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1、电气设计与电气设计与 CADCAD本文由 beryangbo 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT,或下载源文件到本机查看。PLC 电气控制技术 电气控制技术 第一节第四章电气设计与 CAD 电气设计与电气控制电路设计基础电气控制系统设计的基本内容:拟定电气设计任务书 确定电气传动控制方案, 确定电气传动控制方案,选择电动机 设计电气控制原理图 选择电气元件, 选择电气元件,制定明细表 设计操作台、 设计操作台、电气柜及非标准电气元件 设计电气设备布置总图、 设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图 编写电气说明书和使用操作说明书电气控制系统设计的原则:
2、 电气控制系统设计的原则:1.电力拖动方案确定的原则: 电力拖动方案确定的原则: 电力拖动方案确定的原则 无电气调速要求电力拖动方案确定: 无电气调速要求电力拖动方案确定: 笼型异步电动机: 笼型异步电动机:起动不频繁的场合 绕线转子异步电动机: 绕线转子异步电动机:负载静转矩大的拖动装置 笼型异步电动机: 笼型异步电动机:起动不频繁的场合PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与要求电气调速电力拖动方案确定: 要求电气调速电力拖动方案确定: 调速范围 D 、调速级数2 : 调速范围 23、调速级数 4: 改变极对数的双速或多速笼型异步电动机 调速范围 D3,且不要
3、求平滑调速: 调速范围 ,且不要求平滑调速: 绕线转子异步电动机, 绕线转子异步电动机,短时或重复短时负载 调运范围 D ,且要求平滑调速: 调运范围 310,且要求平滑调速: 容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机。长期运转在低速时, 容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机 。 长期运转在低速时, 也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。 也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。 调速范围 D : 调速范围 10100:直流拖动系统或交流调速系统 三相异步电动机: 三相异步电动机:变更定子绕组的极数和改变转子电路的电阻 电动机调速性质的确定: 电动机调速性质的确定:与生产机械的负载特性相适应 双速笼型异
4、步电动机,当定子绕组由三角形联结改为双星形联结时, 双速笼型异步电动机,当定子绕组由三角形联结改为双星形联结时, 转速由低速升为高速,功率却变化不大,适用于恒功率传动。转速由低速升为高速 ,功率却变化不大 , 适用于恒功率传动 。 由星形 联结改为双星形联结时,电动机输出转矩不变,适用于恒转矩传动。 联结改为双星形联结时,电动机输出转矩不变,适用于恒转矩传动。 直流他励电动机,改变电枢电压调速为恒转矩调速; 直流他励电动机,改变电枢电压调速为恒转矩调速;而改变励磁调速 为恒功率调速。 为恒功率调速。 恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用恒转矩调速, 恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用
5、恒转矩调速,将使电动 机额定功率增大 D 倍 为调速范围)部分转矩未得到充分利用。 机额定功率增大 倍(D 为调速范围) ,部分转矩未得到充分利用。 为调速范围PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与2.控制方案确定 控制方案确定: 控制方案确定 控制方式与拖动需要相适应:以经济效益为标准。控制逻辑简单、 控制方式与拖动需要相适应: 以经济效益为标准 。控制逻辑简单 、 加工程序基本固定,采用继电器接点控制方式较为合理; 加工程序基本固定,采用继电器接点控制方式较为合理;经常改变加 工程序或控制逻辑复杂,采用可编程序控制器较为合理。 工程序或控制逻辑复杂,采用可编
6、程序控制器较为合理。 控制方式与通用化程度相适应:加工一种或几种零件的专用设备, 控制方式与通用化程度相适应 :加工一种或几种零件的专用设备 , 通用化程度低,可以有较高的自动化程度,宜采用固定的控制电路; 通用化程度低,可以有较高的自动化程度,宜采用固定的控制电路; 单件、小批量且可加工形状复杂零件的通用设备, 单件、小批量且可加工形状复杂零件的通用设备,采用数字程序控制 或可编程序控制器控制,可以根据不同加工对象设定不同的加工程序, 或可编程序控制器控制,可以根据不同加工对象设定不同的加工程序, 有较好的通用性和灵活性。 有较好的通用性和灵活性。 控制方式应最大限度满足工艺要求:自动循环、
7、半自动循环、 控制方式应最大限度满足工艺要求: 自动循环、 半自动循环 、手动 调整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。 调整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。 控制电路的电源应可靠:简单控制电路可直接用电网电源; 控制电路的电源应可靠: 简单控制电路可直接用电网电源; 电路较 复杂的控制装置,可将电网电压隔离降压,以降低故障率; 复杂的控制装置,可将电网电压隔离降压,以降低故障率;自动化程 度较高的生产设备,可采用直流电源,有助于节省安装空间, 度较高的生产设备,可采用直流电源,有助于节省安装空间,便于同 无触点元件连接,元件动作平稳,操作维修也较安全。 无触点
8、元件连接,元件动作平稳,操作维修也较安全。PLC 电气控制技术 电气控制技术电气控制电路设计方法: 电气控制电路设计方法:第四章电气设计与 CAD 电气设计与先设计主电路,再设计控制电路、 设先设计主电路,再设计控制电路、信号电路及局部照明电路等 控制电路设计要求: 控制电路设计要求: 满足生产机械的工艺要求,能按照工艺的顺序准确而可靠地工作。 满足生产机械的工艺要求,能按照工艺的顺序准确而可靠地工作。 电路结构力求简单,尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。 电路结构力求简单,尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。 操作、调整和检修方便。 操作、调整和检修方便。 具有各种必要的保护装置和联锁
9、环节。 具有各种必要的保护装置和联锁环节。 控制电路设计方法: 控制电路设计方法: 经验设计法:根据生产工艺的要求,按照电动机的控制方法, 经验设计法:根据生产工艺的要求,按照电动机的控制方法,采用 典型环节电路直接进行设计。 典型环节电路直接进行设计。 逻辑设计法:采用逻辑代数进行设计。 逻辑设计法:采用逻辑代数进行设计。 通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路: 通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路: 例题:某机床有左、右两个动力头,用以铣削加工, 例题:某机床有左、右两个动力头,用以铣削加工,它们各由一台交流电动机拖 另外有一个安装工件的滑台,由另一台交流电动机
10、拖动。 动;另外有一个安装工件的滑台,由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始 工作时,要求滑台先快速移动到加工位置,然后自动变为记速进给, 工作时,要求滑台先快速移动到加工位置,然后自动变为记速进给,进给到指定 位置自动停止,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。 位置自动停止,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 求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动, 求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动,而在滑台电动机正向停车时也 停车。 停车。PLC 电气控制技术 电气控制技术主电路设计: 主电路设计: 动力头拖动电动机只要求单方 向旋转, 向旋转,为使
11、两台电动机同步 起动,可用一只接触器 KM3控 起动,可用一只接触器 控 滑台拖功电动机需要正转、 制。滑台拖功电动机需要正转、 反转,可用两只接触器 KM1、 反转,可用两只接触器 、 KM2 接制。滑台的快速移动由 接制。 接制 磁铁YA 改变机械传动链来 电磁铁 改变机械传动链来 实现,由接触器KM4 来控制。 来控制。 实现,由接触器 来控制第四章电气设计与 CAD 电气设计与主电路PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与控制电路设计 滑台电动机的正转、 反转分别用两个按钮 SBl与 SB2 控制, 停车则分别用 控制, 滑台电动机的正转 、 反转分别用两
12、个按钮 与 控制 SB3 与 SB4 控制。 由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动 , 停车时也 控制。 与 控制 由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动, 停车,故可用接触器 KM1 的常开辅助触点控制 的常开辅助触点控制 KM3 的线圈,如图 所示。 的线圈,所示。 停车,故可用接触器 的常开辅助触点控制 的线圈 如图 a所示 滑台的快速移动可采用电磁铁 YA 通电时,改变凸轮的变速比来实现 。滑 通电时, 滑台的快速移动可采用电磁铁 通电时 改变凸轮的变速比来实现。 台的快速前进与返回分别用 KM1 与 KM2 的辅助触点控制 的辅助触点控制 KM4,再由 台的快速前进与返回分别用 与
13、 的辅助触点控制 ,再由 KM4 触点去通断电磁铁 YA。滑台快速前进到加工位置时 ,要求慢速进给 ,因 触点去通断电磁铁 。 滑台快速前进到加工位置时,要求慢速进给, 而在 KM1 触点控制 触点控制 KM4 的支路上串联限位开关 的支路上串联限位开关 SQ3 的常闭触点。此部分的 的常闭触点。 而在 触点控制 的支路上串联限位开关 的常闭触点 辅助电路如图 b 所示 所示。 辅助电路如图 所示。控制电路草图PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与联锁与保护环节设计: 联锁与保护环节设计: 用限位开关SQ1 的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车;用限位开 的常
14、闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车; 用限位开关 的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车 的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。 关 SQ2 的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。接触器 的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车 接触器 KMl 之间应互相联锁, 与 KM2 之间应互相联锁,三台电动机均应用热继电器作过载保护。 之间应互相联锁 三台电动机均应用热继电器作过载保护。控制电路PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与电路的完善: 电路的完善: 电路初步设计完后,可能还有不够合理的地方,因此需仔细校核。 电路初步设计完后,可能还有不够合
15、理的地方,因此需仔细校核。一共用了 三个 KMl 的常开辅助触点,而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此 , 的常开辅助触点, 三个 的常开辅助触点 而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此, 必须进行修改。从电路的工作情况可以看出, 必须进行修改。从电路的工作情况可以看出,KM3 的常开辅助触点完全可以 的常开辅助触点完全可以 代替 KM1 的常开辅助触点去控制电磁铁 ,修改后的辅助电路如图所示。 的常开辅助触点去控制电磁铁YA,修改后的辅助电路如图所示。 代替 的常开辅助触点去控制电磁铁修改后的控制电路PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与控制电路设计时应
16、注意的问题 :设计控制电路时, 尽量减少连接导线 。设计控制电路时,应考虑电器元件的实际位 尽可能地减少配线时的连接导线,如图 a 是不合理的 是不合理的。 置,尽可能地减少配线时的连接导线,如图 是不合理的。电器连接图按钮一般是装在操作台上,而接触器则是装在电器柜内, 按钮一般是装在操作台上,而接触器则是装在电器柜内,这样接线 就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上, 就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上,所以一般都将起动按钮和 停止按钮直接连接,就可以减少一次引出线,如图 b 所示 所示。 停止按钮直接连接,就可以减少一次引出线,如图 所示。PLC 电气控制技术 电气控制技术第四章电气设计与 CAD 电气设计与正确连接电器的线圈 。 a)电压线圈通常不能串联使用,如图 所示。由于它们的阻抗不尽相同,会 电压线圈通常不能串联使用, 所示。 电压线圈通常不能串联使用 如图 a 所示 由于它们的阻抗不尽相同, 造成两个线圈上的电压分配不等。 造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额 定电压之和,也不允许。因为电器动作总有先后,