电气控制设计的基本任务、要求与内容

1、YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务3 3电气控制系统的设计电气控制系统的设计 前两章掌握了一些典型单元控制电路和对典型生前两章掌握了一些典型单元控制电路和对典型生产机械电气控制系统进行了分析，在此基础上，本章产机械电气控制系统进行了分析，在此基础上，本章讨论电气控制系统的设计过程。电气控制系统设计要讨论电气控制系统的设计过程。电气控制系统设计要求具有较丰富的实践经验。这里仅讨论设计中的一般求具有较丰富的实践经验。这里仅讨论设计中的一般共性问题。讨论继电器共性问题。讨论继电器-接触器控制电路的设计方法，接触器控制电路的设计方法，同

2、时为学习同时为学习PLC控制系统打下良好的基础。控制系统打下良好的基础。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务3.1 电气控制设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务是根据生产机械电气控制系统设计的基本任务是根据生产机械对控制系统的要求，设计和编制出设备制造和使用对控制系统的要求，设计和编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料，包括电气原理图、维修过程中所必须的图纸、资料，包括电气原理图、电气元器件布置图、安装接线图等，编制外购元器电气元器件布置图、安装接线图等，编制外购元器件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等资料。件目录

3、、单台材料消耗清单、设备说明书等资料。3.1.1 电气控制系统设计的基本要求电气控制系统设计的基本要求YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务由于系统从初步设计、技术设计到产品设计过由于系统从初步设计、技术设计到产品设计过程中的每一个环节都与产品质量和成本密切相关，程中的每一个环节都与产品质量和成本密切相关，因此设计工作首先要树立科学的设计思想，树立工因此设计工作首先要树立科学的设计思想，树立工程实践的观点。正确的设计思想和工程观点是高质程实践的观点。正确的设计思想和工程观点是高质量完成设计任务的保证。电气控制系统设计的基本量完成设计

4、任务的保证。电气控制系统设计的基本要求是：要求是： 熟悉所设计设备的总体技术要求及工作过程，熟悉所设计设备的总体技术要求及工作过程，取得电气设计的依据，最大限度地满足生产机械和取得电气设计的依据，最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求。工艺对电气控制系统的要求。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务 优化设计方案，妥善处理机械与电气的关系，优化设计方案，妥善处理机械与电气的关系，通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计方案，在满足要求的前提下，设计简单合理、技术先方案，

5、在满足要求的前提下，设计简单合理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。进、工作可靠、维修方便的电路。 正确合理地选用电器元件，尽可能减少元件正确合理地选用电器元件，尽可能减少元件的品种和规格。的品种和规格。 取得良好的取得良好的MTBF（平均无故障时间）指标，平均无故障时间）指标，确保使用的安全可靠。确保使用的安全可靠。 谨慎积极地采用新技术、新工艺。谨慎积极地采用新技术、新工艺。 设计中贯彻最新的国家标准。设计中贯彻最新的国家标准。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务3.1.2 电气控制系统设计的基本内容电气控制系统设计的基本

6、内容和设计步骤和设计步骤 以电力拖动控制系统设计为例，电气控制系统以电力拖动控制系统设计为例，电气控制系统的设计包含原理设计与工艺设计两个基本部分，现的设计包含原理设计与工艺设计两个基本部分，现分述如下：分述如下：3.1.2.1 电气控制系统的原理设计电气控制系统的原理设计电气控制系统原理设计内容主要包括：电气控制系统原理设计内容主要包括：（1）拟订电气控制设计任务书（技术条件）拟订电气控制设计任务书（技术条件） YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务设计任务书是整个系统设计的依据，又是今后设计任务书是整个系统设计的依据，又是今后设

7、备竣工验收的依据，以技术协议形式予以确定。设备竣工验收的依据，以技术协议形式予以确定。电气控制设计任务书中，除简要说明所设计设电气控制设计任务书中，除简要说明所设计设备的型号、用途、工艺过程、动作要求，传动参数、备的型号、用途、工艺过程、动作要求，传动参数、工作条件外还应说明以下主要技术指标及要求：工作条件外还应说明以下主要技术指标及要求： 控制精度、生产效率要求；控制精度、生产效率要求； 电气传动基本特性如运动部件数量、用途，电气传动基本特性如运动部件数量、用途，动作顺序，负载特性、调速指标、起动、制动要求；动作顺序，负载特性、调速指标、起动、制动要求； 自动化程度要求；自动化程度要求； 稳

8、定性及抗干扰要求；稳定性及抗干扰要求；YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务 联锁条件及保护要求；联锁条件及保护要求； 电源种类、电压等级、频率及容量等要；电源种类、电压等级、频率及容量等要； 目标成本与经费限额；目标成本与经费限额； 验收标准及验收方式；验收标准及验收方式；其它要求如设备布局、安装要求、操作台布置、其它要求如设备布局、安装要求、操作台布置、照明、信号指示、报警方式等等。照明、信号指示、报警方式等等。（2）选择拖动方案与控制方式）选择拖动方案与控制方式所谓电力拖动方案是指根据生产机械的结构、生所谓电力拖动方案是指根据

9、生产机械的结构、生产工艺要求，确定电动机的类型、数量、传动方式等。产工艺要求，确定电动机的类型、数量、传动方式等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务例如，在研制某些高效率专用加工机床时，可例如，在研制某些高效率专用加工机床时，可以采用交流拖动也可以采用直流拖动，可用集中拖以采用交流拖动也可以采用直流拖动，可用集中拖动也可以采用分散拖动，要根据以上各方面因素综动也可以采用分散拖动，要根据以上各方面因素综合考虑、比较作出选择。合考虑、比较作出选择。拖动方案确定之后，采用什么方法去实现这些拖动方案确定之后，采用什么方法去实现这些控制要

10、求就是控制方式的选择问题。控制要求就是控制方式的选择问题。随着电气技术、电子技术、计算机技术、检测随着电气技术、电子技术、计算机技术、检测技术以及自动控制理论的迅速发展和机械结构与工技术以及自动控制理论的迅速发展和机械结构与工艺水平的不断提高，已使生产机械电力拖动的控制艺水平的不断提高，已使生产机械电力拖动的控制方式发生了深刻的变革。方式发生了深刻的变革。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务从传统的继电从传统的继电- -接触器控制向顺序控制、可编接触器控制向顺序控制、可编程逻辑控制、计算机联网控制等方面发展，各种新程逻辑控制、计算

11、机联网控制等方面发展，各种新型的工业控制器及标准系列控制系统也不断出现，型的工业控制器及标准系列控制系统也不断出现，可供选择的控制方式较多，系统复杂程度差异也很可供选择的控制方式较多，系统复杂程度差异也很大。大。 （3）确定电动机的类型、容量、转速，并选）确定电动机的类型、容量、转速，并选择具体型号择具体型号 拖动方案决定以后，就可以进一步选择电动机拖动方案决定以后，就可以进一步选择电动机的类型、数量、结构形及容量、额定电压与额定转的类型、数量、结构形及容量、额定电压与额定转速等要求。电动机选择的基本原则是：速等要求。电动机选择的基本原则是：YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.

12、1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务 电动机的机械特性应满足生产机械提出的要电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载特性相适应，以保证加工中运行稳定求，要与负载特性相适应，以保证加工中运行稳定并具有一定的调速范围与良好的起动、制动性能。并具有一定的调速范围与良好的起动、制动性能。 工作过程中电动机容量能得到充分利用，即工作过程中电动机容量能得到充分利用，即温升尽可能达到或接近额定温升值。温升尽可能达到或接近额定温升值。 电动机的结构形式应满足机械设计的安装要电动机的结构形式应满足机械设计的安装要求，并能适应周围环境工作条件。求，并能适应周围环境工作条件。在满足设计要求情况

13、下优先考虑采用结构简单，在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单，价格便宜，使用维护方便的交流异步电动机。价格便宜，使用维护方便的交流异步电动机。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务正确选定电动机容量是电动机选择中的关键问正确选定电动机容量是电动机选择中的关键问题。题。电动机容量计算的基本步骤是：首先根据生产电动机容量计算的基本步骤是：首先根据生产机械提供的功率负载图机械提供的功率负载图p=f（t）或转矩负载图或转矩负载图M=f（t），），预选一台电动机，然后根据负载进行发热校预选一台电动机，然后根据负载进行发热校验，将校验结果与

14、预选电动机参数进行比较，若发验，将校验结果与预选电动机参数进行比较，若发现预选电动机的额定容量太大或太小，再重新选择，现预选电动机的额定容量太大或太小，再重新选择，直到电动机容量得到充分利用（电动机的稳定温升直到电动机容量得到充分利用（电动机的稳定温升接近其额定温升），最后再校验其过载能力与起动接近其额定温升），最后再校验其过载能力与起动转矩是否满足拖动要求。转矩是否满足拖动要求。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务（4）设计电气控制原理框图，确定各部分之间）设计电气控制原理框图，确定各部分之间的关系，拟订各部分技术要求。的关系，

15、拟订各部分技术要求。（5）设计并绘制电气原理图，计算主要技术参）设计并绘制电气原理图，计算主要技术参数。数。（6）选择电气元件，制订元器件目录清单。）选择电气元件，制订元器件目录清单。（7）编写设计说明书。）编写设计说明书。 电气原理图是整个设计的中心环节，因为它是电气原理图是整个设计的中心环节，因为它是工艺设计和制订其它技术资料的依据。工艺设计和制订其它技术资料的依据。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务 3.1.2.2 电气控制系统的工艺设计电气控制系统的工艺设计 工艺设计的主要目的是便于组织电气控制装置的工艺设计的主要目的是

16、便于组织电气控制装置的制造，实现原理设计要求的各项技术指标，为设备的制造，实现原理设计要求的各项技术指标，为设备的调试、维护、使用提供必要的图纸资料。工艺设计主调试、维护、使用提供必要的图纸资料。工艺设计主要内容是：要内容是：（1）根据电气原理图及选定的电器元件，设计电）根据电气原理图及选定的电器元件，设计电气设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装配图及气设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装配图及总接线图。总接线图。总图应反映出电动机、执行电器、电器箱各组件、总图应反映出电动机、执行电器、电器箱各组件、操作台、电源以及检测元件的分布状况和各部分之间操作台、电源以及检测元件的分布状况和各部分之

17、间的接线关系与联接方式。的接线关系与联接方式。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务（2）按照原理框图或划分的组件，对总原理图）按照原理框图或划分的组件，对总原理图进行编号，绘制各组件原理图，列各部分的元件目进行编号，绘制各组件原理图，列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。录表，并根据总图编号统计出各组件的进出线号。（3）根据组件原理电路及选定的元件目录表，）根据组件原理电路及选定的元件目录表，设计组件装配图（电器元件布置与安图）、接线图，设计组件装配图（电器元件布置与安图）、接线图，图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。（4）根据组件装配要求，绘制电器安装板和非）根据组件装配要求，绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图纸，标明技术要求。标准的电器安装零件图纸，标明技术要求。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.1 电气控制设计的基本任务电气控制设计的基本任务 （5）设计电气箱。）设计电气箱。根据组件尺寸及安装要求确定电气箱结构与外形根据组件尺寸及安