机械电气控制第四章

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1、主讲：陶桂宝主讲：陶桂宝 机械电气控制与自动化机械电气控制与自动化机械电气控制与自动化机械电气控制与自动化 第四章电气控制线路第四章电气控制线路 4.1 概述 4.2 电器控制线路的绘制原则 4.3 电气控制电路基本控制规律 4.4 电气控制系统常用的保护环节 4.5 电动机常用控制线路 4.6 典型生产机械电器控制线路 4.1 概述 4.2 电器控制线路的绘制原则 4.3 电气控制电路基本控制规律 4.4 电气控制系统常用的保护环节 4.5 电动机常用控制线路 4.6 典型生产机械电器控制线路 4.1概述4.1概述 电气控制线路电气控制线路由按钮、继电器、接触器等低压控制电器组成，具有线路

2、简单、维修方便、便于掌握、价格低廉等许多优点，多年来在各种生产机械 的电气控制领域中，一直获得广泛的应用。 由于生产机械的种类繁多，所要求的控制线路也是千变万化、多种多 样，因此这里着重阐明组成这些线路的基本规律和典型线路环节。对各种机 械设备，结合其具体的生产工艺，就不难掌握各种电器控制线路的分析方法。 4.1概述4.1概述 控制电器的指令和控制信号由输入环节输入。该环节主要 由主令元件（如按钮、主令控制器等）及反映作为控制信号的 物理量的检测元件（如行程开关、电压继电器、电流继电器、 速度继电器、压力继电器及其它位移、速度传感器等）组成 控制电器的指令和控制信号由输入环节输入。该环节主要

3、由主令元件（如按钮、主令控制器等）及反映作为控制信号的 物理量的检测元件（如行程开关、电压继电器、电流继电器、 速度继电器、压力继电器及其它位移、速度传感器等）组成。 电器控制线路一般由输入环节、中间控制环节、执行环节、 被控对象这四部分组成。 电器控制线路一般由输入环节、中间控制环节、执行环节、 被控对象这四部分组成。 4.1概述4.1概述 按生产工艺要求，对各控制信号及其动作的记忆和联锁、 控制信号和被控对象的联系和联锁，各被控对象之间的相互联 系和制约、各工作程序之间的联系与转换等均由中间控制环节 实现控制，所以它是控制线路的主要部分，中间控制环节所用 元件主要是继电器。 按生产工艺要求

4、，对各控制信号及其动作的记忆和联锁、 控制信号和被控对象的联系和联锁，各被控对象之间的相互联 系和制约、各工作程序之间的联系与转换等均由中间控制环节 实现控制，所以它是控制线路的主要部分，中间控制环节所用 元件主要是继电器。 4.1概述4.1概述 执行环节是用以直接控制被控对象的动作和进行工作的部 分，主要是接触器、电磁阀等元件。 执行环节是用以直接控制被控对象的动作和进行工作的部 分，主要是接触器、电磁阀等元件。 4.1概述4.1概述 被控对象是带动生产机械部件运动的装置，如电动机、液 压缸、电磁铁，以及电热器、电灯等生活用电设备。 被控对象是带动生产机械部件运动的装置，如电动机、液 压缸、

5、电磁铁，以及电热器、电灯等生活用电设备。 上述四个部分是与生产机械的工艺要求紧密相联的，它们 是有机的结合，有时不能把它们截然分开。 上述四个部分是与生产机械的工艺要求紧密相联的，它们 是有机的结合，有时不能把它们截然分开。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 4.2.1 图形及文字符号 4.2.2 图面区域的划分 4.2.3 符号位置索引 4.2.4 电器布置图 4.2.5 电气安装接线图 4.2.1 图形及文字符号 4.2.2 图面区域的划分 4.2.3 符号位置索引 4.2.4 电器布置图 4.2.5 电气安装接线图 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的

6、绘制原则 4.2.1 图形及文字符号4.2.1 图形及文字符号 为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和 维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其相互联接，用国家规 定的统一符号、文字和图形表示出来，这种图就是电气控制系统图。 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器位置图、电气 互联图。 根据机电总体要求和电气图用图形符号（GB/T 4728-85 ）、 电气技术中的文字符号制订通则（GB/T 7159-87）、电气技术用文 件的编制（GB/T 6988-97）等规定的标准绘制的电路图是为了便于 阅读和分析各种电气控制系统功能。 电气原理图电气原理图：是为了便于阅读和分析控制

7、电路的各种功 能，用各种规定的符号、电气连接联系起来描绘全部或部 分电气设备的工作原理的电路图。电气原理图一般由主电 路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成。 绘制原理图的原则与要求：绘制原理图的原则与要求：依据简单、清晰、易懂的原 则，原理图采用电气元件展开形式绘制。 电器应是未通电时的状态； 二进制元件应是置零时的状态； 机械开关应是循环开始前的状态。 动力电路、控制和信号电路应分别绘出。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 1、动力电路电源电路绘成水平线；受电的动力设备(如电 动机等)及其保护电器支路，应垂

8、直电源电路画出。 2、控制和信号电路应垂直地绘于两条水平电源线之间， 耗能元件(如线圈、电磁铁、信号灯等)应直接连接在接地或下方的 水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。 3、用导线直接连接的互连端子，因其电位相同，故应采用相 同的线号，互连端子的符号应与器件端子的符号有所区别。 4、无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上 到下、自左至右依次排列。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 5、原理图上各电路的安排应便于分析、维修和寻找故障，对 功能相关的电气元件应绘制在一起，使它们之间关系明确。 6、原理图应注出下列数据或说明： 各电源电路的电压值

9、、极性或频率及相数； 某些元器件的特性(如电阻、电容器的数值等)； 不常用的电器(如位置传感器、手动触头、电磁阀或气动 阀、定时器等)的操作方法和功能。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 7、原理图中有直接电联系交叉导线连接点，用实心圆点表 示；可拆接或测试点用空心圆点表示；无直接电联系的交叉点则不 画圆点。 8、对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应 的图形符号表示其操作方式及工作状态。由同一机构操作的触头， 应用机械连杆符号表示其联动关系。各个触头的运动方向和状态， 必须与操作件的动作方向和位置协调一致。 9、对与电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号

10、绘出简 图，以表示其关系。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 图4.1为CA6140车床电气原理图。 4.2.2 图面区域的划分4.2.2 图面区域的划分 为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图，应将图面划 分为若干区域。 图区的编号一般写在图的下部。 图的上方设有用途栏，用文字注明该栏对应的下面电路或元 件的功能，以利于理解原理图各部分的工作原理。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 4.2.3 符号位置索引4.2.3 符号位置索引 由于接触器、继电器的线圈和触头在电气原理图中不是画在一 起，而触头是分布在图中所需的各个图区。为了读图方便，在接

11、触 器、继电器线圈的下方画出其触头的索引表。 对于接触器，索引表中各栏含义如下： 左栏中栏右栏 主触头所在图区号辅助动合触头所在图区号辅助动断触头所在图区号 左栏中栏右栏 主触头所在图区号辅助动合触头所在图区号辅助动断触头所在图区号 对于继电器，索引表中各栏含义如下： 左栏右栏 动合触头所在图区号动断触头所在图区号 左栏右栏 动合触头所在图区号动断触头所在图区号 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 4.2.4 电器元件布置图4.2.4 电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明各种电气设备在机械设备上和 电气控制柜中的实际安装位置，为机械电气在控制设备的制造、 安装、维护、

12、维修提供必要的资料。可按实际情况分别绘制电 气控制箱中的电器元件布置图、控制面板图等。电器元件布置 图是控制设备生产及维护的技术文件，电器元件的布置应注意 以下几方面： l）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下 方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。 2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高 或过低。 4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结 构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。 5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽， 应加大各排

13、电器间距，以利布线和维修。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 电器布置图根据电器元件的外形尺寸绘出，并标明各元件间距 尺寸。控制盘内电器元件与盘外电器元件的联接应经接线端子进 行，在电器布置图中应画出接线端子板并按一定顺序标出接线号。 图4.2为CW6132普通车床控制盘电器布置图，图4.3为CW6132普通车 床电气设备安装布置图。 图图4.3 CW6132普通车床电气设备安装布置图普通车床电气设备安装布置图 4.2.5 电气安装接线图4.2.5 电气安装接线图 电气安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维 修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一

14、起使用。 电气安装接线图表示出项目的相对位置、项目代号、端子号、 导线号、导线型号、导线截面等内容。接线图中的各个项目（如元 件、器件、部件、组件、成套设备等）采用简化外形（如正方形、 矩形、圆形）表示，简化外形旁应标注项目代号，并应与电气原理 图中的标注一致。 4.2电器控制线路的绘制原则4.2电器控制线路的绘制原则 根据表达对象和用途的不同，接线图有单元接线图、互连接线 图和端子接线图等。它们都是在电路原理图基础上编制的，且符合 装配、施工的要求，按各个电器元件和设备的相对安装敷设位置来 绘制。国家标准GB-T6988.3-1997接线图与接线表详细规定了接线 图的绘制规则，主要有： l）

15、各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际 尺寸以统一比例绘制。 2）一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起 来，即采用集中表示法。 3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一 致，并符合国家标准。 4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编 号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。 6）同一控制箱或控制屏的各电器元件可直接相连，而箱(或屏) 内与外部电器元件连接时必须经接线端子排。 图4.4是根据上述原则绘制的与图4.1对应的CW6132普通车床电 气安装接线图。 图4.4 C

16、W6132普通车床电气安装接线图 4.3电气控制电路基本控制规律4.3电气控制电路基本控制规律 4.3.1 4.3.1 4.3.1 4.3.1 自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制 4.3.2 4.3.2 4.3.2 4.3.2 点动与连续运转的控制点动与连续运转的控制点动与连续运转的控制点动与连续运转的控制 4.3.3 4.3.3 4.3.3 4.3.3 多地联锁控制多地联锁控制多地联锁控制多地联锁控制 4.3.4 4.3.4 4.3.4 4.3.4 顺序控制顺序控制顺序控制顺序控制 4.3.5 4.3.5 4.3.5 4.3.5 自动往复循环控制自动往复循环控制自动往复循环控制自动往复循环控制 4.3.6 4.3.6 4.3.6 4.3.6 电气控制电路逻辑表示电气控制电路逻辑表示电气控制电路逻辑表示电气控制电路逻辑表示 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自 锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序 控制与自动往复循环控制等。 4.3电气控制电路基本控制规律4.3电气控制电路基本控制规