电气控制系统的设计课件.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 4.1.1 电气控制系统设计的基本内容 电气控制系统设计的基本内容就是根据电气设备的控制要求，设计和编制电气图样和资料。电气图样包括电气控制原理图、电器元件布置图、电气安装接线图及控制面板图等。设计资料包括外购件清单、材料消耗清单和电气设备说明书等。设计的主要内容则是：电气控制原理图设计和电气工艺设计。 1．电气原理图设计内容 （1）确定电力拖动方案。 （2）选择电动机的类型、容量及转速，并选择具体型号。 （3）设计电气控制的原理框图，确定各部分之间的关系，拟订各部分的技术要求。 （4）设计并绘制电气原理图，计算主要技术参数。 （5）选择电器元件，制定电机和电器元件明细表。 （6）编写设计说明书。 2．电气工艺设计内容 （1）根据已设计好的电气原理图及选定的电器元件，设计电气设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装配图及总接线图。总图应反映出电动机、执行电器、电气箱各组件、操作台布置、电源以及检测元件的分布情况和各部分之间的接线关系及联接方式，以供总体装配、调试以及日常维护使用。 （2）按照原理框图或划分的组件，对总原理图进行编号，绘制各组件原理电路图，列出各组件的元件目录表，并根据总图编号标出各组件的进出线号。 （3）根据组件原理电路图及选定的元件目录表，设计各组件的电器装配图（包括电器元件布置图和安装图）、接线图，图中要反映出各电器元件的安装方式和接线方式。这部分资料是组件装配和生产管理的依据。 （4）根据组件的安装要求，绘制零件图纸，这些图纸是机械加工的技术资料。 （5）设计电气箱，根据组件的尺寸及安装要求，确定电气箱的结构与外形尺寸，设置安装支架，标明安装方式，各组件的连接方式，通风散热及开门方式等。 （6）根据总原理图、总装配图及各组件原理图等资料，列出外购件清单、标准件清单及主要材料消耗定额等。这些是生产管理和成本核算必备的技术资料。 （7）编写电气设备使用说明书。 4.1.2 电力拖动方案确定的原则 1．拖动方式的选择 电力拖动方式有单独拖动和集中拖动两种。电气传动发展的趋向是电动机逐步接近工作机构，形成多电动机的拖动方式。在具体选择时，应根据工艺及结构具体情况决定电动机的数量。 2．调速方案的选择 各种生产机械往往要求具有一定的调速范围和调速精度，为此，应选用不同的调速方案，如采用机械变速、多速电动机变速、变频调速等。 3．电动机调速性质应与负载特性相适应 机械设备的各个工作机构，具有各自不同的负载特性，如机床的主运动为恒功率负载，而进给运动为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速性质与生产机械的负载特性相适应，以使电动机获得充分合理的使用。 4.2 电气原理图的设计方法与步骤 4.2.1 电气原理图的设计方法 1．经验设计法 经验设计法又称分析设计法，是根据生产工艺要求和生产过程，选用适当的基本控制环节，综合成所需要的电气控制线路。如没有现成的典型环节可使用，可根据实际经验自行设计，边分析边画图，通过反复修改设计以得到最佳的设计方案。 2．逻辑设计法 逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来设计电气控制线路。从生产机械设备的工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器等电器元件线圈的通电与断电，触点的闭合与断开，以及主令元件的接通与断开等看成是逻辑变量，根据控制线路中各逻辑变量之间所要满足的逻辑关系，按照一定的方法和步骤设计出符合生产工艺要求的电气控制线路。 4.2.2 经验设计法的基本步骤 1、设计主电路 主要考虑电动机的启动、正反转、调速和制动等。 ２、设计控制电路 主要是设计满足各电动机的运转功能和工作状态相对应的控制线路，以及满足执行元件实现规定动作相适应的指令信号的控制线路。 ３、设计联锁保护环节 主要考虑如何完善整个控制线路的设计，包括各种联锁环节以及短路、过载、失压等保护环节。 ４、线路的综合审查 反复审查所设计电路的工作情况，对复杂电路应进行模拟试验，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。 4.2.3 经验设计法举例 某机床有左、右两个铣削动力头，各由一台交流电动机拖动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺要求是滑台先快速移动，到达加工位置后，自动变为慢速进给，进给到指定位置后自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要求两动力头在滑台电动机正向起动后才能起动，在滑台电动机正向停车时也停车。 1．主电路设计 动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为使两台电动机同步起动，可用一只接触器KM3控制。滑台拖动电动机需要正