電氣控制原理電路圖設(shè)計的基本方法,步驟和要求詳細(xì)概述

原理圖線路設(shè)計是原理設(shè)計的核心內(nèi)容。在總體方案確定之后，具體設(shè)計是從電器原理圖開始，其他各項設(shè)計指標(biāo)也是通過控制原理圖來實現(xiàn)，同時它又是工藝設(shè)計和編制各種技術(shù)資料的依據(jù)。電氣原理圖設(shè)計的基本步驟如下：

(1)根據(jù)選定的拖動方案及控制方式設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖，擬定出各部分的主要技術(shù)要求和主要技術(shù)參數(shù)。

(2)根據(jù)各部分要求設(shè)計出原理框圖中各個部分的具體電路。設(shè)計的步驟為主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護(hù)、檢查、修改與完善。

(3)繪制總原理圖。按系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)將各部分聯(lián)成一個整體。

(4)正確選用原理線路中每一個電器元件，并制定元器件目錄清單。

對于比較簡單的控制線路，例如普通機械或非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的電氣配套設(shè)計，可以省略前兩步直接進(jìn)行原理圖設(shè)計和選用電器元件。但對于比較復(fù)雜的自動控制線路，生產(chǎn)機械或者采用微機或電子控制的專用檢測與控制系統(tǒng)，要求有程序預(yù)選和一定的加工精度、生產(chǎn)效率、自動顯示、各種保護(hù)、故障診斷、報警等。應(yīng)按上述4步驟進(jìn)行設(shè)計，以保證總裝調(diào)試的順利進(jìn)行。

一、電氣控制原理電路的基本設(shè)計方法

電氣控制原理電路設(shè)計的方法有分析設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。

1、分析設(shè)計法

分析設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當(dāng)?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)（單元電路）或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整線路。當(dāng)沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設(shè)計。

優(yōu)點是設(shè)計方法簡單，無固定的設(shè)計程序，它容易為初學(xué)者所掌握，在電氣設(shè)計中被普遍采用；

缺點是設(shè)計出的方案不一定是最佳方案，當(dāng)經(jīng)驗不足或考慮不周全時會影響線路工作的可靠性。

2、邏輯設(shè)計法

邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)來進(jìn)行電路設(shè)計，從生產(chǎn)機械的拖動要求和工藝要求出發(fā)，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸點的閉合與斷開，主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯關(guān)系式來表達(dá)，然后再化簡，做出相應(yīng)的電路圖。

優(yōu)點是能獲得理想、經(jīng)濟(jì)的方案。

缺點是這種方法設(shè)計難度較大，整個設(shè)計過程較復(fù)雜，還要涉及一些新概念，因此，在一般常規(guī)設(shè)計中，很少單獨采用。

二、電氣原理圖設(shè)計的基本步驟

（l）根據(jù)確定的拖動方案和控制方式設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖。

（2）設(shè)計出原理框圖中各個部分的具體電路。設(shè)計時按主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護(hù)、總體檢查反復(fù)修改與完善的先后順序進(jìn)行。

（3）繪制總原理圖。

（4）恰當(dāng)選用電器元件，并制訂元器件明細(xì)表。

三、原理圖設(shè)計的一般要求

1、電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的要求

在設(shè)計之前必須對生產(chǎn)機械的工作性能、結(jié)構(gòu)特點和實際加工情況有充分的了解，并在此基礎(chǔ)上來考慮控制方式，起動、反向、制動及調(diào)速的要求，設(shè)置各種聯(lián)鎖及保護(hù)裝置。

2、控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求

對于比較簡單的控制電路，往往直接采用交流380V或220V電源，不用控制電源變壓器。對于比較復(fù)雜的控制電路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓降到110V或48V、24V。對于操作比較頻繁的直流電力傳動的控制電路，常用220V或110V直流電源供電。直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路，常采用24V直流電源供電。

交流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：6V，24V，48V，110V（優(yōu)選值），220V，380V，50Hz。

直流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：6V，12V，24V，48V，110V，220V。

3、確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性

（1）電器元件的工作要穩(wěn)定可靠，符合使用環(huán)境條件，并且動作時間的配合不致引起競爭。

復(fù)雜控制電路中，在某一控制信號作用下，電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，常常有幾個電器元件的狀態(tài)同時變化，考慮到電器元件總有一定的動作時間，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。而對于開關(guān)電路，由于電器元件的釋放延時作用，也會出現(xiàn)開關(guān)元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，這種現(xiàn)象稱為“冒險”。

“競爭”與“冒險”現(xiàn)象都將造成控制電路不能按照要求動作，當(dāng)電器元件的動作時間可能影響到控制電路的動作時，需要用能精確反映元件動作時間及其互相配合的方法（如時間圖法）來準(zhǔn)確分析動作時間，從而保證電路正常工作。

（2）電器元件的線圈和觸點的連接應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

電器元件圖形符號應(yīng)符合GB4728中的規(guī)定，繪制時要合理安排版面。例如，主電路一般安排在左面或上面，控制電路或輔助電路排在右面或下面，元器件目錄表安排在標(biāo)題上方。

在實際連接時，應(yīng)注意以下幾點：

①正確連接電器線圈。交流電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使是兩個同型號電壓線圈也不能采用串聯(lián)后，接在兩倍線圈額定電壓的交流電源上，以免電壓分配不均引起工作不可靠。

在直流控制電路中，對于電感較大的電器線圈，如電磁閥、電磁鐵或直流電機勵磁線圈等，不宜與同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)使用。如圖，當(dāng)觸點KM斷開時，電磁鐵YA線圈兩端產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，加在中間繼電器KA的線圈上，造成KA的誤動作。為此在YA線圈兩端并聯(lián)放電電阻R，并在KA支路串入KM常開觸點，如圖b）就能可靠工作。

②合理安排電器元件和觸點的位置。對于某些回路，電器元件或觸點位置互換時，并不影響其工作原理，但在實際運行中，影響電路安全并關(guān)系到導(dǎo)線長短，如圖a）接法既不安全又浪費導(dǎo)線。圖b）所示的接法較為合理。

③防止出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是指在控制電路的動作過程中，意外出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的接通電路。圖是一個具有指示燈和過載保護(hù)的電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。正常工作時，能完成正反向起動、停止與信號指示。但當(dāng)FR動作斷開后，電路出現(xiàn)了如圖中虛線所示的寄生電路，使接觸器KM1不能可靠釋放而得不到過載保護(hù)。如果將FR觸點位置移到SB1上端就可避免產(chǎn)生寄生電路。

④盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量，縮短連接導(dǎo)線的長度。

⑤控制電路工作時，應(yīng)盡量減少通電電器的數(shù)量，以降低故障的可能性并節(jié)約電能。

⑥在電路中采用小容量的繼電器觸點來斷開或接通大容量接觸器線圈時，要分析觸點容量的大小，若不夠時，必須加大繼電器容量或增加中間繼電器，否則工作不可靠。

4、應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)

控制電路在事故情況下，應(yīng)能保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機械的安全，并能有效地制止事故的擴大。為此，在控制電路中應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，必要時還可設(shè)置相應(yīng)的指示信號。diangon.com版權(quán)所有。

5、操作、維修方便

控制電路應(yīng)從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作簡單、維修方便。

6、控制電路力求簡單、經(jīng)濟(jì)

在滿足工藝要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)電氣控制環(huán)節(jié)和電路，縮減電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和盡可能選用相同型號的電器。

在電氣技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖。繪制電氣原理圖時不考慮電氣的實際位置和結(jié)構(gòu)，但必須遵循以下原則：

1、繪制電氣原理圖時必須使用國家規(guī)定的電工圖形符號和文字符號繪圖。

2、電氣控制線路由主電路（被控制負(fù)載所在電路）和控制電路（控制主電路狀態(tài)）兩部分組成。

3、同一電氣元件的不同部分（如：接觸器的觸點和線圈）按功能和所接電路的不同而分別繪制在不同電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。

4、所有電氣元件的圖形符號均按沒通電、無外力作用下的狀態(tài)繪制。

5、在繪制電氣原理圖時與電路無關(guān)的電氣元件部件（如接觸器的鐵心和彈簧等）在控制回路中不畫出。

1.在設(shè)計電氣控制電路時力求電路簡單、電氣元件少、電氣動作準(zhǔn)確可靠。

2.在設(shè)計電氣控制電路時應(yīng)避免多個電氣元件依次動作才能接通另一個電器的電路。

3.必須保證每個線圈的額定電源，嚴(yán)禁將兩個線圈串聯(lián)使用。

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