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电气原理图的设计方法-经验设计法

1．概述

经验设计法又称为分析综合设计法，是根据生产工艺的要求选择

适当的基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按其联锁条件

组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足控制要求的完整电路。

当没有现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计。经验设计

法只适合不太复杂的控制线路设计。

经验设计法通常要求设计人员必须具备一定的阅读、分析电气控

制线路的经验和能力，积累多种典型电气控制线路的设计资料，熟练

掌握各种典型电气控制线路的基本环节、基本电路和控制方法，同时

具有丰富的设计经验。同时还必须深入了解生产第一线，熟悉现场，

掌握控制过程，了解控制对象的性能特点。经验设计法的特点是无固

定的设计程序和设计模式，灵活性很大，但相对来说设计方法简单。

用经验设计方法初步设计出来的控制线路并不是唯一的，可能有

很多种，需要加以比较分析并反复地修改简化，甚至要通过实验加以

验证，才能使控制线路符合设计要求。

经验设计法的优点是设计方法简单，无固定的设计程序，它是在

熟练掌握各种电气控制电路的基本环节和具备一定的阅读分析电气

控制电路能力的基础上进行的，容易被初学者所掌握，对于具备一定

工作经验的电气技术人员来说，能较快地完成设计任务，因此在电气

设计中被普遍采用。

其缺点是设计出的方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不

周全时会影响电路工作的可靠性。为此，应反复审核电路工作情况，

有条件时还应进行模拟试验，发现问题并及时修改，直到电路动作准

确无误，满足生产工艺要求为止。

2．基本控制环节和基本控制电路

1）基本控制环节

基本控制环节包括点动、长动、停止、自锁、互锁、逻辑与、逻

辑或等控制环节。

逻辑与控制环节的实质就是控制开关触点的串联。在采用经验设

计法进行控制电路设计的综合环节发挥着十分重要的作用。逻辑与所

构成的电路实际上属于条件判断电路，只有当所有条件都满足时电路

才能实现接通状态。例如：

（1）将各个检测元件（时间继电器、速度继电器、温度压力继

电器、电压继电器、电流继电器、电接点温度表等）的常闭触点串联

在控制电路的电源输入电路中，就可以对上述物理量进行控制；

（2）将检测各个基本控制电路上工作正常的检测元件的常闭触

点串联在总控制电路的电源输入中，就可以对有多个组成部分的控制

电路进行控制，如自动生产线中的每一台设备及机械手，只要其中一

台出现故障，则自动线全部停止工作；

（3）将多个主令电器（按钮、组合开关等）的常闭触点串联在

控制电路的电源输入中，就可以进行多地的停止控制。

逻辑或控制环节的实质就是控制开关触点的并联，利用它可以进

行多地的启动控制。

2）基本控制电路

基本控制电路包括单相及三相交流异步电动机、单相及三相交流

直流电动机、三相线绕转子电动机、步进电动机等各种类型电动机的

启动停止控制电路、正反转控制电路、调速电路、制动电路等控制电

路，以及正反馈控制电路、负反馈控制电路、开环控制电路、闭环控

制电路、温度控制电路、位置控制电路、压力控制电路、速度控制电

路、单片机最小控制系统等。

基本控制电路的种类很多，由于本书篇幅限制不可能一一列举。

在实际工作中完全将基本控制电路熟记于心也是不太现实的，一般通

过查找相关资料获得。但是基本控制电路知识的积累是必不可少的，

至少要做到头脑中对各种基本控制电路有印象，知道应该到哪里查找。

3．经验设计法步骤

（1）先根据生产工艺的要求画出功能流程图。

（2）采用一些成熟的典型线路环节来实现某些基本要求，确定

适当的基本控制环节。

当找不到现成的典型环节时，可根据控制要求，将主令信号经过

适当的组合和变换，在一定的条件下得到执行元件所需要的工作信号，

再套用典型控制电路完成设计。

（3）根据生产工艺要求逐步完善其功能要求，并适当配置联锁、

检测、保护、信号和照明等环节。设计过程中要随时增减元器件和改

变触点的组合方式，以满足被拖动系统的工作条件和控制要求，经过

反复修改得到理想的控制线路。

（4）利用基本绘制原则把它们综合地组合成一个整体，成为满

足控制要求的完整线路。

连接各单元环节，构成满足整机生产工艺要求，实现加工过程自

动或半自动和调整的控制电路。在进行具体线路设计时，一般先设计

主