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2002-9-9 电气控制系统的设计 4.1 电气控制系统设计的基本内容和一般原则 基本内容 拟定电气设计的技术条件 选择电气传动形式与控制方案 确定电动机的容量 设计电气控制原理图 选择电气元件，制订电机和电气元件明细表 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 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 绘制装配图和接线图 编写设计计算说明说和使用说明书 电气控制线路设计的一般原则 最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求 在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济 保证控制线路工作的可靠性和安全性 操作和维修方便 在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济 尽量选用标准的、常用的或者经过实际考验过的环节和线路。 尽量缩短连接导线的数量和长度 尽量减少电器元件的品种、规格和数量 尽量减少不必要的触点以简化电路 在获得同样功能的情况下，合并同类触点 利用半导体二极管的单向导电性，来有效地减少触点数量 在设计完后，用逻辑代数法进行电路化简 尽量减少电器不必要的通电时间 保证控制线路工作的可靠性和安全性 选用的电器元件要可靠、牢固、动作时间短，抗干扰能力强。 正确连接电器的线圈 正确连接电器的触点 在控制线路中，采用小容量继电器的触点断开或者接通大容量接触器线圈时，要计算继电器触点容量是否足够 尽量避免多个电器依次动作才能接通另一电器控制线路的情况 避免“竞争”与“冒险”现象 在控制线路中应避免出现寄生电路 设计线路应能适应所在电网的情况，选择电动机的启动方式 竞争与冒险 寄生电路 §4-3 电气控制线路的设计方法 经验设计法 逻辑代数法 一、 经验设计法 定义： 根据生产工艺要求，直接设计出控制线路 步骤： 主电路的设计 辅助电路的设计 反复审核 特点： 易于掌握 要求设计者有一定的经验 线路通常不是最经济的 反复修改 龙门刨床横梁升降控制线路的设计 横梁机构对电气控制系统的要求 刀架装在横梁上，要求横梁能沿立柱做上升、下降的调整移动。 在加工过程中，横梁必须紧紧地夹在立柱上，不许松动。夹紧机构能实现横梁的夹紧和放松。 在动作配合上，横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序 按向上或向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松； 横梁放松后，自动转换成向上或向下移动； 移动到所需要的位移量后，松开按钮，横梁自动夹紧； 夹紧后夹紧电动机自动停止运动。 横梁在上升与下降时，应有上下行程的限位保护。 正反向运动之间，以及横梁夹紧与移动之间要有必要的联锁。 1)采用短时工作的点动控制。 2)横梁上升控制动作过程：按住上升按钮—横梁放松(夹紧电动机反转) —压下放松行程开关—停止放松—横梁自动上升(升／降电动机正转) —到位放开上升按钮—横梁停止上升—横梁自动夹紧(夹紧电动机正转) —放松行程开关放松，达到一定夹紧紧度，夹紧行程开关压下—上升过程结束。 练习1 有两台电动机M1和M2，试设计一个控制线路： 要求：既可以分别启动、停止，又可以两台同时启动和停止。 练习2：皮带运输机的电器控制线路 练习：皮带运输机的电器控制线路 控制要求： 1. 不需反转； 2. 启动时，顺序为M3 → M2 → M1，并要有一定时间间隔，以免货物在皮带上堆积，造成后面皮带重载启动； 3. 停车时，顺序为M1 → M2 → M3，以保证停车后皮带上不残存货物； 4. 由于皮带运输机不经常启、制动，对于制动时间和停车准确度没有特殊要求，制动时采用自由停车。 5. 必要的保护（短路保护，过载保护） 二、 逻辑分析设计法 根据生产工艺的需要，利用逻辑代数来分析、化简、设计线路的方法。 特点： 逻辑代数法较为科学，能够确定实现一个自动控制线路所必须的最少的中间记忆元件的数目，达到简化电路的目的。 开启信号与关断信号 开启信号 线圈KM4 线圈KM1和KM2 线圈KM3 * 3)横梁下降控制动作过程：按下降按钮—横梁放松—压下放松行程开关—停止放松—横梁自动下降—到位松开下降按钮—横梁自动夹紧—己放松行程开关松开，并夹紧至一定紧度，夹紧行程开关压下—下降过程结束。 4)横梁升降动作应设置上、下极限位置保护。 关断信号 010 000 0/0 1/0 0 停止 4 110 100 010 000 0/0 1/0 1/0 夹紧 3 101 1/1 0 1 上升/下降 2 001 1/1 0 0 放松 1 000 0/0 0 0 原位 0 特征数 SB1/SB2 KA3 SQ1 名称 程序 Instrument Control Solutions for Slotles