电器控制电路的基本规律

1、主要内容主要内容p电气控制电路的设计方法电气控制电路的设计方法p电气控制电路的基本控制环节：电气控制电路的基本控制环节：自锁控制自锁控制点动和正常工作的联锁控制点动和正常工作的联锁控制多地控制多地控制顺序启动联锁控制顺序启动联锁控制互锁控制互锁控制行程控制行程控制时间顺序控制时间顺序控制 分析设计法分析设计法：根据生产工艺要求，：根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。设计控制线路。 逻辑设计法逻辑设计法：根据生产工艺的要：根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计求，利用逻辑代数来分析、设计线路的方法。线路的方法。电气控制线路的设计方法电气控

2、制线路的设计方法根据生产工艺要求，利用各种典型的电路环节，根据生产工艺要求，利用各种典型的电路环节，直接设计控制电路。这种设计方法比较简单，但要求设直接设计控制电路。这种设计方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路，掌握多种典型电路的计人员必须熟悉大量的控制电路，掌握多种典型电路的设计资料，同时具有丰富的设计经验，在设计过程中往设计资料，同时具有丰富的设计经验，在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验，才能使电路符合设往还要经过多次反复地修改、试验，才能使电路符合设计的要求。即使这样，设计出来的电路可能不是最简，计的要求。即使这样，设计出来的电路可能不是最简，所用的电器及触头不一

3、定最少，所得出的方案不一定是所用的电器及触头不一定最少，所得出的方案不一定是最佳方案。最佳方案。分析设计法分析设计法 此方法无固定的设计程序，设计方法简单，容此方法无固定的设计程序，设计方法简单，容易为初学者掌握。当经验不足时或考虑不周时会影易为初学者掌握。当经验不足时或考虑不周时会影响电路工作的可靠性。响电路工作的可靠性。分析设计法，由于是靠经验进行设计的，因而分析设计法，由于是靠经验进行设计的，因而灵活性很大，初步设计出来的电路可能是几个，这灵活性很大，初步设计出来的电路可能是几个，这时要加以比较分析，甚至要通过实验加以验证，才时要加以比较分析，甚至要通过实验加以验证，才能确定比较合理的设

4、计方案。这种设计方法没有固能确定比较合理的设计方案。这种设计方法没有固定模式，通常先用一些典型电路环节拼凑起来实现定模式，通常先用一些典型电路环节拼凑起来实现某些基本要求，而后根据生产工艺要求逐步完善其某些基本要求，而后根据生产工艺要求逐步完善其功能，并加以适当的联锁与保护环节。功能，并加以适当的联锁与保护环节。 一般步骤：一般步骤： 了解系统工艺要求。了解系统工艺要求。 设计主电路。设计主电路。 设计控制电路。设计控制电路。 完善和校核。完善和校核。 举例举例分析设计法分析设计法 例：设计龙门刨床横梁升降控制线路例：设计龙门刨床横梁升降控制线路例：设计龙门刨床横梁升降控制线路例：设计龙门刨床

5、横梁升降控制线路 工艺要求：工艺要求： 1 1）保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横）保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁夹紧或放松；梁夹紧或放松； 2 2）逻辑关系：当横梁上下移动时，应能自动）逻辑关系：当横梁上下移动时，应能自动按照放松横梁按照放松横梁横梁上下移动横梁上下移动夹紧横梁夹紧横梁夹紧电机自动停止运动的顺序动作；夹紧电机自动停止运动的顺序动作； 3 3）横梁在上升与下降时应有限位保护；）横梁在上升与下降时应有限位保护； 4 4）横梁夹紧与横梁移动之间及正反向之间应）横梁夹紧与横梁移动之间及正反向之间应有必要的联锁。有必要的联锁。设计主电路设计主电路 主电路由一个主电路由一个横梁

6、移动电机横梁移动电机和一个横梁夹和一个横梁夹紧电机组成紧电机组成 每个电机均每个电机均须正反转须正反转 设计控制电路设计控制电路4 4个接触器个接触器 4 4个线圈个线圈2 2只点动按钮，只点动按钮，触头不够触头不够KA1KA1和和KA2KA2进行控制。进行控制。根据生产对控制根据生产对控制系统所要求的操系统所要求的操作程序可以设计作程序可以设计出图所示的草图。出图所示的草图。但它还不能实现在横但它还不能实现在横梁放松后才能自动升降，也梁放松后才能自动升降，也不能在横梁夹紧后使夹紧电不能在横梁夹紧后使夹紧电机自动停止，需要恰当地选机自动停止，需要恰当地选择控制过程中的变化参量来择控制过程中的变

7、化参量来实现上述自动控制要求。实现上述自动控制要求。 选择控制参量、确定控制原则选择控制参量、确定控制原则 反映横梁放松的参量，可以有行程参量和时间反映横梁放松的参量，可以有行程参量和时间参量。由于行程参量更加直接反映放松程度，因此参量。由于行程参量更加直接反映放松程度，因此采用行程开关进行控制。采用行程开关进行控制。SQ1SQ1横梁已经放松横梁已经放松KI KI 横梁已经夹紧，选用电流参量横梁已经夹紧，选用电流参量 设计联锁保护环节设计联锁保护环节互锁互锁KA1KA1、KA2KA2，M1M1正反转；正反转； KM3KM3、KM4KM4，M1M1正反转正反转顺序顺序SQ1SQ1，实现横梁松开与

8、移动的联锁保护。，实现横梁松开与移动的联锁保护。限位保护限位保护SQ2SQ2、SQ3SQ3分别实现上、下限位保护分别实现上、下限位保护短路保护短路保护FUFU 电路的完善和校核电路的完善和校核 控制电路初步设计完毕后，可能还有不合理的控制电路初步设计完毕后，可能还有不合理的地方，应仔细校核。例如，进一步简化以节省触头地方，应仔细校核。例如，进一步简化以节省触头数，节省电器间连接线等，特别应该对照生产要求数，节省电器间连接线等，特别应该对照生产要求再次分析设计电路是否逐条予以实现，电路在误操再次分析设计电路是否逐条予以实现，电路在误操作时是否会产生事故。作时是否会产生事故。 上述电路中，如果按下

9、上述电路中，如果按下SBl或或SB2的时间很短，的时间很短，横梁放松还未到位就已松开按下的按钮，致使横梁横梁放松还未到位就已松开按下的按钮，致使横梁既不能继续放松又不能进行夹紧，容易出现事故。既不能继续放松又不能进行夹紧，容易出现事故。改进的方法是将改进的方法是将KM4的辅助触头并联在的辅助触头并联在KA1，KA2两端，使横梁一旦放松，就必然连续工作至放松到两端，使横梁一旦放松，就必然连续工作至放松到位，然后可靠地进入夹紧阶段。位，然后可靠地进入夹紧阶段。KM4逻辑设计法逻辑设计法 逻辑设计法逻辑设计法，是根据生产工艺的要求，利用逻辑代，是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计电路的。将

10、执行元件需要的工作信数来分析、设计电路的。将执行元件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量，号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量，并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式表达，再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行式表达，再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，成为最简简化，成为最简“与、或与、或”关系式，用这种方法设关系式，用这种方法设计的电路比较合理，特别适合完成较复杂的生产工计的电路比较合理，特别适合完成较复杂的生产工艺所要求的控制电路。但是相对而言逻辑设计法难艺所要求的控制电路。但是相对而言逻辑设计法难度较大，不易

11、掌握。度较大，不易掌握。逻辑电路有两种基本类型，对应其设计方法也逻辑电路有两种基本类型，对应其设计方法也各不相同。一种是执行元件的输出状态，只与同一各不相同。一种是执行元件的输出状态，只与同一时刻控制元件的状态相关。即输出量对输入量无影时刻控制元件的状态相关。即输出量对输入量无影响，称为响，称为组合逻辑电路组合逻辑电路，其设计方法比较简单，可，其设计方法比较简单，可以作为经验设计法的辅助和补充，用于简单控制电以作为经验设计法的辅助和补充，用于简单控制电路的设计，或对某些局部电路进行简化，进一步节路的设计，或对某些局部电路进行简化，进一步节省并合理使用电器元件与触头。其设计步骤为：省并合理使用电

12、器元件与触头。其设计步骤为： 列出控制元件与执行元件的动作状态表；列出控制元件与执行元件的动作状态表； 根据状态表写出的逻辑代数式；根据状态表写出的逻辑代数式； 利用逻辑代数基本公式化简至最简利用逻辑代数基本公式化简至最简“与或与或”式；式； 根据简化了的逻辑式绘制控制电路。根据简化了的逻辑式绘制控制电路。另一类逻辑电路被称为另一类逻辑电路被称为时序逻辑电路时序逻辑电路，即输出，即输出量通过反馈作用，对输入状态产生影响。这种逻辑量通过反馈作用，对输入状态产生影响。这种逻辑电路设计要设置中间记忆元件（如中间继电器等），电路设计要设置中间记忆元件（如中间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各程序

13、两两区分的目记忆输入信号的变化，以达到各程序两两区分的目的。其设计过程比较复杂，基本步骤如下：的。其设计过程比较复杂，基本步骤如下： 根据拖动要求，先设计主电路，明确各电动根据拖动要求，先设计主电路，明确各电动机及执行元件的控制要求，并选择产生控制信号机及执行元件的控制要求，并选择产生控制信号（包括主令信号与检测信号）的主令元件（如按钮、（包括主令信号与检测信号）的主令元件（如按钮、控制开关、主令控制器等）和检测元件（如行程开控制开关、主令控制器等）和检测元件（如行程开关、压力继电器、速度继电器、过电流继电器等）。关、压力继电器、速度继电器、过电流继电器等）。 根据工艺要求作出工作循环图，并列

14、出主令根据工艺要求作出工作循环图，并列出主令元件、检测元件以及执行元件的状态表，写出各状元件、检测元件以及执行元件的状态表，写出各状态特征码（一个以二进制数表示一组状态的代码）。态特征码（一个以二进制数表示一组状态的代码）。 为区分所有状态（重复特征码）而增设必要为区分所有状态（重复特征码）而增设必要的中间记忆元件（中间继电器）。的中间记忆元件（中间继电器）。 根据已区分的各种状态的特征码，写出各执根据已区分的各种状态的特征码，写出各执行元件（输出）与中间继电器、主令元件及检测元行元件（输出）与中间继电器、主令元件及检测元件（逻辑变量）间的逻辑关系式。件（逻辑变量）间的逻辑关系式。 化简逻辑式

15、，据此绘出相应控制电路。化简逻辑式，据此绘出相应控制电路。 检查并完善设计电路。检查并完善设计电路。由于这种方法设计难度较大，整个设计过程较由于这种方法设计难度较大，整个设计过程较复杂，还要涉及一些新概念，在一般常规设计中，复杂，还要涉及一些新概念，在一般常规设计中，很少单独采用。其具体设计过程可参阅专门资料，很少单独采用。其具体设计过程可参阅专门资料，这里不再作进一步介绍。这里不再作进一步介绍。逻辑与逻辑与触点串联触点串联KMKMKA1KA2KA1KA2逻辑或逻辑或触点并联触点并联 KMKA1KA2 逻辑非逻辑非 KMKA主要内容主要内容p电气控制电路的设计方法电气控制电路的设计方法p电气控

16、制电路的基本控制环节：电气控制电路的基本控制环节：自锁控制自锁控制点动和正常工作的联锁控制点动和正常工作的联锁控制多地控制多地控制顺序启动联锁控制顺序启动联锁控制互锁控制互锁控制行程控制行程控制时间顺序控制时间顺序控制电气原理图电气原理图自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热继电器常闭触点常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1自锁控制自锁控制KMSB2KMSB1FRQSFRFUKMM3 先闭合先闭合QS 接通电源接通电源按按SB2 KM线圈线圈得电得电 KM主触头主触头闭合闭合 M运转运转按按SB1 KM线圈线圈失电失电 KM主触头主触头恢复恢

17、复 M停转停转M3M3 KM辅助触头辅助触头闭合闭合 自锁自锁 KM辅助触头辅助触头恢复恢复 失去失去自锁自锁 控制电机长控制电机长时间连续工作时间连续工作控制控制电路电路主主电电路路自锁控制自锁控制电气原理图电气原理图工作原理工作原理保护环节保护环节短路保护短路保护 ：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2自锁控制自锁控制SB1KMKMSB2SB1KMKMSB2SB1KMKMSB2短路保护短路保护 ：FU1、FU2过载保护过载保护 ：FR工作原理工作原理保护环节保护环节L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图

18、自锁控制自锁控制短路保护短路保护 ：FU1、FU2工作原理工作原理保护环节保护环节欠压、失压保护欠压、失压保护 ：KML1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图过载保护过载保护 ：FR自锁控制自锁控制工作原理工作原理工作原理：工作原理：启动：启动：按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M M启动运行。启动运行。停止：停止：松开按钮松开按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈失电线圈失电KMKM主触头断开主触头断开电动机电动机M M失电停转。失电停转。QSL1L3L2FU1KMM3SBKM

19、FU2电气原理图：电气原理图：点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制点动控制：点动控制：应用：应用：常用于电葫芦控制常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速和车床拖板箱快速 移动的电机控制移动的电机控制保护环节：保护环节： 短路保护短路保护控制电路控制电路短路保护短路保护主电路主电路短路保护短路保护工作原理：工作原理：电气原理图：电气原理图：QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制点动控制：点动控制：工作原理：工作原理：启动：启动：按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M

20、 M启动运行。启动运行。停止：停止：松开按钮松开按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈失电线圈失电KMKM主触头断开主触头断开电动机电动机M M失电停转。失电停转。QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2电气原理图：电气原理图：点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制点动控制：点动控制：开关切换开关切换连续与点动混合控制连续与点动混合控制按钮切换按钮切换点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制中间继电器控制中间继电器控制开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA断开断开FU1KMM3FRQL1L3L2主电主电路路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电控制电路路点动与正常工作的

21、联锁控制点动与正常工作的联锁控制开关切换开关切换FU1KMM3FRQL1L3L2主电主电路路点动控制：点动控制：SA断开断开连续控制：连续控制：SA闭合闭合 FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电控制电路路点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制按钮切换按钮切换工作原理：工作原理： 连续控制：松开连续控制：松开按钮按钮SB3 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB3FU1KMM3FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路控制电路点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制点动与正常工作的联锁控制中间继电器控制中间继电器控制

22、 一般步骤：一般步骤： 了解系统工艺要求。了解系统工艺要求。 设计主电路。设计主电路。 设计控制电路。设计控制电路。 完善和校核。完善和校核。分析设计法分析设计法 特点：特点：工作原理：工作原理：在在两地两地或或多地多地控制同一台电动机的控制方式控制同一台电动机的控制方式启动启动(常开常开)按钮并联，停止按钮并联，停止(常闭常闭)按钮串联按钮串联多地控制多地控制三地控制三地控制主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制控制电路实现顺序控制控制电路实现顺序控制 要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式完成的控制方式顺序启动同时停止控制顺序启

23、动同时停止控制顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制顺序启动的联锁控制顺序启动的联锁控制顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制特点特点:电气原理图：电气原理图：FU1KM1M13FR1QL1L3L2KM2M23FR2主电路主电路控制电路控制电路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制FU1KM1M3FR1QL1L3L2KM2M3FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2电气原理图：电气原理图：特点特点:主电路主电路控制电路控制电路FU1KM1M3FR1QL1L3L2KM2M3FR2KM

24、2FU2FRSB2FRKM1SB1SB4SB3KM1KM2KM1KM2主电路主电路控制电路控制电路KM3SB6SB5KM3KM2KM3 顺序控制顺序控制主电路：主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮工作原理：工作原理：缺点：缺点：基本控制电路基本控制电路互锁控制互锁控制控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器联锁控制接触器联锁控制联锁联锁接触器联锁接触器联锁按钮联锁按钮联锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2K

25、M1接触器接触器联锁联锁互锁控制互锁控制控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器联锁控制接触器联锁控制控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1线圈通电线圈通电M正转启动正转启动按下停止按钮按下停止按钮SB3KM1线圈断电线圈断电电动机电动机M停止停止按下按钮按下按钮SB2反向启反向启动动互锁控制互锁控制控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：接触器联锁控制接触器联锁控制控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操

26、作不便操作不便互锁控制互锁控制控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：按钮联锁控制按钮联锁控制操作方便操作方便控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：缺点：易产生故障易产生故障互锁控制互锁控制控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：接触器、按钮双重联锁控制接触器、按钮双重联锁控制安全可靠，安全可靠，操作方便操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图控制电路图互锁控制互锁控制接触器联锁正反转控制电路接触器联锁正反转控制电路互锁控制互锁控制行程控制行程控制 在实际生产中，由于工

27、艺和安全的要求，常常需要控制某在实际生产中，由于工艺和安全的要求，常常需要控制某些机械的行程和位置，例如龙门刨床的工作台要求进行往复运些机械的行程和位置，例如龙门刨床的工作台要求进行往复运动加工产品，在工作台到达极限位置时，必须自动的停下来。动加工产品，在工作台到达极限位置时，必须自动的停下来。行程控制行程控制：对生产机：对生产机械的某一运动部件的行械的某一运动部件的行程或者位置变化进行的程或者位置变化进行的控制。控制。通常通过通常通过行程开关行程开关来实来实现。现。行程开关行程开关：又称为位置开关或者限位开关，是根据：又称为位置开关或者限位开关，是根据运动部件位移来切换电路的一种自动电器。运动部件位移来切换电路的一种自动电器。 结构上与按钮类似，但其动作要由结构上与按钮类似，但其动作要由机械撞击机械撞击产生。产生。 按动复位将将机械信号机械信号转换为转换为电信号电信号功能功能：实现电路的：实现电路的限位保护限位保护、行程控制行程控制、自动切换自动切换等。等。 SQS