模块五 电气控制线路的绘制与设计

课题一电气控制线路的绘制课题二电气控制线路的设计熟悉绘制识读电气图的一般规则，正确绘制识读电力拖动控制线路常用的电气图。学习目标课题一电气控制线路的绘制工作任务电气图是根据国家标准规定的图形符号和文字符号，按照一定的制图规则绘制的。本课题的工作任务是正确识读和绘制电力拖动控制线路常用的电气图。相关知识一、电气制图的一般规定１．图纸幅面图纸幅面按标准规定可分为两类，一类是优先采用的基本幅面，其代号及对应的尺寸关系如图所示、见表；另一类是按需要加长后的幅面，其代号及对应的尺寸见表。基本幅面的尺寸关系图纸基本幅面的尺寸加长图纸幅面的尺寸２．图纸幅面的分区分区时注意以下问题：（１）分区数应为偶数。（２）每个分区内的编号，应从标题栏相对的左上角开始，竖边方向用大写拉丁字母依次连续编号，横边方向用阿拉伯数字依次连续编号。（３）区域代号可用该区域的编号字母和数字表示，即用代表行的字母和代表列的数字组合表示。３．图线图线的宽度从0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4（单位为mm）中选取。４．字体电气图中的字体一般与机械制图中的字体要求相同。５．图纸的格式图纸的格式主要包括围框及标题栏。电气图中的围框及标题栏与机械图中的围框及标题栏相同。６．比例电气图需要按照一定的比例绘制。可从下列比例系列中选取：1∶10、1∶20、1∶50、1∶100、1∶200、1∶500。绘制电气图时，应将所采用的比例填写在标题栏的“比例”一栏中。７．箭头及指引线（１）箭头在电气图中，凡是画在电路的信号线和连接线上的箭头应画成开口的，表示信号流或能量流。（２）指引线指引线采用细实线，指向被注释处，并在其末端加注标记：末端在轮廓线上用一实心箭头标记。箭头及指引线８．连接线应注意以下事项：（１）应尽量减少连接线之间的交叉和连接线的折弯。（２）连接线一般应画成水平方向或垂直方向。（３）单根的或成组的连接线，有时需要加注识别标记，特别是当连接线中断时，必须加注标记。（４）当连接线较长或穿越稠密区域时，允许将连接线中断，并在中断处加注相应的标记，用以表示其连接关系。（５）对于多根导线，在电气图中一般可采取多条平行连接线表示，并加注连接标记和单线表示。二、其他规定１．项目代号在电气图中，通常把用一个图形符号表示的基本件、部件、组件、功能单元、设备、系统等统称为项目。项目代号是用来识别图、图表、表格中和设备上的项目种类，并标注在各种简图或表格上的一种文字符号，以提供项目的层次关系、实际位置等信息。２．端子代号端子代号是指一个项目与别的项目进行电气连接时端子的代号。端子代号是完整项目代号的一部分。３．注释和标记在电气图中，当含义不便用图示形式表达时，可采用注释表示。图中的注释可视情况放在它所需要说明的对象附近或加注标记，而加注标记的注释可放在图中的其他部位。４．技术数据的表示方法技术数据（如元件的技术数据）可以标在相应图形符号的旁边。也可以把数据标在像继电器线圈那样的矩形符号内。三、电力拖动控制线路常用电气图的绘制和识读方法常用的电气图有电路图、布置图、接线图与接线表、系统图与框图、线扎图、印制电路板图等，各种图的命名主要根据其所表达信息的类型和表达方式确定。１．电路图（１）绘制电路图如图所示为CA6140型卧式车床的电路图。绘制电路图时，应遵守电气制图的一般规则和电路图的绘制原则。（２）识读电路图先要分清主电路和辅助电路，交流电路和直流电路。再看辅助电路的顺序读图。CA6140型卧式车床的电路图２．接线图与接线表接线图与接线表是表示电气设备或装置连接关系的简图或表格，是根据电路图和位置图编制的，用于表示设备和元件的安装位置、接线方式、配电板的形状和尺寸等，是电气设备及电气线路安装接线、检查、维修和故障处理的依据。３．布置图布置图是表示成套装置、设备或装置中各个项目位置的一种图，主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置，为机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。４．框图与系统图框图主要由矩形框或《电气图用图形符号》标准中规定的有关符号、信号流向、框中的注释与说明组成。系统图与框图是采用符号或带注释的框来概略表示系统、分系统、成套装置或设备等基本组成和主要特性以及功能关系的电气图。是从整体和体系的角度来反映设计对象的基本组成和各个组成部分之间的相互关系，从功能的角度概略地表达各个组成部分的主要特征。CA6140型车床接线图任务实施一、识读CA6140型车床电路图二、识读CA6140型车床接线图任务测评评分标准见表。评分标准熟悉电动机的控制原则、保护措施和选择方法，以及电气控制线路设计的基本原则、设计方法、应注意的问题，能进行简单生产机械电气控制线路的设计。学习目标课题二电气控制线路的设计工作任务在工业生产中，所用的机械设备种类繁多，对电动机提出的控制要求各不相同，从而构成的电气控制线路也不一样。本课题的工作任务是进行简单生产机械电气控制线路的设计。相关知识一、电动机的控制原则１．行程控制原则根据生产机械运动部件的行程或位置，利用行程开关来控制电动机的工作状态称为行程控制原则。行程控制原则是生产机械电气自动化中应用最多和作用原理最简单的一种方式。２．时间控制原则利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机的工作状态称为时间控制原则。３．速度控制原则根据电动机的速度变化，利用速度继电器等电器来控制电动机的工作状态称为速度控制原则。４．电流控制原则根据电动机主回路电流的大小，利用电流继电器来控制电动机的工作状态称为电流控制原则。二、电动机的保护为了提高电气控制系统运行的可靠性和安全性，在电气控制系统的设计与运行中，都必须考虑到系统有发生故障和工作不正常的可能性。１．短路保护２．过载保护３．欠压保护４．失压保护（零压保护）５．过流保护６．弱磁保护７．多功能保护器三、电动机的选择在电力拖动系统中，正确选择拖动生产机械的电动机是系统安全、经济、可靠和合理运行的重要保证。衡量电动机的选择合理与否，要看选择电动机时是否遵循了以下基本原则：第一，电动机能够完全满足生产机械在机械特性方面的要求。第二，电动机在工作过程中，其功率能被充分利用。第三，电动机的结构形式应适合周围环境的条件。１．电动机额定功率的选择正确合理地选择电动机的功率是很重要的。电动机的工作方式有连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种。（１）连续工作制电动机额定功率的选择。（２）短期工作制电动机额定功率的选择。（３）周期性断续工作制电动机额定功率的选择。２．电动机额定电压的选择电动机额定电压要与现场供电电网电压等级相符。３．电动机额定转速的选择电动机额定转速选择得合理与否，将直接影响到电动机的价格、能量损耗及生产机械的生产率等技术指标和经济指标。４．电动机种类的选择在电动机的性能必须满足生产机械要求的前提下，应优先选用结构简单、价格便宜、运行可靠、维修方便的电动机。（１）三相笼型异步电动机。（２）三相绕线转子异步电动机。（３）三相同步电动机。（４）直流电动机。５．电动机形式的选择原则上，电动机与生产机械的工作方式应该一致，在连续工作制、短期工作制和周期性断续工作制三种方式中选取，但也可选用连续工作制的电动机来代替。电动机按其安装方式不同可分为卧式和立式两种。电动机按轴伸个数分为单轴伸和双轴伸两种。电动机按防护形式分为开启式、防护式、封闭式和防爆式四种。任务实施一、设计电气控制线路的基本原则电气控制线路的设计应遵循以下基本原则：１．应最大限度地满足机械设备对电气控制线路的控制要求和保护要求。２．在满足生产工艺要求的前提下，应力求使控制线路简单、经济、合理。３．保证控制的可靠性和安全性。４．操作和维修方便。二、设计电气控制线路举例电气基本控制线路的设计方法通常有两种。一种是经验设计法，另一种是逻辑设计法。经验设计法是根据生产工艺要求，选择适当的基本控制线路，再把它们综合地组合在一起。这种设计方法比较简单，在设计过程中要经过多次反复修改、完善，才能使线路符合设计要求。逻辑设计方法是根据生产工艺要求，利用逻辑代数来分析、设计线路。三、设计电气控制线路应注意的问题１．尽量缩减电器的数量，采用标准件并尽可能选用相同型号的电器２．尽量缩短连接导线的数量和长度３．正确连接电器的线圈４．正确连接电器的触头５．在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器