23电气控制设计

第三章电气控制系统的设计§3.1电气控制系统设计的基本内容和一般原则一、电气控制系统设计的基本内容1、拟定电气设计的技术条件（任务书）；2、选择电气传动形式与控制方案；3、确定电动机的容量；4、设计电气控制原理图；8、绘制装配图和接线图；9、编写设计计算说明书和使用说明书。7、设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和专用安装零件；6、画出电动机、执行电磁铁、电气控制部件以及检测元件的总布置图；5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表；二、电气控制线路设计的一般原则1、最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。2、在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济。①尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路。②尽量缩短连接导线的数量和长度。应合理安排各电器的位置，考虑到各个元件之间的实际接线，要注意电气柜、操作台和限位开关之间的连接线。KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2③尽量减少电气元件的品种、规格和数量，并尽可能采用性能优良、价格便宜的新型器件和标准件，同一用途尽量选用相同型号的电气元件。④尽量减少不必要的触点以简化电路。a、在获得同样功能情况下，合并同类触点。K2K3K1K4K1K2K3K1K4b、利用二极管的单向导电性来有效地减少触点数。K3K1K4K1K2K3K1K4K2c、在设计完成后，利用逻辑代数进行化简，得到最简化的线路。⑤尽量减少电器不必要的通电时间，使电气元件在必要时通电，不必要时尽量不通电，可以节约电能并延长电器的使用寿命。KMKM1SB1SB2KTKM2KTKMKM1SB1SB2KTKM2KTKM2KM2KM23、保证控制线路工作的可靠性和安全性。①选用的电气元件要可靠、牢固、动作时间短，抗干扰性能好。②正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许。若需两个电器同时动作时，其线圈应该并联连接。③在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路的情况。K2K1K3K2K3K4K2K1K3K2K3K4在电气控制线路的动作过程中，意外接通的电路。寄生电路（假电路）：避免产生寄生电路的方法：a、消除两个电路之间产生联系的可能性。b、加联锁、隔离或采用多触点开关分离。④应避免出现寄生电路。4、操作和维修方便。第二节电气控制线路的设计方法一、经验设计法根据生产工艺要求直接设计出控制线路。1、做法：（1）根据生产机械的工艺要求，适当选用现有的典型环节，将它们有机地组合起来，综合成所需要的控制线路；（2）根据工艺要求自行设计，随时增加所需的电气元件和触点，以满足给定的工作条件。主要考虑电动机的起动、点动、正反转、制动及多速电动机的调速，另外还考虑包括短路、过载、欠压等各种保护环节以及联锁、照明和信号等环节。2、基本步骤：（1）主电路设计。（2）辅助电路设计。主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生产工艺要求。在条件允许的情况下，进行模拟试验，逐步完善整个电气控制电路的设计，直至电路动作准确无误。a、根据生产机械对电气控制电路的要求，首先设计出各个独立环节的控制电路。b、根据各个控制环节之间的相互制约关系，进一步拟定联锁控制电路等辅助电路的设计，c、根据线路的简单、经济和安全、可靠，修改线路。（3）反复审核电路是否满足设计原则。某搅拌机由一台三相异步电机驱动，控制要求：主电路？正反转基本接线控制电路如何设计？起动后正转（或反转）20秒，停5秒；然后反转（或正转）20秒，停5秒。如此反复进行，直到手动停止。3、设计实例：例一：M3~ABCKMFFUQSFRKMR主电路KMFKMRKT1KT3KT4KT3KT4KMFKMFFRKMRSBFSB1KT1KT2KT1KT2KMRKMRKMFSBRKT3KT4KT2控制电路运料小车的控制设计一个运料小车控制电路，同时满足以下要求：正程逆程电机BA例二：1.小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：2.有过载和短路保护。3.小车可停在任意位置。到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B。到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。控制电路SQa、SQb为A、B两端的限位开关KTa、KTb为两个时间继电器M3~ABCKMFFUQSFRKMR主回路KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBR动作过程KMFFRKMRSBFSB1KMFSQaSQaKTaSQbKTbKMRKMRKMFSQbKTaKTbSBRSBFKMF小车正向运行至A端,撞SQaKTa,延时2分钟KMR小车反向运行至B端,撞SQbKTb,延时2分钟KMF小车正向运行……问题?在两个极端位置能否停车KMFKMFSBFKMRFRSQaSQaKTaSQbKTbKMRKTaKMRKMFSQbKTbSB1SB2KAKA加中间继电器（KA）实现任意位置停车的要求SBR二、逻辑设计法1、用继电接触控制线路表示逻辑代数的基本运算（a）逻辑符号（b）控制线路实例K1K2KM（1）“与”运算21KKKMABJ＆（2）“或”运算（a）逻辑符号（b）控制线路实例K1K2KMABJ≥121KKKM（3）“非”运算（a）逻辑符号（b）控制线路实例AJ1KAKMKMKM1KMKM1由继电接触控制线路图写出逻辑函数由逻辑函数画出继电接触控制线路2、逻辑函数与继电接触控制线路图SB1SB2KMKMKMSB2SB1KMKM)(21KMSBSBKMKMSBSB21（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－求，有无寄生回路，是否存在触点竞争现象等。3、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图。（2）按工作循环图作出执行元件及检测元件状态表。（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。3、设计举例实现某一电动机只有在继电器K1、K2、K3中任何一个或任何两个动作时才能运转，而在其它情况下不运转的控制线路。解：（1）设定逻辑函数与逻辑变量电动机——M；继电器——K1、K2、K3电动机运转为“1”，不转为“0”；继电器动作为“1”，不动为“0”。（2）画出状态表K1K2K3M00000011010101111001101111011110K1K2K3M00000011010101111001101111011110（3）写出逻辑式M321KKK321KKK321KKK321KKK321KKK321KKKM321KKK321KKK321KKK321KKK321KKK321KKK（4）化简M321(KKK32KK)32KK321(KKK32KK)32KK21(KK)32KK31(KK)32KK21(KK)3K31(KK)2K（5）画出控制线路21(KK)3K31(KK)2KM1K2K3K1K2K3K习题及思考题1、如果有两个交流接触器，型号相同，额定电压相同，在电气线路中如果将其线圈串联连接，则在通电时会出现什么情况？为什么？2、电气控制设计中应遵循的原则是什么？设计内容包括哪些方面？3、什么是寄生电路？如何避免？4、某电动机要求只有在继电器KA1、KA2、KA3中任何两个动作时才能运转，而在其他条件下都不运转，试用逻辑设计法设计其控制线路。低压电器控制小结常见电器典型线路设计方法