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1、第3章 电气控制线路设计,第一节 电气控制线路的一般设计方法,电器控制线路的一般设计法。 一般设计法，是靠经验进行设计， 因此又通常称为经验设计方法。,一、电气设计中应注意的问题,（1）尽量减少电源种类及用量。 （2）尽量减少电器元件品种、规格与数量， 同用途器件尽可能选用相同品牌型号的产品 。 （3）尽可能减少通电电器数量，以利节能， 延长元件寿命，减少故障。,一、电气设计中应注意的问题,（4）合理使用电器触点。 A）尽可能减少触点数量，以简化线路。 B)触点容量应满足要求，保证系统工作寿命 与可靠性。 C）合理安排电器元件及触点的位置。,l）尽可能减少触点使用数量，简化线路。,C）合理安排
2、电器元件及触点的位置。,*,（5）尽是缩短导线的数量与长度,（6）正确连接电器线圈,*,（7）在控制线路中应避免寄生电路,*,（8）避免触点间竞争与冒险现象,一、电气设计中应注意的问题,（9）电气联锁与机械联锁共用 （10）控制线路有完善的保护环节 （11）线路设计要考虑操作、使用、调试与维修方便,二、电器控制线路一般设计法步骤,1）根据生产工艺要求，画出功能流程图。 2）确定基本控制环节。 3）求逐步完善线路的控制功能，,例3-1,*,例3-1解 分析过程：,1）刀架有前进、后退2个运动方向，即要 求电动机实现正反转。 2）要求自动循环，即启动后，经过一个工 作周期，自动停止。 3）停止和换
3、向，都跟刀架行程位置有关 系，需引入行程开关作为控制参量。,图3-8实现刀架自动循环的控制线路,例3-1,例3-2,（1）按下启动按钮，小车首先向右； （2）小车碰到S1停车，延 时5S； ( 3）延时时间到，小车自 动改向左运行； （4）小车碰到S2时停车，并开始延时5 S； (5）延时时间到，小车再次 自动改向右运行； (6)依此自动往复运行，直 至接下停止按钮SB1， 小车停止,例3-2，小车自动往复控制线路,例3-2电路工作流程图,例3-2增设停止继电器小车往返控制,例3-2小车自动往返控制,例3-4加热炉自动上料机构,SB2+M1正转炉门 3开启 SQ4压下 M1停止 M2正转，推
4、料杆1前移SQ2压 下，上料结束 M2反 转推料杆后退SQ1 压下 M2停止 M1 反转，炉门关闭压下 SQ3 M1停止,锅轮蜗杆,解 分析过程：,1）按下一次按钮，即可自动完成一系列的动作切换，待循环结束后，自动停止。 2）停止按钮SB1是为非正常停止而设置的。,例3-4加热炉自动上料机构,2）启动按钮只启动M1电动机的正转， 电动机M2的正、反转和M1的反转都是 按部件的位置自动启停的，因此设置 了4个行程开关分别作为部件位置检测 元件。,例3-4加热炉自动上料机构,3）启动之前，各运动部件需处于原 位，即行程开关 SQl、SQ3都处于被 压下的状态，因此，启动的条件除启 动按钮外，还有行
5、程开关SQ1、SQ3的 状态需为动作状态。,例3-4加热炉自动上料机构控制线路,1SB1M1正转，炉门开启 2炉门降至SQ4,KM3吸合，推杆进。 3推杆进至SQ2，KM4吸合，推杆退。 4推杆退至SQ1停，KM2吸，炉门上升至SQ3停。,例3-5磨床,M7120磨床电气线路图,液压泵电动机控制：,启动： SB2+ KM1 KM1+ 主触头吸合，M1 启动（正常工作时 KV吸合）。 KM1+ 辅助常开触点吸合，自锁。 停止：按下SB1 KM1 KM1(-) 主触头释放脱开，M1停止,砂轮升降电动机控制：,上升启动： 按下SB5 KM3 KM3+ 主触头吸合，M4正转启动。 上升停止： 松开 S
6、B5 KM3 KM3 （-）主触头释放， M4正转停止。 下降启动： 按下SB6 KM4 KM4+主触头吸合 M4反转启动。 下降停止：松开SB6 KM4 KM4 （-）主 触头释放，M4反转停止,电磁吸盘控制,充磁启动：按下SB8 KM5 KM5+ 主 触头吸合，电磁吸盘充磁。 KM5+辅助常开触点吸合，自锁。 充磁停止：按下 SB7(-) KM5 KM5 (-)主 触头释放脱开，充磁停止。 退磁操作：按下SB9+ KM6 KM6+ 主 触头吸合，电磁吸盘退磁。 松开SB9(-) KM6 KM6 (-)主触头释 放脱开，退磁结束,砂轮旋转电动机控制：,启动： SB4+ KM2 KM2+ 主触
7、头吸合， M2启动XS1插上，M3启动。 KM2+辅助常开触点吸合，自锁。 停止： SB3(-) KM2 KM2 (-) 主触头脱 开，M2停止，M3也停止,第二节电器控制线路的逻辑设计方法,（一）逻辑代数与电器控制线路的对应关系。 l）接触器、继电器、电磁铁、电磁间等元件，其 线圈得电状态规定为”1”状态，失电状态规定为”0”状态。 2）接触器、继电器的触点闭合状态规定为“l”状 态，触点脱开状态规定为“0”状态； 3）控制按钮、开关触点的闭合状态规定为“l”状 态，触点脱开状态规定为“0”状态；,（一）逻辑代数与电器控制线路的对应关系。,4）接触器、继电器的触点和线圈在原理图 上采用同一字
8、符标识； 5）常开触点的状态用字符的原变量的形式 表示，如继电器K的常开触点也标识为K； 6）常闭触点的状态用字符的非变量的形 式表示，如继电器K的常闭触点标识为,1三种基本逻辑运算所描述的电器控制过程,（1）“与”运算KAB,1三种基本逻辑运算,（2）“或”运算KA+B,1三种基本逻辑运算,（3）逻辑“非”,2.逻辑代数公理、定理与电器控制,例3-6A+11,2.逻辑代数公理、定理与电器控制,例3-7,2.逻辑代数公理、定理与电器控制,例3-8,例3-10,已知逻辑函数关系画电气线路图,例3-11已知电气线路图写逻辑函数关系,（二）电器控制线路逻辑设计的步骤,本节所介绍的逻辑设计方法，属于图
9、解 设计法，其核心用示意图的形式描述控制 元件与受控元件之间的逻辑关系，故通常 称其为“逻辑关系图”。,逻辑设计的步骤基本步骤如下：,l）将控制要求用文字叙述，或以图形方式示意； 2）根据控制要求绘制逻辑关系图； 3）布置运算元件工作区间； 4）写出各运算元件和执行元件的逻辑表达式； 5）根据各运算元件和执行元件的逻辑表达式绘 制电器控制线路图； 6）检查并进一步完善设计线路,（三）电器控制系统的工作过程及控制要求的描述,例 312某两位四通电磁阀控制液压缸活塞要求： （1）按下按钮，电磁阀 YA得电，液压缸活塞杆前 进； （2）活塞杆碰到行程开关 SQ时电磁阀的电磁铁失 电，活塞杆后退至原位
10、处， 停下。,（三）电器控制系统的工作过程及控制要求的描述,例3-12描述 按下启动按钮SB YA得电活塞杆前进 SQ（） YA失电活塞杆后退至原位停下,（四）逻辑关系图的画法,关系图组成因素 1、检测信号 （1）有效信号 （2）非控信号,（四）逻辑关系图的画法,2、检测信号特性 （1）瞬时信号 （2）持续信号,逻辑设计的步骤,3、执行元件的工作区间,例3-13示意图和动作状态图,*,例3-13,动作状态图和逻辑关系图,例3-13逻辑关系图,二、运算元件的逻辑表达式,运算元件的逻辑表达式描述的是运算元 件与控制信号之间的逻辑关系， 逻辑表达式是根据逻辑关系图来列写的,（一）运算元件基本逻辑式,
11、运算元件的基本逻辑式(失电优先型）,KM运算元件的线圈； km运算元件自锁常开 触点； Ss发出起始信号元件 的开触点； 发出终止信号元 件的常闭触点,得电优先型运算元件基本逻辑式,“失电优先型”基本逻辑式条件,1）起始信号的同名信号只能出现在运算 元件的工作区间之内，以及终止信号持续区间内； 2）终止信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间之外。 对于同时满足上述两个条件的逻辑关系 图才可以用基本逻辑式来描述，否则不能。,图3-37（a)逻辑关系图,行,图3-37（b)逻辑关系图,行,图3-37（c)逻辑关系图,不行,图3-37（d)逻辑关系图,行,图3-37（e)逻辑关系图,行,图3-3
12、7（f)逻辑关系图,不行,例3-14,例3-13的逻辑表达式,例3-14，例3-13的电气线路图,(二）运算元件的一般逻辑式,1用持续信号排除额外起始信号,1用持续信号排除额外起始信号,图3-41 (b),2、用持续信号排除额外终止信号(a),2、用持续信号排除额外终止信号(a),2、用持续信号排除额外终止信号(b),例3-15,按下SBYA1得电，活塞杆A前进压下SQ4 压下SQ1 YA2得电，活塞杆B前进压下构SQ5、SQ2 YA3得电，活塞杆C前进压下SQ3 YA1失电，活塞杆A后退压下SQ4 YA2失电，活塞B后退压下SQ5 YA3失电，活塞C后退ABC活塞杆均退至原位，停止。,例3-
13、15,按下SBYA1得电，活塞杆A前进压下SQ4 压下SQ1 YA2得电，活塞杆B前进压下构SQ5、SQ2 YA3得电，活塞杆C前进压下SQ3 YA1失电，活塞杆A后退压下SQ4 YA2失电，活塞B后退压下SQ5 YA3失电，活塞C后退ABC活塞杆均退至原位，停止。,例3-15,例3-15,例3-18,原位：SQ3+、SQ4+ （1）按下SB YA1+A前进，SQ3-SQ1+ YA1-A停止 （2） YA3+，B前进，SQ4-SQ2+ YA3-B停止 （3）YA2+A后退，SQ1-压下SQ3 YA2-，A原位停止 （4） YA4+B后退，SQ2-压下SQ4 YA4-，B原位停止,例3-18,原位：SQ3+、SQ4+ （1）按下SB A1+A 前进，SQ3-SQ1+ YA1-A停止 （2） YA3+，B前进， SQ4-SQ2+ YA3B 停止 （3）YA2+A后退，SQ1 压下SQ3 YA2-，A原位 停止 （4） YA4+B后退，SQ2 压下SQ4 YA4-，B原位 停止,例3-18,例3-18,例 319两台电动机顺序启动逆序停车,按启动按钮SB1 后，M1先启动，t1 秒后，M2才启动； 按下停止按钮SB2 后，M2先停车，t2 秒后，M1才停,例 319二电机顺序启动逆序停车,例 319二电机顺序启动逆序停车,
