电气控制技术9-10讲

1、电气控制技术第9-10讲济南大学控制科学与工程学院2011-04-01济南大学控制科学与工程学院回顾： 电气控制电路的一般设计方法 先用一些典型电路环节拼凑起来实现某些基本要求，然后根据生产工艺要求逐步完善其功能，并加以适当的联锁与保护环节。 以龙门刨床横梁自动移动和夹紧为例济南大学控制科学与工程学院上下松紧横梁机构对电气控制系统提出如下要求：1、保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松2、横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序：(1)按向上或向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松；(2)横梁放松后，自动转换到向上或向下移动；(3)移动到需要位置后，松开按钮，横梁自动夹紧；(4)

2、夹紧后电机自动停止运动。3具有上下行程的限位保护。4横梁夹紧与横梁移动之间及正反向运动之间具有必要的联锁。济南大学控制科学与工程学院设计主电路设计基本控制电路选择控制参量、确定控制规则设计联锁保护环节、电路的完善和校核根据生产机械和工艺对电气控制电路的要求，一般设计方法设计控制电路的过程：济南大学控制科学与工程学院本课主要内容： 2.5 电气控制电路的逻辑设计方法2.5.1 逻辑运算2.5.2 逻辑函数的化简2.5.3 逻辑设计方法举例济南大学控制科学与工程学院2.5 电气控制电路的逻辑设计方法逻辑分析设计法 逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、化简、设计电路的方法。这种设计方

3、法是将控制电路中的继电器、接触器线圈的通、断，触点的断开、闭合等看成逻辑变量，并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，然后再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，根据最简式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和完善，即能获得需要的控制电路。 济南大学控制科学与工程学院 逻辑设计法较为科学，能够用必须的最少的中间记忆元件（中间继电器）的数目确定实现一个自动控制电路，以达到使逻辑电路最简单的目的，设计的电路比较简化、合理。但是当设计的控制系统比较复杂时，这种方法就显得十分繁琐，工作量也大。因此，如果将一个较大的、功能较为复杂的控制系统分成若干个互相联系的控制单元，用逻辑设计方

4、法先完成每个单元控制电路的设计，然后再用经验设计方法把这些单元电路组合起来，各取所长，也是一种简捷的设计方法。 2.5 电气控制电路的逻辑设计方法济南大学控制科学与工程学院2.5 电气控制电路的逻辑设计方法以“0”、“1”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-逻辑代数。逻辑代数(也称开关代数、布尔代数)中存在逻辑与(逻辑乘)、逻辑或(逻辑加)、逻辑非的三种基本运算，并由此而演变出一些运算规律。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。若认为供电电源不变，则触点的通断是决定因素。电器触点只存在 “1”、“0” 两种状态。利用逻辑代数可以将继电器接触器系

5、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。在设计复杂的控制电路时，逻辑设计有明显的优点。 为什么可以用逻辑设计方法？济南大学控制科学与工程学院对于继电器、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“1”状态，失电则规定为“0”状态。继电器、接触器的触点闭合状态规定为“1”状态，触点断开状态规定为“0”状态。控制按钮、开关触头闭合状态规定为“1”状态；触头断开状态规定为“0状态。继电器、接触器的触点与线圈在原理图上采用同一文字符号。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的斜体来表示，而动断触点的状态以

6、 表示。 若元件为“1”状态，则表示线圈得电，接触器吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开。得电、闭合都是“l”状态，而断开则为“0”状态。 若元件为“0”状态，则与上述相反。继电器接触器控制电路中逻辑变量的描述济南大学控制科学与工程学院用逻辑函数来表达控制元件的状态，实质是以触点的状态（以斜体的同一字符表示）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、接触器控制电路的结构。在继电接触器控制电路中，把表示触点状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量是根据输入逻辑变量经过逻辑运算得出的。输入、输出逻辑变

7、量的这种相互关系称为逻辑函数关系，也可用真值表来表示。2.5.1 逻辑运算济南大学控制科学与工程学院基本逻辑关系 (a)逻辑非 (b)逻辑与 (c)逻辑或 济南大学控制科学与工程学院 (一)逻辑与-触点串联 下图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“”表示（也可省略）。接触器的状态就是其线圈K的状态（以斜体的同一字符表示)。 电路接通，线圈K通电，则K=1； 电路断开，线圈K失电，则K0。 该图的电路就可用逻辑关系式表示为： KAB该公式的含意是：只有当A1与B1时，K1，否则便为0。对于电路来说，只有当触点A与B都闭合时，线圈K才得电，为“1”状态。 ABK济南大学控制科学与

8、工程学院 (一)逻辑与-触点串联 若将输入逻辑变量A、B与输出逻辑变量K列为表格形式，如下表所示，称为真值表。ABAB000010100111ABK济南大学控制科学与工程学院(二)逻辑或触点的并联 如下图所示的并联电路就实现逻辑或运算，逻辑或运算用符号“+”表示。要表示接触器的状态就要确定线圈K的状态。 按照下图的接线，也列出逻辑或的逻辑关系式 KA+B该公式的含意是：当A1或B1时，K1。对于电路来说，触点A或B任一个闭合时，线圈K都得电为“1”。 也可列出逻辑或状态的真值表，见下表。ABA+B000011101111ABK济南大学控制科学与工程学院(三)逻辑非STAAKAK=A0110 下

9、图表示元件状态A对接触器状态K的控制是逻辑非关系。其逻辑关系表达式为 KA该公式的含意是：当A1，A0，常闭触点A断开，则K0，线圈不得电；当A0，A1，常闭触点A闭合，则K1，线圈得电吸合。其真值表如下表所示。 有时也称： 对K是“非控制”。 以上与、或、非逻辑运算其逻辑变量不超过两个，但对多个逻辑变量也同样适用。济南大学控制科学与工程学院逻辑代数定理1、交换律 ABBA A+B=B+A2、结合律 A(BC)= ( AB )C A+(B+C)(A+B)+C3、分配律 A(B+C)= AB+ AC A+(BC) (A+B)(A+C)4、吸收律 A+AB=A A(A+B)=A A+AB=A+B

10、A+AB=A+B5、重叠律 AA = A A+A=A济南大学控制科学与工程学院6、非非律 A = A7、反演律（摩根定律） A + B = A B A B = A + B 济南大学控制科学与工程学院2.5.2 逻辑函数的化简 逻辑函数化简可以使继电器接触器电路简化，因此有重要的实际意义。这里介绍公式法化简，关键在于：熟练掌据基本定律，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。 化简时经常用到常量与变量关系： A + 0 = A A 0 = 0 A + 1 = 1 A 1 = A A + A = 1 A A = 0济南大学控制科学与工程学院举例：例1例2例3济南大学

11、控制科学与工程学院 例：对图 (a)所示电路写出逻辑函数并进行简化, K = ABC+A B C+B C+AC+BC = AC（1+B）+B C（1+A）+BC = AC+B C+BC = AC+B 化简后的电路如图 (b)所示。 (a)未化简电路图 (b)化简后的简化电路 济南大学控制科学与工程学院 利用逻辑函数来简化电路需要注意以下问题： （1）注意触点容量的限制。检查化简后触点的容量是否足够，尤其是担负关断任务的触点。 （2）注意电路的合理性和可靠性。一般继电器和接触器有多对触点，在有多余触点的情况下，不必强求化简，而应考虑充分发挥元件的功能，让电路的逻辑功能更明确。 济南大学控制科学与

12、工程学院 2.5.3 继电器开关的逻辑函数 继电器、接触器电路是开关电路，符合逻辑规律。它以按钮、触点和中间继电器等作为输入逻辑变量，进行逻辑函数运算后得出以执行元件为输出变量。通过下面简单电路对其逻辑函数表达式的规律加以说明。 图2-26(a)、(b)为两个简单的起、保、停电路 济南大学控制科学与工程学院例：图2-26（a）、（b）为两个简单的起、保、停电路。按继电接触器控制电路中逻辑变量的规定，常开触点（动合触点）的状态用相同字符来表示，而常闭触点（动断触点）的状态以逻辑非表示。则SB1为起动信号（开启），SB2为停止信号（关断），KM的动合触点为KM。 对图（a）和图（b）可分别写出逻辑

13、函数为： f K M=SB1+ SB2 KM f K M= SB2 （SB1+KM） 济南大学控制科学与工程学院 图中SB1作为开启信号X开；SB2作为关断信号X关；KM为自锁信号；则接触器KM的逻辑函数fKM的一般形式为： fKM= X开+X关KM（2-1） fKM=X关(X开+KM） （2-2） 图中的两个电路图逻辑功能相似，但从逻辑函数表达式来看: 式（2-1）中的 X开=1时，fKM=1，X关这时不起控制作用，因此这种电路称为开启从优形式； 式（2-2）中的X关=0时，fKM=0，X开这时不起控制作用，因此这种电路称为关断从优形式。一般为了安全起见，选择图（b）的关断从优形式。 起、保

14、、停电路的逻辑函数一般形式济南大学控制科学与工程学院 实际的起、保、停电路往往有很多相互限制的条件，因此需要添加起、保、停电路的联锁条件，对开启信号和关断信号增加约束条件。 例如： 铣床的自动循环工作必须在主轴旋转条件下进行； 龙门刨床的横梁必须在放松后上下移动； 龙门刨返回行程油压不足也不能停车，必须到原位停车； 车床主轴转动时要求液压泵先给齿轮箱供润滑油； 动力头主轴电动机必须在滑台停在原位时才能起动，滑台进给到需要位置时，才允许主轴电动机停止。 对开启信号及关断信号都增加了约束条件。 济南大学控制科学与工程学院 （1）开启信号： 当开启的转换主令信号不止一个，要求具备其它条件才能开启时，

15、则开启信号用X开主表示，其它条件称开启约束信号，用X开约表示。 显然，只有条件都具备才能开启，说明 X开主与X开约是“与”的逻辑关系。因而 X开=X开主X开约。 加约束条件的开启、关断信号描述济南大学控制科学与工程学院（2）关断信号：当关断信号不止一个，要求具备其它条件才能关断时，则关断信号用X关主表示，其它条件称为关断的约束信号，以X关约表示。 显然，X关主与X关约全为“0”时，才能关断，所以X关主与X关约是“或”的关系。因而 X关=X关主X关约。加约束条件的开启、关断信号描述济南大学控制科学与工程学院起、保、停电路的逻辑函数扩展形式：fKM= X开主X开约+（X关主X关约）KM （2-3）

16、fKM=（X关主X关约)（X开主X开约+KM）（2-4） fKM= X开+X关KM （2-1） fKM=X关(X开+KM） （2-2）起、保、停电路的逻辑函数一般形式开启从优关断从优X开=X开主X开约 X关=X关主X关约济南大学控制科学与工程学院根据式（2-3）和（2-4）可设计具有开启条件和关断条件的动力头主轴电动机起、保、停电路。若滑台在原位，压行程开关ST1运行；若滑台进给到需要位置时，压行程开关ST2停止。而起动按钮为SB1，停止按钮为SB2。其中：X开主SB1，X开约ST1， X关主SB2，X关约ST2。fKMSB1ST1（SB2ST2）KMfKM（SB2ST2）（SB1ST1KM）

17、 上述两式对应的电路如图2-27（a）、（b）所示。 fKM= X开主X开约+（X关主X关约）KM(2-3)fKM=（X关主X关约)（X开主X开约+KM） (2-4)济南大学控制科学与工程学院图2-27(a)、(b)动力头控制电路 fKMSB1ST1（SB2ST2）KMfKM（SB2ST2）（SB1ST1KM）济南大学控制科学与工程学院逻辑设计方法的一般步骤逻辑设计法可以使电路简化，充分利用电气元件来得到较合理的电路。对复杂电路的设计，特别是生产自动线、组合机床等控制电路的设计，采用逻辑设计法比经验设计法更为方便、合理。逻辑设计法的一般步骤：（1）充分研究加工工艺过程，作出工作循环图或工作示意

18、图；（2）按工作循环图作出执行元件及检测元件状态表；济南大学控制科学与工程学院 （3）根据状态表，设置中间记忆元件，并列写中间记忆元件及执行元件逻辑函数式； （4）根据逻辑函数式建立电路结构图； （5）进一步完善电路，增加必要的连锁、保护等辅助环节，检查电路是否符合原控制要求，有无寄生回路，是否存在触点竞争现象等。完成以上五步，则可得到一张完整的控制原理图。 济南大学控制科学与工程学院仍以龙门刨床横梁升降介绍逻辑设计法设计自动控制电路。用逻辑设计法进行电路设计举例上下松紧济南大学控制科学与工程学院龙门刨床横梁升降移动是按上升按钮SBl或下降按钮SB2实现。首先横梁夹紧电机M2由接触器KM4控制

19、向放松方向运行，完全放松后碰行程开关STl，控制接触器KMl或KM2动作，然后升降电机M1驱动横梁上升或下降；当到达需要位置时手松开按钮SBl或SB2，横梁停止升降移动，由接触器KM3控制自动夹紧，ST1复位；当夹紧力达到一定程度时，过电流继电器KA3动作，夹紧电机停止工作。以下按前面介绍的五个步骤内容进行设计。 用逻辑设计法进行电路设计举例济南大学控制科学与工程学院1按上述工艺过程可列出工艺循环图 图中：SBlSB2中的“”表示“或”。济南大学控制科学与工程学院2根据工作循环图列出状态表状态表是按照工艺循环图的顺序把各程序输入信号（检测元件）的状态、中间元件状态和输出的执行元件状态用“0”，

20、“1”表示出来，列成表格形式。 元件处于原始状态为“0”状态，受激状态（开关受压动作，电器吸合）为“1”状态。 将各程序元件状态一一填入，若一个程序之内状态有12次变化，则用 、 或 、 。根据上面规定列出状态表2-4。 济南大学控制科学与工程学院表2-4龙门刨床横梁升降状态表 程序名称执行元件状态检测元件状态转换主令信号KM1KM2升/降KM3夹紧KM4放松ST1KA3SB1SB20原位0 / 000000/01放松0 / 001001/1SB1/SB22上升/下降1 / 100101/1ST13夹紧0 / 0100/0SB1/SB24停止0 / 00000/0KA3济南大学控制科学与工程学

21、院 3根据状态表设置中间记忆元件，并列写中间记忆元件逻辑函数式及执行元件逻辑函数式 （1）找出特征数 特征数是在各个程序中由检测元件状态构成的二进制数，检测元件分别为ST1、KA3和SB1/SB2。 根据表2-4，各程序特征数如下表2-4-1。 济南大学控制科学与工程学院表2-4-1 特征数表* 程序名称ST1KA3SB1SB2特征数0原位000/00001放松001/10012上升/下降101/11013夹紧0/01101000001100100004停止00/0010000济南大学控制科学与工程学院程序名称执行元件状态检测元件状态转换主令信号KM1KM2升/降KM3夹紧KM4放松ST1KA

22、3SB1SB20原位0 / 000000/01放松0 / 001001/1SB1/SB22上升/下降1 / 100101/1ST13夹紧0 / 0100/0SB1/SB24停止0 / 00000/0KA3特征数001101110100000010000济南大学控制科学与工程学院 （2）决定待相区分组 特征数决定了检测元件的状态也决定了电路的输出状态。不同的程序之间，特征数不能相同。从表2-4-1可知，如果程序与程序之间的特征数相同，就意味着相同的输入，对应于不同的输出结果，且这些不同的结果是不确定的，这是进行控制系统设计中不允许存在的现象。 本例中第三程序的000与第四程序的000特征数相同，

23、程序与程序间的特征数相同称为待相分区组，特征数互不相同的程序叫做相分区组。因此，必须将待相分区组增加新的特征数，使其成为相分区组。 济南大学控制科学与工程学院 （3）设置中间记忆元件中间继电器，使待相区分组成为相区分组 第三程序和第四程序中都有特征数000，为待相分区组，因此必须设置中间继电器K来增加特征数。 若第三程序K为1，第四程序K为0，则将待相区分组转化为相区分组。 原特征数 K 新特征数 第三程序 000 1 0001 第四程序 000 0 0000 由于KM3本身就具有记忆功能，可用KM3替代K，以省去一中间继电器。由表2-4可知，由KM3、ST1、KA3和SB1/SB2组成100

24、0特征数，因而第三程序一定要自锁。 济南大学控制科学与工程学院 （4）列出中间元件和输出元件的逻辑函数式 在前面已经介绍过两种逻辑函数表达式（2-3）、（2-4）如下： fKM= X开主X开约+（X关主X关约）KM(2-3) fKM= （X关主X关约）（X开主X开约+KM）(2-4) 列出逻辑函数首先应根据状态表，找出该输出元件工作的区域，输出元件的工作区域以开启边界线和关断边界线为界。由表2-4可知，输出元件在某程序开启通电，则对应该程序的上横线为开启边界线；在某程序关断，则对应该程序的下横线为关断边界线，元件在开关边界线内应为“1”，在边界线外应为“0”。 济南大学控制科学与工程学院表2-

25、4龙门刨床横梁升降状态表 程序名称执行元件状态检测元件状态转换主令信号KM1KM2升/降KM3夹紧KM4放松ST1KA3SB1SB20原位0 / 000000/01放松0 / 001001/1SB1/SB22上升/下降1 / 100101/1ST13夹紧0 / 0100/0SB1/SB24停止0 / 00000/0KA3济南大学控制科学与工程学院 列写逻辑函数表达式的关键是找出开启线和关断线、X开主和X开约信号、X关主和X关约信号。 X开主信号如果主令信号由常态变成受激，则取其常开（动合）触点，若相反则取其常闭（动断）触点； X关主信号如果主令信号由常态变成受激，则取其常闭（动断）触点，若相反

26、则取其常开（动合）触点； X开约信号原则上应取开启线近旁的“1”状态而开关边界线外尽量为“0”状态的输入变量； X关约信号原则上应取关断线近旁的“0”状态而开关边界线外尽量为“1”状态的输入变量。 济南大学控制科学与工程学院 列出的逻辑函数必须保证输出元件在开关边界线内应为“1”，在边界线外应为“0”，这是确定逻辑函数的依据。 至于是否加自锁环节则应根据X开主X开约为“1”的范围而定: 若在开关边界线内X开主X开约不能保持“1”状态（即为短信号），则要加自锁环节； 若在开关边界线内X开主X开约始终保持“1”状态（即为长信号）则不需要自锁。 下面对四个输出元件KM1、KM2、KM3和KM4写出逻

27、辑函数表达式。济南大学控制科学与工程学院输出元件KM4，功能为横梁放松。根据表2-4得出工作区域为第一程序。开启边界线上SB1或SB2，开启状态由常态到受激，因此取其常开触点， X开主=（SB1+SB2）。关断边界线上为STl受激，因此取其常闭触点为 X关主 。SB1或SB2为长信号，无须自锁,即KM4=0。则由2-4式得出：fKM4(X关主+ X关约)(X开主. X开约+KM) (SBl十SB2) (2-5)fKM= （X关主X关约）（X开主X开约+KM）(2-4)济南大学控制科学与工程学院 输出元件KMlKM2，功能为横梁上升下降。 工作区域为第二程序。横梁上升的开启边界线上ST1处于受激

28、状态，所以取ST1常开触点（动合）状态，即X开主ST1；为了防止升、降按钮同时按压的误操作，将SB2的常闭触点（动断）的状态作为 X开约SB2 。在开关边界线内X开主X开约ST1 SB2 1，因此不需要自锁环节,KM=0；关断边界线上 SB1受激变为常态，取其常开触点（动合）状态，即X关主 SB1。KM2的逻辑函数式原理上与此相同，只是选择SB2为下降按钮。得出以下两式： fKMl ST1 SB2 SB1 （2-6） fKM2 ST1 SB1 SB2 （2-7）fKM= （X关主X关约）（X开主X开约+KM）(2-4)济南大学控制科学与工程学院 输出元件KM3，功能为横梁夹紧。 工作区域为第三

29、程序。横梁上升开启边界线上SBl由受激转为常态，取常闭触点，即X开主 SBl，X开约ST1 SB2 ；同理， 横梁下降时开启边界线上SB2由受激转为常态，取常闭触点，即X开主 SB2 ，X开约=ST1 SBl 。 由于STl在开关边界内由1变0，因此需要KM3自锁。在关断边界线上KA3由常态到受激，因此取常闭触点，即X关主=KA3。分别根据式（2-3）和（2-4）可得 fKM3SB1SB2ST1KA3KM3（2-8）fKM3KA3(SB1SB2ST1+KM3)（2-9）fKM= X开主X开约+（X关主X关约）KM (2-3)开启从优fKM= （X关主X关约）（X开主X开约+KM）(2-4) 关

30、断从优济南大学控制科学与工程学院 在式（2-9）关断优先形式中，夹紧电机M2起动时KA3动作，KA3的常闭触点断开而使X开主X开约不起作用，fKM3 为“0”。只有选择式（2-8）开启优先形式方可使fKM3在开启线内为“1”。 对式（2-8）进行化简。由状态表可知SB1SB2 在开关线内一直为“1”值的变化，因此将上式演变为： fKM3ST1SB1SB2+KA3KM3SB1SB2 (ST1+KA3KM3)SB1SB2 （2-10） fKM3SB1SB2ST1KA3KM3（2-8）fKM3KA3(SB1SB2ST1+KM3)（2-9）济南大学控制科学与工程学院fKM4 (SBl十SB2) (2-

31、5) fKMl ST1 SB2 SB1 （2-6） fKM2 ST1 SB1 SB2 （2-7）fKM3 (ST1+KA3KM3)SB1SB2 （2-10） 4画电路图 按上面求出的逻辑函数式画电路图，这时应注意元件的触点数。济南大学控制科学与工程学院 例如，以上4式中有3个式中都有ST1，一个行程开关可能没有这么多触点，这时可利用中间继电器增加等效触点，或者分析可否找到等位点。对于上面的式子只要将STl置于最上面位置，成为KMl、KM2、KM3公共通路，则ST1将包含在这三个逻辑函数式内。因为将ST1合并，也就是将KM3的关断信号KA3KM3与ST1并联，并联后要分析其影响。由于KM1、KM

32、2不工作时，SB1、SB2为0，因此这样并联对KM1、KM2无影响，但可节省ST1的一对常闭触点。其电路如图2-29所示。 fKM4 (SBl十SB2) (2-5) fKMl ST1 SB2 SB1 （2-6） fKM2 ST1 SB1 SB2 （2-7）fKM3 (ST1+KA3KM3)SB1SB2 （2-10）济南大学控制科学与工程学院图2-29 横梁升降电路图* 济南大学控制科学与工程学院 图2-29中SB1、SB2的触点是两对常开、两对常闭，数量太多，元件难以满足要求，同时控制按钮到开关柜的距离也很远，穿线太多，应予简化。 若KSB1SB2 则 KSB1SB2 SB1SB2 fKM1S

33、T1SB2SB1 ST1（SB1SB2SB2）SB2 ST1（SB1SB2）SB2 ST1KSB2（2-11） 同理可得： fKM2ST1KSB1 （2-12）济南大学控制科学与工程学院 fKM3（ST1+KA3KM3）SB1SB2 （ST1+KA3KM3）K（2-13） fKM4（SB1SB2）ST1 KST1（2-14）根据以上关系作电路如图2-30所示。 济南大学控制科学与工程学院 KSB1SB2fKM1=ST1KSB2fKM2ST1KSB1 fKM3（ST1+KA3KM3）KfKM4 KST1图2-30 横梁升降电路图 济南大学控制科学与工程学院5进一步完善电路 加上必要的连锁保护等辅

34、助措施，校验电路在各种状态下是否满足工艺要求，其他保护、联锁、互锁等在经验设计法中已叙述。最后得到完整控制电路图如图2-31所示。 济南大学控制科学与工程学院图2-31 完整的横梁升降电路图 济南大学控制科学与工程学院 学习逻辑设计法能加深对电路的分析与理解，有助于弄清电气控制系统中输入与输出的作用与相互关系，认识到继电接触器控制电路设计的实质，对以后学习可编程控制器打下良好的基础。 济南大学控制科学与工程学院 电气控制系统的工艺设计 在完成电气原理设计及电气元件选择之后，就应进行电气控制的工艺设计。工艺设计的目的是为了满足电气控制设备的制造和使用要求。 工艺设计内容包括： （1）电气控制设备

35、总体配置，即总装配图、总接线图。 （2）各部分的电器装配图与接线图，并列出各部分的元件目录、进出线号以及主要材料清单等技术资料。 （3）编写使用说明书。 济南大学控制科学与工程学院一、电气设备总体配置设计 各种电动机及各类电气元件根据各自的作用，都有一定的装配位置，在构成一个完整的自动控制系统时，必须划分组件。以龙门刨床为例，可划分机床电器部分（各拖动电动机，抬刀机构电磁铁，各种行程开关和控制站等）、机组部件（交磁放大机组，电动发电机组等）以及电气箱（各种控制电气、保护电器、调节电器等等）。根据各部分的复杂程度又可划分成若干组件，如印制电路组件、电器安装板组件、控制面板组件，电源组件等。同时要

36、解决组件之间，电气箱之间以及电气箱与被控制装置之间的连线问题。 济南大学控制科学与工程学院1划分组件的原则 （1）功能类似的元件组合在一起。例如用于操作的各类按钮、开关、键盘、指示检测、调节等元件集中为控制面板组件，各种继电器、接触器、熔断器、照明变压器等控制电器集中为电气板组件，各类控制电源、整流、滤波元件集中为电源组件等。 （2）尽可能减少组件之间的连线数量，接线关系密切的控制电器置于同一组件中。 （3）强弱电控制器分离，以减少干扰。 （4）力求整齐美观，外形尺寸、重量相近的电器组合在一起。 济南大学控制科学与工程学院 （5）便于检查与调试，需经常调节、维护和易损元件组合在一起。2电气控制

37、设备的各部分及组件之间的接线方式 （1）电器板、控制板，机床电器的进出线一般采用接线端子（按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端子）。 （2）电器箱与被控制设备或电气箱之间采用多孔接插件，便于拆装、搬运。 （3）印制电路板及弱电控制组件之间宜采用各种类型标准接插件。 济南大学控制科学与工程学院 总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式来表达的。图中应以示意形式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系，走线方式及使用管线要求等。 总装配图、接线图是进行分部设计和协调各部分组成一个完整系统的依据。总体设计要使整个系统集中、紧凑，同时在场地允许条件下，对发热厉害、噪声和振动大的电气部件，

38、如电动机组、起动电阻箱等尽量放在离操作者较远的地方或隔离起来；对于多工位加工的大型设备，应考虑两地操作的可能；总电源紧急停止控制应安放在方便而明显的位置。总体配置设计合理与否将影响到电气控制系统工作的可靠性，并关系到电气系统的制造、装配、调试、操作以及维护是否方便。 济南大学控制科学与工程学院二、元件布置图的设计及电器部件接线图的绘制 总体配置设计确定了各组件的位置和连线后，就要对每个组件中的电气元件进行设计，电气元件的设计图包括布置图、接线图、电气箱及非标准零件图的设计。 1电气元件布置图 电气元件布置图是依据总原理图中的部件原理图设计的，是某些电器元件按一定原则的组合。布置图是根据电器元件的外形绘制，并标出各元件间距尺寸。每个电气元件的安装尺寸及其公差范围，应严格按产品手册标准标注，作为底板加工依据，以保证各电器的顺利安装。 济南大学控制