PLC精品課件3電器控制系統(tǒng)設計

1、Date: 2022-5-13 Page: 1CH3電器控制系統(tǒng)設計第三章 電器控制系統(tǒng)設計Date: 2022-5-13 Page: 2CH3電器控制系統(tǒng)設計電器控制線路的設計方法通常有兩種：電器控制線路的設計方法通常有兩種： 經(jīng)驗設計法經(jīng)驗設計法 邏輯設計法邏輯設計法 Date: 2022-5-13 Page: 3CH3電器控制系統(tǒng)設計一、一、 經(jīng)驗設計法經(jīng)驗設計法內(nèi)容內(nèi)容: 主電路、控制電路和輔助電路主電路、控制電路和輔助電路 主電路：主要考慮電動機起動、點動、正反轉(zhuǎn)、制動及多速主電路：主要考慮電動機起動、點動、正反轉(zhuǎn)、制動及多速控制的要求。控制的要求。 控制電路：滿足設備和設計任務要求

2、的各種自動、手動的電控制電路：滿足設備和設計任務要求的各種自動、手動的電氣控制電路。氣控制電路。 輔助電路：完善控制電路要求的設計，包括短路、過流、過輔助電路：完善控制電路要求的設計，包括短路、過流、過載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護措施，以及信號指載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護措施，以及信號指示、照明等電路。示、照明等電路。 反復審核：根據(jù)設計原則審核電氣設計原理圖，有必要時可反復審核：根據(jù)設計原則審核電氣設計原理圖，有必要時可以進行模擬實驗，修改和完善電路設計，直至符合設計要求。以進行模擬實驗，修改和完善電路設計，直至符合設計要求。Date: 2022-5-13 Page:

3、4CH3電器控制系統(tǒng)設計一、一、 經(jīng)驗設計法經(jīng)驗設計法常用的經(jīng)驗設計方法：常用的經(jīng)驗設計方法： 根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機的組合根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機的組合起來，并加以補充修改，綜合成所需的控制電路。起來，并加以補充修改，綜合成所需的控制電路。 沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設計，采用邊分析邊沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設計，采用邊分析邊畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點，以滿足給定的工畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點，以滿足給定的工作條件和要求。作條件和要求。 Date: 2022-5-13 Page: 5CH3電器控制系統(tǒng)設計采用

4、經(jīng)驗設計法，一般應注意以下幾個問題：采用經(jīng)驗設計法，一般應注意以下幾個問題： 1 1）電壓線圈不能串聯(lián)）電壓線圈不能串聯(lián)1. 1. 保證控制線路工作的安全和可靠性保證控制線路工作的安全和可靠性 2 2）正確連接電器的觸點）正確連接電器的觸點 3 3）避免出現(xiàn)寄生電路（假電路）避免出現(xiàn)寄生電路（假電路） 4)4)避免出現(xiàn)許多電器依次動作才能接通避免出現(xiàn)許多電器依次動作才能接通另一個電器的情況另一個電器的情況5)5)防止出現(xiàn)觸點競爭現(xiàn)象防止出現(xiàn)觸點競爭現(xiàn)象6)6)防止誤操作帶來的危害，設置必要的連鎖防止誤操作帶來的危害，設置必要的連鎖 7)7)設計的線路應能適應所在的電網(wǎng)情況設計的線路應能適應所在

5、的電網(wǎng)情況8)8)注意觸點的容量問題注意觸點的容量問題Date: 2022-5-13 Page: 6CH3電器控制系統(tǒng)設計2. 2. 控制線路力求簡單、經(jīng)濟控制線路力求簡單、經(jīng)濟 1 1）盡量減少觸頭的數(shù)目。）盡量減少觸頭的數(shù)目。2 2）盡量減少連接導線。）盡量減少連接導線。3 3）控制線路在工作時，除必要的電器元件必須長期）控制線路在工作時，除必要的電器元件必須長期通電外，其余電器應盡量不長期通電，以延長電器元通電外，其余電器應盡量不長期通電，以延長電器元件的使用壽命和節(jié)約電能。件的使用壽命和節(jié)約電能。 Date: 2022-5-13 Page: 7CH3電器控制系統(tǒng)設計3. 3. 應具有必

6、要的保護環(huán)節(jié)應具有必要的保護環(huán)節(jié) 1 1）短路保護）短路保護 電流范圍：幾倍甚至幾十倍電流范圍：幾倍甚至幾十倍 保護器件：熔斷器或斷路器保護器件：熔斷器或斷路器 要求：瞬動特性要求：瞬動特性 2 2）過流保護）過流保護 電流小于電流小于2.52.5倍倍 保護器件：過電流繼電器和接觸器配合使用。保護器件：過電流繼電器和接觸器配合使用。3 3）過載保護）過載保護 電流小于電流小于1.51.5倍倍 保護器件：熱繼電器和接觸器配合保護器件：熱繼電器和接觸器配合 要求：反時限要求：反時限4 4）零電壓保護）零電壓保護-自鎖觸頭來實現(xiàn)自鎖觸頭來實現(xiàn)5 5）斷相保護）斷相保護 星型接法的電動機星型接法的電動

7、機-普通熱繼電器與接觸器配合普通熱繼電器與接觸器配合 角型接法的電動機角型接法的電動機-斷相保護熱繼電器與接觸器配合斷相保護熱繼電器與接觸器配合Date: 2022-5-13 Page: 8CH3電器控制系統(tǒng)設計二、二、 邏輯設計法邏輯設計法 邏輯設計法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學工具來設計電器控制線路，邏輯設計法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學工具來設計電器控制線路，同時也可以用于線路的簡化。同時也可以用于線路的簡化?；具\算：基本運算：（一）邏輯與（一）邏輯與（二）邏輯或（二）邏輯或（三）邏輯非（三）邏輯非邏輯電路的基本類型：邏輯電路的基本類型：1 1、邏輯組合電路、邏輯組合電路2 2、邏輯時序電路、邏輯

8、時序電路 電器（的線圈和觸點）電器（的線圈和觸點）-存在兩種物理狀態(tài)存在兩種物理狀態(tài)-可采用邏輯表示可采用邏輯表示三個規(guī)定：三個規(guī)定： a a、線圈得電為、線圈得電為1 1 失電為失電為0 0 b b、觸點閉合為、觸點閉合為1 1 斷開為斷開為0 0 c c、線圈和常開觸點的狀態(tài)用原理圖上相同字符表示，但常閉觸、線圈和常開觸點的狀態(tài)用原理圖上相同字符表示，但常閉觸點的狀態(tài)用點的狀態(tài)用“非非”形式表示形式表示Date: 2022-5-13 Page: 9CH3電器控制系統(tǒng)設計邏輯函數(shù)與真值表邏輯函數(shù)與真值表在繼電接觸控制線路中在繼電接觸控制線路中* * 表示觸點狀態(tài)的邏輯變量表示觸點狀態(tài)的邏輯變

9、量-輸入邏輯變量輸入邏輯變量* * 表示繼電器、接觸器（線圈）等受控元件狀態(tài)的邏輯變量表示繼電器、接觸器（線圈）等受控元件狀態(tài)的邏輯變量-輸出輸出邏輯變量邏輯變量* * 輸出邏輯變量的取值是隨各輸入邏輯變量取值變化而變化的，輸輸出邏輯變量的取值是隨各輸入邏輯變量取值變化而變化的，輸入、輸出邏輯變量的相關(guān)關(guān)系入、輸出邏輯變量的相關(guān)關(guān)系-邏輯函數(shù)或真值表邏輯函數(shù)或真值表例例: :起保停電路起保停電路 KM=(SB2+KM) KM=(SB2+KM) SB1SB1KMSB2KMSB100000001101000111100010111100111Date: 2022-5-13 Page: 10CH3電

10、器控制系統(tǒng)設計兩種設計方法的比較兩種設計方法的比較經(jīng)驗設計的特點：經(jīng)驗設計的特點： 設計方法簡單易于掌握，使用廣泛。設計方法簡單易于掌握，使用廣泛。 要求設計者有一定的設計經(jīng)驗，需要反復修改圖紙，設計要求設計者有一定的設計經(jīng)驗，需要反復修改圖紙，設計速度較慢。速度較慢。 設計程序不固定，一般需要進行模擬實驗。設計程序不固定，一般需要進行模擬實驗。 不宜獲得最佳設計方案。不宜獲得最佳設計方案。邏輯設計法設計出的電路較為合理、精練可靠，特別在復雜電路設邏輯設計法設計出的電路較為合理、精練可靠，特別在復雜電路設計時，可以顯示出邏輯設計法的設計優(yōu)點。計時，可以顯示出邏輯設計法的設計優(yōu)點。Date: 2

11、022-5-13 Page: 11CH3電器控制系統(tǒng)設計 例：刀架的自動循環(huán)控制系統(tǒng)分析與設計（鉆孔加工過程自動化）例：刀架的自動循環(huán)控制系統(tǒng)分析與設計（鉆孔加工過程自動化）一、工藝要求一、工藝要求1 1）自動循環(huán)）自動循環(huán)2 2）無進給切削）無進給切削3 3）快速停車）快速停車二、設計步驟（即經(jīng)驗設計法二、設計步驟（即經(jīng)驗設計法/ /一般設計法設計步驟）一般設計法設計步驟）1 1）設計主電路）設計主電路2 2）設計控制電路的基本部分）設計控制電路的基本部分3 3）設計控制電路的特殊部分（選擇控制參量、確定控制原則）設計控制電路的特殊部分（選擇控制參量、確定控制原則）4 4）設置必要的連鎖、保

12、護環(huán)節(jié)）設置必要的連鎖、保護環(huán)節(jié)5 5）綜合審查與簡化設計線路）綜合審查與簡化設計線路Date: 2022-5-13 Page: 12CH3電器控制系統(tǒng)設計根據(jù)給定條件根據(jù)給定條件主電路設計：主電路設計：確定確定 電動機電動機如精度、工作效率、結(jié)構(gòu)、運動如精度、工作效率、結(jié)構(gòu)、運動部件的數(shù)量、運動要求、負載性部件的數(shù)量、運動要求、負載性質(zhì)、調(diào)速要求以及投資額等質(zhì)、調(diào)速要求以及投資額等類型、數(shù)量、傳動方式、控制要類型、數(shù)量、傳動方式、控制要求（起動、運行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、求（起動、運行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動）制動）Date: 2022-5-13 Page: 13CH3電器控制系統(tǒng)設計設計控制電路的基本部分設計控制電路的基本部分 Date: 2022-5-13 Page: 14CH3電器控制系統(tǒng)設計設計控制電路的特殊部分（選擇控制參量、確定控制原則）設計控制電路的特殊部分（選擇控制參量、確定控制原則）a a、自動循環(huán)、自動循環(huán)-行程控制原則行程控制原則* * 加行程開關(guān)檢測行程信號加行程開關(guān)檢測行程信號-直接過程變化參量直接過程變化參量Date: 2022-5-13 Page: 15CH3電器