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电气控制与PLC （四） 第4章 控制系统设计 4.1电气原理图的设计 主要设计内容：原理设计和工艺设计 4.1.1设计原则 满足技术、经济指标要求，操作、维修方便的基本要求。通过优选器件，提高可靠性，延长寿命，提高产品的竞争力。 4.1.2电气设计的基本内容 1、拟订设计的任务书。 2、选择拖动方案和控制方式。 3、设计电气原理图及合理选择元件（原理设计）。 4、绘制电气安装接线图（工艺设计）。 5、汇总资料，编写说明书。 4.2电气原理图 4.2.1电气设计的一般规律 1、选用典型环节 2、合理设计电路 必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。 ① 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。 例如，图4.2.1b与图4.2.1a相比，具有节省连接导线，可靠性高（减小电流流经的触点数）等优点。 2、合理设计电路 ② 减少控制触点，提高可靠性 例如，图4.2.2a电路中，继电器线圈电流需要依次流过多个触点。 图4.2.2b的控制电路每一个继电器线圈电流仅流过一个触点，可靠性得到提高。 2、合理设计电路 ③防止竞争现象 图4.2.4a为反身自停电路，存在电气导通的竞争现象。 图4.2.4b为无竞争的反身自停电路。 结论：继电、接触器控制电路不得用自身触点切断线圈的导电电路。 3、控制电源与导线的选择 ① 控制电源选择 交流控制电路电源有36、127、220、380V等规格，电路结构简单的可使用220V或380V电源，电路复杂，故障多发，宜选用低压电源，但须经变压器降压获得。其次，还可以根据安全照明和工作状态指示的要求，以及电磁线圈（电磁铁）的负载性质等综合考虑。 变压器容量估算：ST≥KT∑SXC 式中：ST -变压器所需容量； SXC为电器元件的吸持功率； ∑SXC -控制电路在最大负载时工作电器所需要的功率； KT-变压器容量的储备系数，一般取1.1~1.25。 ②导线的选择 导线的选择包括导线的种类选择和导线的截面积的选择。导线有单股或多股导线，应根据导线的走线方式和美观要求进行选择。铜芯导线截面积一般可按5A/mm 2来估算。 4.2.2电气控制原理设计方法 电气控制原理设计方法有两种，经验设计法和逻辑代数设计法。 1、经验设计法 电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。 设计步骤 ①主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速控制的要求。 ②控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电气控制电路。 ③辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。 ④反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。 常用的经验设计方法 ①根据生产机械的要求，，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。 ②没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。 4.2.2电气控制原理设计方法 经验设计的特点 ①设计方法简单易于掌握，使用广泛。 ②要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。 ③设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。 ④不宜获得最佳设计方案。 2、逻辑设计法 利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。 该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。 4.3基于导线二维标注法电气接线图设计 1、电气接线图的绘制规则 用途：电气接线图用来表示电气配电盘内部器件之间导线的连接关系。 ①标线号： 在电气原理图上用数字标注线号，每经过一个器件改变一次线号（接线端子除外）。 ②布置器件： 根据电气原理图，将电气元件在配电盘或控制盘上按先上后下，先左后右的规则排列，并以接线图的表示方法画出电器元件（方框+电气符号）。 ③标器件号： 给安放位置固定的器件标注编号（包括接线端子）。 ④二维标注： 在导线上标注导线线号和指示导线去向的器件号。 注意：配电盘的引出、引入导线均须采用接线端子连接。 2、电气互连图绘制规则 电气互连图的用途： 电气