求可设置手动控制及点动控制，以便于调整设备。必要时可设多点控制开关，使操作者可在制及点动控制，以便于调整设备。必要时可设多点控制开关，使操作者可在几个位置均能控制设备。需求留意的是装有手动电器的控制线路和带行程开几个位置均能控制设备。需求留意的是装有手动电器的控制线路和带行程开关的控制线路，一定要有零压维护环节，以防止由于断电时手

30、动开关没扳到关的控制线路，一定要有零压维护环节，以防止由于断电时手动开关没扳到分断位置或行程开关恰好被压动，在恢复供电时呵斥不测事故。还要留意实分断位置或行程开关恰好被压动，在恢复供电时呵斥不测事故。还要留意实践上总有误操作的能够性，在控制线路中应该参与必要的联锁维护。践上总有误操作的能够性，在控制线路中应该参与必要的联锁维护。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.24第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.243.1.2 3.1.2 电气控制系统设计的根本内容电气控制系统设计的根本内容 电气设计的根本义务是根据控制要求设计和编制出设备制

31、造和运用维修过电气设计的根本义务是根据控制要求设计和编制出设备制造和运用维修过程中所必需的各种图纸、资料，其中包括电气系统的组件划分与元器件布置图程中所必需的各种图纸、资料，其中包括电气系统的组件划分与元器件布置图、安装接线图、电气原理图、控制面板布置图等，编制设备清单、电气控制系、安装接线图、电气原理图、控制面板布置图等，编制设备清单、电气控制系统操作运用及维护阐明书等资料。统操作运用及维护阐明书等资料。 因此，电气控制系统设计包含原理设计与工艺设计两部分。因此，电气控制系统设计包含原理设计与工艺设计两部分。1. 1. 原理设计内容原理设计内容 电气原理设计是整个系统设计的中心，它是工艺设计

32、和制定其他技术资料电气原理设计是整个系统设计的中心，它是工艺设计和制定其他技术资料的根据，电气控制系统原理设计内容主要包括以下部分。的根据，电气控制系统原理设计内容主要包括以下部分。 (1) (1) 拟定电气设计义务书。拟定电气设计义务书。 (2) (2) 确定拖动方案，选择所用电动机的型号。确定拖动方案，选择所用电动机的型号。 (3) (3) 确定系统的整体控制方案。确定系统的整体控制方案。 (4) (4) 设计并绘制电气原理图。设计并绘制电气原理图。 (5) (5) 计算主要技术参数并选择电气元件。计算主要技术参数并选择电气元件。 (6) (6) 编写元件目录清单及设计阐明书，为工程技术人

33、员的运用提供方便。编写元件目录清单及设计阐明书，为工程技术人员的运用提供方便。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.25第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.252. 2. 工艺设计内容工艺设计内容 工艺设计的主要目的是便于组织电气控制系统的制造，实现原理设计要工艺设计的主要目的是便于组织电气控制系统的制造，实现原理设计要求的各项技术目的，为设备的调试、维护、运用提供必要的图样资料。工艺求的各项技术目的，为设备的调试、维护、运用提供必要的图样资料。工艺设计的主要内容如下。设计的主要内容如下。 (1) (1) 根据设计原理图及所选用的电器

34、元件，设计绘制电气控制系统的总根据设计原理图及所选用的电器元件，设计绘制电气控制系统的总装配图及总接线图。总装配图应能反映各电动机、执行电器、各种电器元件装配图及总接线图。总装配图应能反映各电动机、执行电器、各种电器元件、操作台布置、电源及检测元件的分布情况；总接线图应能反映系统中的电、操作台布置、电源及检测元件的分布情况；总接线图应能反映系统中的电器元件各部分之间的接线关系与衔接方式。器元件各部分之间的接线关系与衔接方式。 (2) (2) 根据原理框图和划分的组件，对总原理图进展编号，绘制各组件原根据原理框图和划分的组件，对总原理图进展编号，绘制各组件原理电路图，列出各部分的元件目录表，并根

35、据总图编号统计出各组件的进出理电路图，列出各部分的元件目录表，并根据总图编号统计出各组件的进出线号。线号。 (3) (3) 根据组件原理电路及选定的元件目录表，设计组件装配图根据组件原理电路及选定的元件目录表，设计组件装配图( (电器元件电器元件布置与安装图布置与安装图) )、接线图，图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。这、接线图，图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。这些资料是组件装配和消费管理的根据。些资料是组件装配和消费管理的根据。 3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.26第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.26 (

36、4) (4) 根据组件装配要求，绘制电器安装板和非规范的电器安装零件根据组件装配要求，绘制电器安装板和非规范的电器安装零件图，标明技术要求。这些图样是机械加工和外协作加工所必需的技术资图，标明技术要求。这些图样是机械加工和外协作加工所必需的技术资料。料。 (5) (5) 设计电气原理图。根据组件尺寸及安装要求确定电气柜构造与设计电气原理图。根据组件尺寸及安装要求确定电气柜构造与外形尺寸，设置安装支架，标明安装尺寸、面板安装方式、各组件的衔外形尺寸，设置安装支架，标明安装尺寸、面板安装方式、各组件的衔接方式、通风散热以及开门方式。在电气原理图设计中，应留意操作维接方式、通风散热以及开门方式。在电

37、气原理图设计中，应留意操作维护方便与外型美观。护方便与外型美观。 (6) (6) 根据总原理图、总装配图及各组件原理图资料进展汇总，分别根据总原理图、总装配图及各组件原理图资料进展汇总，分别列出外购件清单，规范件清单以及主要资料耗费定额。这些是消费管理列出外购件清单，规范件清单以及主要资料耗费定额。这些是消费管理( (如采购、调度、配料等如采购、调度、配料等) )和本钱核算所必需具备的技术资料。和本钱核算所必需具备的技术资料。 (7) (7) 编写运用维护阐明书。编写运用维护阐明书。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本原那么1.27第第3 3章章 电气控制系统的设

38、计电气控制系统的设计 1.27 根据电气设计的内容，电气控制系统设计的根本步骤如下。根据电气设计的内容，电气控制系统设计的根本步骤如下。 (1) (1) 拟定电气控制系统设计义务书。电气控制系统设计义务书是整个电拟定电气控制系统设计义务书。电气控制系统设计义务书是整个电气设计的根据，义务书中除扼要阐明所设计设备的型号、用途、加工工艺、气设计的根据，义务书中除扼要阐明所设计设备的型号、用途、加工工艺、动作要求、传动参数及任务条件外，还要阐明以下主要技术目的及要求。动作要求、传动参数及任务条件外，还要阐明以下主要技术目的及要求。 控制精度和消费效率的要求。控制精度和消费效率的要求。 电气传动根本特

39、性，如运动部件数量、用途、动作顺序、负载特性、电气传动根本特性，如运动部件数量、用途、动作顺序、负载特性、调速目的、启动、制动方面的要求。调速目的、启动、制动方面的要求。 稳定性及抗干扰要求。稳定性及抗干扰要求。 联锁条件及维护要求。联锁条件及维护要求。 电源种类、电压等级。电源种类、电压等级。 目的本钱及经费限额。目的本钱及经费限额。 验收规范及验收方式。验收规范及验收方式。 其他要求，如设备规划、安装要求、操作台布置、照明、信号指示、其他要求，如设备规划、安装要求、操作台布置、照明、信号指示、报警方式等。报警方式等。3.1.3 3.1.3 电气控制系统设计步骤电气控制系统设计步骤3.1 3

40、.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.28第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.28 (2) (2) 确定拖动确定拖动( (传动传动) )方案、选择电动机型号。根据零件加工精度、加工方案、选择电动机型号。根据零件加工精度、加工效率、消费机械的构造、运动部件的数量、运动方式、负载性质和调速等方效率、消费机械的构造、运动部件的数量、运动方式、负载性质和调速等方面的要求以及投资额的大小，确定电动机的类型、数量、拖动方式，并拟定面的要求以及投资额的大小，确定电动机的类型、数量、拖动方式，并拟定电动机的启动、运转、调速、转向、制动等控制方案。在这里，电动机

41、的选电动机的启动、运转、调速、转向、制动等控制方案。在这里，电动机的选择非常重要，选择电动机的根本原那么如下。择非常重要，选择电动机的根本原那么如下。 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，以保证加工过程中运转稳定并具有一定的调速范围与良好的启动、制动应，以保证加工过程中运转稳定并具有一定的调速范围与良好的启动、制动性能。性能。 任务过程中电动机容量能得到充分利用。任务过程中电动机容量能得到充分利用。 电动机的构造方式应满足机械设计提出的安装要求，并能顺应周围电动机的构造方式应满足机械设计提出的安装要求，并能顺应

42、周围环境任务条件。环境任务条件。 在满足设计要求的情况下、应优先思索采用构造简单、价钱廉价、在满足设计要求的情况下、应优先思索采用构造简单、价钱廉价、运用和维护方便的三相交流异步电动机。假设消费设备的各部分之间不需求运用和维护方便的三相交流异步电动机。假设消费设备的各部分之间不需求保证一定的内在联络，那么可采用多台电动机分别拖动的方式，以缩短设备保证一定的内在联络，那么可采用多台电动机分别拖动的方式，以缩短设备的传动链，提高传动效率，简化设备构造。的传动链，提高传动效率，简化设备构造。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.29第第3 3章章 电气控制系统的

43、设计电气控制系统的设计 1.29 根据设备中主要电动机的负载情况、调速范围及对启动、反向、制动的根据设备中主要电动机的负载情况、调速范围及对启动、反向、制动的要求确定拖动方式。普通设备采用交流拖动系统，利用齿轮箱变速，为了扩要求确定拖动方式。普通设备采用交流拖动系统，利用齿轮箱变速，为了扩展调速范围、简化设备构造，也可采用双速或多速笼型异步电动机及绕线型展调速范围、简化设备构造，也可采用双速或多速笼型异步电动机及绕线型异步电动机。假设设备对启动、制动要求很高，需求无级调速，应该采用直异步电动机。假设设备对启动、制动要求很高，需求无级调速，应该采用直流电动机调速系统或交流变频调速系统。与此同时需

44、求留意电动机调速的性流电动机调速系统或交流变频调速系统。与此同时需求留意电动机调速的性质，该当与负载特性相顺应。例如负载需求恒功率调速时，可采用定子绕组质，该当与负载特性相顺应。例如负载需求恒功率调速时，可采用定子绕组由三角形改为双星形衔接的双速电动机或直流它励电动机的调磁调速。负载由三角形改为双星形衔接的双速电动机或直流它励电动机的调磁调速。负载需求恒转矩调速时，可选用定子绕组由星形衔接改成双星形的交流双速电机需求恒转矩调速时，可选用定子绕组由星形衔接改成双星形的交流双速电机或直流它励电动机调压调速。或直流它励电动机调压调速。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本

45、原那么1.30第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.30 (3) (3) 确定控制方案。为了保证设备协调准确动作，充分发扬其效能，在确定控制方案。为了保证设备协调准确动作，充分发扬其效能，在确定控制方案时，应思索以下几点。确定控制方案时，应思索以下几点。 确定控制方式。根据控制设备复杂程度及消费工艺精度要求的不同确定控制方式。根据控制设备复杂程度及消费工艺精度要求的不同，可以选择几种不同的控制方式。例如：继电接触控制、顺序控制、，可以选择几种不同的控制方式。例如：继电接触控制、顺序控制、PLCPLC控控制、计算机联网控制等。制、计算机联网控制等。 满足控制线路对电源种类、任

46、务电压、频率等方面的要求。满足控制线路对电源种类、任务电压、频率等方面的要求。 构成自动循环。画出设备任务循环简图，确定行程开关的位置。如构成自动循环。画出设备任务循环简图，确定行程开关的位置。如在电液控制时要确定电磁铁和电磁阀的通断形状，列出上述电器元件与执行在电液控制时要确定电磁铁和电磁阀的通断形状，列出上述电器元件与执行动作的关系表。动作的关系表。 确定控制系统的任务方法。一台设备能够有不同的任务方式，例如确定控制系统的任务方法。一台设备能够有不同的任务方式，例如自动循环、手动调整、动作程序转换及控制系统中的检测等，需逐个予以实自动循环、手动调整、动作程序转换及控制系统中的检测等，需逐个

47、予以实现。现。 3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那电气控制系统设计的根本原那么么1.31第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.31 妥善思索联锁关系及电气维护。联锁关系及电气维护是保证设备运妥善思索联锁关系及电气维护。联锁关系及电气维护是保证设备运转、操作相互协调及正常执行的条件，所以在制定控制方案时，必需全面思转、操作相互协调及正常执行的条件，所以在制定控制方案时，必需全面思索设备运动规律和各动作的制约关系，完善维护措施。索设备运动规律和各动作的制约关系，完善维护措施。 (4) (4) 画出电气控制线路原理图。画出电气控制线路原理图。 (5) (5) 选择电器元件

48、，制定电机和电器元件明细表。选择电器元件，制定电机和电器元件明细表。 (6) (6) 设计电气柜、操作台、电气安装板，画出电机和电器元件的总体布设计电气柜、操作台、电气安装板，画出电机和电器元件的总体布置图。置图。 (7) (7) 绘制电气控制线路装配图及接线图。绘制电气控制线路装配图及接线图。 (8) (8) 编写设计计算阐明书和运用阐明书。编写设计计算阐明书和运用阐明书。3.1 3.1 电气控制系统设计的根本原那么电气控制系统设计的根本原那么1.32第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.323.2 3.2 电气控制系统的设计方法电气控制系统的设计方法 原理线路设计是原理

49、设计的中心内容。在总体方案确定之后，详细设计是原理线路设计是原理设计的中心内容。在总体方案确定之后，详细设计是从电气原理图开场的，如上所述，各项设计目的是经过控制原理图来实现的，从电气原理图开场的，如上所述，各项设计目的是经过控制原理图来实现的，同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的根据。电气原理图设计的根本步骤同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的根据。电气原理图设计的根本步骤如下。如下。 (1) (1) 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。的主要技术要求和主要技术参数。 (2)

50、 (2) 根据各部分要求设计出原理框图中各个部分的详细电路。设计的步骤根据各部分要求设计出原理框图中各个部分的详细电路。设计的步骤为主电路为主电路控制电路控制电路辅助电路辅助电路联锁与维护联锁与维护检查、修正与完善。检查、修正与完善。 (3) (3) 绘制总原理图。按系统框图构造将各部分联成一个整体。绘制总原理图。按系统框图构造将各部分联成一个整体。 (4) (4) 正确选用原理线路中每一个电器元件，并制定元器件目录清单。对于正确选用原理线路中每一个电器元件，并制定元器件目录清单。对于比较简单的控制线路，例如普通机械或非标设备的电气配套设计，可以省略前比较简单的控制线路，例如普通机械或非标设备

51、的电气配套设计，可以省略前两步直接进展原理图设计和选用电器元件。但对于比较复杂的自动控制线路，两步直接进展原理图设计和选用电器元件。但对于比较复杂的自动控制线路，消费机械或者采用微机或电子控制的公用检测与控制系统，要求有程序预选和消费机械或者采用微机或电子控制的公用检测与控制系统，要求有程序预选和一定的加工精度、消费效率、自动显示、各种维护、缺点诊断、报警应按上述一定的加工精度、消费效率、自动显示、各种维护、缺点诊断、报警应按上述4 4步骤进展设计，以保证总装调试的顺利进展。步骤进展设计，以保证总装调试的顺利进展。 电气原理设计的方法主要有分析设计法电气原理设计的方法主要有分析设计法( (又称

52、阅历设计法又称阅历设计法) )和逻辑设计法两和逻辑设计法两种，下面将分别引见。种，下面将分别引见。 1.33第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.33 所谓分析设计法指根据消费工艺的要求选择适当的根本控制环节所谓分析设计法指根据消费工艺的要求选择适当的根本控制环节( (单单元电路元电路) )或将经过考验的成熟电路按各部分的联锁条件组合起来并加以补或将经过考验的成熟电路按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修正，以综合成满足控制要求的完好线路。当找不到现成的典型环节充和修正，以综合成满足控制要求的完好线路。当找不到现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计，将主令信号经过适

53、当的组合与变换，时，可根据控制要求边分析边设计，将主令信号经过适当的组合与变换，在一定条件下得到执行元件所需求的任务信号。设计过程中，要随时增减在一定条件下得到执行元件所需求的任务信号。设计过程中，要随时增减元器件和改动触头的组合方式，以满足拖动系统的任务条件和控制要求，元器件和改动触头的组合方式，以满足拖动系统的任务条件和控制要求，经过反复修正得到理想的控制线路。经过反复修正得到理想的控制线路。 分析设计法的特点是无固定的设计程序，设计方法简单，容易为初学分析设计法的特点是无固定的设计程序，设计方法简单，容易为初学者所掌握，对于具有一定任务阅历的电气人员来说，也能较快地完成设计者所掌握，对于

54、具有一定任务阅历的电气人员来说，也能较快地完成设计义务，因此在电气设计中被普遍采用。其缺陷是设计方案不一定是最正确义务，因此在电气设计中被普遍采用。其缺陷是设计方案不一定是最正确方案，当阅历缺乏或思索不周时会影响线路任务的可靠性。由于这种设计方案，当阅历缺乏或思索不周时会影响线路任务的可靠性。由于这种设计方法以熟练掌握各种电气控制线路的根本环节和具备一定的阅读分析电气方法以熟练掌握各种电气控制线路的根本环节和具备一定的阅读分析电气控制线路的阅历为根底，所以又称为阅历设计法。控制线路的阅历为根底，所以又称为阅历设计法。3.2.1 3.2.1 分析设计法分析设计法3.2 3.2 电气控制系统的设计

55、方法电气控制系统的设计方法1.34第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.34 阅历设计法指根据控制义务经控制系统划分为假设干控制环节，参考阅历设计法指根据控制义务经控制系统划分为假设干控制环节，参考典型控制线路设计，然后思索各环节之间的联锁关系，经过补充、修正、典型控制线路设计，然后思索各环节之间的联锁关系，经过补充、修正、综合成完好的控制线路。以下主要引见阅历设计法的根本步骤及特点。综合成完好的控制线路。以下主要引见阅历设计法的根本步骤及特点。 1. 1. 阅历设计法的根本步骤阅历设计法的根本步骤 普通的消费机械电气控制电路设计包括主电路、控制电路和辅助电路普通的消费机械

56、电气控制电路设计包括主电路、控制电路和辅助电路等的设计。等的设计。 1) 1) 主电路的设计主电路的设计主要思索电动机的启动、点动、正反转、制动及多速电动机的调速。主要思索电动机的启动、点动、正反转、制动及多速电动机的调速。 2) 2) 控制电路的设计控制电路的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，包括实现加工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，包括实现加工过程自动或半自动的控制等。过程自动或半自动的控制等。3.2 3.2 电气控制系统的设计方法电气控制系统的设计方法1.35第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.35 3) 3) 辅助电路的

57、设计辅助电路的设计 主要思索如何完善整个控制电路的设计，包括短路、过载、零压、联主要思索如何完善整个控制电路的设计，包括短路、过载、零压、联锁、照明、信号、充电测试等各种维护环节。锁、照明、信号、充电测试等各种维护环节。 4) 4) 反复审核电路能否满足设计原那么反复审核电路能否满足设计原那么 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，并逐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，并逐渐完善整个电器控制电路的设计。在详细的设计过程中常有两种作法：渐完善整个电器控制电路的设计。在详细的设计过程中常有两种作法： (1) (1) 根据消费机械的工艺要求，适中选用现有的典型

58、环节。将它们有根据消费机械的工艺要求，适中选用现有的典型环节。将它们有机地组合起来，并加以补充修正，综合成所需求的控制线路。机地组合起来，并加以补充修正，综合成所需求的控制线路。 (2) (2) 在找不到现成的典型环节时，可根据工艺要求自行设计电器元件在找不到现成的典型环节时，可根据工艺要求自行设计电器元件和触头，以满足给定的任务条件。和触头，以满足给定的任务条件。3.2 3.2 电气控制系统的设计方法电气控制系统的设计方法1.36第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.362. 2. 阅历设计的根本特点阅历设计的根本特点(1) (1) 这种方法易于掌握，运用很广，但普通不易

59、获得最正确设计方案。这种方法易于掌握，运用很广，但普通不易获得最正确设计方案。(2) (2) 要求设计者具有一定的实践阅历在设计过程中往往会因思索不周发要求设计者具有一定的实践阅历在设计过程中往往会因思索不周发生过失，影响电路的可靠性。生过失，影响电路的可靠性。(3) (3) 当线路达不到要求时，多用添加触头或电器数量的方法来加以处理，当线路达不到要求时，多用添加触头或电器数量的方法来加以处理，所以设计出的线路经常不是最简单经济的。所以设计出的线路经常不是最简单经济的。(4) (4) 需求反复修正设计草图，设计速度较慢。需求反复修正设计草图，设计速度较慢。(5) (5) 普通需求进展模拟实验。

60、普通需求进展模拟实验。(6) (6) 设计程序不固定。设计程序不固定。 3.2 3.2 电气控制系统的设计方法电气控制系统的设计方法1.37第第3 3章章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 1.37 用阅历设计法来设计继电接触式控制线路，对于同一个工艺要求往往用阅历设计法来设计继电接触式控制线路，对于同一个工艺要求往往会设计出各种不同构造的控制线路，并且较难获得最简单的线路构造。经会设计出各种不同构造的控制线路，并且较难获得最简单的线路构造。经过多年的实际和总结，工程技术人员发现，继电器控制线路中的各种输入过多年的实际和总结，工程技术人员发现，继电器控制线路中的各种输入信号和输出信号通常只