电气控制系统

电气控制与PLC（四）电气控制系统第1页第4章控制系统设计

4.1电气原理图设计主要设计内容：原理设计和工艺设计

4.1.1设计标准 满足技术、经济指标要求，操作、维修方便基本要求。经过优选器件，提升可靠性，延长寿命，提升产品竞争力。

4.1.2电气设计基本内容 1、拟订设计任务书。 2、选择拖动方案和控制方式。 3、设计电气原理图及合理选择元件（原理设计）。 4、绘制电气安装接线图（工艺设计）。 5、汇总资料，编写说明书。电气控制系统第2页4.2电气原理图4.2.1电气设计普通规律1、选取经典步骤2、合理设计电路必要时，能够使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。①设计电气原理图时，还要考虑工程施工要求。比如，图4.2.1b与图4.2.1a相比，含有节约连接导线，可靠性高（减小电流流经触点数）等优点。

电气控制系统第3页2、合理设计电路②降低控制触点，提升可靠性比如，图4.2.2a电路中，继电器线圈电流需要依次流过多个触点。图4.2.2b控制电路每一个继电器线圈电流仅流过一个触点，可靠性得到提升。电气控制系统第4页2、合理设计电路③预防竞争现象图4.2.4a为反身自停电路，存在电气导通竞争现象。图4.2.4b为无竞争反身自停电路。结论：继电、接触器控制电路不得用本身触点切断线圈导电电路。电气控制系统第5页3、控制电源与导线选择①控制电源选择 交流控制电路电源有36、127、220、380V等规格，电路结构简单可使用220V或380V电源，电路复杂，故障多发，宜选取低压电源，但须经变压器降压取得。其次，还能够依据安全照明和工作状态指示要求，以及电磁线圈（电磁铁）负载性质等综合考虑。 变压器容量估算：ST≥KT∑SXC式中：ST-变压器所需容量；SXC为电器元件吸持功率；∑SXC

-控制电路在最大负载时工作电器所需要功率；KT-变压器容量贮备系数，普通取1.1~1.25。②导线选择导线选择包含导线种类选择和导线截面积选择。导线有单股或多股导线，应依据导线走线方式和美观要求进行选择。铜芯导线截面积普通可按5A/mm2来估算。电气控制系统第6页4.2.2电气控制原理设计方法

电气控制原理设计方法有两种，经验设计法和逻辑代数设计法。1、经验设计法电气控制设计内容包含主电路、控制电路和辅助电路设计。设计步骤①主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速控制要求。②控制电路：满足设备和设计任务要求各种自动、手动电气控制电路。③辅助电路：完善控制电路要求设计，包含短路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护办法，以及信号指示、照明等电路。④重复审核：依据设计标准审核电气设计原理图，有必要时能够进行模拟试验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。惯用经验设计方法①依据生产机械要求，，选取经典步骤，将它们有机组合起来，并加以补充修改，综合成所需控制电路。②没有经典步骤，能够依据工艺要求自行设计，采取边分析边画图方法，不停增加电器元件和控制触点，以满足给定工作条件和要求。电气控制系统第7页4.2.2电气控制原理设计方法经验设计特点①设计方法简单易于掌握，使用广泛。②要求设计者有一定设计经验，需要重复修改图纸，设计速度较慢。③设计程序不固定，普通需要进行模拟试验。④不宜取得最正确设计方案。2、逻辑设计法利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图基础上，按照一定设计方法和步骤，设计出符合要求控制电路。该方法设计出电路较为合理、精练可靠，尤其在复杂电路设计时，能够显示出逻辑设计法设计优点。电气控制系统第8页4.3基于导线二维标注法电气接线图设计

1、电气接线图绘制规则

用途：电气接线图用来表示电气配电盘内部器件之间导线连接关系。 ①标线号：在电气原理图上用数字标注线号，每经过一个器件改变一次线号（接线端子除外）。②布置器件： 依据电气原理图，将电气元件在配电盘或控制盘上按先上后下，先左后右规则排列，并以接线图表示方法画出电器元件（方框+电气符号）。 ③标器件号： 给安放位置固定器件标注编号（包含接线端子）。 ④二维标注：在导线上标注导线线号和指示导线去向器件号。 注意：配电盘引出、引入导线均须采取接线端子连接。电气控制系统第9页2、电气互连图绘制规则电气互连图用途：电气互连图表示电气配电盘与盘之间，盘与外部设备之间连线关系。电气互连图绘制规则：①导线连接关系控制盘（板）之间，控制盘与外设之间用导线束表示导线连接关系，原理图中应注明导线颜色、数量、长度、载流面积等参数。②穿线管使用为保护设备外部连接导线，经常使用穿线管走线方式。使用穿线管时，应在原理图中注明穿线管种类、内经、长度、及所穿导线根数（含备用）。电气控制系统第10页4.4电气控制系统设计应用举例设计选题电动机起停控制电路1、电气原理图原理设计时以起停控制电路原理为主，兼顾电路工作状态指示和设备工作点局部照明电路。图中标注了线号、导线截面积等参数。元器件清单见P92，表4.1，穿线用管及导线参数见表4.2。 电气控制系统第11页2、电气安装位置图电气安装位置图用来表示元器件清单中全部电器元件相对安装位置。通常，电器元件布置在主配电盘和操作面板上。电气安装位置图应考虑电器元件实际安装方法和结构尺寸，最终确定主配电盘和操作面板、以及控制柜结构和外形尺寸。电气控制系统第12页3、电气接线图按照电气安装位置图设计思想，电气接线图也分为主配电盘接线图和操作面板接线图两部分。图中线侧数字表示线号（1~7），线端数字表示器件编号（10~25）。电气控制系统第13页4、电气互连图

电气互连图表示电气控制柜配电盘之间、以及和外部器件之间接线关系。图中用导线束将照明灯、操作面板、电动机、电源引入线与控制主盘连接起来，并注明了穿线管规格、电缆线参数等数据，详见表4.2。设计时应注意接地装置设计（安全）。电气控制系统第14页5、安装调试

安装无误后，接通三相电源，作空载试验，经过操作按钮，检验电气装置动作准确性及指示正确性，空载试验无误后，接上负载作负载试验，重复调试直至设备正常工作为止。小结 本章经过应用示例，系统介绍了电气控制线路（原理）设计，电气安装位置图、电气接线图、电气互连图等工艺设计方法。工艺设计是在理论设计基础上进行主要设计内容，实践性很强、工作量很大，电气设备质量和制造成本在很大程度上取决于工艺设计水平。所以，也是电气工程师必修内容。 电气控制系统第15页谢谢收看电气控制系统第16页4.2.1两地控制电路电气控制系统第17页4.2.2次序控制电路电气控制系统第18页4.2.3电压线圈并联电气控制系统第19页图4.2.4反身自停电路电气控制系统