电气控制课程设计

第一章水泵控制原理

1.1 供水系统的要求及控制线路的组成

1.1.1供水系统对水泵的要求

1.在高位水箱中设置水位信号器，由水位信号器控制水泵的自动运行。当高位水箱水位达到低水位时，生活水泵启动向高位水箱注水；当水箱中水位升至高水位时，自动关闭水泵。

2.为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入（简称备泵自投）。

3.应有水泵电动机运行指示及自动、手动控制的切换装置、备用泵自动投入控制指示。

1.1.2控制线路的组成

该供水系统设置地下水池和高位水箱，地下水池设于大厦底层，高位水箱设于大厦顶层。水泵供水控制系统原理图如下图所示，图1-1为水泵电动机主电路、电源为交流380/220V；图1-2为控制电路，由水位信号控制回路、1#～2#电动机控制回路组成，控制电压分别为交流220v,直流380v.

1-1 生活水泵的电气控制主电路

1-2生活水泵的电气控制的控制电路

1.2.1自动控制

将转换开关SA转至“Z1”位，其触点5-6、9-10、15-16接通，其它触头断开，控制过程如下。

1.正常工作时的控制

若高位水箱为低水位，干簧式水位信号器接点SL1闭合，回路1–3–5–2接通，水位继电器KA1线圈得电并自锁，其动合触头闭合，1–7点接通，109-107点接通，209–207点接通，则回路101–109–107–104–102接通，使接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，使1号泵电动机M1启动运转。当高位水箱中的水位到达高水位时，水位信号器SL2动断触点断开，KA1线圈失电，其动合触头恢复断开，109-107点断开，KM1线圈失电，KM1主触头断开，使1号泵电动机M1脱离电源停止工作。

2.备用泵自动投入控制

在故障状态下，即使高位水箱的低水位信号发出，水位继电器KA1线圈得电，其动合触头闭合，但如果KM1机械卡住触头不动作，或电动机M1运行中保护电器动作导致电动机停车，KM1的动断触头复位闭合，9–11点接通，所以回路1–7–9–11–13–2接通，警铃HA发出事故音响信号，同时时间继电器KT线圈得电，经预先整定的时间延时后，备用继电器KA2线圈通电，其动合触头211–207接通，故回路201–211–207–204–202接通，使KM2线圈通电，其主触头闭合，备用2号泵M2自动投入。

由于线路对称性，当万能转换开关SA手柄转至“Z2”位时，M2为工作泵，M1为备用泵，其工作原理与SA位于“Z1”档类似。

1.2.2手动控制

将转换开关SA转至“S”档，其触点1-2、3-4接通，其它触头断开，接通M1和M2泵手动控制电路，这时，水泵启停不受水位信号控制。当按下启动按钮SB1或SB3，使KM1或KM2得电吸合并自锁，可任意启动1号泵M1或2号泵M2。此档主要用于调试。

1.2.3信号显示

合上开关S，绿色信号灯HL1亮，表示电源已接通，水位控制信号回路投入工作。电动机M1启动时，开泵红色信号灯HL3亮；M2启动时，开泵红色信号灯HL4亮；当备用泵投入时，黄色事故信号灯HL2亮。信号灯采用不同的颜色，可以直观地区别电气控制系统的不同状态。

1.3总结设计控制线路的要点

1.明确控制线路的分工，增强线路的可读性。

由于水位信号器为小容量继电器，其触点不适合直接控制接触器，故需要通过中间继电器进行转换，达到扩展触点容量的目的。为了便于线路的维护、管理等，应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分，这样既使控制线路的分工更加明确，又增强了复杂线路的可读性。

2.区别水泵电动机正常停车和故障状态下的保护停车。

当工作泵不能正常运行时，要求备用水泵电动机能自动投入。工作泵与备用泵两者运行情况转换的关键是寻找一个合适的转换信号，即能反映工作泵不能正常运行的信号。接触器的动断触点（即9–11点或15–11点）的闭合与否反映了电动机的工作情况。为了与正常停车相区别，要求备用泵自投信号仅在工作泵信号发出后方起作用。即只有高位水箱的低水位信号器发出起泵信号后，水位继电器KA1的线圈得电，其动合触点（1-7点）闭合后，警铃HA才能发出事故音响信号。另外，为了判别工作泵是否因故障不能起动，备用泵起泵信号应延时发出，即由时间继电器KT的延时闭合的常开触头（7-17）点控制。

3.利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。

为了实现手动和自动控制的切换，利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。自动控制时，由水位信号器发出信号起动工作泵或备用泵；手动控制时，直接由控制柜上的按钮开关送出控制信号。

4.水泵电动机的起动方案由电网功率及电动机功率决定。

第二章识读复杂电气图的步骤和方法

2.1 看电气图的一般步骤

1．详看图纸说明

拿到图纸后，首先要仔细阅读图纸的主标题栏和有关说明，如图纸目录、技术说明、电器元件明细表、施工说明书等，结合已有的电工知识，对该电气图的类型、性质、作用有一个明确的认识，从整体上理解图纸的概况和所要表述的重点。

2．看概略图和框图

由于概略图和框图只是概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征，因此紧接着就要详细看电路图，才能搞清它们的工作原理。概略图和框图多采用单线图，只有某些380／220V低压配电系统概略图才部分地采用多线图表示。

3．看电路图是看图的重点和难点

电路图是电气图的核心，也是内容最丰富、最难读懂的电气图纸。

看电路图首先要看有哪些图形符号和文字符号，了解电路图各组成部分的作用、分清主电路和辅助电路，交流回路和直流回路。其次，按照先看主电路，再看辅助电路的顺序进行看图。

看主电路时，通常要从下往上看，即先从用电设备开始，经控制电器元件，顺次往电源端看。看辅助电路时，则自上而下、从左至右看，即先看主电源，再顺次看各条支路，分析各条支路电器元件的工作情况及其对主电路的控制关系，注意电气与机械机构的连接关系。

通过看主电路，要搞清负载是怎样取得电源的，电源线都经过哪些电器元件到达负载和为什么要通过这些电器元件。通过看辅助电路，则应搞清辅助电路的构成，各电器元件之间的相互联系和控制关系及其动作情况等。同时还要了解辅助电路和主电路之间的相互关系，进而搞清楚整个电路的工作原理和来龙去脉。

4．电路图与接线图对照起来看

接线图和电路图互相对照看图，可帮助看清楚接线图。读接线图时，要根据端子标志、回路标号从电源端顺次查下去，搞清楚线路走向和电路的连接方法，搞清每条支路是怎样通过各个电器元件构成闭合回路的。

配电盘(屏)内、外电路相互连接必须通过接线端子板。一般来说，配电盘内有几号线，端子板上就有几号线的接点，外部电路的几号线只要在端子板的同号接点上接出即可。因此，看接线图时，要把配电盘(屏)内、外的电路走向搞清楚，就必须注意搞清端子板的接线情况。

2.2看电气控制电路图的方法

看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。