电气控制系统与可编程控制器 第4章

第四 电章控制系统的气设计第章四电 控气系制的设统计第一节 电控气制系统计的设一般则、原基本 内和容计设序 程第二 电节原气电理路计的设法与方骤 步第节三电控 路设线的计要参数主算 计元和件器选择第 四 电节气控装置的工艺设制

1计

第章四 电气制系统控设的计

第章四电气控制统系设的

计产机械生电气制系统的控设，计包含个基两内容：本个一原是 理设，计即要足满生产械机和工艺的各控种制求，要另一是工艺个 设，计要即足满气控制电置本装身的制、造用和维使修需要。的原 设理决计定着产生机械备设的理性合先与性，进艺设工决计定电 气控制统系是否有具生可产行、经济性、美观性使用维、修便等方 点，特以电气所制控统设系计要全考面两虑面方内容的 。熟在掌握练典型节环制电路、具控对一有电气控制电般分路析能 之后，力计者应设能举一反，三受控生对机产进行电气械控系制 统设的并提计一供套整的完技资术料。 本讨论章电控气制统系设的过程计和有共性具的计设题。问2

四第章电气控制 系的设计

第一节 统气控制系统设电计的一 般原、则本基内容和计设程序、一气电制控系设计统一般的则 1原.最限度地大足满生产械和机产生工对电艺控气制统系要的 。求气控电系统设计的制依据主来源于生产要械和生机工艺产的求要。 2 设计.方要合理。在满案控足制求要的前下，设计方案应提力求简单、 济、经便操于作维修，不和盲要追求目指标高和自化动。3. 械设计机电气设与计应互相合配。多生许机产采械用机电 结控制的合式来实方现制要控，求因要此工从要艺求、造制成、本 构结杂复性使用维、方护等方面协调处理好机械和便电的关系气。4.确 控保制系安统可靠全工作地。3

第四

章气电制系统控设计的 、电二控气制统设计系基本任务的、内容 电气控系统设制计的本任务是根据基制要求设计控编、出制备设制造和使 维用过程中所修须的图必纸资、料。等纸图包括气电理原、 图电系气统的组划分件图、器件元置布、安图接装线、电气图图箱控制、 面图板、器电元安件装底图和非板标准加件图等，另外工要还制编外 件购目录单、台材料耗消清单、备说明设等文字资料。 书气控制电统设系的内计容主要含原理设包计与工设艺两个计分部：1、原 设理计内 容()l拟电气订计任设书务。( 2)定电确拖力方案，动择电动选。 机()3设电气计控原制图理，算计主技术参数要。 4()选电择元件器制订元器，明件细。 表()5编写计设说明书 。2工、设艺计内容( l设计)气总布置图电、总装图安

与总接线。 (图)2设计组布置件图安、装图和线图接。( 3)计设气箱、电作台操及标准非元件。 ()列4出件元单清。 ()编写5使用护说维明书。

第四4章电 控气制统的系设计 三、气电控制系统设计一般步骤的、拟订设1任计务 书设任务书是整个电计气控制统的设系计依，又是据设备竣验工收的据 依由技。术导部领、门设使用部门备和任设务部计门等共同完。成 电控制气统系设计的任务中书主，包要以下内容： 括(1)备名称、用设、基途结本构、作动求及要工过艺程绍介 。()2电力拖的方式及动制要控等求 (3)联锁。、保要护。 (求4自动)程度、稳定性及化抗扰干要。求 ()操作5台、照、明信号指、报警方式等示求要 (。)6备设验标准。收(7) 其要它求 。2确定电、力拖方案动电 力拖方案动选是择气电控制系统计设主要内容的一，也之是后各以 分部计内容的设基础先决和条。件

5

第章 电四控制气系统的设计主要几个从面方考电力拖虑动案：方(1)拖动 式的方择选： 电拖力方动式独，立拖？动中拖集？ 动2)(调方速的案选择 大：型、型设备的重运主和进动给动，运尽应能可采无用调级，速利有 于简机械化构、降低成结本精密；械设备为机保证加精度也工采应无级用调速 ；对一般中于型小设备，没在有殊要求时，特选用经济可、简、可靠的三 相单笼异型电步动。机( )3动机电调速质要与负性载性适应特恒 功率载？负恒转负矩？载在选电择动调机速案方时要使，电机的调动 特速性生产与械机的负特性相载应，适使电机动得到充合理应用分。3、拖电动动的选机基择本原则(1)根生产据械机调的速要求择电选机动种的类 (2。)作过工中电程动容机要量得到充分利。用 3)(据根工环境选择作动电机的结构式型6。

四第 电章控气系统的制计设4选择控制方、 控制方式要式实现拖动案的控方制求要随着。代现气技术的 迅速发展电，生机械电力产动的控制方式从拖传的统继电接触器控制向 LP控制、CNC控C、计制算网络机制控等方面发展控制， 方式来越多。控越方式的制择应选在济、经安全前提下，的大限 最度满足地艺工要求的 。5设、电计控制原理气图，合理并选元器件用，制元器件编 细表明。6 、计设电设气备的种各施工纸图。7、编 设计写说书和明使用说明书

7

。第四章

电 气制系统的控设

计二第 节气电控原理电路制计设 的方法步与一骤、气控电原理制路电基本设的方法 计气控制电理原电路计设的方有法析分设计法逻和设辑法计 。、1析分设计 法分设计法是根据析产生艺的工要求选适当择的本基制

控环节单元电 ()路将比或较熟成电的按路联锁其件条组起合，来经补并和修充，改将 其综合成足控制满要求的整线路。完没当有成的现型环典节，可时据控根制要求边 分边析计设。优点 是计设法方单，无固定的简计程设序，是在它熟练握掌种各电气 控制电的路基环本和具备一定节阅的分析电气控读电制能力的路基础上进 的行，易为初学者所掌容握，电在气设中被普遍计采用；其点缺设是计 出方的案不一是定佳方最，当案验经不或考虑不周足全时影会线响路作工的 可靠性。应 反审复电核工作路况，情条有件还应时进模行试拟验发，问现题 时及改，修到电直动路作准确误，满足无产生艺要求为工止8。

四第 章电控制系统的设气 计、逻辑2计设法 逻辑计法是设利用逻代辑数来进电路行设，从计生产机械拖的动要 求工和要求艺出发，控将制路电的中接器、继电触器圈线的 电通与断电，点触的合与闭开断，主令器的接通与电开断成逻看辑变量 根，据控要求将它们制之间关系的逻用辑关系来表达式，后然 再化，做简出应相电的路图 。辑逻设法的优计点能是得理获想、济经方的，但这种案法设 计方度难大，较个设计整程过较杂复，还涉要及一些概念，因新， 此在般常一设规计中，很少单采用。 独、二电气原图理设的基计本步 (骤l)据确定根拖动方案的和制方控设式系统的原理框计。图(2)设 出原理框计图中个部各的分体电路具设计时。按电主 路、制电控路 、助辅路、电锁与联保、护体总检查反修复与改善完的先后顺序进行。 3()制绘原总理图。 4)(恰当选电器用件元并制，订元件器细明。表

9第

四章电气控制系 统设计的三 、原理图设计的一般要 1求电气控、原制应满理工艺的足求 要在计设前之须必生对机械的产作性能工结、构特点和实加工 际况情有分充了解，并在的此基础来上虑控考方制式起，、动向、 制动反调及速的求，要置各设联锁种及保护置装 。、控制2路电源种类与电压数值的要求电 对于较比单简的制控路，电而且器元电件多不，时往往接直采 用交3流08或22V0V源，电不用控制源变压电器。于比较复杂对的 制电控路，采应用制控电变压源器，将控电制压到降101或48V、V 4V。这2种案方对维修操作、及以电器元件工的可靠作均有利 对于操作。比频较的繁直流电传力的控动电制 路常用2,2V或0110V 直流电源供。直流电磁铁及电电离合磁的器制电路控，采常用 2V直流4源电供电 。交控流制电路的电压必是须列下规定电的压种一或几：种 V,24V648,,V11V(优选0值),22V,380V0,05z。H 直流控制电路的电必压是须下列定电规压的一种几种：或6 V,2V12,4,48V,110V,V20V2。10

四章第 电气控系制的统设计3、 保确气电制控路电工作可的靠性安全、 (性1电)元件器工作的要稳定可，靠符合用环使境条，件并动 作且间时的合配致不引竞起。 复杂争制电路中，控在一某控制号作信用下，电从一种稳路定状态转 换另到一稳定状态种，常常几个有器元件的电态状时同变化 ，考虑到器电件总有一定元动的时间，对作时序路电来，就说会到 几个得同不输出状态。的种现象称为电路这“竞争的”。而于开对关 路电由于，器元电件的放释延时用作，也会现出关开元不件按求 要逻的功能辑出输可的性能这种，现称象为冒险”“ 。竞“”与“争冒”险象都现造成将制电控路不按能要照动作 求，当器元件电的作动时可能影间响控到电制的动作路，时要需能 精用反确元件映动作时及其互间相配的合方法(时如图法间)准来 分确动作析间时从而，证保路电常正作工。11

第章 四电气控制统的设系 计2()器元件电的线圈和点触连的应符接合国有关标家规定准 器元电图形符件应号符GB47合8中2的规，绘制定时要合安 理排面版。例，主电路如般一排安在左面或面，控上制路或辅助电电路排在 面或下面，右元器件录目安表在标题排上方 在实。际接连，时注应以下意点几： 正①确接连器电圈线。交流 压线电通常不能圈联使 串，即使是两用个同号型电 压线也不圈采能用串联后接，在 倍两圈额线电压定交的 电源上流，以免电压分不配 均起工引不作可靠。

21

第四 电章控气制统系设的计* 在直流制电路控中，对 电于较大的电器线感，圈 如电磁、阀电铁或直磁流电机 励线磁等圈，不宜同与 压电等的接级器或触间中电 继器接直并联使。用图，当 触点K如断M开，电磁铁YA时 圈两线产端较生大的应电动感势，加在 中继间器KA电线 的圈，造成K上的误A作动为。 在此AY线圈端两联放电电 并R阻并在，A支K串入KM路常开触点 ，如图b就能可靠)工 作。13

第四章 气控制电系统的设

②计 合安排电理元件器和触 的位点置对于串。联回， 电路器元或触件点位置互时，换 并不影其响工原作理，在但实 际运行中，影响电安路全 关系到导并长线，短如图a) 接法不安全又既费导浪线 。因为行程关开SQ常的和常 闭触点开靠得近，很触点在 断时，开于由电弧可能成造 源电短路很不，全安，这种 接法且SQ引出要四导根线，不合理， 图b)示的所法接为 较理，合且只需引出3根导。线

41

四章 第电气制系统的设控计

③止出现寄生防电。 路生电路寄是指控制电路在的 作动程过中意外出现不，是由于误 操

作而产生的接电通 路。是一个图具有示指和 灯过保载的电动护机正反控 制转路电。正工作时常，完能 正成反向动起、停与止号 信示指。当F但动R作开后断，电路出 了如图现虚中线示所 寄的生电路，使触接K器M不1能 可释放靠而不到过载保 护得。如果F将触点R位移置 到BS1上就端可避产免寄生生电 。路

1

5

四章第 电控气系制统的计 设④ 量减尽连少接线的数量导，短连接缩导线的长度 ⑤ 控制电。路作时，应尽量工减少通电电器的数，以量降低故 的障可能性并节电能约。⑥ 在电路中采用容量小继的器电触点断开或来接通大量容接 触器线时圈，分析触要容点的大小量若不够，,必须加时大继电 容器或增量加中继间电器否，则工不作靠。可、应具有4必的要保护环 节制控电路事故在况情下，能应保证操作人员电、设气、生产机械 备安全的，并有效能制地事故的止大。扩为此在，制电控路中应取一采 的定保护措施必要时，还可置相设的应指信号。示 5操、作维、方便修控制 电应路操作从与修维人员工的出作发，求力操简单、作维方 便修 6、。控电制路力求简单、济 经在足满工要求的前提下艺，控电路应制力求单简、济经尽。选 量用标准气控电环制节电和，缩路减电的数量器，采用准标和件尽可能 选用同相号型的电器1。6

四第章 电气制控系的设计

统第三 电节控路设计线的要主参计算数、一异步电机起动动、动电制阻的计 算、1相三绕线转异子步电机动起电阻动的计 算绕线异式电动步在起动时，为降机起低电动流，加起增转动 ，并获矩一定的调得范速围，采用常转串子电阻压降动起法方，此因 确定要接电阻的级外数电阻的大小。和阻的电数越级多转，波矩 动越小就控，电路也就制越杂。通复电阻常级数可以根表4-2据来 选。取 下介面绍平短衡法接阻阻值的电算。计起动阻级数确定后，转电子 绕组每相中串联的级电各值阻可用，式下计：算Rn k mn r 式,n中各级起动电为阻的序，n号1=表且示一第级即，最 先短接被的电；阻m为动起阻电级数 k;为常；r数最后被为接的 那一短级电值。阻17

第章 四电控气系统制的设计k、计算：

rk 1 msE 1 s r 2 I 3

k2 1k m 1

中，式 s为动机电定额差转率； E 为2常正作时电动机转子工电 压V()I2;为常正作工电时机动转子电流(A)。每相起电动的功阻率为：

P 1 ~ 213 I 2R2s

Is为2子转动起电流(A),I取s2 =.1I5; 2为R相每串的联阻(Ω)电2。、型笼异电步动反接制机动阻电的计算 接制动反，三时定相子路回各串相的联限电流R估阻算R :k U I

s式，Uφ中电为动机子绕组定相压(电V)I;为s全压起动电(A);流 为系数，当k最反大制接动电I流<msI,肘取=k.130当；Im0<5Is.时， 取k1.5=。18

第四章 电气控制统的设系计 接制反时，若动在仅两定子绕组中相接限流电阻，串用选 电值阻上述计算是的1值.5 。倍制动电阻功率为：的 P ~12

14 I 2R

式N中，NI为动机电定电流；额R为 每一串接的相限电流阻。 值据根制频繁程动度当适选取前系数。 二面笼型异、电步动机能耗制动数参1、能耗制 动直电流与流电的压计 直流算电越流大，动制效果越好但，大过 的流电起引组绕热，发能耗增，加且磁 饱和当后制对动矩转的高也提不明，通常 制显动流直电I流按d式下或

I d ( ~21)I N

I d (2~ 4 ) I0U 制动时直，流压电dU: 为d I dRR为相串两联子绕定的冷组阻电

0I电动为机载电空；I流为N动机电定电流。额

91

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/unfq.html