1、 利用经验设计法和逻辑设计法正确进行电气控利用经验设计法和逻辑设计法正确进行电气控制线路设计、安装、调试操作制线路设计、安装、调试操作 了解电气控制线路设计的基本原则了解电气控制线路设计的基本原则 掌握电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法掌握电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法任务描述任务描述 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。电气控制线路设计是电气控制的重要环节，对电气设备的设计、生产、操作等方面都有着直接或间接的影响。因此，电气控制线路设计工作是做好电气控制的关键环节。本文将对电气控制线路设计基础进行探讨。任务分析任务分析
2、 由于电气控制线路是为整个机械设备和工艺过程服务的，所以在设计前要深入现场收集有关资料，进行必要的调查研究。电气控制线路的设计方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种，所谓分析设计法就是根据生产机械的工艺要求选择合适的基本控制线路，再把他们综合地组合在一起。分析设计法是以熟练掌握各种电气控制线路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制线路的经验为基础的，所以又称为经验设计法。相关知识相关知识一、设计电气控制线路的基本原则一、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
3、、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。相关知识相关知识二、设计电气控制线路应注意的问题二、设计电气控制线路应注意的问题 电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实践中总结出来的许多经验，使设计线路简单、正确、安全、可靠、结构合理、使用维护方便。这些经验概括起来有以下几点。相关知识相关知识设计线路时，应减少不必要的触头以简化线路，提高线路的可靠性。1.尽量缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器 a)b)图2-4-1 简化线路可减少触头a)多一个触头 b)少一个触头相关知识相关知识2.尽量缩短连接导线的数量和长度 设计人员在设计控制电路时，必须考虑电气
4、设备各元器件的实际位置，应该在符合设计原则的基础上，尽可能减少配线时的连接导线。如图2-4-2 a所示电路是不合理的，原因就在于按钮是安装在操作台上的，而接触器是安装在电气柜内的。因此，这就需要从电气柜内二次引出连接线到操作台上。也就是说，通常情况下，为了避免这一次引出线，都会把启动按钮与停止按钮直接连接。如图所示为合理的连接。a)b)图2-4-2 减少各电器元件间的实际接线a）不合理 b）合理相关知识相关知识3.合理安排电器元件及触点位置 对于一个串联回路，各电器元件或触头位置互换，并不影响工作原理，但从实际连线上却影响到安全、节省导线等方面的问题。如图所示两种接法，两者工作原理相同，但是采
5、用图a接法既不安全而且浪费导线，因为限位开关SQ的常开、常闭触点不是等电位的，当触头断开产生电弧时，很可能在两对触头间形成飞狐而造成电源短路。而且采用这种接法电气箱到现场要引出四种线很不合理。图b所示接法较合理。a)b)图2-4-3 正确连接电器的触头a）不合理 b）合理相关知识相关知识4.正确连接电器的线圈 从理论上看，电压线圈一般不能串联使用，如图2-4-4 a所示为不正确的连接。原因就在于它们的阻抗不尽相同，这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈，在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下，也不能这样连接。因为，电器动作是有先后的，而当一个接触器先动作时，其线圈
6、阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，如果情况严重，还可能使线圈烧毁。a)b)图2-4-4 电器线圈不能串联a）不能串联 b）只能并联相关知识相关知识5.应尽量避免采用许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路 在图2-4-5 a所示电路中，接触器KM1得电动作后，KM2才动作，而后KM3才能得电动作。KM3的得电动作要通过KM1和KM2两个电器的动作。若接成图b所示线路，KM3的动作只需KA1电器动作，而且只需经过一对触头，工作更为可靠。a）b）c）图2-4-5 合理使用触头a）不合理 b）不合理 c）合理相关知识相关知识6.在满足控制要求的情况下，应尽量减少电器通电的数
7、量 正常工作过程中，尽可能减少通电电器的数量，以利于节能、延长电器元件寿命以减少故障。现以三相异步电动机串电阻降压启动的控制线路为例进行分析。在图2-4-6 a所示电路中，电动机启动后，接触器KM1和时间继电器KT就失去了作用，但仍然需要长期通电，从而使能耗增加，电器寿命缩短。而采用图b所示线路，就可以在电动机启动后切除KM1和KT的电源，既节省了电能，又延长了电器的使用寿命。相关知识相关知识 a)b)图2-4-6 尽量减少电器通电数量a）不合理 b）合理相关知识相关知识 7.在控制线路中应避免出现寄生回路 在控制电路的动作过程中，如果出现不是由于误操作而产生的意外接通的电路成为寄生电路。图2
8、-4-7a所示为电动机可逆运行控制线路，为了节省触点，指示灯HL1和HL2采用图中所示。接法，此线路在电动机正常工作情况下能完成启动、正反转及停止操作。如果电动机在正转中（KM1吸合）发生过载，KH触点断开时会出现图中虚线所示的寄生回路。由于HL1电阻较小，接触器在吸合状态下的释放电压较低，因而寄生回路的电流有可能使KM1无法释放，电动机在过载时得不到保护而烧毁。因此将图a改为图b电路是比较完善的。相关知识相关知识 a）b）图2-4-7 避免出现寄生回路a）不合理 b）合理相关知识相关知识 8.保证控制线路工作可靠和安全 保证控制线路工作安全可靠，最主要的是选用可靠的电器元件，尽量选用机械和电
9、气寿命长、结构合理、动作可靠、抗干扰性能好的电器。在线路中采用小容量继电器的触头断开和接通大容量接触器的线圈时，要计算继电器触头断开和接通容量是否足够。若不够，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。相关知识相关知识 9.线路应具有必要的保护环节 线路应具有必要的保护环节，保证即使在误操作情况下也不致造成事故。一般应根据线路的需要选用过载、短路、过流、过压、失压、弱磁等保护环节，必要时还应考虑设置合闸、断开、事故、安全等指示信号。10.要考虑操作，维修与调试的方便 综上所述，可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节，对电气的操作以及设备的运行状况等，有着直接的影响。因此，电气
10、控制的设计人员，应该在电路的设计上进行广泛深入研究，从实际工程需要出发，结合自身的工作经验，采用合理的设计方法，保证电气路线设计的准确有效。任务实施任务实施 某专业机床给一箱体加工两侧平面，加工方法是将箱体夹紧在可前后移动的滑台上，两侧平面用左右动力头铣削加工。其控制要求如下：1）加工前滑台应快速移动到加工位置，然后改为慢速进给。快进速度为馒进速度的10倍，滑台速度的改变是由齿轮变速机构和电磁铁来实现的，即电磁铁吸合时为快速，电磁铁释放时为慢速。2）滑台从快速移动到慢速进给应自动变换，铣削完毕要自动停车，然后由工人操作滑台快速退回原位后自动停车。3）具有短路、过载、欠压及失压保护。任务实施任务
11、实施 本专用机床共有三台笼型异步电动机，滑台电动机M1的功率为1.1KW，需正反转；两台动力头电动机M2和M3的功率为4.5KW，只需要单向运转。试设计该机床的电气控制线路。1.选择基本控制线路 根据滑台电动机M1需正反转，左右动力头电动机M2、M3只需单向运转的控制要求，选择接触器联锁正反转控制线路和接触器自锁正反转控制线路，并进行有机地组合，设计画出控制线路草图。任务实施任务实施图2-4-8 电气控制线路草图 任务实施任务实施 2.修改完善电路 修改完善后的控制线路如图2-4-9所示，说明如下：1）根据加工前滑台应快速移到加工位置，且电磁铁吸合时为快进，说明KM1得电时，电磁铁YA应得电吸
12、合，故应在电磁铁YA线圈回路中串入KM1的辅助常开触头，如图中；2）滑台由快速移动自动变换为慢速进给，所以在YA线圈回路中串接行程开关SQ3的常闭触头，如图中；3）滑台慢速进给终止（切削完毕）应自动停车，所以应在接触器KM1控制回路中串接行程开关SQ1的常闭触头，如图中；4）人工操作滑台快速退回，故在KM1辅助常开触头和SQ3常闭触头电路的两端并接KM2辅助常开触头，如图中；5）滑台快速返回到原位后自动停车，所以应在接触器KM2控制回路中串接行程开关SQ2的常闭触头，如图中；6）由于动力头电动机M2、M3随滑台电动机M1的慢速工作而工作，所以把KM3的线圈串接SQ3常开触头后与KM1线圈并接，如图中；7）线路需要短路、过载、欠压和失压保护，所以在线路中接入熔断器FU1、FU2、FU3和热继电器KH1、KH2、KH3，如图中和。任务实施任务实施图2-4-9 修改完善后的线路 任务实施任务实施 3.校核完善线路 控制线路初步设计完成后，可能还有不合理、不可靠、不安全的地方，应当根据经验和控制要求对线路进行认真仔细校核，以保证线路的正确性和实用性。如上述线路中，由于电磁铁电感大，会产生大的冲击电流，有可能引起线路工作不可靠，故选择中间继电器以组成电磁铁的控制回路，如图2-4-10所示。图2-4-10 设计完成的线路
