电气控制技术与PLC应用-4[1]电气控制系统的设计.ppt

第四章电气控制系统的设计,4.1电气控制系统设计的基本内容和一般原则4.2电力拖动方案确定原则和电机的选择4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法4.4电气控制系统的工艺设计,主要内容电气控制系统设计内容和原则，电气控制线路设计方法。,4.1电气控制系统设计的基本内容和一般原则,一、电气设计的主要内容1.电气设计的一般内容2.电气设计的技术条件3.电气传动形式的选择4.电气控制方案的确定二、电气设计的一般原则1.最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求2.在满足生产要求的前提下力求使控制线路简单和经济3.保证控制线路工作的可靠性4.控制线路工作的安全性5.操作和维修方便,4.2电力拖动方案确定原则和电机的选择,,,一、电气传动方式1.单机拖动2.分机拖动二、调速性能1.重型或大型设备2.精密机械设备3.一般中小型设备三、负载特性四、电动机的选择五、起动、制动和反向要求,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,电气控制线路的两种设计方法经验设计法，逻辑设计法。一、经验设计法1.经验设计法的基本特点首先根据生产机械对电气控制电路的要求，设计出各个独立环节的控制电路或单元电路，然后根据生产工艺要求找出各个控制环节之间的相互关系，进一步拟定联锁控制电路及进行辅助电路的设计，最后为了努力取得较好的技术经济效果，再考虑减少电器与触头数目。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,一、经验设计法2.经验设计法的基本步骤①主电路设计；②控制电路设计；③辅助电路设计；④反复审核电路是否满足设计原则。3.具体设计过程中常有的两种作法①根据生产机械的工艺要求与工作过程，将现有的典型环节集聚起来加以补充修改，综合成所需的控制线路。②在找不到现有的典型环节时，则根据生产机械的工艺要求与工作过程自行设计，边分析边画图，将输入的主令信号经过适当的转换，得到执行元件所需的工作信号。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,一、经验设计法4.经验设计法举例,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,一、经验设计法4.经验设计法举例,控制要求第一台电机启动运行5s后，第二台电机才能自行启动，运行6s后，第三台电机自动启动，停止时，三台电机全部断电。,,,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,一、经验设计法4.经验设计法举例,控制要求1既能点动又能连续运转；2停止时采用反接制动；3能在两处进行启动和制动。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,一、经验设计法4.经验设计法举例,控制要求1234,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则1逻辑变量在逻辑代数中，把这种具有两个对立物理状态的量称为“逻辑变量”。在继电接触式控制线路中，每一个接触器或继电器的线圈、触头，以及控制按钮的触头都相当于一个逻辑变量，它们都具有两个对立的物理状态，故可采用“逻辑0”和“逻辑1”来表示。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则1逻辑变量对于继电器、接触器、电磁铁、电磁阀等元件的线圈，规定通电为“1”状态，失电则规定为“0”状态。对于按钮、行程开关元件，规定压下时为“1”状态，复位时为“0”状态。对于元件的触点，规定触点闭合状态为“1”状态，触点断开状态为“0”状态。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则2逻辑函数在继电接触式控制线路中，把表示触头状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量的取值随各输入逻辑变量取值变化而变化。输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数关系。控制线路中输入和输出关系用列表方式表示称为真值表。,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则3三种基本逻辑运算与、或、非①逻辑“与”也称逻辑“乘”、逻辑“积”②逻辑“或”也称逻辑“加”、逻辑“和”③逻辑“非”也称逻辑“求反”）,①逻辑“与”电路,②逻辑“或”电路,③逻辑“非”电路,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则4逻辑代数的基本运算规则和定律,①交换律,③分配律,②结合律,④吸收律,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则4逻辑代数的基本运算规则和定律,⑤重叠律,⑥非非律,⑦反演律摩根定律,化简中常用的基本恒等式A＋0＝AA1＝AA＋1＝1A0＝0,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法2.继电接触器控制线路的逻辑函数,对图a可列出逻辑函数为,对图b可列出逻辑函数为,其一般形式为,其一般形式为,两个简单的起、停、保电路,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法3.逻辑设计方法的一般步骤①充分研究加工工艺过程，做出工作循环图或工作示意图。②按工作循环图做执行元件节拍表及检测元件状态表。③根据状态表，确定中间记忆元件的开关边界线，设计中间记忆元件。④列写中间记忆元件逻辑函数式及执行元件逻辑函数式。⑤根据逻辑函数式建立电路结构图。⑥进一步完善电路，增加必要的连锁、保护等辅助环节，检查电路是否符合原控制要求，有无寄生回路，是否存在竞争现象等。,设计要求某电动机只有在继电器KAl、KA2、KA3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转，试设计其控制线路。设计步骤①列出控制元件与执行元件的动作状态表；②根据状态表写出KM的逻辑代数式；,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法4.逻辑设计法举例,设计步骤②根据状态表写出KM的逻辑代数式；,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法4.逻辑设计法举例,③利用逻辑代数基本公式化简至最简“与或”式；,设计步骤,4.3电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,,,二、逻辑设计法4.逻辑设计法举例,③利用逻辑代数基本公式化简至最简“与或”式；,④根据简化了的逻辑式绘制控制电路。,设计要求某电动机只有在继电器KAl、KA2、KA3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转，试设计其控制线路。,4.4电气控制系统的工艺设计,,,一、电气设备总体配置设计二、电器元件布置图的设计与绘制三、电器部件接线图的绘制四、电气柜、箱及非标准零件图的设计五、各类元器件及材料清单的汇总六、编写设计说明书,