PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解課件

1、PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解2022/8/4PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第1頁，共53頁。第一節(jié) 臥式車床的電氣控制電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第2頁，共53頁。多采用不變速的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，變速靠齒輪箱的有級調(diào)速來實(shí)現(xiàn)，控制電路比較簡單。主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：通過改變主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向或采用離合器實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：多半是把主軸運(yùn)動(dòng)分出一部分動(dòng)力，通過掛輪箱傳給進(jìn)給箱來實(shí)現(xiàn)刀具的進(jìn)給。為了提高效率，刀架的快速運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)快速電動(dòng)機(jī)單獨(dú)拖動(dòng)。車床設(shè)有交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的冷卻泵，實(shí)現(xiàn)刀具切削時(shí)冷卻。有的還專設(shè)一臺(tái)潤滑泵對系統(tǒng)進(jìn)行潤滑。主電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)的選?。嚎紤]電動(dòng)機(jī)的容量；考慮電網(wǎng)

2、的容量。不經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量為變壓器容量的30，經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)的容量一般要小于變壓器容量的20。主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式：電氣方法實(shí)現(xiàn)的能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)；機(jī)械的摩擦離合器制動(dòng)。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第3頁，共53頁。主電路：主電動(dòng)機(jī)M1冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3斷路器QF交流接觸器KM3、KM4熱繼電器FR1熔斷器FU1交流接觸器KM限流電阻R交流接觸器KM1熱繼電器FR2交流接觸器KM2熔斷器FU2互感器TA電流表AC650臥式車床的電氣控制電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第4頁，共53頁。主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制：PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第5頁，共

3、53頁。主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制：PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第6頁，共53頁。主軸電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點(diǎn)KS1(17-23)閉合；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS2(17-7)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，接觸器KM3和KM，繼電器KA都處于得電動(dòng)作狀態(tài)，速度繼電器的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1(17-23)也是閉合的，這樣就為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)做好了準(zhǔn)備。需要停車時(shí)，按下停止按鈕SB4，接觸器KM失電，其主觸點(diǎn)斷開，電阻R串入主回路。與此同時(shí)KM3也失電，斷開了電動(dòng)機(jī)的電源，同時(shí)KA失電，KA的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合。在松開SB4后就使反轉(zhuǎn)接觸器KM4的線圈通過1-3

4、-5-17-23-25電路得電，電動(dòng)機(jī)的電源反接，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到速度繼電器的復(fù)位轉(zhuǎn)速時(shí)，速度繼電器KS的正轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS1(17-23)斷開，切斷了接觸器KM4的通電回路，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的反轉(zhuǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)KS2是閉合的，這時(shí)按一下停止按鈕SB4，在SB4松開后正轉(zhuǎn)接觸器線圈通過1-3-5-17-7-11電路得電，正轉(zhuǎn)接觸器KM3吸合將電源反接使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)后停止。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第7頁，共53頁。刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制：PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第8頁，共53頁。第一節(jié) 電氣控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

5、：擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書確定電氣傳動(dòng)控制方案，選擇電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)電氣控制原理圖選擇電氣元件，制定明細(xì)表設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件設(shè)計(jì)電氣設(shè)備布置總圖、電氣安裝圖以及電氣接線圖編寫電氣說明書和使用操作說明書PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第9頁，共53頁。1.擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)械設(shè)備的型號，用途工藝過程技術(shù)性能傳動(dòng)參數(shù)現(xiàn)場工作條件用戶供電電網(wǎng)類型（電壓、頻率及容量）PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第10頁，共53頁。2.電力拖動(dòng)方案確定的原則：（1）傳動(dòng)方式：單獨(dú)拖動(dòng)，分立拖動(dòng)（2）調(diào)速性能：齒輪變速箱，液壓調(diào)速，多速電機(jī)，無機(jī)調(diào)速無電氣調(diào)速要求電力拖動(dòng)方案確定: 籠型異步電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)不頻繁的場合

6、 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)：負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩大的拖動(dòng)裝置要求電氣調(diào)速電力拖動(dòng)方案確定:調(diào)速范圍D23、調(diào)速級數(shù)24： 改變極對數(shù)的雙速或多速籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍D3，且不要求平滑調(diào)速： 繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，短時(shí)或重復(fù)短時(shí)負(fù)載調(diào)運(yùn)范圍D310，且要求平滑調(diào)速： 容量不大時(shí)可采用帶滑差離合器的異步電動(dòng)機(jī)。長期運(yùn)轉(zhuǎn)在低速時(shí)，也可考慮采用晶閘管直流拖動(dòng)系統(tǒng)。調(diào)速范圍D10100：直流拖動(dòng)系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動(dòng)機(jī)：變更定子繞組的極數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第11頁，共53頁。（3）電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定:與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子繞組由三角形聯(lián)結(jié)改為雙星形

7、聯(lián)結(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速由低速升為高速，功率卻變化不大，適用于恒功率傳動(dòng)。由星形聯(lián)結(jié)改為雙星形聯(lián)結(jié)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，改變電樞電壓調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而改變勵(lì)磁調(diào)速為恒功率調(diào)速。（4）起動(dòng)，制動(dòng)和反向要求PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第12頁，共53頁。3. 電動(dòng)機(jī)的選擇： 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，要考慮電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)型式、額定電壓等 a) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇:依據(jù)的是負(fù)載功率。 選擇電動(dòng)機(jī)功率的一種實(shí)用方法是調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比法。 目前采用的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的統(tǒng)計(jì)分析公式如下： (1) 臥式車床主電動(dòng)機(jī)的功率 式中，P為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；D為工件最大直徑（m）。 PLC

8、電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第13頁，共53頁。(2) 立式車床主電動(dòng)機(jī)的功率 式中，P為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；D為工件最大直徑（m）。(3) 搖臂鉆床主電動(dòng)機(jī)的功率 式中，P為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；D為最大鉆孔直徑（mm）。(4) 臥式鏜床主電動(dòng)機(jī)的功率 式中，P為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；D為鏜桿直徑（mm）。(5) 龍門銑床主電動(dòng)機(jī)的功率 式中，P為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；B為工作臺(tái)寬度（mm）。 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第14頁，共53頁。b) 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇交流電動(dòng)機(jī)額定電壓應(yīng)與供電電網(wǎng)電壓一致。 中小型異步電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V/380V（三角形/Y聯(lián)結(jié)）及38

9、0V/660V （三角形/Y聯(lián)結(jié)）兩種，后者可用Y/三角形起動(dòng)； 當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較大時(shí)，可選用相應(yīng)電壓的高壓電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓也要與電源電壓相一致。c) 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 從電動(dòng)機(jī)制造角度來講，對于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速愈高，電動(dòng)機(jī)尺寸、質(zhì)量愈小，成本愈低，選用高速電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。 由于生產(chǎn)機(jī)械所需轉(zhuǎn)速一定，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比愈大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜。因此應(yīng)通過綜合分析來確定電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。d) 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按其安裝位置的不同可分為臥式（軸是水平的）和立式（軸是垂直的）兩種，應(yīng)以電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接方便、緊湊為原則來選擇。 電動(dòng)機(jī)具有不

10、同的防護(hù)型式，如防護(hù)式、封閉式、防爆式等，具體要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作條件來選擇。 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第15頁，共53頁。e) 籠型異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)電阻的計(jì)算 (1)籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電阻的計(jì)算：在電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)方式中，定子回 路串聯(lián)的限流電阻可按下式近似計(jì)算： 式中，Rst為每相啟動(dòng)限流電阻值（）；IN為電動(dòng)機(jī)額定電流（A）；Kst為不加電 阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流與額定電流之比，可由手冊查出；Ksrt為加入起動(dòng)限流電 阻后，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流與額定電流之比、可根據(jù)需要選取。 (2)籠型異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)電阻的計(jì)算：電動(dòng)機(jī)在反接制動(dòng)瞬間，定子的旋轉(zhuǎn)磁 場已經(jīng)反向旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向尚未來得及改

11、變，轉(zhuǎn)差率s接近2，因此反接制 動(dòng)時(shí)的電流比起動(dòng)電流大。為了限制制動(dòng)電流，在電動(dòng)機(jī)定子回路中也應(yīng)串入 限流電阻。反接制動(dòng)的限流電阻可按下式近似計(jì)算： 式中，Rrb為每相反接制動(dòng)限流電阻阻值（）；Krbr為接入限流電阻后，反接制 動(dòng)電流與額定電流之比。如果只在電動(dòng)機(jī)的兩相中串入制動(dòng)限流電阻，Rrb值可取 計(jì)算值的1.5倍。 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第16頁，共53頁。4.控制回路的方案確定:控制方式與拖動(dòng)需要相適應(yīng)：以經(jīng)濟(jì)效益為標(biāo)準(zhǔn)?？刂七壿嫼唵?、加工程序基本固定，采用繼電器接點(diǎn)控制方式較為合理；經(jīng)常改變加工程序或控制邏輯復(fù)雜，采用可編程序控制器較為合理；數(shù)字程序控制；計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)等。控

12、制方式與通用化程度相適應(yīng)：加工一種或幾種零件的專用設(shè)備，通用化程度低，可以有較高的自動(dòng)化程度，宜采用固定的控制電路；單件、小批量且可加工形狀復(fù)雜零件的通用設(shè)備，采用數(shù)字程序控制或可編程序控制器控制，可以根據(jù)不同加工對象設(shè)定不同的加工程序，有較好的通用性和靈活性?？刂品绞綉?yīng)最大限度滿足工藝要求：自動(dòng)循環(huán)、半自動(dòng)循環(huán)、手動(dòng)調(diào)整、緊急快退、保護(hù)性聯(lián)鎖、信號指示和故障診斷等功能?？刂齐娐返碾娫磻?yīng)可靠：簡單控制電路可直接用電網(wǎng)電源；電路較復(fù)雜的控制裝置，可將電網(wǎng)電壓隔離降壓，以降低故障率；自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)設(shè)備，可采用直流電源，有助于節(jié)省安裝空間，便于同無觸點(diǎn)元件連接，元件動(dòng)作平穩(wěn)，操作維修也較安全。

13、PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第17頁，共53頁。5.設(shè)計(jì)電氣控制原理圖6.選擇電氣元件，制定明細(xì)表7.設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件8.設(shè)計(jì)電氣設(shè)備布置總圖、電氣安裝圖以及電氣接線圖9.編寫電氣說明書和使用操作說明書PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第18頁，共53頁。電氣控制電路設(shè)計(jì)方法：設(shè)先設(shè)計(jì)主電路，再設(shè)計(jì)控制電路、信號電路及局部照明電路等控制電路設(shè)計(jì)要求：滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能按照工藝的順序準(zhǔn)確而可靠地工作。電路結(jié)構(gòu)力求簡單，盡量選用常用的且經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的電路。操作、調(diào)整和檢修方便。具有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動(dòng)機(jī)的

14、控制方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進(jìn)行設(shè)計(jì)。邏輯設(shè)計(jì)法：采用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過下面的例子來說明如何用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)控制電路：例題：某機(jī)床有左、右兩個(gè)動(dòng)力頭，用以銑削加工，它們各由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；另外有一個(gè)安裝工件的滑臺(tái)，由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。加工工藝是在開始工作時(shí)，要求滑臺(tái)先快速移動(dòng)到加工位置，然后自動(dòng)變?yōu)槁龠M(jìn)給，進(jìn)給到指定位置自動(dòng)停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺(tái)快速返回，回到原位后自動(dòng)停車。要求兩動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)后起動(dòng)，而在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正向停車時(shí)也停車。 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第19頁，共53頁。主電路主電路設(shè)計(jì)：動(dòng)力頭拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，為使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)

15、同步起動(dòng)，可用一只接觸器KM3控制?；_(tái)拖功電動(dòng)機(jī)需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，可用兩只接觸器KM1、KM2接制。滑臺(tái)的快速移動(dòng)由電磁鐵YA改變機(jī)械傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)，由接觸器KM4來控制。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第20頁，共53頁?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)分別用兩個(gè)按鈕SBl與SB2控制，停車則分別用SB3與SB4控制。由于動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)后起動(dòng)，停車時(shí)也停車，故可用接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)控制KM3的線圈，如圖a所示。滑臺(tái)的快速移動(dòng)可采用電磁鐵YA通電時(shí)，改變凸輪的變速比來實(shí)現(xiàn)。滑臺(tái)的快速前進(jìn)與返回分別用KM1與KM2的輔助觸點(diǎn)控制KM4，再由KM4觸點(diǎn)去通斷電磁鐵YA。滑臺(tái)快速

16、前進(jìn)到加工位置時(shí)，要求慢速進(jìn)給，因而在KM1觸點(diǎn)控制KM4的支路上串聯(lián)限位開關(guān)SQ3的常閉觸點(diǎn)。此部分的輔助電路如圖b所示。 控制電路草圖PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第21頁，共53頁。聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：用限位開關(guān)SQ1的常閉觸點(diǎn)控制滑臺(tái)慢速進(jìn)給到位時(shí)的停車；用限位開關(guān)SQ2的常閉觸點(diǎn)控制滑臺(tái)快速返回至原位時(shí)的自動(dòng)停車。接觸器KMl與KM2之間應(yīng)互相聯(lián)鎖，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)均應(yīng)用熱繼電器作過載保護(hù)。控制電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第22頁，共53頁。電路的完善：電路初步設(shè)計(jì)完后，可能還有不夠合理的地方，因此需仔細(xì)校核。一共用了三個(gè)KMl的常開輔助觸點(diǎn)，而一般的接觸器只有兩個(gè)常開輔助觸點(diǎn)。因此

17、，必須進(jìn)行修改。從電路的工作情況可以看出，KM3的常開輔助觸點(diǎn)完全可以代替KM1的常開輔助觸點(diǎn)去控制電磁鐵YA，修改后的輔助電路如圖所示。修改后的控制電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第23頁，共53頁。控制線路設(shè)計(jì)規(guī)律1.常開觸點(diǎn)串聯(lián)當(dāng)要求n個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，才使電器線圈動(dòng)作。2.常開觸點(diǎn)并聯(lián)當(dāng)n個(gè)條件中，一個(gè)條件滿足，線圈得電動(dòng)作。3.常閉觸點(diǎn)串聯(lián)當(dāng)一個(gè)條件具備時(shí)，線圈斷電。4.常閉觸點(diǎn)并聯(lián)所有條件都具備時(shí)，線圈斷電。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第24頁，共53頁?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題 ：盡量減少連接導(dǎo)線 。設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)考慮電器元件的實(shí)際位 置，盡可能地減少配線時(shí)的連接導(dǎo)線，

18、如圖a是不合理的。 按鈕一般是裝在操作臺(tái)上，而接觸器、線圈則是裝在電器柜內(nèi)，這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺(tái)上，所以一般都將起動(dòng)按鈕和停止按鈕直接連接，就可以減少一次引出線，如圖b所示。 電器連接圖PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第25頁，共53頁。正確連接電器的線圈 。 a)電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，如圖a所示。由于它們的阻抗不盡相同，會(huì)造成兩個(gè)線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號線圈電壓的額定電壓之和，也不允許。因?yàn)殡娖鲃?dòng)作總有先后，當(dāng)有一個(gè)接觸器先動(dòng)作時(shí)，則其線圈阻抗增大,該線圈上的電壓降增大，使另一個(gè)接觸器不能吸合，嚴(yán)重時(shí)將使電路燒毀。電磁線圈的串并聯(lián)PLC電氣控制系統(tǒng)

19、電氣設(shè)計(jì)講解第26頁，共53頁?？刂齐娐分袘?yīng)避免出現(xiàn)寄生電路: 寄生電路是電路動(dòng)作過程中意外接通的電路。如圖所示具有指示燈HL和熱保護(hù)的正反向電路.正常工作時(shí)，能完成正反向起動(dòng)、停止和信號指示。當(dāng)熱繼電器FR動(dòng)作時(shí)，電路就出現(xiàn)了寄生電路，如圖中虛線所示，使正向接觸器KM1不能有效釋放，起不了保護(hù)作用。寄生電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第27頁，共53頁。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第28頁，共53頁。盡可能減少電器數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和相同型號的電器:如圖所示。當(dāng)控制的支路數(shù)較多，而觸點(diǎn)數(shù)目不夠時(shí)，可采用中間繼電器增加控制支路的數(shù)量。簡化電路去掉不必要的KM1，簡化電路，提高電路可靠性PLC

20、電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第29頁，共53頁。除必要的電器通電外，其它應(yīng)不通電PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第30頁，共53頁。正確連接電路的觸點(diǎn) 常開和常閉觸點(diǎn)靠的很近，當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)產(chǎn)生電弧，如果兩觸點(diǎn)間不等電位，可能會(huì)造成弧光短路。電氣觸點(diǎn)正確連接方式PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第31頁，共53頁。避免發(fā)生觸點(diǎn)“競爭”與“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第32頁，共53頁。多個(gè)電器的依次動(dòng)作問題 在電路中應(yīng)盡量避免許多電器依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器的控制電路。可逆電路的聯(lián)鎖 在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，而且 還有機(jī)械聯(lián)鎖。要有完善的保護(hù)措施 常用的保護(hù)

21、措施有漏電流、短路、過載、過電流、過電壓、失電壓等保 護(hù) 環(huán)節(jié)，有時(shí)還應(yīng)設(shè)有合閘、斷開、事故、安全等必須的指示信號。選用高可靠性的元器件 選用機(jī)械和電氣壽命長，結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠，抗干擾性能好的電器，同時(shí)要考慮成本。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第33頁，共53頁。2. 常用低壓電器的選擇 a) 接觸器的選用 選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類（直流或交流）；主觸點(diǎn)額定 電流；輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈的電源種類、頻 率和額定電壓；額定操作頻率等。機(jī)床應(yīng)用最多的是交流接觸器。 交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。 (1) 主觸點(diǎn)額定電流IN可根

22、據(jù)下面經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行選擇： 式中， IN為接觸器主觸點(diǎn)額定電流（A）;K為比例系數(shù)，一般取1-1.4； PN為被控電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）；UN為被控電動(dòng)機(jī)額定線電壓（V）。 (2) 交流接觸器主觸點(diǎn)額定電壓一般按高于電路額定電壓來確定。 (3) 根據(jù)控制回路的電壓決定接觸器的線圈電壓 (4) 接觸器輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、種類應(yīng)滿足電路的需要。 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第34頁，共53頁。b) 繼電器的選擇一般繼電器的選擇 一般繼電器也叫電磁繼電器。選用時(shí)，除滿足繼電 器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)按照控制需要分別選用過電流繼 電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器、中間繼電器等。 另

23、外電壓、電流繼電器還有交流、直流之分，選擇時(shí)也應(yīng)注意。時(shí)間繼電器的選擇 從以下幾方面考慮： 1) 根據(jù)控制電路的要求來選擇延時(shí)方式，即通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型。 2) 根據(jù)延時(shí)準(zhǔn)確度要求和延時(shí)長、短要求來選擇。 3) 根據(jù)使用場合、工作環(huán)境選擇合適的時(shí)間繼電器。熱繼電器的選擇 按照電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來考慮。 (1) 熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱 繼電器，三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器 (2) 熱元件額定電流的選擇。一般可按下式選?。?式中，IR為熱元件的額定電流；IN為電動(dòng)機(jī)的額定電流。 對于工作環(huán)境惡劣、起動(dòng)頻

24、繁的電動(dòng)機(jī)，則按下式選取： 熱元件選好后，還需根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來調(diào)整它的整定值。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第35頁，共53頁。c) 熔斷器的選擇 熔斷器選擇內(nèi)容主要是熔斷器種類、額定電壓、額定電流等級和熔體額定電流。熔體額定電流IR的選擇是主要參數(shù)。單臺(tái)長期工作的異步電動(dòng)機(jī) 式中，IN為異步電動(dòng)機(jī)額定電流。用一組熔斷器保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī) 式中，Imax為容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流；IN為其他電動(dòng)機(jī)額定電 流之和。d) 其他電器的選擇 (1) 斷路器的選擇 (2) 控制變壓器容量的選擇 (3) 控制按鈕的選擇 (4) 行程開關(guān)的選擇 (5) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇 (6) 接近開關(guān)的選擇 PLC

25、電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第36頁，共53頁。 電氣控制系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié) 1.短路保護(hù) 電路發(fā)生短路時(shí)的危害，短路電流會(huì)引起電氣設(shè)備絕緣損壞和產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，圖a為采用熔斷器作短路保護(hù)的電路。圖b為采用斷路器作為短路保護(hù)和過載保護(hù)的電路。若主電動(dòng)機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)若主電動(dòng)機(jī)容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)熔斷器。若主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行渣c(diǎn)接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護(hù)。短路電路PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第37頁，共53頁。2. 過電流保護(hù)不正確的起動(dòng)和過大的沖擊

26、負(fù)載，常常引起電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)很大的過電流。過電流的危害，導(dǎo)致電機(jī)損壞，引起過大的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，使機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)部件受到損壞。 圖a所示是過電流保護(hù)用在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的限流起動(dòng)電路。 圖b為籠型電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的過電流保護(hù)電路。過流保護(hù)PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第38頁，共53頁。3. 過載保護(hù)電動(dòng)機(jī)長期超載運(yùn)行的危害，使其繞組的溫升將超過額定值而損壞，常采用熱繼電器作為過載保護(hù)元件。單相、兩相、三相過載保護(hù)由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會(huì)受短路電流的沖擊而瞬時(shí)動(dòng)作。但當(dāng)有810倍額定電流通過熱繼電器時(shí)，有可能使熱繼電器的發(fā)熱元件燒壞。 在使用熱繼電器作過載保護(hù)時(shí)，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。

27、原因PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第39頁，共53頁。4. 失電壓保護(hù)失電壓保護(hù):是指防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的保護(hù)。通常采用接觸器的自鎖控制電路來實(shí)現(xiàn)，按下按鈕SB2，接觸器線圈得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。SB2按鈕松開后，接觸器線圈由于動(dòng)合觸點(diǎn)的閉合仍然得電。當(dāng)電源斷開，接觸器線圈失電，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開，故當(dāng)恢復(fù)通電時(shí)，接觸器線圈便不可能得電。要使接觸器工作，必須再次按壓起動(dòng)按鈕SB2。失電壓保護(hù)5. 欠電壓保護(hù) 欠電壓保護(hù):當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于電壓過分降低，將引起一些電 器釋放，造成控制電路工作失調(diào)，可能產(chǎn)生事故。因此，必須在電源 電壓降到一定值以下時(shí)切斷電源，即為欠電壓保護(hù)。 一般常用電

28、磁式電壓繼電器實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過低或消失 時(shí)，電壓繼電器就釋放，從而切斷控制回路，電壓再恢復(fù)時(shí)，要重新 起動(dòng)才能工作。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第40頁，共53頁。第三節(jié) 電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容工況企業(yè)供配電電氣自動(dòng)化控制三個(gè)研究階段方案設(shè)計(jì)（可行性研究） 是對建設(shè)項(xiàng)目在技術(shù)經(jīng)濟(jì)以及其他方面是否可行，對多個(gè)方案做最終選擇的研究論證，是建設(shè)項(xiàng)目投資決策的依據(jù)。初步設(shè)計(jì)（擴(kuò)初設(shè)計(jì)） 是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和有關(guān)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料所做出的具體實(shí)施方案初稿，是基本建設(shè)前期工作的重要組成部分，是工程設(shè)計(jì)程序中的重要階段。當(dāng)項(xiàng)目無方案設(shè)計(jì)階段時(shí)，初步設(shè)計(jì)為擴(kuò)大了的初步設(shè)計(jì)，簡稱擴(kuò)初設(shè)計(jì)。經(jīng)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)（

29、含概算書）是工程施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。施工圖設(shè)計(jì) 是技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖繪制的總稱。本階段首先是技術(shù)設(shè)計(jì)，即把經(jīng)審批的初步設(shè)計(jì)原則性方案做細(xì)致全面的分析和計(jì)算，取得確切的技術(shù)數(shù)據(jù)后，再繪制施工安裝圖樣。建筑強(qiáng)電與弱電智能建筑 電氣設(shè)計(jì)的四個(gè)方向PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第41頁，共53頁。方案設(shè)計(jì)階段: 征得主管部門同意的電源設(shè)施及外部條件、供電負(fù)荷等級、供電措施。 列表說明全廠裝機(jī)容量、用電負(fù)荷、負(fù)荷等級和供電參數(shù)。 總變配電所的布局和位置及所建規(guī)模，確定負(fù)荷的大小。 供電系統(tǒng)的選擇、干線敷設(shè)方式防雷等級及措施，環(huán)境保護(hù)及節(jié)能措施。 列表說明主要設(shè)備選型及進(jìn)度。 需要時(shí)應(yīng)對不同方案提出必要的經(jīng)濟(jì)

30、概算指標(biāo)對比。 整個(gè)電氣設(shè)計(jì)技術(shù)文件應(yīng)包括設(shè)計(jì)（文字）說明書、設(shè)計(jì)計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖樣三大部分。 設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)依據(jù) 摘錄設(shè)計(jì)總說明所列批準(zhǔn)文件和依據(jù)性資料中與本專業(yè)設(shè)計(jì) 有關(guān)的內(nèi)容、其他專業(yè)提供的本工程設(shè)計(jì)的條件等。 設(shè)計(jì)范圍 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和有關(guān)設(shè)計(jì)資料，說明本專業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi) 容和分工（當(dāng)有其他單位共同設(shè)計(jì)時(shí)）。 設(shè)計(jì)技術(shù)方案 不同類型工程的設(shè)計(jì)技術(shù)方案不同。 待解決問題 需提請?jiān)谠O(shè)計(jì)審批時(shí)解決或確定的主要問題。 主要設(shè)備及材料表按子項(xiàng)列出主要設(shè)備、材料的名稱、型號、規(guī)格、單 位和數(shù)量 初步設(shè)計(jì)階段: PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第42頁，共53頁。施工圖設(shè)計(jì)階段 此設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)說明已

31、按專業(yè)劃分，并作為設(shè)計(jì)圖樣的一部分，包括設(shè)計(jì)說明、施工要求、主要設(shè)備材料表及圖例。不同類型的工程，設(shè)計(jì)技術(shù)方案說明的內(nèi)容如下： 供電工程 電力工程 照明工程 自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)工程 建筑設(shè)備電腦管理工程 建筑與構(gòu)筑物防雷保護(hù)工程 電話站工程 通信線路網(wǎng)絡(luò)工程 共用天線電視工程閉路電視工程 有線廣播工程 擴(kuò)聲和同聲傳譯工程 呼叫信號工程 公共顯示工程 時(shí)鐘工程 電腦經(jīng)營管理工程 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制工程 保安工程 電氣類工程 弱電類工程PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第43頁，共53頁。 設(shè)計(jì)計(jì)算書 各類用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算。 短路電流及繼電保護(hù)計(jì)算。 電力、照明配電系統(tǒng)保護(hù)配合計(jì)算。 避雷針

32、保護(hù)范圍及大、中型公用建筑主要場所照度計(jì)算及特殊部分的計(jì)算 設(shè)計(jì)圖樣方案設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)階段 供電總平面規(guī)劃工程 變配電站工程 電力工程 照明工程 自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)工程 建筑設(shè)備電腦管理工程 建筑防雷工程 各弱電項(xiàng)目系統(tǒng)框圖 主要弱電項(xiàng)目控制室設(shè)備平面布置圖 弱電總平面布置圖，繪出各類弱電機(jī)房位 置、用戶設(shè)備分布、線路敷設(shè)方式及路由 大型或復(fù)雜子項(xiàng)宜繪制主要設(shè)備平面布置圖 電話站內(nèi)各設(shè)備連接系統(tǒng)圖 電話交換機(jī)同市內(nèi)電話局的中繼接續(xù)方式 和接口關(guān)系圖 電話電纜系統(tǒng)圖 電氣工程 總變配電所位置示意圖（廠區(qū)平面圖）。 供電連接線簡圖（系統(tǒng)圖）。 供電主要設(shè)備表。弱電工程 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

33、講解第44頁，共53頁。施工圖設(shè)計(jì)階段 圖樣目錄 :先列新繪制圖樣，后列選用的標(biāo)準(zhǔn)圖或重復(fù)利用圖。 首頁及設(shè)計(jì)說明:應(yīng)包括設(shè)計(jì)說明、施工要求、主要設(shè)備材料表及圖例 圖樣主體:(包括以下幾點(diǎn)) 變配電工程 電力工程 電氣照明工程 自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)工程 建筑設(shè)備電腦管理系統(tǒng) 建筑與構(gòu)筑物防雷保護(hù) 弱電工程 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第45頁，共53頁。 CAD的基本概念： CAD: 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design)。將計(jì)算機(jī)硬件、軟件合 理組合以輔助設(shè)計(jì)人員實(shí)施設(shè)計(jì)的整個(gè)體系。電氣設(shè)計(jì)CAD是 CAD內(nèi)容中的一個(gè)重要部分計(jì)算機(jī)繪圖。 CAD的本質(zhì)意義主要體現(xiàn)在以下

34、幾個(gè)方面： 有機(jī)結(jié)合人與計(jì)算機(jī)，可發(fā)揮各自特長，彌補(bǔ)對方不足。 資料、別人的經(jīng)驗(yàn)、歷史的積累以數(shù)據(jù)形式迅速調(diào)用。 CAD將設(shè)計(jì)人員從繁重的重復(fù)性工作中解脫出來，使設(shè)計(jì)人員能迅 速、準(zhǔn)確、有效、保質(zhì)、自動(dòng)完成工作。CAD的發(fā)展：第四節(jié) 電氣設(shè)計(jì)CAD 準(zhǔn)備階段 開發(fā)階段 實(shí)用階段 產(chǎn)業(yè)化階段 網(wǎng)絡(luò)集成階段 CAD的主要功能： 建立幾何模型 模型分析 自動(dòng)繪圖 PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第46頁，共53頁。 硬件系統(tǒng)主機(jī)系統(tǒng)圖形工作站: 用于動(dòng)畫合成、電影三維制作、教學(xué)影像合成 量大且計(jì)算復(fù)雜的圖形制作 它支持多CPU配置、外掛硬件加速卡及多種合成硬件 僅使用于大公司、大集團(tuán)繪圖專用機(jī): 用于

35、圖像處理、廣告設(shè)計(jì)、電腦繪圖,適合于專業(yè)性強(qiáng)的用戶 系統(tǒng): 分為高、中、低三檔配置 高檔: 配置主要在繪圖的個(gè)人專門用戶、設(shè)計(jì)單位和廣告公司，做 CAD、Photoshop三維建模； 中檔: 配置是針對多媒體、廣告及游戲用戶； 低檔: 配置為商業(yè)及一般家用，主要用于文檔處理及商務(wù)管理圖形輸入設(shè)備 鍵盤; 鼠標(biāo); 操縱桿、軌跡球; 光筆; 掃描儀; 數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)。PLC電氣控制系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)講解第47頁，共53頁。圖形顯示設(shè)備: CRT、液晶顯示器圖形顯示設(shè)備: 打印機(jī)、繪圖儀圖形硬拷貝設(shè)備：打印機(jī)、繪圖儀 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件 計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方提供的使用和管理計(jì)算機(jī)本身的程序。包括計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、磁盤管理程序、調(diào)試診斷系統(tǒng)、開發(fā)編程工具等，如匯編語言和高級語