【教学课件】第七章电气控制线路设计.ppt
第七章 电气控制线路设计,第四节 电气控制线路的逻辑设计法,第一节 电气控制线路的常用符号及绘制原则,第二节 电气控制线路的基本控制环节,第三节 电气控制线路的一般设计方法,第一节 电气控制线路的常用符号及绘制原则,电气控制线路是一种由接触器、继电器、按钮、开关等电器元件组成的有触点、断续作用的控制系统为了便于分析系统的工作原理，便于电气设备的安装、调整、使用和维修，必须用统一规定的图形符号和文字符号绘制图形一、电气控制线路常用的图形和文 字符号 见表7-17-3,二、电气控制线路的绘制原则1 电气原理图 定义:根据电路工作原理，用规定的图形符 号和文字符号绘制出来的表示各个电器 连接关系的线路图,原理图,电气原理图安装接线图,主电路:电动机等大电流电路控制电路:接触器等小电流电路,绘制原则：1）主电路用粗线条画在左边或上边 控制电路用细线条画在右边或下边2）电器元件的图形、文字符号用国家规定的 统一符号3）同一电器的不同部分需用统一的文字符号4）按钮、触点按原始状态画出5）元件按动作顺序排列6）元件的数据及型号标在电器代号附近,导 线用其截面标注7)较复杂的电气原理图，应对图面进行区域 划分或电路编号，必要时注明回路用途,2 安装接线图,定义:用规定的图形符号按电器元件实际的位置及 接线绘制的线路图绘制原则：1）图形、文字符号与原理图标注一致。同一元件 的各部分须画在一起。各元件位置与实际安装 位置一致2）控制板内外的元件通过端子排连接3）走向相同的多根导线用单根导线或线束表示4）标明导线的规格、型号、根数、颜色、穿线管 的尺寸,第二节 电气控制线路的基本控制环节,一、单方向运行控制线路,1 开关控制线路,2 点动控制线路,3 连续控制线路,起动按钮:SB2,停止按钮:SB1,4 点动与连续控制线路,SB3,连续控制,按SB2点动控制,按SB3停车,按SB1,保护环节,短路保护过载保护欠压保护,二、正反向运行控制线路,KM2,正转按钮:SB2反转按钮:SB3停车按钮:SB1,改进1:增加互锁环节,改进2:增加复合按钮,三、联锁控制线路,1.M1工作后才允许M2工作2.M1工作后不允许M2工作,四、多点控制线路,一地:SB2,SB1二地:SB4,SB3三地:SB6,SB5,SB4,SB3,SB6,SB5,第三节 电气控制线路的一般设计方法,一、设计原则 1 控制线路力求简单、经济 1）尽量缩短连接导线的数量和长度,2）尽量减少电器元件的品种、规格、数量,3）尽量减少电器元件触点的数目,化简,4）尽量减少通电电器的数量，以利节能,延长 电器元件寿命,延时结束,KT线圈应断电,2 保证控制线路工作的安全和可靠性,1）正确连接电器的线圈,交流控制线路中，同时动作的两个电器线圈不能串联,两电感值相差悬殊的直流电压线圈不能并联连接,2）正确连接电器的触点,3）防止寄生回路,4）尽量避免许多电器的触点依此接通，才能 接通另一电器的控制线路,5）设计时，应考虑继电器触点的接通和分断 能力，若容量不够，可增加中间继电器,6）避免触点竞争,7）频繁正反转时，电器联锁和机械联锁共用,3 应有完善的保护环节 短路、过载、过流、过压、欠压等保护4 要考虑操作、使用、维修及调试的方便二、一般设计方法的基本步骤1 按工艺要求设计主电路 起动、制动、正反转、调速2 设计控制电路的基本部分 实现主电路的基本控制,3 确定控制参量并设计控制电路的特 殊部分 时间控制,行程控制,速度控制等 4 加入适当的保护措施 5 综合审查，仔细检查其控制线路动 作是否无误,进一步完善和简化电气 控制线路三、设计方法举例 1 机床动力头与工作台的电气控制,某机床有左、右两个动力头，它们各由一台交流电动机拖动，另有一滑台，由另一交流电动机拖动，加工工艺要求：开始工作时，要求工作台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发指令使工作台快速返回，回到原位自动停止。动力头电机在滑台电机正向起动后起动、而在滑台电动机正向停车时停车,1）设计主电路,左动力头电机M2右动力头电机M3,同时起动,单向,KM3控制,滑台快速移动通过电磁铁YA改变机械传动机构来实现，由接触器KM4进行控制主电路如下图,滑台电动机,正转,KM1控制反转，KM2控制,2）设计控制电路的基本部分,正转按钮:SB1,SB3反转按钮:SB2,SB4总停按钮:SB5,3）设计控制电路的特殊部分,SQ3,SQ2,加工位置控制:SQ1指定位置控制:SQ2起始位置控制:SQ3,SQ1,5）线路的审查,4）设计保护环节,过载保护,M1:FR1M2:FR2M3:FR3,短路保护:FU,问题:接触器KM1三个常开辅助触点,2 横梁升降机构的电气控制,工艺要求：1）横梁上升时，自动按放松向上移动 夹紧顺序动作 2）横梁下降时，自动按放松下降 回 升夹紧的顺序动作 3）夹紧后自动停止 4）有上下行程的限位保护,1.设计主电路 升降与夹紧分别由两台电机拖动，且能正反转,升降电机M1,正转,KM1控制,横梁上升反转,KM2控制,横梁下降,夹紧电机M2,正转,KM4控制,横梁放松反转,KM3控制,横梁夹紧,两个点动按钮,上升,SB1,K1,按下,上升松开,停止,下降,SB2,K2,按下,下降松开,停止,2.设计控制电路的基本部分,按SB1K1得电,KM4得电,放松KM1得电,上升,松SB1K1断电,按SB2K2得电,KM4得电,放松KM2得电,下降,松SB2K2断电,KM2断电,下降停止KM3得电,夹紧,KM1断电,上升停止KM3得电,夹紧,3.设计控制电路的特殊部分,1）放松的程度:行程开关SQ1控制,KM4断电KM1或KM2得电,2）上升停止:SB1控制,放松到极限SQ1动作,上升到极限松开SB1,KM1断电KM3得电,3)夹紧程度:电流继电器KA控制,夹紧到极限KA动作KM3断电,4）下降停止:SB2控制,KM2断电KM3得电KM1得电,5)回升极限位置停止:KT控制,6)上升限位保护:SQ2控制 下降限位保护:SQ3控制,下降到极限松开SB2,4.设计联锁保护环节,保护:短路保护FU1,FU2,FU3,第四节 电气控制线路的逻辑设计法,规定:继电器、接触器等元件，线圈通电状态为“1”；断电状态为“0”触点闭合为“1”；断开为“0”常开触点用A，B，C，表示,一、逻辑运算 1 逻辑与 逻辑关系：KM=AB,3 逻辑非,2 逻辑或 逻辑关系：KM=A+B,4 逻辑函数的简化,略,5 继电器开关的逻辑函数,其一般形式为:,fK=X开+X关K,a)图逻辑函数式:,开启从优形式,b)图逻辑函数式:,fK=X关(X开+K）,一般形式为:,关断从优形式,fK=X开主X开约+（X关主+X关约）k fK=（X关主+X关约)(X开主X开约+k）,扩展式:,二、逻辑设计方法的基本步骤,1 根据工艺要求，作出工作循环图或示意图,2 作出执行元件动作节拍表和检测元件状态表,3 写出各程序的特征数，并确定待相区分 组，设置中间记忆元件 4 列出中间记忆元件逻辑函数关系式和执行元件的逻辑函数关系式 5 根据逻辑函数关系式绘出相应的电气控制 线路 6 进一步完善电路，增加必要的联锁、保护等辅助环节，检查电路是否符合控制要求、电路能否进一步简化,三、设计方法举例,纵、横油缸液压进给系统 由电磁阀、行程开关控制,加工工艺要求:,液压油泵工作后，当按向前按钮时，纵 向油缸带动刀具经过快进、工进，工进完后发出信号并在终点位置停留，以保证对所加工工件的加工精度2)当纵向工进完发出信号后，横向油缸带动刀具经过快进、工进，工进完后快退至原位，发出信号使纵向油缸带动刀具快退至原位。整个循环动作结束,设计步骤如下：,1.按工艺要求作出工作循环图,2.作出执行元件动作节拍表及检测元件状态表,3.作出待相区分组，确定必要的中间记忆元件,4.列出中间记忆元件开关逻辑函数 式及执行元件动作逻辑函数式 YV1的逻辑函数式为,YV2的逻辑函数式为,YV3的逻辑函数式为,YV4、YV5、YV6的逻辑函数式为,YV4=SQ3K（X开=SQ3，X关=K）,YV6=KSQ5（X开=SQ5，X关=K）,5.根据逻辑函数式画出控制电路图,
