第五章电气控制的逻辑设计

逻辑设计是近年发展起来的一种新兴设计方法，它的主要优点就在于能充分应用数学工具和表格，全面考虑控制电路的逻辑关系，按照一定的方法和步骤设计出符合要求的控制电路。用逻辑设计法设计出的控制电路，精炼、可靠。

第一节电气线路的逻辑表示

一、电器元件的逻辑表示

为便于用逻辑代数描述电路，对电器元件状态的逻辑表示作如下规定：

(1)用K 、KM 、ST 、SB 分别表示继电器、接触器、行程开关、按钮的常开(动合)触头；用表示其相应的常闭(动断)触头。 (2)电路中开关元件的受激状态(如继电器线圈得电，行程开关受压)为“1”状态；开关元件的原始状态(如继电器线圈失电，行程开关未受压)为“o ”状态，触头的闭合状态为“1”状态，触头的断开状态为“0”状态。

K ＝1，继电器线圈处于得电状态；

K ＝o ，继电器线圈处于失电状态；

K ＝1，继电器常开触头闭合；

K ＝o ，继电器常开触头断开；

K ＝1，继电器常闭触头闭合；

K ＝o ，继电器常闭触头断开。

从上述规定看出，开关元件本身状态的“1”(线圈得电)、“o ”取值和它的常开触头的‘1”、“o ”取值一致，而和其常闭触头的取值相反。

B S T S M

K K 、、、

二、逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示

在逻辑代数中，常用大写字母A、B、C、…表示逻辑变量。

三、电气线路的逻辑表示

有了上述规定和基本逻辑关系，就可以应用逻辑代数这一工具对电路进行描述和分析。具体步骤是：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件、保护元件等，它们触头间相互联接关系的逻辑函数表达式(均以未受激时的状态来表示)。有了各个电气元件(以线圈为对象)的逻辑表达式后，当发出主令控制信号时(如按一下按钮或某开关动作)，可分析判断哪些逻辑表达式输出为“1”(表示那个电器线圈得电)，哪些表达式由“1’’变为“o”。从而可进一步分析哪些电动机或电磁阀等运行状态改变，使机床各运动部件的运行发生何种变化等。

四、逻辑代数的基本性质及应用举例

第二节触点电路的化简

设计出的逻辑控制电路，特别是用经验法设计出的逻辑控制电路，往往使用了一些多余的电器或触点，降低了电路的经济性和可靠性，有必要将它化简为功能相同的最简化电路。最简化逻辑电路是指使用电器和触点数量最少、结构最简单的逻辑电量包含若干被控电器的逻辑电路称为多端输出电路。化简多端输出电路的—般步骤如下

(1)列写待化简电路的全部逻辑表达式。

(2)分别将它们化简为最佳化逻辑表达式。

(3)将各最佳化逻辑表达式转换为相应的触点电路。

(4)简化整体电路：合并相同触点组。

化简电路的首要工作是化简逻辑函数。化简逻辑函数可以使用公式法，也可以使用几何法。本节将介绍一种对化简和设计触点逻辑电路十分有用的几何法——覆盖法。

一、公式法化简逻辑函数

(3)绘制电路图

（4）化简整体电路

（c）与（a）、（b）相比较，电路的触点大为减少。合并触点要合理，否则电路的逻辑关系将发生改变。如图5-4中的（c）不能简化成（d）因两者逻辑关系不相同。

二、覆盖法化简逻辑函数

逻辑函数由逻辑变量经与、或、非运算组成。覆盖法用若干相互平行的线段分别表示逻辑变量，将其投影到坐标轴上，在一维空间内作交、并、补运算，用得到的集合去覆盖函数在坐标轴上的投影，故称覆盖法。它与韦恩图类似，不同之处在于韦恩图是用平面图形表示变量和函数，而覆盖法仅取一维空间，因此使用更方便。

覆盖法可以用于化简逻辑函数、证明逻辑代数公式。设计组合电路时，常用覆盖法出电路的逻辑表达式。

上述对逻辑函数f化简的一般方法，亦可作为对吸收定理

公式的证明。同样方法，可以证明逻辑代数中的其它公式。但用这样的方法化简逻辑函数，因规范性差，使用欠方便。借助函数真值表，可以使覆盖法化简逻辑函数的工作规范化，应用更方便。

（一）变量真值表及最小项

1、n个变量的最小项个数

n个变量可能出现的取值状态的集合称为n个变量的真值或全值。由它们排成的表格称为n个变量的真值表或全值表。每个变量有两种互补的取值状态，n 个变量就有2n种可能出现的取值状态。用变量真值表中的每一行填写n个变量的一种取值状态（变量真值）。表中真值通常按二进制数顺序排列，表5-2示出

A、B、C三个变量的真值。

2、真值表

在n个变量的真值表中，用原变量代替该变量的取“1”状态，反变量代替其“0”状态，按行分别组成“与”函数，这些“与”函数分别称为n个变量逻辑函数的最小项。如表5—2右侧所示。最小项是变量数确定的逻辑函数的最小单位。每个最小项只有在所有变量都符合某种特定取值状态下才能取“1”值。例如，表5—2中的最小项ABC只有在变量A、B、C同时取“1”值的条件下才能取“1”值，除此条件外，都不能取“1”值。但一个任意的逻辑函数取“l”值的条件就不限于一种了。例如逻辑函数f＝AB+AB，f取“1”值的条件为：A ＝1，B＝0或A＝0，B＝1。

3、逻辑函数的数学及物理意义

情况下，经逻辑运算后，函数均取“1”值。逻辑函数的物理意义可以这样理解：一个逻辑函数取“1”值，就意味着这个函数对应的逻辑电路中被控电器通电。而符合规定的各种变量取值情况则是函数取“1”值的条件。’这种条件不能不存在，也不能没有限制。如果变量在任何取值情况下函数都不能取“尸值(即函数取“尸的条件不存在)，就相当于被控电器永远不能通电；若变量在任何取值情况下均取“1”值(即没有条件限制)，就相当于被控电器恒被接通。这两种情况都使电路失去了控制作用。只有当变量的取值情况符合规定条件时函数才能取“1”值，．这样的逻辑函数才有意义，相应的逻辑电路才有正确的控制作用。

(二)真值表覆盖化简法

覆盖化简法不仅适用于完全真值表，也适用于不完全真值表。用真值表覆盖法化简逻辑函数比用卡诺图简单，特别是变量个数多、真值表不完全时，其优点更为突出。

1．完全真值表覆盖化简法

包含了组成函数的变量和函数的全部取值状态的表格称为函数真值表或全值表。函数真值表有一个重要特征即从变量取值状态集合中的一种情况到函数取值状态集合中的某种情况，呈单值对应(映射)关系。为了便于利用真值表进行覆盖法化简，将真值表中格子内的“1”用顶格线段表示，格子内的“o”则略去。用表示变量取“1”值的线段组成适当的夺、并-补隼妻藉羔嘉示甬龄取“1”信的线段，便可得到函数化简后的逻辑表达式。

【例5】P105

2．不完全真值表覆盖化简法

只包含逻辑表达式中变量及函数的部分取值状态的表格称为函数的部分真值表(不完全真值表)。在电路的逻辑设计中遇到的绝大部分属于不完全真值表。表中变量的取值状态由信号元件和中间记忆元件的取值状态决定，通常也不按二进制顺序排列；函数的取值状态由设计中的具体要求确定。用覆盖法化简不完全真值表中的逻辑函数，可以不考虑禁止项的影响，也不必使用手续繁杂的

阻塞措施，化简方法与完全真值表覆盖化简法相同。

【例6】P107

化简后：

三、桥形(H形)触点电路

（1）公式法和几何法的优劣

以单端输出电路为例，讨论用电路图化简法化简逻辑电路的一种特殊情况——将Ⅱ形触点电路化简为桥形(H形)触点网络。

用公式法或几何法化简单端输出的逻辑电路时，就化简前、后电路的形式看，它们都属于由触点串、并或混联组成的Ⅱ形电路。如果单端输出的Ⅱ形电路是由最佳化逻辑表达式做出，就不能再指望用提公因式的办法合并相同触点。但是，当它符合某种特定条件时，还可以通过电路图化简法继续化简。例如有一逻辑函数，其逻辑表达式为后面两个逻辑表达式已经是最佳化逻辑表达式。由以上三个逻辑表达式直接给出的电路分别如图5—7(a)～(c)所示。

（2）最佳逻辑表达式与最佳电路

由最佳化逻辑表达式直接给出的电路一定是最佳化电路吗?不一定。例如，图5—7(b)电路就可以通过电路图化简法继续化简，其化简过程可用图5—8(a)～(c)说明。

首先按图5—8(a)中所示虚线将点2与点3及点1与点4分别相连，这样，就可将图5—8(a)转化为图5—8(b)电路；然后分别合并图5—8(b)电路的那些自相并联的相同触点B、C和E，最后得到图5—8(c)所示的桥形触点电路。

按接通线圈f的不同通路，可写出图5—8(c)桥形电路的逻辑表达式：

可见，图5—8(c)所示桥形触点电路与图5—7(a)～(c)所示П形电路逻辑功能完全相同，但所使用的触点比П形电路少得多。桥形触点电路是相同逻辑功能电路中的最简化电路。

（3）小结

上面的例子说明，由最佳化逻辑表达式直接作出的触点电路不一定是最简化电路。因此，在化简逻辑电路时，不仅需要用代数法或几何法进行化简，而

电路图化简法不仅适用于单端输出电路，也适用于多端输出电路。但不论哪一种电路，都必须满足化简前后逻辑功能完全相同(或等效)的前提条件，即化简前后电路的逻辑表达式应相同(或在一定条件下经逻辑运算后得到的逻辑表达式相同)。

应该指出，虽然电路图化简法是一种普遍适用的方法，但不是所有的逻辑电路都可以通过这种方法化简为桥形触点电路，只有符合特定条件的11形触点电路才可以化为桥形触点电路。例如，图5—7中所示的那些电路都可以通过电路图化简法直接化为桥形电路。

第三节组合电路与时序电路

逻辑电路分为组合电路与时序电路两类。

一、组合电路

电路的工作状态只取决于当时各输入信号取值状态的逻辑电路称为组合电路。电路的工作状态是指电路中各被控电器的取值状态。图5—9示出两个组合电路和它们的真值表。

1、电路的工作状态与变量的取值顺序无关

例如在图5—9(b)所示电路中，当输入信号的取值状态为X1＝1，X2＝1时，必有f1＝1、f2＝1的电路工作状态；当X l＝1，X2＝0时，必有f1＝1、f2＝0等等。即变量的每一种取值状态都只能决定(单值对应于)电路的一种稳定工作状态，而与变量X1、X2取“0”、“1”值的先后顺序及电路原先的工作状态无关。

2、组合电路的特点：

(1)任何情况下，输入信号的任意一组取值状态都能严格地确定电路的一种

符合函数真值表的性质特征。因此，组合电路中函数与变量的状态关系可以用真值表表示。

(2)电路某种稳定工作状态的持续时间与相应输入信号的持续时间一致。为了保证电路能保持较长时间的稳定工作状态，输入信号需使用长信号。例如，通常使用具有机械保持作用的扳把开关、行程开关等作信号元件。

由于组合电路中函数与变量的状态关系可以用真值表表示，所以组合电路的设计并不困难。可以根据设计要求作出函数真值表，用代数法或几何法求解并化简逻辑函数，从而设计出符合要求的组合电路。用真值表覆盖法求解逻辑函数，兼有求解和化简的双重功能，设计中经常使用它。

【例7】P109

二、时序电路

电路的工作状态不仅取决于电路当时输入信号的状态，而且还与电路原先的工作状态有关，这样的逻辑电路称为时序电路。时序电路原先的工作状态又与电路过去接受输入信号的顺序有关。图5—11示出两个时序电路。

（a）图

时序电路与组合电路的区别在于：时序电路具有记忆功能，电路的当前工作状态与信号到达的顺序有关。

时序电路有以下特点：

(1)时序电路的当前工作状态不能单凭当时输人信号的取值状态来决定，还必须考虑输入信号到达的时间顺序。因此，不能用前述函数真值表正确地反应变量的全部取值状态与电路工作状态之间的关系。

(2)由于时序电路有记忆功能，因此输入信号可以使用(或部分使用)短信号。例如使用具有自动复位的按钮、行程开关等作信号元件。

(3)在时序电路中至少存在一个反馈环节，这是时序电路区别于组合电路的根本原因。例如在图5—11(b)所示电路中，单看灯泡L的驱动电路，属于组合电路，但从整体电路来看，它包含了具有记忆功能的反馈环节，又属于时序电

由于时序电路的工作状态与输入变量取值状态间的关系不能用函数真值表表示，所以时序电路的设计要比组合电路困难的多。设计时序电路需要使用状态转换表(简称状态表)。状态表是一张能反应时序电路各阶段的稳定工作状态(程序)、程序顺序、输入信号状态及能引起程序转换的激励信号等内容的表格。

第四节时序电路的逻辑设计

作为自动控制用的逻辑电路绝大多数是时序电路。设计逻辑控制电路的目的是为了设计出满足控制系统工艺要求的最佳电路。设计时序电路的步骤可以用图5—12说明。

一、设计中的一些术语

设计电路时所说的工艺要求，是指被控对象为实现预定的工作目的需要满足的一系列工作状态。实现这些工作状态的过程称为工艺过程或工艺流程。表示工艺流程的框图称为工艺流程图。当被控对象为运动部件时，工艺流程即为运动过程，在这种情况下，用工作循环图表示运动过程更方便。工作循环图用箭头和文字说明运动的顺序、状态和运动部件的位置。

被控对象的一种工作状态称为一个机械程序。电路的一种工作状态称为一个电控程序(简称程序)o一般，一个机械程序对应于一个电控程序，而特殊情况下，实现一个机械动作需要多个电控程序才能完成。电路从一个程序转换到另一个程序称为程序的切换或程序的转换。促成程序转换的有效指令信号称为激励信号(简称激励)o每一个新程序的建立都必须有相应激励信号的推动作用。激励信号有信号元件提供。信号元件包括主令元件和检测元件。

状态表是一张包含程序编号、程序名称及激励元件、信号元件、执行元件在各程序中取值状态的矩形表格(参看表5—7)。状态表如实地反映了各程序中信号元件、执行元件等的工作状态，是设计时序电路必不可少的工具。为了实现设计的需要，可在状态表中添设栏目，填写中间记忆元件状态等项内容。根据

填写信号元件、执行元件、激励元件的工作状态等。一系列工作称为程序编制。程序编制是逻辑设计中的一项重要而细微的工作，工作量大、而且要求填写的内容准确无误，必须认真对待。

二、逻辑设计步骤

对一个机械结构和传动方式已确定的自动系统的控制电路进行逻辑设计时，可参照下述步骤进行：

(1)画工艺流程图(或工作循环图)。在充分调查研究的基础上，根据合理的工艺要求和检测元件布置情况，绘制工艺流程图。若设计前尚未绘出检测元件位置，可由设计者在绘制工艺流程图时给出。

(2)进行程序编制。根据工艺流程图划分程序、绘制并填写状态表。

(3)设置中间记忆元件。

(4)列写中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式。

(5)绘制、检查、完善和简化电路。

检查电路是否满足工艺要求，触点是否够用，工作是否稳定、可靠；增设必要的保护、联锁和调整环节，使电路更完善；电路若非最简电路，应作进一步简化。关于电路元件的选择本节从略。

三、设计示例

设计某机床的工作台液压进给系统的电器控制电路。

在本例中，被控对象是工作台，执行机构(驱动机构)是液压油缸，执行元件(电一液转换元件)是电磁阀。工作台由液压油缸驱动，液压油缸的工作状态受电磁阀控制，而电磁阀又受其操作线圈的控制。因此，只需说明电磁阀操作线圈的工作状态(通、断电状态)，便可确定液压油缸和工作台的运动状态。为填写状态表方便起见，表中“执行元件”状态栏内，直接用电磁阀操作线圈的工作状态记入。

图5—13为液压系统传动原理示意图。用能够自动复位的行程开关作检测元件，其布置位置已确定，见传动原理不葸图。设油泵已正常工作，设计时可不予考虑。要求该进给系统按下述运动顺序实现单循环运动：①工作台在原始位置时，能在主令信号SB2的作用下实现快速进给；②刀具接近工件时，挡铁碰压行程开关ST2，工作台转人工作进给；③到达工作进给终点位置后，挡铁碰压行程开关ST3，工作台转入快速退回；④快速退至原始位置后，挡铁碰压行程开关ST1，工作台停止运动，完成一个单循环。

(一)画工作循环图

根据工艺要求的动作顺序和检测元件布置图绘制工作循环图，见图5—14。

2、填写状态表（这一部分内容知道同学看书）

（1）程序名；

（2）执行元件状态；

（3）信号元件状态；

（4）确定激励元件；

第一是根据系统传动示意图或工作循环图中检测元件的分布位置，按控制要求直接挑选出建立各程序所需要的激励元件。

第二是由信号与原件状态表中选取符合条件的信号元件作建立相应程序的激励元件。P115（知道同学看书）

（三）设置记忆元件（继电器组）

（四）列些继电器组和执行元件的逻辑表达式

1．继电器组的逻辑表达式

因为继电器具有自保功能，可以利用状态表中的激励信号作它的开启和关闭主令信号，从而将状态表中的短信号转换为能用于列写执行元件逻辑表达式的长信号。本例采用表5—7中的菱形继电器组。按图中菱形继电器组的结构，继电器K1在第1、2两个程序开启，可用第l程序的激励信号元件SB2为它提供开启主令信号，用第3程序的激励元件ST3提供关闭主令信号。继电器K2在第2、3两个程序开启，可用第2程序的激励元件ST2提供开启主令信号，用第4程序的激励元件提供关闭主令信号。这里按继电器的最简公式列出继电器组的逻辑表达式。继电器最简公式一般形式为

(五)绘制、检查、完善、简化电路

根据继电器组和执行元件的逻辑表达

式绘制出。图5—15的电路图。为简化电

路，可以利用K2与互补关系，按图

中所示虚线将点l 与点2进行连接，合并

一个K1触点。经检查，动作符合设计要

求，线路也很简单。但电路在抗现场信号

元件误动作产生的干扰方面还存在不少有

待解决的问题：

(1)在第1程序作快速进给时，若误碰

行程开关ST 3，工作台将会变为慢速退回；

(2)在第2程序作工作进给时，若误碰

行程开关ST 1，工作台将会变为快速前进；

(3)在第3程序作快速后退时，若误碰按钮SB 2，工作台将会变为工作进给。此外，电路没有停止循环的措施和调整电路。为此，在电路中增设一个停止按钮SB l ，可用它中止工作台继续前进，也可用它与循环中的前进动作配合，实现简单的调整运动。因为此电路只是某控制系统的一个组成部分，它与系统中其它电路的联系及实现各种保护的环节不在这里叙述。

第五节应用举例

前面介绍了组合步进电路的逻辑设计方法。在组合步进电路中完全依靠中间继电器组来区分电路的全部程序，不必考虑信号元件和控制元件对程序的区分作用。实际上，在许多情况下，信号元件除了能提供激励信号外，还能提供能区分程序的长信号。当使用接触器作控制元件时，也可以利用它帮助区分程序。检测元件也不限于行程开关，诸如速度继电器、时间继电器等也能作为检测元件。系统的工作情况也不限于单循环，有时还需要实现跳序和自动循环。

本节分析一个跳序与自动循环的例题，来进一步讨论逻辑设计的应用和设计中对一些具体问题的处理方法。

例某一组合步进电路，程序书N ＝8，建立各程序的激励信号元件分别为X l —X 8，电路设置了菱形继电器组，见表5—8，表中其它部分未画出。要求这个电路除了能实现原定单循环运动之外，还对它提出下面附加要求：

(1)在X 1受激后，电路跳过第1程序直接进入第2程序。

(2)在X 4受激后，电路跳过第4、5两个程序直接进入第6程序。

T6113电气控制系统的设计

第1章绪论 1.1选题的目的和意义由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。研究内容：（1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。（2） PLC程序的编制。解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决 1.2.2题目的可行性分析虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达

到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。 1.2.3本项目的创新之处利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。 1.2.4设计产品的用途和应用领域镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。 1.3 电气控制技术的发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的

电气控制技术讲义含PLC

电气控制技术教学内容：电器控制（上篇）、原理及应用（下篇）参考书目： 1.现代电气控制技术郑萍主编重庆大学出版社 2.电器控制李仁主编机械工业出版社 3.可编程序控制器应用技术廖常初等编重庆大学出版社 4.可编程序控制器应用指南易传禄等编上海科普出版社 5.可编程序控制器原理及程序设计崔亚军等编电子工业出版社学习要求：熟练掌握断路器、隔离开关、接触器、热继电器、熔断器在电路中的作用、特点、绘制符号、设计选型时要注意的重要技术参数。熟练掌握行程开关、按钮开关在电路中的作用、绘制符号。灵活掌握电气设备简单的起停保控制线路、异步电机正、反转电气控制线路、异步电机“△”电气控制线路等，理解它们的设计思路，学会设计相应的电气控制电路。透彻了解的特点、为提高其可靠性采取的一些措施。熟练掌握的组成、各主要部件的功能、的工作原理（扫描工作过程、系统响应时间），了解三菱2N编程元件的地址。熟练掌握梯形图使用的符号、概念、规则，学会自己设计梯形图程序，掌握三菱2N的基本指令。熟练掌握程序设计的功能表图法和其基本概念，学会用功能表图法设计控制程序并能熟练地转化为梯形图。掌握控制系统的特点、判断一个控制系统是否需要由来构成的特性以及选型时应考虑的问题。学会用设计控制系统（包括硬件、软件和电气控制回路）。

上篇电器控制第一章．常用低压电器及其符号低压电器（）通常指工作在交、直流电压1200V 以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。本章主要介绍常见的接触器、继电器、低压断路器、万能转换开关、熔断器等设备的基本结构、功能及工作原理。 1.1 电器的作用与分类电器就是广义的电气设备。它可能很大、很复杂，比如一台彩色电视机或者一套自动化装置；它也可以很少、很简单，比如一个钮子开关或者一个熔断器。在工业意义上，电器是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。电器的种类繁多，构造各异，通常按以下分类方法分为几类。 ① 按电压等级分：高压电器（）、低压电器（）； ② 按所控制的对象分：低压配电电器（）、低压控制电器（）。前者主要用于配电系统，如刀开关、熔断器等，后者主要用于电力拖动自动控制系统和其他用途的设备中。 ③ 按使用系统分：电力系统用电器、电力拖动及自动控制系统用电器、自动化通信系统用电器； ④ 按工作职能分：手动操作电器、自动控制电器（自动切换电器、自动控制电器、自动保护电器）、其他电器（稳压与调压电器、起动与调速电器、检测与变换电器、牵引与传动电器）； ⑤ 按电器组合分：单个电器、成套电器与自动化装置； ⑥ 按有无触点分：有触点电器、无触点电器、混合式电器； ⑦ 按使用场合分：一般工业用电器、特殊工矿用电器、农用电器、其他场合（如航空、船舶、热带、高原）用电器。本章主要涉及电力拖动、自动控制系统用电器，如交直流接触器、各类继电器、自动空气断路器、行程开关、熔断器、主令电器等。 1.2 低压电器的电磁机构及执行机构从结构上来看，电器一般都具有两个基本组成部分——感测部分、执行部分。感测部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大、判断，作出有规律的反应，使执行部分动作，输出相应的指令，实现控制的目的。执行部分则是触头。对于有触头的电磁式电器，感测部分大都是电磁机构。对于非电磁式的自动电器，感测部分因其工作原理不同而各有差异，但执行部分仍是触头。 1.2.1 电磁机构电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要组成部分一，它将电磁能转换成机械能，带动触点使之闭合或断开。电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁、铁轭和空气隙。 3 1 2 3 1 2

工厂电气控制技术第一章的习题参考复习资料

第一章继电接触逻辑控制基础习题参考答案一、何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？为什么两者配合应尽量靠近？解：与气隙δ（衔铁与静铁心之间空气间吸力特性是指电磁机构在吸动过程中，电磁吸力F at 隙）的变化关系曲线。反力特性是指电磁机构在吸动过程中，反作用力（包括弹簧力、衔铁自身重力、摩擦阻力）Fr与气隙δ的变化关系曲线。为了使电磁机构能正常工作，其吸力特性与反力特性配合必须得当。在吸合过程中，其吸力特性位于反力特性上方，保证可靠吸合；若衔铁不能吸合，或衔铁频繁动作，除了设备无法正常工作外，交流电磁线圈很可能因电流过大而烧毁。在释放过程中，吸力特性位于反力特性下方。保证可靠释放。二、单相交流电磁铁短路环断裂或脱落后，工作中会出现什么故障？为什么？解：电磁铁的吸引线圈通电时，会出现衔铁发出振动或较大的噪声。这时因为，当流过吸引线圈的单相交流电流减小时，会使吸力下降，当吸力小于反力时，衔铁与静铁心释放。当流过吸引线圈的单相交流电流增大时，会使吸力上升，当吸力大于反力时，衔铁与静铁心吸合。如此周而复始引起振动或较大的噪声。三、触头设计成双断口桥式结构的原因是什么？解：触头设计成桥式双断口触点是为了提供灭弧能力。将电弧分成两段，以提高电弧的起弧电压；同时利用两段电弧的相互排斥的电磁力将电弧向外侧拉长，以增大电弧与冷空气的接触面，迅速散热而灭弧。见教材第7页的图1-6所示。四、交流接触器在衔铁吸合前线圈中为什么会产生很大的电流？解：交流接触器的线圈是可等效为一个电感和电阻串联，铁心越大，电感量越大。则感抗越大。在吸合前,由于铁心与衔铁不吸合，磁阻很大,电感量就小，阻抗就小，所以电流大。当铁心和衔铁吸合后，磁阻小，电感量增大，感抗增大，所以电流小。直流接触器通的是直流电流，电感在直流电流下近似于短路。线圈的直流电阻很大，电流变化不大。五、从结构、性能及故障形式等方面说明交流接触器与直流接触器的主要区别是什么？解：结构方面：两者的组成部分一样。交流接触器的线圈一般做成粗而短的圆筒形，并绕在绝缘骨架上。直流接触器的线圈做成长而薄的圆筒形，且不设骨架。直流接触器线圈匝数多，但线圈导线线径较细。交流接触器的铁心是用硅钢片铆叠而成的，铁心和衔铁形状通常采用E型。直流接触器的铁心用整块铸钢或铸铁制成，衔铁采用拍合式。交流接触器的铁心装有短路环。直流接触器没有。交流接触器的灭弧装置常采用双断口电动力灭弧、纵缝灭弧和栅片灭弧。直流接触器常采用磁吹式灭弧。交流接触器的主触头是三对（对应三相交流电），直流接触器的主触头是二对（对应正负极）。交流接触器的线圈通交流电流，直流接触器的线圈通直流电流。

电气控制电路设计例题

电气控制电路设计例题 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

电气控制设计例题 1．一运料小车由一台笼型异步电动机拖动,要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。工作原理：QS+ — SB2 — KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到—KM2+ — M反转—到位压下SQ2，M停。 2．设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3．设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s，第一台电机停止。 4．画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路。 5．设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动。其动作要求如下： 1）起动时要求按M1M2M3顺序起动。 2）停车时要求按M3M2M1顺序停车。 3）上述动作要求有一定时间间隔。 6．为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下： 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气控制电路： 1）采用Y-Δ减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。 8、试画出异步电动机既能正转连续运行，又能正、反转点动的控制线路。

2016年全国职业院校技能大赛《现代电气控制》样题

2016年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试（总时间：240分钟）工作任务书（样题）场次号工位号

注意事项一、本任务书共13页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。

请按要求在4个小时内完成以下工作任务：一、按“立体仓库系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。二、按“立体仓库系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。三、参考YL-ZT型T68镗床电气原理图，排除T68镗床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。本任务在YL-158GA1设备上实现，设备详细介绍详见《亚龙YL-158GA1现代电气控制系统安装与调试用户说明书》。

38译码逻辑设计(图形法)

实验一 3—8译码逻辑设计(图形法) 姓名：赵佳伟学号：1002100449 一、实验目的 l、学习并掌握MAX+PLUSⅡ10.0 Altera CPLD软件开发平台。 2、通过一个简单的3—8译码器的设计，掌握图形编程的使用方法。 3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。二、实验步骤（1）进入windows操作系统，打开MAX+PLUSⅡ10.0。 1、启动File／Project Name菜单，输入设计项目的名字。点Assign／Device菜单，选择器件(本设计全选用EPM7128) 。见图2.1.1。 2、启动菜单File／New，选择Graphic Editor File，打开原理图编辑器，进行原理图设计输入。图2.1.1 （2）设计的输入 1、编辑环境下放置一个器件 ①在原理图的空白处双击鼠标左键，出现图2.1.2。 ②在光标处输入组件名称或用鼠标点取组件，OK即可。 ③如果安放相同组件，只要按住Ctrl键，同时用鼠标拖动该组件 ④图2.1.3为组件安放结果．

图2.1.2 图2.1.3 2、在器件的管脚上添加连线在元件引脚附近，鼠标光标自动由箭头变为十字。按住鼠标左键拖动，即可画出连线如图2.1.4。

图2.1.4 3、保存原理图单击保存按钮，对于第一次输入的新原理图，出现类似文件管理器的图框，选择合适的目录和名称保存刚才输入的原理图 2.1.4，原理图的扩展名.GDF，本实验中取名为：EDA.GDF。（3）原理图编译启动MAX+PLUS II＼COMPILER菜单，按START开始编译，生成.SOF和.POF等文件，以便硬件下载和编程时调用，同时生成.RPT文件，如图2.1.5。图2.1.5

浅谈电气自动化控制系统及设计

浅谈电气自动化控制系统及设计发表时间：2018-08-13T17:23:35.390Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：张健 [导读] 摘要：随着社会的进步和电力技术的发展，电气自动化技术在今后的使用会越来越广泛，为了更好了将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计，总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。（13063819880924xxxx）摘要：随着社会的进步和电力技术的发展，电气自动化技术在今后的使用会越来越广泛，为了更好了将控制模块应用于各行各业，在自动化模块设计上要充分实现规范化设计，总结典型的设计思路，从而使典型设计起到部分标准和规范性的作用。关键词：电气自动化水电站设计应用工程建设的关键环节是工程设计工作，它是工程建设的灵魂，在工程建设中起主导作用。设计工作对项目的工期、工程质量、施工安全、竣工后的安全运行起着决定性作用。嵌入式控制系统的发展和现场总线技术的应用，对从事电气、自动化工程技术工作者提出了更高的要求。不但要对传统专业电气知识掌握纯熟，还要掌握学习不断发展的自动化网络知识，对计算机软件运用娴熟。随着互联网信息时代的到来，供应商、项目工程设计工作者或企业管理的所有电气设备可通过互联网实现远程技术支持和调试。 1 电气控制对象的特点和要求电气控制量与热工控制量相比在控制要求及运行过程中有着很多不同点，电气的主要特点表现为：（1）电气控制系统相对热机设备而言对信息的掌握不大，目标少，操控次数少，不过，速度更快，准确度也更高。（2）电气设备保护自动装置对稳定性要求更高，更快速，并且，有一定抗干扰的能力。（3）热力系统需要大容量来满足处理信息的需要，并且内部情况复杂，过程掌握十分严格，对于电控系统（ECS），强调数据提取和顺序的掌握作为主要方面，有助于实现连锁保护。因此，机组的电气系统纳入DCS控制，要求控制系统具有很高的可靠性。除了能够进行一般的启动和停止，对于异常问题的显现和控制的数据也要精确显示。并给出可行的操作意见，以及意外控制办法，使电气系统控制处于科学、有效、合理的情况之中。 2电气自动化控制系统的设计 2.1集中监控方式这种监控方式优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控，伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线，由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.2远程监控方式远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、，节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线（如 Lonworks 总线， CAN总线等）的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，所有这种方式适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。 2.3现场总线监控方式目前，对于以太网（Ethernet）、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外，还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0 卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，与监控系统通过通信线连接，可以节省大量控制电缆，节约很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功能相对独立，装置之间仅通过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提高，任一装置故障仅影响相应的元件，不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 3 探讨电气自动化控制系统的发展趋势 OPC（OIJEforProcess Control）技术的出现，IEC61131 的颁布，以及 Microsoft 的 Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替代的作用。IEC61131 已成为了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc 客户机/服务器体系结构、以太网和Internet 技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和 IT 平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。Internet/Intranet 技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面和准确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。 4 提高控制设备可靠性的方法 4.1保护电子设备的环境潮湿、霉菌、灰尘、气压、盐雾和污染气体等恶劣环境都对正在使用的电子设备有很大的影响，较轻的表现为电子设备的灵敏度降低，严重的会使电子设备报废。在这些因素中，潮湿的影响最严重，特别是在湿度高、温度低的情况下，达到湿度饱和的情况下导致设备内部的元器件和印制电路板上出现凝露和产色现象，降低设备性能，致使设备不能使用；除此之外，当店子设备遭到潮湿空气后，材料会有一层水膜凝聚在表面，并且渐渐渗透到材料的内部，增加了绝缘材料的导电能力，降低体积电阻率，增加介质消耗导致电气漏电、短路甚至击穿，引发设备故障。 4.2切合实际开发控制设备控制设备设计的开发阶段的关键是设备的可靠性，在设计的科学和切合实际才能产出实用的产品。所以在这个阶段，要认真研究设备、零部件、元器件的技术环境、技术条件，在这个基础上分析出设备的设计参数，从而制定使用的设计方案；然后在掌握了

现代电气控制技术实验指导书。

实验一三相异步电动机启动控制一、实验目的 1. 掌握按照电气原理图接成实际操作电路的方法。 2. 掌握自锁、联锁电路，了解电气控制系统中各种保护实现方法和作用。二、实验设备 1. 电气控制挂件DG11、DG12 1套 2. 三相异步电动机DJ82 1台 3. 导线若干三、实验内容本实验电气控制线路如图1所示。考虑采用中间继电器实现对电动机的点动和长动联合控制，如下图，试分析其工作原理。四、注意事项 1. 先接线，后通电；先断电，后拆线。 2. 先接控制电路，后接主电路。 3. 从左到右，从上到下；先串联，后并联。

实验二三相异步电动机的正反转控制一、实验目的 1. 进一步掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。 2. 加深对电气控制系统中各种保护、自锁、联锁等环节的理解。 3. 学会分析、排除继电器—接触器控制线路故障的方法。二、实验设备 1. 三相交流电源 2. 电气控制挂件DG11、 DG12 1套 3. 三相异步电动机DJ82 1台 4. 导线若干三、实验原理由电机原理可知，通过更换电动机外接三相电源的相序可改变电动机的旋转方向，因此，可借助接触器来改变电动机外接三相电源的相序，已达到改变电动机旋转方向的目的。四、实验内容本实验电气控制线路如图1所示,当正转接触器KM F 工作时，电动机正转；当反转接触器KM R 工作时，电动机反转。图1 电动机正反转控制电路五、注意事项 1. 接线顺序：先接线，后通电；先断电，后拆线。 2. 接线原则：从左到右，从上到下。 3. 注意电路元件线圈的额定电压。 R

实验三三相异步电动机的Y-△降压启动控制线路一、实验目的 1.进一步提高按图接线的能力。 2.了解时间继电器的结构、使用方法、延时时间的调整及在控制系统中的应用。 3.熟悉三相异步电动机Y-△降压启动控制的运行情况和操作方法。二、实验设备 1. 三相交流电源与开关设备1套 2.三相异步电动机1台 3.三联按钮1个 4.刀开关1个 5.交流接触器3个 6.时间继电器1个 7.热继电器1个 8.导线若干三、实验线路按时间原则控制的由时间继电器构成的三相异步电动机Y-△降压自动换接启动的控制线路如图1所示。图1 时间继电器控制的Y-△降压启动控制线路四、注意事项 1.先连控制电路，后连主电路。 2.先连线后上电，先断电后拆线。 3.先串联后并联。 4.接线要求牢固、整齐、清楚、安全可靠。 5.操作时要胆大心细谨慎，不许用手触及各电器元件导电部分及电动机转动部分，避免触电及意外损伤。五、思考与讨论

电气控制的逻辑设计

第五章电气控制的逻辑设计逻辑设计是近年发展起来的一种新兴设计方法，它的主要优点就在于能充分应用数学工具和表格，全面考虑控制电路的逻辑关系，按照一定的方法和步骤设计出符合要求的控制电路。用逻辑设计法设计出的控制电路，精炼、可靠。第一节电气线路的逻辑表示一、电器元件的逻辑表示为便于用逻辑代数描述电路，对电器元件状态的逻辑表示作如下规定： (1)用K 、KM 、ST 、SB 分别表示继电器、接触器、行程开关、按钮的常开(动合)触头；用表示其相应的常闭(动断)触头。 (2)电路中开关元件的受激状态(如继电器线圈得电，行程开关受压)为“1”状态；开关元件的原始状态(如继电器线圈失电，行程开关未受压)为“o ”状态，触头的闭合状态为“1”状态，触头的断开状态为“0”状态。 K ＝1，继电器线圈处于得电状态； K ＝o ，继电器线圈处于失电状态； K ＝1，继电器常开触头闭合； K ＝o ，继电器常开触头断开； K ＝1，继电器常闭触头闭合； K ＝o ，继电器常闭触头断开。从上述规定看出，开关元件本身状态的“1”(线圈得电)、“o ”取值和它的常开触头的‘1”、“o ”取值一致，而和其常闭触头的取值相反。二、逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示在逻辑代数中，常用大写字母A 、B 、C 、…表示逻辑变量。三、电气线路的逻辑表示有了上述规定和基本逻辑关系，就可以应用逻辑代数这一工具对电路进行描述和分析。具体步骤是：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件、保护元件等，它们触头间相互联接关系的逻辑函数表达式(均以未受激时的状态来表示)。有了各个电气元件(以线圈为对象)的逻辑表达式后，当发出主令控制信号时(如按一下按钮或某开关动作)，可分析判断哪些逻辑表达式输出为“1”(表示那个电器线圈得电)，哪些表B S T S M K K 、、、

(完整版)电气控制技术试题库和答案

电气控制技术试题库及答案一、名词解释：（每题5分） 1、低压电器：（B）是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器：（B）自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器：（B）是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器：（B）一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图（B）电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图 6、联锁（C） “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁电路：（C）自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护（B）为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护（B）在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法：（A）三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法：（C）三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动（A）在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。13、主电路：（A）主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 14、辅助电路；（B）

辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器：（C）以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器：（C）继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式) 17、热继电器：（C）是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器：（C）吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动：（C）在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压：（A）电路两端的电位差 21、触头触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。23、电弧电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 24、接触器接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器 25、温度继电器利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温度继电器。 26、点动电路按下点动按钮，线圈通电吸合，主触头闭合，电动机接人三相交流电源，起动旋转；松开按钮，线圈断电释放，主触头断开，电动机断电停转， 27、电气控制系统电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成 28、变极调速：（A）异步电动机调速中，改变定子极对数的调速方法。 29、电器元件位置图电器元件布置图是用来表明电气原理中各元器件的实际安装位置的图 30、电器元件接线图电气安装接线图是电气原理图的具体实现形式，它是用规定的图形符号按电器元件的实际位置和实际接线来绘制的 31、变频调速：（C）异步电动机调速中，改变电源频率的调速方法。二、填空：（每题2分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流( )V以下、直流( )V以下的电器。(B) 1200、 1500 2、选择低压断路器时，额定电压或额定电流应( )电路正常工作时的电压和电流。(C)

现代电气控制系统安装与调试

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2015年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试【样题】（总时间：240分钟）工作任务书场次号 ________ 工位号____________

请按要求在"4个小时内完成以下工作任务：一、按“标签打印系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。二、按“标签打印系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。三、参考XXX床电气原理图，排除XXX床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。请注意下列事项：一、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。二、电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。四、所编PLC程序保存到计算机的D盘文件夹中，文件夹名称以工位号命名，选手需按指定路径将程序存盘。

标签打印系统控制说明书一、标签打印系统运行说明标签打印系统是用于工业、商业、超市、零售业、物流、仓储、图书馆等需要的条形码、二维码等标签制作，具有采用准确控制、高速运行、一体制作等要求的系统。标签打印系统由以下电气控制回路组成：打码电机M1控制回路【M1为双速电机，需要考虑过载、联锁保护】。上色电机M2控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。传送带电机M3控制回路【M3为三相异步电动机（带速度继电器），由变频器进行多段速控制，变频器参数设置为第一段速为15Hz，第二段速为30Hz，第三段速为40Hz、第四段速为50Hz，加速时间0.2秒，减速时间0.3秒】。热封滚轮电机M4控制回路【M4 为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。上色喷涂进给电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转/反转的转速可为1圈/秒?3圈/秒；正转对应上色喷涂电机向下进给】。以电动机旋转“顺时针旋转为正向，逆时针旋转为反向”为准。二、标签打印系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500 为主站，2 台FX3U/S7-200Smart/S7-1200 为从站，分别以CC_Link 或工业以太网的形式组网。 2、MCGS触摸屏应连接到系统中主站PLC上（三菱系统中触摸屏连接到QPLC的RS232端口；西门子系统中触摸屏连接到S7-300/S7-1500 的以太网端口，不允许连接到交换机）。

电气控制技术与技能训练教案

《电气控制技术与技能训练》教学指南一、课程的性质与任务本课程是中等职业学校电气运行与控制、电气技术应用等专业的一门专业核心课程。其任务是通过典型工厂电气控制设备的安装、调试、运行与维修等实践活动，使学生掌握典型低压电气控制设备安装、调试、运行与维修的核心技能，具备分析和解决生产、生活中的实际问题的能力，具备学习后续专业核心课程的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。二、教学提要、课程内容、教学要求

上篇电动机基本控制线路一、单元提要本单元主要介绍有触头的低压开关、接触器、继电器、按钮、位置开关等低压电器元件及由它们组成的电动机基本控制线路。掌握电动机基本控制线路的工作原理及安装与检修是检修工厂电气控制设备的基础。对电动机基本控制线路中所涉及到的常用低压电器元件，应掌握其型号及含义、结构、符号、工作原理、选用方法、安装与使用方法和常见故障及处理方法；对常见的电动机基本控制线路应熟记、会画图、会分析、会安装、会检修。更重要的是要掌握这些基本控制线路的特点和在电气控制设备中的运用，找出本质的规律，也就是：继电器和接触器线圈的通、断电造成它们触头闭合与断开，用这些触头又如何去控制另一些电器元件线路或电动机主电路的通、断电，从而实现对电动机的启动、停止、反向、制动和调速等方式的控制；对电动机基本控制线路的安装与检修，应熟悉绘制、识读控制线路的一般原则，能根据工厂电气控制设备的控制要求正确绘制控制线路图，按所设计的控制线路图确定主要材料单，按所给的材料和电气安装规范要求，正确利用工具和仪表熟练安装电器元件，正确配线，最后进行通电试验，并能排除控制线路中的常见故障。工厂电气控制设备中无论多复杂的控制线路，极大部分都是这些低压电器元件常开、常闭触头的有机组合，都是几种电动机基本控制线路、环节的有机组合。常见的电动机控制线路主要有：点动控制线路、正转控制线路、正反转控制线路、位置控制线路、多地控制线路、降压启动控制线路、调速控制线路及制动控制线路等。二、知识目标 ●理解常用低压电器的型号及含义。 ●了解常用低压电器的结构。 ●掌握常用低压电器的符号及工作原理。 ●熟悉绘制、识读电气控制线路图的一般原则。 ●掌握电动机基本控制线路及其工作原理。三、技能目标

试论电气控制线路设计基础

试论电气控制线路设计基础发表时间：2018-11-13T17:35:21.000Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：马秀恒[导读] 摘要：电气控制线路设计一般是先设计电气控制线路的整体思路，然后再设计电气控制线路的使用原件，最后设计电气控制线路的辅助设计。（乌石化检维修中心化肥电修车间运行班）摘要：电气控制线路设计一般是先设计电气控制线路的整体思路，然后再设计电气控制线路的使用原件，最后设计电气控制线路的辅助设计。在设计整体思路时，要着重对线路需要满足的功能、线路负荷要求、运行速度调控技能、安全保障措施等进行整体构思。在设计使用元件时，要选择适当的元件。在设计辅助设计时，主要考虑信号判断设计和局部照明设计。基于此，本文对电气控制线路设计原则、要求及其注意事项进行了论述分析。关键词：电气控制线路设计；基础；原则；要求；注意事项了解掌握电气控制线路设计基础是提升电气控制线路设计科学性、合理性的必要前提。电气控制线路设计人员只有对电气控制线路设计基础有一个全面的了解和把握，才能真正确保电气控制线路的安全运行。 1电气控制线路设计的主要原则电气控制线路设计原则主要表现为：（1）稳定原则。电气控制线路保持稳定运行，才能对机电设备进行有效的控制，进一步提高机电设备的安全性和可靠性。设计人员在设计电气控制线路时，可以通过尽可能地减少电器元件使用数量、做好电路的绝缘处理工作、尽可能地使用直流电源等措施来增强线路的稳定性。（2）通用原则。主要是指电气线路设计的总体方案能够满足生产设备加工不同性质对象的要求。为此，在电气控制线路设计过程中，应当尽可能选择符合设计标准要求并经过大量实践验证的控制方案，以此来满足企业生产设备和工艺对电气控制线路提出的要求。（3）精简化原则。电气控制线路设计设计过程中要坚持精简化原则，尽可能地避免出现设计方法复杂或者不实用的情况。设计人员所采用的设计方案越简洁，在后期维护检修时就越方便，设备维护人员可以很快地查找出线路故障并进行修复，保证机电设备尽快恢复安全正常运行。 2电气控制线路设计的基本要求分析电气控制线路设计的基本要求主要表现为：（1）满足电气控制线路运行的承受力。线路功率超标是影响整体线路安全的关键问题，因此在进行电气控制线路的设计时要加强对线路功率稳定性的设计，考虑到系统线路功率的额定负荷，从而保证电路运行的安全性和可靠性。电气控制线路设计是电路设计中的关键环节，其直接影响到电路的运行速度及其质量，电气控制系统在运行电气线路发出的指令时，线路中的部分机械需要进行大功率的运转，功率运转的条件设计是电气控制线路设计中的核心。（2）适应电气控制线路运行的多样化。必须实现电气控制线路的兼容性，其是电气控制线路设计的重要目的，同一机电设备为了满足多样化的功能需求会配置多套线路运行方式，为了避免不同线路之间的互相影响，就需要从电气控制线路的设计入手，使得不同线路在运行过程中彼此兼容。例如一般工作状态下，电动机既要做好调压工作，同事还要进行转矩工作，此时为了保证其功能表达的有效性，就需要从电气控制线路设计入手，增加不同的解决方案和运行方式。（3）满足电气控制线路运行方案。大多数机电设备的作业功能比较多，在投产运行使用时，给用户提供多种运行方案，用户根据自己的需求，选择适宜的运行方案，这不仅能够便利用户的作业需求，而且能够提高机电设备运行效率，提升经营效益。而用户选择的不同运行方案的参数设置差异比较大，这就要求在设计电气控制线路时，要考虑线路的兼容性问题，满足多种运行方案需求。比如异步电机在一个运行方案中能够开展调压工作，而在另一个运行方案中进行恒定转矩工作。（4）电气控制线路运行的速度与设计一体化。电气控制线路设计与电路的转速具有一定的相关性，为了适应不同机电多变的速度，在设计电气控制线路过程中要注意运行速度与机电设施的适用性及准确性。为此，电气控制线路的设计主要是为了使电气控制线路能承载运行时的的承受力，适应电气控制线路运行的多样化特点并满足电气控制线路在运行过程中对速度的要求。 3电气控制线路设计的注意事项电气控制线路设计时，除了应该掌握各项基本控制线路的组成与原理外，还需要了解机械设备的控制要求和使用与维护人员在长期实践工作中总结出来的经验和方法，这些对于可靠、安全、合理地设计控制线路非常重要。结合实践工作经验，认为电气控制线路设计需要注意以下事项：（1）尽量减少电器元件的数量，采用标准器件并且尽可能选用相同型号的电器元件。设计电气控制线路时，应该尽量减少不必要的触头以便简化控制线路，在保证线路的可靠性同时提高线路的经济性。（2）尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线长度。在设计电气控制线路时，应该考虑到各个电器元件之间的实际接线的便利性，要注意电气柜与操作台和行程开关彼此之间连接线的合理性。（3）正确连接电器元件的线圈。交流控制电路中的一条支路上，不允许串接两个电器元件的线圈，即使外加的电压是两个线圈的额定电压之和，也不可以。因为每一个线圈上分配到的电压与线圈的阻抗成正比。所以需要两个电器元件同时动作时，其线圈应该并联相接。（4）正确连接电器元件的触头。同一个电器元件的各辅助触头彼此靠得很近，如果连接不当，是有可能造成线路工作不正常的。辅助触头如果不是等电位的，当触头产生电弧时，有可能在触头之间形成飞孤造成电源短路。所以，一般将各执行器件的线圈一端接在电源的一侧，将控制触头接在电源的另一侧。（5）在满足控制要求的前提下，尽可能减少电器元件通电的数量。当线路通电运行后，有些电器元件会失去作用并长期通着电，从而浪费电能，减少电器使用寿命。合理的设计可以在电路接通后将不用的电器元件切断，这样既节约了电能，也延长了电器元件的使用寿命。（6）控制线路中应避免出现寄生回路。在电气控制线路的运行过程中，不正常接通的线路叫做寄生回路。而寄生回路的出现会破坏各元件和控制线路的动作顺序，因此设计控制线路时应避免。（7）要保证电气控制线路工作的可靠性和安全性。要想保证电气控制线路工作的可靠性和安全性，最为主要的就是选用可靠的电器元件，尽可能选用机械和电气使用寿命较长、结构合理、动作可靠、抗干扰性能好的电器元件。当电气控制线路中采用小容量继电器的触头与大容量接触器的线圈相接时，要考虑到继电器触头的容量是否足够。若不够，则必须加大继电器容量或者增加中间继电器，否则会使工作不可靠。（8）控制线路中应具备必要的保护环节。控制线路中应该具备必要的保护环节，以保证线路即使在出现误操作的情况下也不至于造成事故。一般应根据线路来具体设计选用过载、短路、过流、过压、失压、欠压等保护环节，在必要时还应考虑加设合闸、断开、事故、安全等报警以及指示信号。除了注意以上几个问题外，还需要注意在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，还要有机械联锁，这样完善的保护措施不仅使线路安全可靠，同时也使线路设计趋于合理、更加经济。 4结束语

电气控制线路设计方法

电气控制线路设计方法目录：一、电气原理图设计的基本步骤 (1) 二、电气原理图的设计方法及设计实例 (1) 三、原理图设计中应注意的问题 (6) 原理线路设计是原理设计的核心内容。在总体方案确定之后，具体设计是从电气原理图开始的，各项设计指标是通过控制原理图来实现的，同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的依据。一、电气原理图设计的基本步骤 1、根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。 2、根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。对于每一部分的设计总是按主电路→控制电路→辅助电路→联锁与保护→总体检查→反复修改与完善的步骤进行。 3、绘制总原理图。按系统框图结构将各部分联成一个整体。 4、正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单。对于比较简单的控制线路，例如普通机床的电气配套设计，可以省略前两步，直接进行原理图设计和选用电器元件。但对于比较复杂的自动控制线路，例如专用的数控生产机械或者采用微机或电子控制的专用检测与控制系统，要求有程序预选、刀具调整与补偿和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警、打印记录等，就必须按上述过程一步一步进行设计。只有各个独立部分都达到技术要求，才能保证总体技术要求的实现，保证总装调试的顺利进行。二、电气原理图的设计方法及设计实例电气原理图的设计方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种，分别介绍如下。 1、分析设计法所谓分析设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节（单元电路）或经过考验的成熟电路，按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整线路。当找不到现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计，将主令信号经过适当的组合与变换，在一定条件下得到执行元件所需要的工作信号。设计过程中，要随时增减元器件和改变触点的组合方式，以满足拖动系统的工作条件和控制要求，经过反复修改得到理想的控制线路。由于这种设计方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，所以又称为经验设计法。分析设计法的特点是无固定的设计程序，设计方法简单，容易为初学者所掌握，对于具有一定工作经验的电气人员来说，也能较快地完成设计任务，因此在电气设计中被普遍采用。其缺点是设计方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不周时会影响线路工作的可靠性。第五篇电气控制与测试篇下面通过C534J1立式车床横梁升降电气控制原理线路的设计实例，进一步说明分析设计法的设计过程。这种机构无论在机械传动或电力传动控制的设计中都有普遍意义，在立式车床、摇臂钻床、龙门刨床等设备中均采用类似的结构和控制方法。（1）电力拖动方式及其控制要求为适应不同高度工件加工时对刀具的需要，要求安装有左、右立刀架的横梁能通过丝杠传动快速作上升下降的调整运动。丝杠的正反转由一台2JH61-4 型三相交流异步电动机拖动，同时，为了保证零件的加工精度，当横梁移动到需要的高度后应立即通过夹紧机构将横梁夹紧在立柱上。每次移动前要先放松夹紧装置，因此设置另一台型（2三相交流异步电动机拖动夹紧放松机构，以实现横梁移动前的放松和到位后的夹紧动作。在夹紧、放松机构中设置两个行程开关SQ1与SQ2，如图37-1 所示，分别检测已放松与已夹紧信号。

第五章 电气控制的逻辑设计