电气控制及PLC第4章课件.ppt

1、4.1电气控制系统图纸绘制原则电气控制系统图纸绘制原则一、电气原理图一、电气原理图-说明控制线路的工作原理，用图形符号、文字符号、项目代号表示电路功能和电气元件连接关系的图。1、电气控制线路原理图按国家标准规定的图形符号、文字符号和回路标号绘制。2、原理图中各元件有关动作部件为原始状态，触点符号一般画成：左开右闭，下开上闭。3、主回路、控制回路和信号回路应分开绘制。主回路：电源线绘制成水平线，电机控制线路垂直于电源线。（用粗实线）控制回路：垂直地画在两条电源线之间，耗能元件（线圈、信号灯）应直接连接在地线上，控制触点连接在电源火线与耗能元件之间。（用细实线）4、原理图上应尽可能减少线号，避免线

2、路交叉。电路应按动作顺序和信号流向，自上而下、自左往右的原则排列线路、元件，同一元件的各触点、线圈的文字符号应相同。5、为便于检索线路，将原理图分成若干个图区，图区的编号在图的下部，为标明每个区电路的功能，在图的顶部设一用途栏，文字表示其功能。16、原理图中应标出以下参数：各个电源电路的电压、极性、频率、相数 某些元件的特性 不常用电器的操作方式和功能 标明主要回路中导线规格7、线路中的交接点，需要测试和拆接外部引出线的端子，应该用空心圆o表示；电路的连接点用实心圆表示。8、机械操作电器的表示方法：对非电气控制和人工操作的电路，必须在电气图上用相应的图形符号表示其操作方法和工作状态。同一操作件

3、动作的所有触点应用机械连杆符号表示其动作关系。各个触点的运动方向和状态，必须与操作件的动作方向和状态一致。9、电气控制线路中的全部电机、电气元件的型号、文字符号、数量、额定技术数据均应填写在元件明细表内。2n二、电气接线图二、电气接线图-表示电机及各电气设备的相对安装位置，相互间实际接线情况与接线要求的图。n1、按控制系统的复杂程度，可将接线图分为总体接线图、部件接线图、组件或插件接线图等。n2、各元件图形符号、文字符号、线号均应与电气原理图一致。n3、应清楚表示出各电器的相对位置和它们之间的电气连接。（同一电器的各部分应画在一起，用虚线框起来）n4、不在同一部位的各电器之间的连接导线，必须通

4、过接线端子进行。n5、成束的电线可用一根实线表示，标明导线的线号和去向。n6、电气接线图应标明导线的种类和标称截面、数量、颜色、线号，以及所套管子的型号规格。4.1电气控制系统图纸绘制原则电气控制系统图纸绘制原则34.1电气控制系统图纸绘制原则电气控制系统图纸绘制原则n三、电气柜内元件布置图三、电气柜内元件布置图-反映电柜内电气元件的型号及技术参数、安装要求、接线要求的图n四、电气互连图四、电气互连图-表明电气设备各单元之间的连接关系。n国家标准：国家标准：n电气制图GB6988.1-86GB6988.7-86n电气图用图形符号GB4728.1-85GB4728.13-85n电气图用文字符号G

5、B7159-87n电气技术项目代号GB5094-85n电气系统说明用简图 GB7356-874n1、确定电气设计的技术条件和任务书n2、选择电力拖动和控制方案（电机工作方式；控制方 式）n3、选择电动机及其他电器元器件n4、设计电气原理图（主回路；控制回路）n5、设计机电设备的电气装配图和电气接线图n6、设计电气柜、操纵台等非标部件和专用安装零件n7、选用电气元件，编制电气元件清单n8、编写设计计算说明书和使用说明书4.2电气系统设计基本内容5一、电气设计的技术条件 设备功能；运动部件数量；工艺流程；工作方式；使用环境和特殊要求。二、电力拖动形式的选择 1、电动机拖动方式：单独拖动或分立拖动

6、2、调速方案：齿轮变速箱、液压调速、电动 机调速、电气无极调速 3、起制动要求；4、负载特性：保证电动机的调速特性与负载特性相 适应6三、系统控制方案的确定 1、控制方式：继电器-接触器；顺序控制器；数控系统；微机控制。2、控制系统的工作方式：手动；自动；单头半自动等 3、自动工作循环简图，转换条件，工作节拍 （电磁线圈接通表）4、联锁条件；保护要求74.3 电动机的选择n一、电动机容量选择 分析计算法：1、负载功率 2、容许温升 3、过载能力 统计计算法：根据经验公式，留有较大裕量。n二、电动机转速 对于相同功率电机，转速越高，电机的尺寸越小，成本越低。1、不需调速的高、中速机械，选用相应转

7、速电机。2、不需调速的低速机械，选稍高转速电机，通过减速机构 传动。3、需要调速的机械，电机最高转速与机械最高转速相适 应。n三、电动机类型 1、电压级别、电流类型（与电源相匹配）2、转速特性 3、工作原理（直流或交流）n四、电动机结构形式 1、安装形式：立式、卧式 2、环境条件：防护式、封闭式、防爆型、防腐型84.4电气控制线路的设计n一、设计原则一、设计原则n1、最大限度满足机电设备的控制要求，按照工艺流程可靠工作。n2、控制线路力求简单、经济。n3、保证机械设备和控制线路安全可靠。n4、便于操作和维护。n二、电气控制原理设计方法二、电气控制原理设计方法：n1、经验设计法n2、逻辑代数设计

8、法。94.4电气控制线路的设计n1、经验设计法、经验设计法 电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。n主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速 控制的要求。n控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电 气控制电路。n辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过 载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护措 施，以及信号指示、照明等电路。n反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可 以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符 合设计要求。10常用的经验设计方法:根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的 组合起 来，并加以补充修改，综合成所

9、需的控制电 路。没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画 图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作 条件和要求。经验设计的特点:设计方法简单易于掌握，使用广泛。要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度 较慢。设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。不宜获得最佳设计方案。4.4电气控制线路的设计114.4电气控制线路的设计n2、逻辑设计法、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，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设

10、计法的设计优点。继接系统中，电气元件都可用“通”、“断”两态来表示，控制线路的规律符合逻辑运算规律（“与”“或”），因而可用逻辑代数加以分析、化简，然后按照简化的逻辑表达式画出相应线路图。124.4电气控制线路的设计 例；某电机在继电器KA1、KA2、KA3中任一个或任两个继电器动作时才能运转。134.4电气控制线路的设计n三、设计规律三、设计规律n1、常开触点串联-几个条件同时具备，才能使电器线圈得电。与n2、常开触点并联-几个条件中，任一条件具备，就可使电器线圈得电。或n3、常闭触点串联-几个条件中，任一条件具备，就可使电器线圈失电。n4、常闭触点并联-几个条件同时具备，电器线圈才失电。n

11、5、正确选择电气线路和环节，尽量选用经过实际考验的完善的线路和环节（避免因某个电气元件损坏而引起故障）。144.4电气控制线路的设计n四、线路设计的一般问题四、线路设计的一般问题n1、尽量避免许多电器依次动作后才能接通另一电器的现象。n2、线路中，触点、线圈的位置合理安排，控制回路中不允许出现线圈的串联。154.4电气控制线路的设计n3、线路中应尽量减少元件数、元件触点数、导线数 164.4电气控制线路的设计n4、尽量减少线路工作时的通电电器数量 图中，KM1，KT1在起动完毕即完成任务，可断电）174.4电气控制线路的设计n5、线路中避免出现竟争现象 图中，若KM2常开触点闭合时间tKM2常

12、闭触点断开时间t1+KT1常开触点断开时间t2，则发生竟争现象。184.4电气控制线路的设计n6、避免产生寄生回路nFR一旦脱开，出现寄生回路，使得KM3（或KM4）线圈上电压下降，不能可靠释放。按SB4，实现点动向前，出现寄生回路，使得主轴电机旋转。194.4电气控制线路的设计n7、应具有完善的保护环节：设计线路应考虑各种联锁保护、油压保护、限位保护，以及电气系统应有过载、短路、过流、过压、失压、弱磁和热保护等。还应设置相应的合闸、断开、事故、安全等指示灯。n8、设计线路应能适应所在电网情况，根据现场的电网容量、电 压、频率，以及允许的冲击电流值等，决定电动机是采取直接 或降压起动。204.

13、5 电气控制系统设计应用举例1n一、设计一个电动机拖动工作台进给的控制线路，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点。n1压下SB2，使电机M1正转，工作台前进，到达终点停一下后再返回,电机M1反转，到原点停下；n2压下SB3，使工作台在前进中能立即返回原点停下；n3用SQ3、SQ4作两端限位保护。21224.5 电气控制系统设计应用举例2n一、设计液压回转工作台控制线路 23244.5 电气控制系统设计应用举例3n三、设计深孔钻三次进给的控制电路。控制要求如下：按SB1 滑台第一次进给 SQ2 滑台快退回原位 SQ1 滑台第二次进给 SQ3 滑台快退回原位 SQ1 滑台第三次进给 S

14、Q4 滑台快退回原位 SQ1 原位停。（YA得电进给，失电后退）25264.5 电气控制系统设计应用举例4 1、电气原理图n设计选题 电动机的起停控制电路 1、电气原理图 原理设计时以起停控制电路原理为主，兼顾电路的工作状态指示和设备工作点的局部照明电路。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。272、电气安装位置图 电气安装位置图用来表示元器件清单中所有电器元件的相对安装位置。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的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。283、电气接

15、线图 按照电气安装位置图的设计思想，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（17），线端数字表示器件编号（1025）。2320DZ2L1 L2L322242424RR1221176423524ST242124QF2325173175217617717249252123 23321电源ST4N PE22125U24 2424M756UV8W2W25V255252010EL7206DZ32023L1N2052523 23L3L2320224FU12122KM12420241L32322FU2DZ1125637202012052020324206171511171

16、410114SB11313 11314131715141131011HL1101711HL2SB2175131711726SA12157294、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的接线关系。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，并注明了穿线管的规格、电缆线的参数等数据，详见表4.2。设计时应注意接地装置的设计（安全）。R1*1.5mm（白）3*1.5mm（红）电源进线1*1.5mm（黄绿）2*1mm（红）包塑金属软管 d10mm*2m照明灯接地螺栓包塑金属软管 d20mm*1m包塑金属软管 d20mm*2m控制面板9102222S

17、TNPE UVW123563*1.5mm（红）1*1.5mm（黄绿）配电盘底板22图4 电气接线图 305、安装调试n安装无误后，接通三相电源，作空载实验，通过操作按钮，检验电气装置动作的准确性及指示的正确性，空载实验无误后，接上负载作负载试验，反复调试直至设备正常工作为止。316、小结n本章通过应用示例，系统的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。n 工艺设计是在理论设计的基础上进行的重要设计内容，实践性很强、工作量很大，电气设备的质量和制造成本在很大程度上取决于工艺设计水平。所以，也是电气工程师的必修内容。324.2.1 两地控制电路334.

18、2.2 顺序控制电路344.2.3 电压线圈并联35图4.2.4 反身自停电路364.4.2 主盘电气安装位置图 374.4.3 操作面板电气安装位置图384.4.4电气安装接线图（主板）2320DZ2L1 L2L322242424RR122117642 3524ST242124QF2325173175217617717249252123 23321电源ST4N PE22125U24 2424M75 6U V8W2W25V255252010EL7206DZ32023L1N2052523 23L3L2320224FU12122KM12420241L32322FU2394.4.5电气安装接线图（操

19、作面板）DZ1125637202012052020324206171511171410114SB1131311314131715141131011HL1101711HL2SB2175131711726SA12157404.4.6电气互连图 R1*1.5mm（白）3*1.5mm（红）电源进线1*1.5mm（黄绿）2*1mm（红）包塑金属软管d10mm*2m照明灯接地螺栓包塑金属软管d20mm*1m包塑金属软管d20mm*2m控制面板9102222STNPE UV W123563*1.5mm（红）1*1.5mm（黄绿）配电盘底板22图4 电气接线图 414.4.1电气原理图P E11.5m m2TSRQ F电 源 开 关7652M 23N342AF U 12K M567H LH LE L2AF U 2K MVUW3S B 2K MS B 11主 电 动 机起 停 控 制 线 路S A1m m2照 明 和 信 号42