ch2-典型电气控制系统及设计-1

第2章典型电气控制系统分析及设计检测与控制教研室罗璠主要内容2.1电气控制图相关的国家标准2.2电气原理图绘制与阅读分析2.3电气控制系统的基本规律2.4典型电机控制线路2.5典型设备的电气控制2.6电气控制系统的设计方法2.1电气控制图相关的国家标准一、电气控制图1、概念

2、作用按照国家标准规定的图形和文字符号表示电气控制系统中的各电气元件及其相互连接关系的图。电气控制图系统设计系统分析安装调试使用、维修2.1电气控制图相关的国家标准3、常用电气控制图种类根据电气设备的工作原理，用规定的图形及文字符号，详细表示系统及其设备的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置、物理尺寸和形状。（1）电气原理图供详细了解系统组成、结构，研究分析电路控制原理及其工作过程。2.1电气控制图相关的国家标准3、常用电气控制图种类根据电气设备或元件实际位置和实际接线电路，用规定的图形及文字符号绘制而成。（2）电气安装图主要为电气设备的制造、安装、维修提供资料位置图接线图：用于表示成套装置中各种电器件之间相互连接关系的图。位置图（电器元件布置图或排列图）：采用正投影法绘制，用于表明系统或设备中各种电器件的实际位置，不考虑器件功能以及相互连接关系。①体积大和较重的电器设备应安装在电器安装板的下方，而发热元器件应安装在电器安装板的上面。②强电、弱电应分开，强电要加防护，弱电应加屏蔽。③需要经常维护、检修、调整的电器元件应安装于便于操作的位置，不宜过高或过低。④电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称，不宜过密，应留有一定间距，便于散热和维护。各电器用形状或简化形状表示主要尺寸应标注接线图：用于表示成套装置中各种电器件之间相互连接关系的图。各设备单元、电器、元件或组件可用简单的外形或简化图形，也可用GB/T4728中的图形符号。各设备单元、电器、元件或组件的位置不必对应其物理位置。各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。不在同一控制柜、控制屏等控制单元上的电器零件之间的电气连接必须通过端子板进行，并标明去向。在接线图中布线方向相同的导线可用线束表示，连接导线应注明导线的规格(数量、截面积等)；2.1电气控制图相关的国家标准二、相关国家标准1、相关国家标准简介GB/T4728-2008《电气简图用图形符号》GB7l59-87《电气技术中的文字符号制定通则》GB/T6988-86《电气技术用文件的编制》GB/T20939-2007《技术产品及技术产品文件结构原则-字母代码-按项目用途和任务划分的主类和子类》2.1电气控制图相关的国家标准二、相关国家标准2、使用原则如采用上述标准中未规定的图形符号，须加以说明。当标准中给出几种形式时，选择符号应遵循以下原则：1、应尽可能采用优选形式；2、在满足需要的前提下，应尽量采用最简单形式；3、在同一图号的图中使用同一种形式。2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求1、原理图一般分：主电路（动力电路）、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。电源电路水平绘制；主电路：电源到电机之间的大电流电路。主电路垂直电源线路绘制；其他电路垂直于两电源线之间绘制；触头在上、耗能元件在下。CW6132车床电气原理图2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求2、所有电器的可动部分均按其原始状态画出。按钮、行程开关触头：无外力作用；继电器接触器触头：线圈不通电；CW6132车床电气原理图控制器按手柄：处于零位时的状态；2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求3、各电路中各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。CW6132车床电气原理图2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求4、为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、信号电路、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。CW6132车床电气原理图2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求5、各电气元件和部件在控制电路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。CW6132车床电气原理图同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用同一文字符号标明。2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求6、尽量减少线条数量，避免线条交叉。CW6132车床电气原理图空心圆点：可拆卸或测试点；实心圆点：有直接电联系的交叉导线连接点；不画圆点：无直接电联系的交叉点。2.2电气原理图绘制与阅读分析一、电气原理图绘制基本要求7、对非电气控制和人工操作的电器：用相应的图形符号表示其操作方式。CW6132车床电气原理图8、对于电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。2.2电气原理图绘制与阅读分析二、图幅分区的基本原则项目和连接线的位置表示方式：①用行的代号（拉丁字母）；②用列的代号（阿拉伯数字）；③用区的代号表示（字母和数字的组合：字母左，数字右）。坐标系：横坐标：阿拉伯数字纵坐标：拉丁字母（可省略）在图的顶部标明各图区电路的作用2.2电气原理图绘制与阅读分析三、符号索引的基本原则符号索引表：在继电器、接触器线圈下方列出的说明该线圈对应触点的位置的表格。接触器索引表左栏中栏右栏主触头所在图区号辅助常开触头所在图区号辅助常闭触头所在图区号继电器索引表左栏右栏常开触头所在图区号常闭触头所在图区号使用了几个触头就列几行未使用的触头用“X”表示使用了几个触头就列几行未使用的触头用“X”表示2.2电气原理图绘制与阅读分析四、技术数据标注的基本原则电气元件的数据和型号，一般用小号字体标注在电器代号下面。动作电流整定值应标注电源电压、频率、相数等导线直径额定功率及额定转速2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法电气线路一般由以下元件组成：●执行元件：主要用来操纵机器的执行机构。

电动机、电磁离合器、电磁阀、电磁铁等。●信号元件：用于把控制线路以外的其它物理量、非电量（如机械位移、压力等）的变化转化为电信号或实现电信号的变换，以作为控制信号。在某些情况下，信号元件可用来直接控制执行元件。

压力继电器、电流继电器和主令电器等。2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法●控制元件：对信号元件的信号以及自身的触头信号进行逻辑运算，以控制执行元件按要求工作。

接触器、继电器等。●附加元件：主要用来改变执行元件（特别是电动机）的工作特性。

电阻器、电抗器及各类起动器等。2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法1、查线读图法了解生产工艺与执行元件的关系分析主电路分析控制电路机械设备要完成哪些动作？这些动作之间有什么联系？各动作与执行元件之间是关系？执行元件（电动机）控制元件（触点、电阻）分析功能（正反转、制动、调速控制环节）依次分析各控制环节（根据主电路中的控制元件的主触点）信号元件控制元件执行元件机械装置从左向右从上向下2.2电气原理图绘制与阅读分析CW6132车床电气原理图CW6132车床电气设备布置图CW6132车床控制盘布置图2.2电气原理图绘制与阅读分析CW6132车床接线图CW6132车床电气原理图CW6132车床控制盘布置图QS1QS2.2电气原理图绘制与阅读分析CW6132车床电气原理图CW6132车床电气设备布置图了解生产工艺与执行元件的关系机械设备要完成哪些动作？这些动作之间有什么联系？各动作与执行元件之间是关系？2.2电气原理图绘制与阅读分析CW6132车床电气原理图分析主电路执行元件（电动机）控制元件（触点、电阻）分析功能（正反转、制动、调速控制环节）2.2电气原理图绘制与阅读分析CW6132车床电气原理图分析控制电路依次分析各控制环节（根据主电路中的控制元件的主触点）信号元件控制元件执行元件机械装置从左向右从上向下2.2电气原理图绘制与阅读分析主拖动电动机与润滑泵电动机的联锁控制线路主拖动电动机润滑泵电动机2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法2、逻辑代数法通过对电路的逻辑表达式的运算来分析控制电路；其关键是正确写出电路的逻辑表达式。优点：缺点：可借助计算机进行辅助分析。各电气元件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然。对复杂电气线路，其逻辑表达式很繁琐、冗长。“逻辑”与“触点”的关系

①“逻辑与”与触点的串联

ⅰ“逻辑与”

C=A•Bⅱ常开触点

J=X1•X2JX1X2“与”控制的实质是：若干个输入信号同时满足时，受控电路才有输出；只要有一个或一个以上输入信号不满足，则该电路无输出。即：

J=X1•X2••••••Xn2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法2、逻辑代数法2.2电气原理图绘制与阅读分析五、电气原理图阅读分析方法2、逻辑代数法

②

“逻辑或”与触点的并联

ⅰ“逻辑或”C=A+Bⅱ常开触点J=X1+X2“或”控制的实质是：若干个输入信号中，只要有一个、一个以上、甚至是全部输入信号满足时，受控电路就有输出；只有全部输入信号都不满足时，该电路才无输出。即：

J=X1+X2+••

•

•

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+X