电气控制线路设计基础
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第三章 电气控制系统设计
3．集中式空调机组电气控制电路工作过程分析 空调机组主要有新风阀、回风阀、排风阀、过
滤器、冷/热盘管、送风机、回风机、加湿器组成。 控制原理： 电动风阀与送风机、回风机联锁控制，当送风
机、回风机关闭时，电动风阀（新风、回风、排风 风阀）都关闭。新风阀与排风阀动作同步，与回风 阀动作相反。根据新风、回风以及送风焓值的比较， 调节新风阀和回风阀的开度。
2．电梯电气控制要求 （1）电梯曳引电机 （2）电梯门机 （3）电气控制要求
(二)电梯电气控制系统 1．交流双速电动机拖动系统的主电路
图3-27是常见的双速电梯拖动电动机主电路。
2．电梯的控制电路 电梯的控制电路由多个基本环节组成，为了便于
分析可将其分成主拖动控制，电梯运行过程控制，自 动开关门控制，呼梯、记忆及消号控制，自动定向及 截梯控制，选层、记忆信号消除控制，信号及指示控 制，轿内照明控制，线路保护九个环节。
如图3-14b控制电路1。
如图3-14c控制电路2。
（二）消防水泵的控制
消防泵和喷淋泵分别为消火栓系统和水喷淋系
统的主要供水设备。 1．室内消火栓给水泵电气控制 图3-15为消防水泵电气控制的一种方案，两台
泵互为备用，备用泵自动投入。 正常运行时，电源开关和SA1均合上。SA2为水
泵检修双投开关，不检修时放在运行位置，
（2）排烟类
1）排烟口：电动、手动或远距离开启，与排烟 风机联动，可设280℃关闭装置，安装于排烟区域的 顶棚或墙壁上。
2）排烟阀：安装在排烟系统管路上，平时一般 呈关闭状态，火灾时手动或电动开启，起排烟作用。 当排烟管道内烟气温度达到280℃时关闭，在一定时 间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起排烟 作用的阀门。
第二节 常用建筑设备的 电气控制电路设计
电气控制线路设计基础探析
◇ 科技论坛◇
科技 目向导
２ ０ １ ３ 年第０ ３ 期
电气控制线路设计基础探析
伍繁 盛 （ 温州机场集团有限公司 浙江
【 摘
ｆ ￣ ｌ ＇ ｌ ３ ２ ５ ０ ２ ４ ）
要】 电气控 制线路 设计 属 于 电气控 制 中的一 个重要 部分 ， 它对 于 电气设备 的生 产、 设计 以及操 作等 方面都有 着直接 或 间接 的作
用。由此 可见 ， 做好 电气控制 线路 的设计 工作 ， 便成 为 了做 好 电气控 制的一 个关键 环节 。基 于此 ， 本文针对 电气控 制线路设计基础进行 了一 番探析 。
【 关键词 】 电气控制； 线路设计； 基础
在 当前 ， 很 多生产设备 的 自动化程度越来越 高 ． 这就要求 大部分 电路 电气控制线路 的设 计中一个最 基本的环节便是 电气拖 动 ．因此 ． 控制采用直 流电源 ． 这样操作 与维修都 比较 方便 ． 而且 能节 省部分安 所确定 的电气拖 动方案是否合 理科学 ． 将 直接关 系着整个 电气控制 路 装的空间。 线 的设计 在 电气拖动方案 的确定 时 ． 我们应该 从以下几个原则加 以 ３ ． 电气控制线路的设计方法 考虑 ： 电气控制线路 关系重大 ， 不仅关系着我们 的 日常生活 ． 同时也与 １ ． １电气无调速要求 的机械生产 我们的生命财产安全息息相关 。如何才能保 障电气控制 路线的便捷 、 如果 电气 的机械生产无调速要求或者 电气起动不 频繁 ． 则可 以考 高效 、 安全 ， 那 就需要仔 细考虑其设计方法 。 在 电气控制线路的设计方 虑 鼠笼式异 步电动机 ： 若拖 动装置 中的负载静转矩 很大 ． 则应 该考虑 法上 ， 本文 主要从 以下几个方面展开探讨 ： 绕线式异步 电动机 ： 如果 负载相对平稳 、 容量 比较 大且起停 的次数也 ３ ． １ 设计 的具体要求 很 少时 ， 应该 考虑 充分发挥 电动机的优点 ， 比如效率 高 、 效率 因素高 ． 电气控制 的线路设计具体要求包括 ： 般可以采用同步电动机。 （ １ ） 要满足机械生产的工艺规范与标准 ， 按 照相关的顺序进行操作 １ ． ２电气要 求调速的机械生产 ｆ ２ ） 线路设计越简单越好 ， 尽量减少 不必要的线路 ， 避 免出现问题 对于电气的机械生产有调速要求 ．则应 该考虑其调速 的平 滑性 、 后线路繁杂而检修困难 调 速的范围 、 机械 的特性 硬度 、 转 速的调节级数 、 工作 的可靠程度 等 ， （ ３ １ 操作 、 调节 以及检修 应该符合方便原则 应该 根据这些方面的要求进行拖动方案的选择 不过 ． 不管选 择何 种 ｆ ４ １ 要安装必要 的保 护装置 与联锁环节 ． 这样 即使出现 了错误操作 拖 动方案 ． 都要符合 自身的经济 技术要求 ． 抉择 的拖 动方案尽量要 经 也不会导致重大事故 济有 效。一般而言 （ 调速 的范围用 Ｄ表示 ） ， 当Ｄ ＝ ２ — ３ ， 调速的级数 ≤ （ ５ ） 必须符合环境 的使用条件 ， 确保工作安全 、 可靠 、 稳定进 行。 ２ — ４ 时 ．则 可以采用磁 极对数能够 改变 的双速或 多速笼式 异步 电动 ３ ． ２ 设 计的具 体方法 机： 当Ｄ ＜ ３ ， 且 平滑调 速没有要求 时 ． 可以使 用绕 线式转 子感应 电动 从 目前来看 ， 电气控 制线路 的设计方法可 以归纳为 以下两种 ： 机： 当Ｄ ＝ ３ — １ Ｏ ． 并且对 于平滑调速有要 求时 ， 应 该使用带有 滑差离合 ｆ １ ） 经验设计法 。指 的是依照相关的工艺生产要求 ． 根据控制电动 器的异步 电动机 。 当然 ． 在实际生产生活 中， 还应该根据相关 的实际情 机的方法 ． 使 用较 为典型的线路直接设计 。 这种设计 比较简单 ． 操作也 况进行抉择 。 很 方便 ， 但其 缺点也是显而 易见 的 ， 比如在复杂 的线路 中 ． 不仅 需要 工 １ ． ３确定 电动机调速的性质 作 人员 有很强 的工作 经验 ． 绘制 出种 类繁多 的线路 图 ． 而且可能会 出 在实际 的生产 与运用过 程 中．电动机 的调速性质必 须适应 机械 现 多次修改 ． 才能达 到相关 的线路控制要求。 生产的负载特性 双速笼异步电动机的定子绕组连接方式如果从 △改 （ ２ ） 逻辑设计法。指的是采 用逻辑代数 的方式进行设计 ． 这种方法 为了 Ｙ Ｙ接法 ． 转 速就会相应转为高速 ， 但功率的变化却不 大 ， 因此适 设计 出来 的线路结构 比较合理 ． 并且在一定程度上节省 了使用 的元件 用 于恒定功 率的 电机传 动 ： 如果从 Ｙ变为 了 Ｙ Ｙ接法 ． 此时 电动 机输 数量 。
科技 目向导
２ ０ １ ３ 年第０ ３ 期
电气控制线路设计基础探析
伍繁 盛 （ 温州机场集团有限公司 浙江
【 摘
ｆ ￣ ｌ ＇ ｌ ３ ２ ５ ０ ２ ４ ）
要】 电气控 制线路 设计 属 于 电气控 制 中的一 个重要 部分 ， 它对 于 电气设备 的生 产、 设计 以及操 作等 方面都有 着直接 或 间接 的作
用。由此 可见 ， 做好 电气控制 线路 的设计 工作 ， 便成 为 了做 好 电气控 制的一 个关键 环节 。基 于此 ， 本文针对 电气控 制线路设计基础进行 了一 番探析 。
【 关键词 】 电气控制； 线路设计； 基础
在 当前 ， 很 多生产设备 的 自动化程度越来越 高 ． 这就要求 大部分 电路 电气控制线路 的设 计中一个最 基本的环节便是 电气拖 动 ．因此 ． 控制采用直 流电源 ． 这样操作 与维修都 比较 方便 ． 而且 能节 省部分安 所确定 的电气拖 动方案是否合 理科学 ． 将 直接关 系着整个 电气控制 路 装的空间。 线 的设计 在 电气拖动方案 的确定 时 ． 我们应该 从以下几个原则加 以 ３ ． 电气控制线路的设计方法 考虑 ： 电气控制线路 关系重大 ， 不仅关系着我们 的 日常生活 ． 同时也与 １ ． １电气无调速要求 的机械生产 我们的生命财产安全息息相关 。如何才能保 障电气控制 路线的便捷 、 如果 电气 的机械生产无调速要求或者 电气起动不 频繁 ． 则可 以考 高效 、 安全 ， 那 就需要仔 细考虑其设计方法 。 在 电气控制线路的设计方 虑 鼠笼式异 步电动机 ： 若拖 动装置 中的负载静转矩 很大 ． 则应 该考虑 法上 ， 本文 主要从 以下几个方面展开探讨 ： 绕线式异步 电动机 ： 如果 负载相对平稳 、 容量 比较 大且起停 的次数也 ３ ． １ 设计 的具体要求 很 少时 ， 应该 考虑 充分发挥 电动机的优点 ， 比如效率 高 、 效率 因素高 ． 电气控制 的线路设计具体要求包括 ： 般可以采用同步电动机。 （ １ ） 要满足机械生产的工艺规范与标准 ， 按 照相关的顺序进行操作 １ ． ２电气要 求调速的机械生产 ｆ ２ ） 线路设计越简单越好 ， 尽量减少 不必要的线路 ， 避 免出现问题 对于电气的机械生产有调速要求 ．则应 该考虑其调速 的平 滑性 、 后线路繁杂而检修困难 调 速的范围 、 机械 的特性 硬度 、 转 速的调节级数 、 工作 的可靠程度 等 ， （ ３ １ 操作 、 调节 以及检修 应该符合方便原则 应该 根据这些方面的要求进行拖动方案的选择 不过 ． 不管选 择何 种 ｆ ４ １ 要安装必要 的保 护装置 与联锁环节 ． 这样 即使出现 了错误操作 拖 动方案 ． 都要符合 自身的经济 技术要求 ． 抉择 的拖 动方案尽量要 经 也不会导致重大事故 济有 效。一般而言 （ 调速 的范围用 Ｄ表示 ） ， 当Ｄ ＝ ２ — ３ ， 调速的级数 ≤ （ ５ ） 必须符合环境 的使用条件 ， 确保工作安全 、 可靠 、 稳定进 行。 ２ — ４ 时 ．则 可以采用磁 极对数能够 改变 的双速或 多速笼式 异步 电动 ３ ． ２ 设 计的具 体方法 机： 当Ｄ ＜ ３ ， 且 平滑调 速没有要求 时 ． 可以使 用绕 线式转 子感应 电动 从 目前来看 ， 电气控 制线路 的设计方法可 以归纳为 以下两种 ： 机： 当Ｄ ＝ ３ — １ Ｏ ． 并且对 于平滑调速有要 求时 ， 应 该使用带有 滑差离合 ｆ １ ） 经验设计法 。指 的是依照相关的工艺生产要求 ． 根据控制电动 器的异步 电动机 。 当然 ． 在实际生产生活 中， 还应该根据相关 的实际情 机的方法 ． 使 用较 为典型的线路直接设计 。 这种设计 比较简单 ． 操作也 况进行抉择 。 很 方便 ， 但其 缺点也是显而 易见 的 ， 比如在复杂 的线路 中 ． 不仅 需要 工 １ ． ３确定 电动机调速的性质 作 人员 有很强 的工作 经验 ． 绘制 出种 类繁多 的线路 图 ． 而且可能会 出 在实际 的生产 与运用过 程 中．电动机 的调速性质必 须适应 机械 现 多次修改 ． 才能达 到相关 的线路控制要求。 生产的负载特性 双速笼异步电动机的定子绕组连接方式如果从 △改 （ ２ ） 逻辑设计法。指的是采 用逻辑代数 的方式进行设计 ． 这种方法 为了 Ｙ Ｙ接法 ． 转 速就会相应转为高速 ， 但功率的变化却不 大 ， 因此适 设计 出来 的线路结构 比较合理 ． 并且在一定程度上节省 了使用 的元件 用 于恒定功 率的 电机传 动 ： 如果从 Ｙ变为 了 Ｙ Ｙ接法 ． 此时 电动 机输 数量 。
第三章 电气控制线路的分析及设计
KA
图3-5 C650卧式车床正反向与反接制动控制线路
3．电路特点 1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱 的快速移动单由一台电动机拖动。 2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单 向低速点动的调整控制，正、反向停车时 均具有反接制动控制。 3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。 4）具有完善的保护与联锁。
第二节 电气控制系统设计一般内容
1 电气控制设计的原则、内容和程序 2 电力拖动方案的确定和电动机的选择 3 电气原理图设计的步骤与方法
4 常用控制电器的选择
5 电气控制工艺设计
电气控制设计包括：
1、电气原理图设计
为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制设计。
2、电气工艺设计 为电气控制装置本身的制造、使用、运行及维修的 需要而进行的生产工艺设计。
M2
M3 SBl-SB4
冷却泵电动机
快速电动机 主电动机起停按钮
KM2
KM3 SB7
接触器 作冷却泵电动机起动、停止用
接触器 快速电动机起动、停止用 快速电动机点动按钮
SB5-SB6
HLl HL2
冷却泵电动机起停按钮
主电动机起停指示灯 电源接通指示灯
TC
ST SA
控制与照明变压器
行程开关作进给限位保护用 照明控制开关
二、电气控制设计的基本任务和内容
电气控制系统设计的基本内容是根据控制要求，设计 和编制出电气设备制造和使用维修中必备的图样和资料 等。 包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分。
（一）电气原理图设计内容
1）拟定电气设计任务书 2）选择电气拖动方案和控制方式 3）确定电动机类型、型号、容量、转速 4）设计电气控制原理框图，确定各部分之间的关系， 拟订各部分技术指标与要求 5）设计并绘制电气控制原理图，计算主要技术参数 6）选择电气元件，制定元件目录清单 7）编写设计说明书
电气控制线路的设计及元器件选择课件
电气控制线路的设计步骤
明确控制要求
在设计电气控制线路之前，需要明确 控制要求，确定需要实现的功能和性 能指标。
制作和测试
根据设计的电路原理图，制作出实际 的电气控制线路并进行测试，确保其 性能符合要求。
01
02
选择合适的元器件
根据控制要求，选择合适的电气元器 件，如电源、开关、继电器等。
03
设计电路原理图
接口电路
设计合理的接口电路，实现变频器与外部控制器的信号传输 和控制。
滤波与抗干扰
采取有效的滤波和抗干扰措施，保证系统的稳定性和可靠性 。
PLC控制线路设计
可靠、灵活、集成
PLC控制线路广泛应用于工业自动化领域，具有高可靠性、灵活性和集成性。
PLC控制线路设计
设计要点：
I/O模块选择：根据实际需求选择合适的输入输出模块，满足信号采集和 控制需求。
根据元器件的特性和控制要求，设计 出电路原理图，明确各元器件之间的 连接关系和工作原理。
05
04
优化和完善设计
对电路原理图进行优化和完善，确保 设计的可靠性和稳定性。
常用电气元器件及
02
其选择
开关电器
开关电器
用于接通或断开电路， 包括刀开关、断路器、
接触器等。
刀开关
用于不频繁开启和关闭 电路，结构简单，价格
控制算法：根据工艺要求选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制等 。
PLC控制线路设计
网络通信
实现PLC与上位机和其他智能设备的通信 ，提高系统的集成度和智能化水平。
VS
安全保护
设置安全保护措施，如故障检测与诊断、 冗余设计等，提高系统的可靠性和稳定性 。
电气控制线路的优
电气设计基本知识
电气设计基本知识目录一、电气设计概述 (3)1.1 电气设计的定义与任务 (4)1.2 电气设计的发展历程与趋势 (5)二、电气设计基础知识 (6)2.1 电路理论基础 (7)2.1.1 电流、电压与电阻 (8)2.1.2 电容与电感 (9)2.1.3 交流电路分析 (11)2.2 电磁场理论基础 (12)2.2.1 静电场与磁场 (13)2.2.2 电磁感应与电磁波 (15)2.3 安全用电知识 (15)2.3.1 电流对人体的伤害与防护 (16)2.3.2 电气设备的安全使用与维护 (18)三、电气设计基本原理与方法 (19)3.1 电源与电机设计 (21)3.1.1 电源的设计与选择 (22)3.1.2 电机的选择与设计 (23)3.2 电气控制与自动化设计 (24)3.2.1 常用控制电路设计 (25)3.2.2 可编程控制器的应用 (27)3.3 电气系统设计与仿真 (28)3.3.1 电气系统的组成与功能 (29)3.3.2 电气系统的设计与仿真方法 (31)四、电气设计工具与软件 (32)4.1 电气设计软件介绍 (33)4.2 软件使用技巧与常见问题解决 (35)4.2.1 设计文件管理 (36)4.2.2 模拟与仿真操作 (37)4.2.3 错误与问题解决 (38)五、电气设计师职业素养与要求 (40)5.1 职业素养要求 (41)5.1.1 责任心与敬业精神 (42)5.1.2 沟通能力与团队协作能力 (43)5.1.3 创新能力与学习能力 (44)5.2 职业要求与标准 (45)5.2.1 专业技能要求 (47)5.2.2 考核与认证 (48)六、电气设计案例分析 (49)6.1 工业电气系统设计案例 (50)6.2 建筑电气系统设计案例 (51)6.3 电力系统设计案例 (52)一、电气设计概述电气设计是一门涉及电力系统、电子设备和电气元件的学科，它主要研究如何将电能有效地传输、分配和控制。
电气控制线路的基本原则和基本方法
QS
FU
SB2
KM
SB1
KM1
FR
FR
KM1
M 3～
L1 L2 L3
QS
FU
SB2
KM
SB1
KM1
FR
FR
KM1
M 3～
L1 L2 L3
QS
FU
SB2
KM
SB1
KM1
FR
FR
KM1
M 3～
L1 L2 L3
QS
FU
SB2
KM
SB1
KM1
FR
FR
KM1
M 3～
L1 L2 L3
QS
FU
SB2
KM
SB1
控制电路由3位或3位以下的数字组成，交流控制电路的标 号左侧用奇数标号，右侧用偶数标号。直流控制电路的标 号正极按奇数标号，负极按偶数标号。
（一）绘制电气原理图时应遵循的原则
（1）电气控制线路根据电路通过的电流大小可分 为主电路和控制电路。主电路包括从电源到电 动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条 画在原理图的左侧。控制电路是通过弱电流的 电路，一般由按钮、电气元件的线圈、接触器 的辅助触头、继电器的触头等组成，用细线条 画在原理图的右边。
二、电气原理图
定义：电气原理图为了便于阅读与分析控制线 路，根据简单清晰的原则，采用电气元件展开 的形式绘制而成。
特点：它仅表示电气控制线路的工作原理、以 及各电器元件的作用和相互关系。
二、电气原理图
电气控制线路中的支路、接点，一般都加上标号。
主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用以表明主 电路中的元件或线路的主要特征；数字标号用以区别电路 的不同线段。
《电气控制线路》课件
保险丝
保险丝是一种常见的电控元件，用于保护电路 不受过流等电气故障的影响。
电控线路设计方法
1
线路设计注意事项
2
分析电控Байду номын сангаас路设计常见问题，介绍注
意事项和技巧，帮助你节省时间，提
高设计效率。
3
线路设计步骤
介绍了电控线路设计的一般步骤，包 括设计前准备、电路设计和电路绘制。
线路设计实例
通过实例让你更好地掌握电控线路的 设计方法和技巧，使你能够更好地应 对实际工作中的问题。
学习收获
总结了本课程的收获，让 你更好地掌握电控线路设 计和故障排查技能。
下一步行动计划
提出了下一步的行动计划， 帮助你在实践中更好地应 用电气控制线路的知识。
电控系统故障排除
1
故障现象分析
介绍电控系统故障中常见的故障现象，如电机振动、烧坏元件等，并给出分析方 法。
2
故障排除方法
介绍了电控系统故障的排查方法，如焊接方法、测量方法和替换故障元件等。
3
故障案例分析
通过实例，帮助你更好地了解电控系统故障的排查和处理方法。
总结
课程回顾
回顾了本课程的主要内容， 强调了电气控制线路设计 和故障排查的重要性。
《电气控制线路》PPT课 件
本课程将介绍电气控制线路的基本知识、组成、设计方法和故障排除。适合 电气工程师和爱好者学习，帮助你掌握电气控制线路设计和故障排查的技能。
课程介绍
课程概述
介绍电气控制线路的基本知识和组成。
课程目标
掌握电气控制线路的设计方法和故障排除技能。
学习内容
从基础的电气知识到电控系统的设计与故障排除。
基本电气知识
电气控制-第二章(1)
在反接制动控制电路中，选择速度作为控制 参量，采用速度继电器实现及时切断反向 制动电源的控制。这种控制过程中选择速 度(转速)作为控制参量进行控制的方式称为 按速度原则的控制方式。
在绕线转于异步电动机的控制电路中，选择 电流作为控制参量，采用电流继电器实现 电动机起动过程中逐段短接起动电阻的控 制。这种控制过程中选择电流作为控制参 量进行控制的方式称为按电流原则的控制 方式。
对接触器，上述表示法中各栏的含义如下所示： 对继电器，上述表示法中各栏的含义如下所示：
2．2 三相笼型异步电动机的基本控制线路
2. 2. 1 全压启动控制线路
(1)短路保护 (2)过载保护 (3)欠压和失压 保护
一、组成电气控制电路的基本规律
对上述的基本控制电路分析和讨论后，我 们可以总结一下组成电气控制电路的基本 规律，使我们对电气控制电路的认识有质 的飞跃。按联锁控制和按控制过程的变化 参量进行控制是组成电气控制电路的基本 规律。
当电动机正常运行时，电源电压过分地降 低将引起一些电器释放，造成控制电路工作 不正常，甚至产生事故；电网电压过低，如 果电动机负载不变，则会造成电动机电流增 大，引起电动机发热，严重时甚至烧坏电动 机。此外，电源电压过低还会引起电动机转 速下降，甚至停转。因此，在电源电压降到 允许值以下时，需要采用保护措施，及时切 断电源，这就是欠电压保护，通常采用欠电 压继电器，或零电压继电器来实现。
过电流往往是由于不正确的起动和过 大的负载引起的，一般比短路电流要小， 在电动机运行中产生过电流比发生短路的 可能性更大，尤其是在频繁正、反转起动 的重复短时工作制电动机中更是如此。直 流电动机和绕线转子异步电动机控制电路 中，过电流继电器也起着短路保护的作用， 一般过电流的动作值为起动电流的1．2倍。
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断路器
QF
FU2 KM
KM
FR 热继电器
M
3~
M
3~
⑶ 过电流保护
⑷ 失压保护
1 SA 0 2 KA U=0 KA
KM
四、电气控制线路设计方法
• 经验设计法：根据生产工艺要求， 利用各种典型的线路环节，直接设 计控制线路。 • 逻辑设计法：根据生产工艺的要求， 利用逻辑代数来分析、设计线路的 方法。
第三节 电气控制线路设计基础
• 一、概念 • 二、电气原理图的绘制 • 三、设计电气控制线路的一般原则
一、概念
电气控制线路是由接触器、继电器、按钮、行 程开关等电器组成的控制线路，又称继电-接触 控制线路。 电气控制线路的作用： ①实现对电力拖动系统的启动、制动及调速等运 行的控制； ②实现对拖动系统的保护； ③满足生产工艺要求，实现生产过程自动化。
完整的控制电路
2. 逻辑设计法
• • • • ⑴逻辑变量 ⑵逻辑函数与真值表 ⑶逻辑运算 ⑷举例
⑴ 逻辑变量
• 继电器、接触器线圈通电状态为“1” 状态，线圈断电状态为“0”状态； • 继电器、接触器控制按钮触点闭合状 态为“1”状态，断开状态为“0”状 态。
⑵ 逻辑函数与真值表
• 输入逻辑变量：表示触点状态的逻辑变量； • 输出逻辑变量：表示继电器、接触器等受控元 件的逻辑变量； • 逻辑函数：输入、输出逻辑变量的相互关系； • 真值表：控制线路中输入和输出关系用列表的 方式表达出来。
• 一般当电动机容量小于11kW时允许直接启动。 • 1.不可逆直接启动控制线路 • 2.正反转控制线路 • 3.行程控制线路 • 4.顺序控制线路
1.不可逆直接启动控制线路
L1 L2 L3
Q
U1 V1 W1
U1
FU2 U1 FU2 U1
1
FU2
1 1
FR
2
FR
2
FR SB1
3
SB1 FU1
U2 V2 W2
1、经验设计法
• • • • • 步骤： ⑴了解系统工艺要求。 ⑵设计主电路。 ⑶设计控制电路。 ⑷完善和校核。
• 举例
例：设计龙门刨床横梁升降控制线路
• 工艺要求： • 1）保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现 横梁夹紧或放松； • 2）逻辑关系：当横梁上下移动时，应能自 动按照放松横梁→横梁上下移动→夹紧横 梁→夹紧电机自动停止运动的顺序动作； • 3）横梁在上升与下降时应有限位保护； • 4）横梁夹紧与横梁移动之间及正反向之间 应有必要的联锁。
⑶ 在控制线路中应避免出现寄生电 路。
HL1
SB1
SB2
KM2
KM1
FR
当电动机过载热继 电器FR动作时， 线路就出现了寄 生电路（虚线）
KM1 KM1 SB3
KM2 HL2
KM2
⑷在线路中应尽量避免许多电器依次动作才 能接通另一个电器的控制线路。
KA
KA1
KA
KA1 KA2
KA1 KA2
KA1
2
FR
FU1
W2 U2 V2
FR 2 SB1 3 SB1 SB3 SB2 3 KM1 KM1 SB3 KM2 SB2 6 4 KM2
4 7
KM1
KM2
U3 V3 W3
KM2
5 5 7 8
KM1 KM2 KM1
9
KM1 KM2
6
FRU V WN源自NKM1KM2M 3~
（a b ）既有机械联 ）只有电气联锁 锁又有电气联 锁
⑶ 逻辑运算
• • • • • • ①逻辑与——触点串联 KM＝KA1· KA2 ②逻辑或——触点并联 KM＝KA1＋KA2 ③逻辑非 KM＝ KA ④逻辑函数的化简
① 逻辑与——触点串联
• KM＝KA1· KA2
逻辑与真值表
KA1 KA2 KM
KA1 0
KA2 0 1 0 1
KM 0 0 0 1
5
KT
KM2
6
KM2
M 3~
N
(a)不合理
(b)合理
2.必须保证控制线路工作的可靠和 安全。
• • • • ⑴正确连接电器的触点。 ⑵正确连接电器的线圈——许并不许串 ⑶在控制线路中应避免出现寄生电路。 ⑷在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制 线路。 • ⑸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， 而且要有机械联锁。 • ⑹设计的线路应能适应所在电网的情况。根据电网容量的大小、电压 和频率的波动范围 以及允许的冲击电流数值等决定电动机的起动方 式是直接起动还是间接起动。 • ⑺在线路中采用小容量继电器的触点来控制大容量接触器的线圈时， 要计算继电器触点断开和接通容量是否足够。如果不够必须加小容量 接触器或中间接触器，否则工作不可靠。
三、设计电气控制线路的一般原则
• 1.在满足生产要求的前提下，控制线路 应力求简单、经济。 • 2.必须保证控制线路工作的可靠和安全。 • 3.必须设有完善的保护环节，以减少事 故的损失。
1.在满足生产要求的前提下，控制线路应力 求简单、经济。
• ⑴尽量选用标准的、常用的、或经过实际考验 过的线路和环节。 • ⑵尽量缩短连接导线的数量和长度。 • ⑶尽量缩减电器的数量，采用标准件，并尽可 能选用相同型号。 • ⑷应减少不必要的触点以简化线路。在控制线 路图设计完成后，应将逻辑关系化成代数式进 行验算，以便得到最简线路。 • ⑸控制线路在工作时，除必要的电器必须通电 外，其余的尽量不通电以节约电能，延长电器 使用寿命。
④完整的主电路
~
Q
FU1
FU2
KM1
KM2
KM4
KM3 1>
M1
3~
M2
3~
移动电机 完整的主电路
夹紧电机
⑤完整的控制电路
FU2 SB1 SB2 SQ1 KM3 KI SQ2 SQ3 KA1 KA1 KA2 KA1 KA1 KA2 KA2 KA1 KA2 KM1 KM2 KM3 KM4 KA2 SQ1
①设计主电路
• 主电路由一个 横梁移动电机 和一个横梁夹 紧电机组成 • 每个电机均须 正反转
KM1 ~380V Q
FU1
FU2
KM2
KM4
KM3
M1
3~ 移动电机
M2
3~ 夹紧电机
②设计控制电路
SB1 SB2 KA1 KA2 KA1 KA1 KA2
KA2
KA1
KA2
KM1
KM2
KM3
KM4
控制电路草图
二、电气原理图的绘制
• 7.线路采用字母、数字、符号及其组合标记。 • ⑴三相交流电源引入线用L1 、L2 、L3标记，中性线用N标记； • ⑵电源开关后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺序标记；用 数字1、2、3等表示分级，如1U、1V、1W；2U、2V、2W等； • ⑶各电动机支路用三相文字代号后加数字表示，数字中个位表示 电动机代号，十位表示该支路各接点代号，如：U11表示M1电动机 的第一相的第一个接点，U21表示第一相的第二个接点，依此类推； • ⑷电动机绕组首端用U、V、W表示，尾端用U′、V′、W′表示； • ⑸控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下数字组 成。凡是线圈、绕组、触点或电阻、电容等元器件所隔离的线段 都应表以不同的标记。
3.行程控制线路
U2 FU2
1 2
FR
SB1
3
SB2 甲 SQ1 （a） KM1 乙 SQ2 SQ2
5 4
SB3 KM2
7
8
SQ1 KM1
KM2
6 9
KM1
KM2
N （b）
⑴ 正确连接电器的触点
SQ KA1 SQ KA2
SQ KA1 SQ KA2
(a)不合理，可能在两触点 间形成飞弧造成电源短路。
(b)合理，两触点电位相同， 不会造成飞弧。
⑵ 正确连接电器的线圈——许并不许串
既使外加电压是两个线圈额定电压之和， 也是不允许的。因为每个线圈上所分配 到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器 动作总是有先有后，不可能同时吸合。 假如交流接触器KM2先吸合，由于KM2 的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因 而在该线圈上的电压降也相应增大，从 而使另一个接触器KM1的线圈电压达不 到动作电压。因此两个电器需要同时动 作时其线圈应该并联连接。
电气控制线路的表示方法：
①
②
安装图，安装图是按照电器实际位置和 实际接线线路，用规定的图形符号画出 来的，这种电路便于安装； 电气原理图，电气原理图是根据工作原 理而绘制的，具有结构简单、层次分明、 便于研究和分析电路的工作原理等优点。
二、电气原理图的绘制
• 1.表示导线、信号通路、连接线等图线都应是交叉和 折弯最少的直线。可以水平布置，也可以采用斜的交 叉线。 • 2.电路或元件应按功能布置，并尽可能按工作顺序排 列，对因果次序清楚的简图，其布局顺序应该是从左 到右或从上到下。 • 3.为了突出和区分某些电路、功能等，导线、信号通 路、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 • 4.元器件和设备的可动部分通常应表示在非激励或不 工作的状态或位置。
逻辑与电路
0 1 1
② 逻辑或——触点并联
• KM＝KA1＋KA2
KA1 KM
逻辑或真值表
KA1 KA2 0 1 0 1 KM 0 1 1 1
KA2
0 0
逻辑或电路
1 1
③ 逻辑非
• KM＝ KA
逻辑非真值表
KA
KM
KA 1
KM 0 1
逻辑非电路
0
④ 逻辑函数的化简
• • • • • • • • • 1）交换律 A· B＝B· A；A十B＝B十A 2）结合律 A· (B· C)＝(A· B)· C A十(B十C)＝(A十B)十C 3）分配律 A· (B十C)＝A· B十A· C； A十B· C＝ (A十B)· (A十C) 4）吸收律 A十AB＝A；A· (A十B)＝A A十 B＝A十B； 十A· B＝ 十B A A A 5）重迭律 A· A＝A；A十A＝A 6）非非律 =A A 7）反演律