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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，
