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* 第三章 电气控制系统的设计 第一节 电气控制系统设计的基本内容 第二节 电气原理电路设计的方法与步骤 第三节 电气控制装置的工艺设计 生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本内容：一个是原理设计，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是工艺设计，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性，工艺设计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，所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。 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套完整的技术资料。 本章讨论电气控制系统的设计过程和具有共性的设计问题。 一、电气控制系统设计的一般原则 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。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。 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，不要盲目追求高指标和自动化。 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，因此要从工艺要求、制造成本、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。 确保控制系统安全可靠地工作。 第一节 电气控制系统设计的基本内容 电气控制系统设计的基本任务: 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的图纸、资料等。图纸包括电气原理图、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、控制面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等，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。 二、电气控制系统设计的基本任务、内容 电气控制系统设计内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分： 原理设计内容 （l）拟订电气设计任务书。 （2）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。 （4）选择电器元件，制订元器件明细表。 （5）编写设计说明书。 二、电气控制系统设计的基本任务、内容 工艺设计内容： （l）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。 （3）设计电气箱、操作台及非标准元件。 （4）列出元件清单。 （5）编写使用维护说明书。 二、电气控制系统设计的基本任务、内容 拟订设计任务书 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、设备使用部门和任务设计部门等共同完成。 电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容： （1）设备名称、用途、基本结构、动作要求及工艺过程介绍。 （2）电力拖动的方式及控制要求等。 （3）联锁、保护要求。 （4）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。 （6）设备验收标准。 （7）其它要求。 三、电气控制系统设计的一般步骤 确定电力拖动方案 电力拖动方案选择是电气控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条件。 三、电气控制系统设计的一般步骤 从几个方面考虑电力拖动方案： （1）拖动方式的选择： 独立拖动？集中拖动？ （2）调速方案的选择： 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，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。 （3）电动机调速性质要与负载特性适应 恒功率负载？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。 拖动电动机的选择基本原则 （1）根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。 （2）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。 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PLC控制、CNC控制、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，最大限度地满足工艺的要求。 设计电气控制原理图，并合理选用元器件，编制元器件明细表。 设计电气设备的各种施工图纸。 编写设计说明书和使用说明书。 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分析设计法和逻辑设计法。 1、分析设计法 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其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足