电气控制技术-第3章-电气控制系统的设计课件.ppt

1、2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCSBSB1KMSB2KAKAKA判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2判断电路功能判断电路功能FUKM2FR2FUA BCKM1FR1QM13M232008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC判断电路功能判断

2、电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCSB1FRSB2KM1KM1 KT1 KM2 KT2 KM3 KT3 KM4 KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3QSFUKM1FRML1 L2 L3KM43RKM32RKM21R判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计第一节第一节 电气控制系统设计的一般原则、基本内容电气控制系统设计的一般原则、基本内容第二节第二节 电气原理电路设计的方法与步骤电气原理电路

3、设计的方法与步骤第三节第三节 电控线路设计的主要参数计算和元器件选择电控线路设计的主要参数计算和元器件选择第四节第四节 电气控制装置的工艺设计电气控制装置的工艺设计 第五节第五节 设计举例设计举例2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本内容：一个是内容：一个是原理设计原理设计，即要满足生产机械和工艺，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是的各种控制要求，另一个是工艺设计工艺设计，即要满足电，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。气控制装置本身的

4、制造、使用和维修的需要。第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 原理设计原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进决定着生产机械设备的合理性与先进性，性，工艺设计工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行决定电气控制系统是否具有生产可行性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电气控制电路分析能力之

5、后，设计者应能举一反三，气控制电路分析能力之后，设计者应能举一反三，对受控生产机械进行电气控制系统的设计并提供一对受控生产机械进行电气控制系统的设计并提供一套完整的技术资料。套完整的技术资料。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC第一节第一节 电气控制系统设计的电气控制系统设计的一般原则、基本内容一般原则、基本内容 1最大限度地满足生产机械和生产工艺对电最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。气控制系统的要求。电气控制系统设计的依据主要电气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生产工艺的要求。来源于生产机械和生产工艺的要求。2设

6、计方案要合理。在满足控制要求的前提设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济、便于操作和维修下，设计方案应力求简单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指标和自动化。，不要盲目追求高指标和自动化。一、电气控制系统设计的一般原则一、电气控制系统设计的一般原则2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 3机械设计与电气设计应相互配合。许多生机械设计与电气设计应相互配合。许多生产机械采用机电结合控制的方式来实现控制要求，产机械采用机电结合控制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用因此要从工艺要求、制造成

7、本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。例如：例如：上下瓶机上下瓶机 4确保控制系统安全可靠地工作。确保控制系统安全可靠地工作。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 电气控制系统设计的电气控制系统设计的基本任务基本任务是根据控制要是根据控制要求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。的图纸、资料等。图纸包括图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制

8、图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等等，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等文字资料。设备说明书等文字资料。二、电气控制系统设计的基本任务、内容二、电气控制系统设计的基本任务、内容 电气控制系统设计的内容主要包含电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与原理设计与工艺设计工艺设计两个部分：两个部分：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 1、原理设计内容、原理设计内容（1）拟订电气设计任务书

9、。）拟订电气设计任务书。（2）确定电力拖动方案，选择电动机。）确定电力拖动方案，选择电动机。（3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。（4）选择电器元件，制订元器件明细表。）选择电器元件，制订元器件明细表。（5）编写设计说明书。）编写设计说明书。2、工艺设计内容、工艺设计内容（1）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。（2）设计组件布置图、安装图和接线图。）设计组件布置图、安装图和接线图。（3）设计电气箱、操作台及非标准元件。）设计电气箱、操作台及非标准元件。（4）列出元件清单。）列出元件清单。（5）编写使用维护

10、说明书。）编写使用维护说明书。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，又是设备竣工验收的依据。由技术领导部门、设备又是设备竣工验收的依据。由技术领导部门、设备使用部门和任务设计部门等共同完成。使用部门和任务设计部门等共同完成。三、电气控制系统设计的一般步骤三、电气控制系统设计的一般步骤1、拟订设计任务书、拟订设计任务书2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（1）设备名称、用途、基本结构、动作要求及工）设备名称、用

11、途、基本结构、动作要求及工艺过程介绍艺过程介绍（2）电力拖动的方式及控制要求等）电力拖动的方式及控制要求等（3）联锁、保护要求）联锁、保护要求（4）自动化程度、稳定性及抗干扰要求）自动化程度、稳定性及抗干扰要求（5）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求（6）设备验收标准）设备验收标准（7）其它要求）其它要求 电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容：容：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要电力拖动方案选择是电气控

12、制系统设计的主要内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决条件。条件。2、确定电力拖动方案、确定电力拖动方案（1）拖动方式拖动方式的选择：电力拖动方式，独立拖动？的选择：电力拖动方式，独立拖动？集中拖动？集中拖动？主要从几个方面考虑电力拖动方案：主要从几个方面考虑电力拖动方案：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（3）电动机调速性质要与负载特性适应电动机调速性质要与负载特性适应：恒功率：恒功率负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速特

13、性与生产机械的负载特性相适应，使电动机的调速特性与生产机械的负载特性相适应，使电动机得到充分合理应用。使电动机得到充分合理应用。（2）调速方案调速方案的选择：大型、重型设备的主运动的选择：大型、重型设备的主运动和进给运动，应尽可能采用无级调速，有利于简和进给运动，应尽可能采用无级调速，有利于简化机械结构、降低成本；精密机械设备为保证加化机械结构、降低成本；精密机械设备为保证加工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备，工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备，在没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的在没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的三相笼型异步电动机。三相笼型异步电动机。2008.

14、2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（1）根据生产机械调速的要求选择电动机的种）根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。类。（2）工作过程中电动机容量要得到充分利用。）工作过程中电动机容量要得到充分利用。（3）根据工作环境选择电动机的结构型式。）根据工作环境选择电动机的结构型式。3、拖动电动机的选择基本原则、拖动电动机的选择基本原则2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 4、选择控制方式、选择控制方式 控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的迅速发

15、展，生产机械电力拖动的控制代电气技术的迅速发展，生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控制向方式从传统的继电接触器控制向PLC控制、控制、CNC控控制、计算机网络控制等方面发展，控制方式越来越制、计算机网络控制等方面发展，控制方式越来越多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下，最多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下，最大限度地满足工艺的要求。大限度地满足工艺的要求。5、设计电气控制原理图、设计电气控制原理图，并合理选用元器件，并合理选用元器件，编制元器件明细表。编制元器件明细表。6、设计电气设备的各种施工图纸。、设计电气设备的各种施工图纸。7、编写设计说明书和使用说明书。、编写设计说

16、明书和使用说明书。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计。节时，可根据控制要求边分析边设计。第二节第二节电气控制原理电路设计的方法电气控制原理电路设计的方法一、电气控制原

17、理电路的基本设计方法一、电气控制原理电路的基本设计方法 电气控制原理电路设计的方法有电气控制原理电路设计的方法有分析设计法和分析设计法和逻辑设计法逻辑设计法。1、分析设计法、分析设计法2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 分析设计法分析设计法优点优点是设计方法简单，无固定的设是设计方法简单，无固定的设计程序，它是在熟练掌握各种电气控制电路的基本计程序，它是在熟练掌握各种电气控制电路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制电路能力的基环节和具备一定的阅读分析电气控制电路能力的基础上进行的，容易为初学者所掌握，在电气设计中础上进行的，容易为初学者

18、所掌握，在电气设计中被普遍采用；其被普遍采用；其缺点缺点是设计出的方案不一定是最佳是设计出的方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作方案，当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作的可靠性。的可靠性。应反复审核电路工作情况，有条件时还应进行应反复审核电路工作情况，有条件时还应进行模拟试验，发现问题及时修改，直到电路动作准确模拟试验，发现问题及时修改，直到电路动作准确无误，满足生产工艺要求为止。无误，满足生产工艺要求为止。分析设计法，是一种经验设计法，设计者需要分析设计法，是一种经验设计法，设计者需要掌握大量的成熟可靠的电路才能设计出较为合理的掌握大量的成熟可靠的电路才能设计出较

19、为合理的控制线路。控制线路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 逻辑设计法是利用逻辑设计法是利用逻辑代数逻辑代数来进行电路设计，来进行电路设计，从生产机械的拖动要求和工艺要求出发，将控制电从生产机械的拖动要求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触点的路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触点的闭合与断开，主令电器的接通与断开看成逻辑变量，闭合与断开，主令电器的接通与断开看成逻辑变量，根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，然后再化简，做出相应的电路图。达，然后再

20、化简，做出相应的电路图。逻辑设计法的逻辑设计法的优点优点是能获得理想、经济的方是能获得理想、经济的方案，但这种方法设计难度较大，整个设计过程较复案，但这种方法设计难度较大，整个设计过程较复杂，还要涉及一些新概念，因此，在一般常规设计杂，还要涉及一些新概念，因此，在一般常规设计中，很少单独采用。中，很少单独采用。2、逻辑设计法、逻辑设计法2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC一、基本思路一、基本思路1、首先将控制系统的输入、输出电器元件的状、首先将控制系统的输入、输出电器元件的状态用状态变量进行表示。态用状态变量进行表示。2、然后根据控制要求列

21、出状态变量的逻辑表达、然后根据控制要求列出状态变量的逻辑表达式。式。3、简化逻辑表达式。、简化逻辑表达式。4、最后根据逻辑表达式绘制控制线路。、最后根据逻辑表达式绘制控制线路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC二、预备知识二、预备知识（一）状态变量的假定（一）状态变量的假定输入量：输入量：触点触点A=1，表示触点动作（常开触点闭合、常，表示触点动作（常开触点闭合、常闭触点断开）。闭触点断开）。触点触点A=0，表示触点复位（常开触点断开、常，表示触点复位（常开触点断开、常闭触点闭合）。闭触点闭合）。输出量：输出量：线圈线圈K=1，表示线圈上

22、电。，表示线圈上电。线圈线圈K=0，表示线圈失电。，表示线圈失电。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（二）基本逻辑表达式与控制电路（二）基本逻辑表达式与控制电路A B KABK0011010100012）真值表）真值表ABK1113）状态表）状态表 4）逻辑表达式）逻辑表达式 K=AB 注：只把注：只把K=1的状态列出的状态列出1、“与与”电电路路1）电路图）电路图2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、“或或”电电路路1）电路图）电路图ABK0011010101112）真值表）真值表

23、ABK0111011113）状态表）状态表 4）逻辑表达式）逻辑表达式K=AB A KB2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC3、“非非”电路电路1）电路图）电路图AK01102）真值表）真值表3）状态表）状态表 4）逻辑表达式）逻辑表达式K=AA KAK012008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、时序电路、时序电路1）电路图）电路图SB1SB2KA001*1*01*01*0102）真值表）真值表SB1SB2KA初态运行停止3）状态表）状态表KAKASB2SB1 4）逻辑表达式）逻辑表达式

24、 KA=（SB2KA）SB1 注：注：1*表示短表示短信号，信号，1表示长表示长信号。信号。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC1、交换率交换率 AB=BA2、结合率结合率 A（BC）=（AB）C A+（B+C）=（A+B）+C3、分配率分配率 A（B+C）=AB+AC A+（BC）=（A+B）（B+C）4、重迭率重迭率 AA=A，A+A=A（三）逻辑代数定理（三）逻辑代数定理5、吸收率吸收率 A+AB=A，A(A+B)=A A+AB=A+B，A+AB=A+B6、非非率非非率 A=A7、反演率反演率 A+B=AB，AB=A+B2008.2青

25、岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC三、组合逻辑电路设计三、组合逻辑电路设计 组合逻辑电路：执行元件的输出状态只与同组合逻辑电路：执行元件的输出状态只与同一时刻控制元件的状态有关。即输出对输入无影一时刻控制元件的状态有关。即输出对输入无影响。响。电路设计方法：电路设计方法：1、确定状态变量、确定状态变量2、列出状态表、列出状态表满足控制要求满足控制要求3、写出执行元件的逻辑表达式、写出执行元件的逻辑表达式4、简化逻辑表达式、简化逻辑表达式5、绘制控制线路、绘制控制线路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PL

26、C设计举例设计举例KA1KA2KA3KM000111011001101010111111某电路只有在继电器某电路只有在继电器KA1，KA2，KA3中任何一个中任何一个或两个动作时，才能运转，而在其他条件下都不运或两个动作时，才能运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路转，试设计其控制线路1、确定状态变量、确定状态变量 2、列状态表、列状态表 输入：输入：KA1、KA2、KA3；输出：输出：KM解：解：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、状态表、状态表3、逻辑表达式、逻辑表达式KM=KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA

27、2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+=KA1（KA2+KA3）+KA1（KA2+KA3）KA1KA2KA3KM000111011001101010111111KA1KA1KA2KA3KA2KA3KM4、绘制控制线路、绘制控制线路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC四、时序逻辑电路设计四、时序逻辑电路设计n时序逻辑电路的输出状态不仅与同一时刻的输入时序逻辑电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且状态有关，而且还与输出量的原有状态及其组合还与输出量的原有状态及其组合顺序有关，顺序有关，即输出量通过反馈作

28、用，对输入状态即输出量通过反馈作用，对输入状态产生影响。产生影响。n这种逻辑电路的设计要设置这种逻辑电路的设计要设置中间记忆元件中间记忆元件（如中（如中间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各程序两两区分的目的。程序两两区分的目的。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设计方法设计方法1、根据工艺要求确定逻辑变量、列出状态变量表、根据工艺要求确定逻辑变量、列出状态变量表（主令元件、检测元件、执行元件）。（主令元件、检测元件、执行元件）。2、为区分所有状态，而增设必要的中间记忆元件为区分所有状态，而增

29、设必要的中间记忆元件（中间继电器）（中间继电器）。3、根据状态表，列出执行元件的逻辑表达式。、根据状态表，列出执行元件的逻辑表达式。4、简化逻辑表达式，据此绘出控制线路。、简化逻辑表达式，据此绘出控制线路。5、检查、完善所设计的电路。、检查、完善所设计的电路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设计举例设计举例机械动力滑台控制线路机械动力滑台控制线路SB1 快进快进 SQ2SQ1 快退快退SQ3工进工进（一）具有一次工作进给（一）具有一次工作进给的控制线路的控制线路1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工进、工进、M2快进、快退

30、。快进、快退。三接触器控制：三接触器控制：KM1快进、快进、KM3快退、快退、KM2工进。工进。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件主令元件SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。执行元件执行元件KM1快进；快进；KM3快退；快退；KM2工进。工进。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号号序序号号程序程序名名激励激励信号信号主令元件主令元件执

31、行元件执行元件SB1SQ1SQ2SQ3KM1KM2KM30原位原位01快进快进SB12工进工进SQ23快退快退SQ34原位原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的逻辑表达式、列出执行元件的逻辑表达式方法方法a：写出执行元件的所有逻辑组合，然后再化简。：写出执行元件的所有逻辑组合，然后再化简。例如对例如对KM1有：有：KM1=（SB1+KM1）SQ1SQ2SQ3KM2KM3 =（SB1+KM1）SQ2方法方法b：根据激励信号直接写出最简式，如：根据激励信号直接写出最简式，如：KM1=（SB1+KM1）SQ2其中：其中：

32、SB1为启动激励信号，为启动激励信号，SQ2为停止激励信号，为停止激励信号，KM1的自锁触点实现记忆功能。的自锁触点实现记忆功能。同理可得：同理可得：KM2=（SQ2+KM2）SQ3 KM3=（SQ3+KM3）SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路、绘制基本电路控制线路控制线路例如：接例如：接触器互锁，触器互锁，过载保护，过载保护，以及其他以及其他保护措施。保护措施。SB1KM1SQ2SQ3KM2SQ2KM3SQ3SQ1 KM1 KM2 KM3KM1SB1KM1SQ2SQ3KM2SQ2KM3SQ3SQ1KM3FR2FR1

33、 KM1 KM2 KM36、检查、完善电、检查、完善电路路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（二）具有正反向工作（二）具有正反向工作进给的控制线路进给的控制线路SB1 快进 SQ2SQ1 快退SQ2SQ3正向工进反向工进1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工工进、进、M2快进。快进。三接触器控制：三接触器控制：KM1正向、正向、KM3反反向、向、KM2快速开关。快速开关。取消长挡铁取消长挡铁2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动

34、化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件主令元件SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。执行元件执行元件KM1进；进；KM3退；退；KM2加速。加速。中间记忆单元中间记忆单元KA1、KA2、KA3、KA4分别对应分别对应4个工作状态，个工作状态，快进、工进、反向工进、快退。快进、工进、反向工进、快退。3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号号2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表序序号号程序程序名名激励激励信号

35、信号主令元件主令元件执行元件执行元件中间记忆单元中间记忆单元SB1SQ1SQ2SQ3KM1KM2KM3KA1KA2KA3KA40原位原位01快进快进SB12正向正向工进工进SQ23反向反向工进工进SQ34快退快退SQ25原位原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的、列出执行元件的 逻辑表达式并化简逻辑表达式并化简对本例直接借助于激励信号写出的逻辑表达式无法对本例直接借助于激励信号写出的逻辑表达式无法达到两两区分的目的，例如：达到两两区分的目的，例如：KM1=（SB1+KM1）SQ3KM3=（SQ3+KM3）SQ1KM

36、2=（SB1+KM2）SQ2+（SQ2+KM2）SQ1显然，显然，KM2的表达式不成立。因此要借助于中间的表达式不成立。因此要借助于中间记忆单元。记忆单元。KM1=KA1+KA2KM2=KA1+KA4KM3=KA3+KA42008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC对于中间记忆单元有多种设计方法，在此，是采用对于中间记忆单元有多种设计方法，在此，是采用步进控制的方法。即步进控制的方法。即KAi=（KAi-1Ci+KAi）KAi+1上式中：上式中：KAi-1Ci为启动条件，为启动条件，其中其中KAi-1确保步进继电器依确保步进继电器依次动作，次动作，

37、Ci为步进转换条件。为步进转换条件。KAi+1为停止条件，确保任一时刻只有一个步进继为停止条件，确保任一时刻只有一个步进继电器在工作。电器在工作。由于步进控制有严格的顺序限制，因此允许由于步进控制有严格的顺序限制，因此允许Ci重复重复使用。使用。对于本例，当采用自动循环方式时有：对于本例，当采用自动循环方式时有：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKA1=（SB1+KA4SQ1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ3+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）KA1改为单周期运行方式，有：改为单周期运

38、行方式，有：KA1=（SB1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ3+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）SQ1根据根据3个个KM和和4个个KA的逻辑表达式，可以绘制控的逻辑表达式，可以绘制控制线路如下：制线路如下：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路6、检查、完善电路、检查、完善电路略略SB1SQ3SQ2KA1KA2KA3KA2KA3KA4KA1 KA2 KA3 KA4 KM1 KM2 KM3 SQ1KA4SQ1KA2KA1KA4KA1KA4KA3

39、KA1KA2KA32008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC工作台进工作台进工作台退工作台退主轴正转主轴正转主轴反转主轴反转 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 采用逻辑设计法，设计一个以行程原则控制的采用逻辑设计法，设计一个以行程原则控制的机床控制线路。要求工作台每往复一次机床控制线路。要求工作台每往复一次(自动循环自动循环)，即发出一个控制信号，以改变主轴电动机的转向一即发出一个控制信号，以改变主轴电动机的转向一次。次。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PL

40、C1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工作台往复、工作台往复、M2主轴正反向主轴正反向旋转。旋转。四接触器控制：四接触器控制：KM1工作台前进、工作台前进、KM2工作台工作台后退，后退，KM3主轴正转、主轴正转、KM4主轴反转。主轴反转。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC主令元件：主令元件：SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2末末位。位。执行元件：执行元件：KM1进；进；KM2退；退；KM3正转；正转；KM4反转反转中间记忆单元：中间记忆单元：KA1、KA2、KA3、KA4分别分别对应对应4个工作状态：进正转、退正转、

41、进反转、个工作状态：进正转、退正转、进反转、退反转。退反转。3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号。号。2、确定状态变量、确定状态变量2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表序序号号程序程序名名激励激励信号信号主令元件主令元件执行元件执行元件中间记忆单元中间记忆单元SB1SQ1SQ2KM1KM2KM3KM4KA1KA2KA3KA40原位原位01进正进正 SB1SQ12退正退正SQ23进反进反SQ14退反退反SQ22008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控

42、制技术及PLC执行元件执行元件KM1=KA1+KA3KM2=KA2+KA4KM3=KA1+KA2KM4=KA3+KA4中间记忆元件中间记忆元件KA1=（SB1+KA4SQ1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ1+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）KA14、列出执行元件的、列出执行元件的 逻辑表达式并化简逻辑表达式并化简2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路SB1SQ1SQ2KA1KA2KA3KA2KA3KA4KA1 KA2 KA3 KA4SQ2KA

43、4KA1KA2KA3SQ1KA4KA12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC KM1 KM2 KM3 KM4 KA4KA2KA2KA1KA3KA4KA3KA12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKM3KM4FR2M2L1L2L3工作台电机工作台电机 主轴电机主轴电机KM1KM2FR1M1主电路主电路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 设计一台组合机床的机械动力滑台的电气控制设计一台组合机床的机械动力滑台的电气控制线路，其加工工艺是：快

44、进线路，其加工工艺是：快进工进工进停留光刀停留光刀(3S)快退快退停车。由两台电动机进行拖动，其停车。由两台电动机进行拖动，其中，中，M2为工进电动机，为工进电动机，M1为快速移动电动机为快速移动电动机设计要求：设计要求：工作台工进至终点或返回原位，均有工作台工进至终点或返回原位，均有限位开关使其自动停止。为保证工进定位准确，要限位开关使其自动停止。为保证工进定位准确，要求采用制动措施。求采用制动措施。设置紧急停止按钮、设置紧急停止按钮、应有应有短路、过载保护短路、过载保护。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC双电机驱动：双电机驱动：M1工

45、工进、进、M2快进、快退。快进、快退。三接触器控制：三接触器控制：KM1快进、快进、KM3快退、快退、KM2工进。工进。SB1 快进 SQ2SQ1 快退SQ3工进停3秒1、设计要求、设计要求2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件：主令元件：SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。检测元件：检测元件：KT执行元件：执行元件：KM1快进；快进；KM3快退；快退；KM2工进。工进。3、列出状态表，并确定状态转换、列出状态表，并确定状态转换的激励信号。的激励信号。2008.2青

46、岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表(按元件分类）按元件分类）序号程序名激励信号主令元件检测元件执行元件接点线圈SB1SQ1SQ2SQ3KTKTKM1KM2KM30原位01快进SB12工进SQ23光刀(3秒)SQ34快退KT4原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表（按动作逻辑次序分）动作状态表（按动作逻辑次序分）序号程序名激励信号输入元件输出元件SB1SQ2SQ3KT接点SQ1KM1KM2KT线圈KM30原位01快进SB12工进SQ23光刀(3秒)SQ34快退KT

47、4原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的逻辑表达式（根据激励、列出执行元件的逻辑表达式（根据激励信号直接写出最简式）信号直接写出最简式）KM1=（SB1+KM1）SQ2KM2=（SQ2+KM2）SQ3KT=SQ3KM3=（KT+KM3）SQ1线圈线圈=（启动接点（启动接点+自锁接点）自锁接点）*停止接点停止接点KT线圈线圈KT延时闭和常开触头延时闭和常开触头2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路SB1KM1SQ2KM2

48、SQ2KM3SQ3SQ1 KM1 KM2 KT KM3SQ3KT2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 在设计之前必须对生产机械的工作性能、结在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。求，设置各种联锁及保护装置。二、原理图设计的一般要求二、原理图设计的一般要求1、电气控制原理应满足工艺的要求、电气控制原理应满足工艺的要求2008.2青岛大学自动化

49、工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC当前新的电气元器件和电气装置、新的控制方法层当前新的电气元器件和电气装置、新的控制方法层出不穷，如智能式的断路器、软启动器、变频器等，出不穷，如智能式的断路器、软启动器、变频器等，电气控制系统的先进性总是与电气元器件的不断发电气控制系统的先进性总是与电气元器件的不断发展、更新紧密地联系在一起的。电气控制线路的设展、更新紧密地联系在一起的。电气控制线路的设计人员应不断密切关心电动机、电器技术、电子技计人员应不断密切关心电动机、电器技术、电子技术的新发展，不断收集新产品资料，更新自己的知术的新发展，不断收集新产品资料，更新自己的知识，

50、以便及时应用于控制系统的设计中，使自己设识，以便及时应用于控制系统的设计中，使自己设计的电气控制线路更好地满足生产的要求，并在技计的电气控制线路更好地满足生产的要求，并在技术指标、稳定性、可靠性等方面进一步提高。术指标、稳定性、可靠性等方面进一步提高。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多时，往往直接采用交流时，往往直接采用交流380V或或220V电源，不用控电源，不用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制