第4章工業(yè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第4章

工業(yè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基本要求了解電力拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則；掌握電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本規(guī)律和注意事項(xiàng)；以國(guó)標(biāo)為準(zhǔn)，電氣控制線路圖的繪圖方法。機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)工作包括：機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)。電氣設(shè)計(jì)通常是和機(jī)械設(shè)計(jì)同時(shí)開(kāi)始，交叉進(jìn)行的。4.1電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本原則

1、滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求原則2、控制線路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)原則1）盡量減少電器元件的數(shù)量，選用標(biāo)準(zhǔn)電器元件，盡可能選用相同型號(hào)的電器元件以減少備用品的數(shù)量。2）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的或經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的典型環(huán)節(jié)或基本電氣控制線路。3）盡量減少不必要的觸頭，以簡(jiǎn)化電氣控制線路，降低故障幾率，提高工作可靠性。（1）合并同類觸頭（2）利用轉(zhuǎn)換觸頭（3）在直流電路中利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦?/p>

++--（4）利用邏輯代數(shù)對(duì)電路化簡(jiǎn)以減少觸頭的數(shù)目。4）盡量縮短連接導(dǎo)線和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)控制電路時(shí)考慮到各元件之間的實(shí)際位置，如控制柜、操作臺(tái)、限位開(kāi)關(guān)等。5）盡量減少電器不必要的通電時(shí)間3、保證電氣控制電路工作的可靠性原則1）選用的電器元件要可靠、牢固、動(dòng)作時(shí)間少、抗干擾性能好。2）正確連接電器元件的線圈。在交流控制線路中，即使外加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和，也不允許兩個(gè)電器元件的線圈串聯(lián)使用。兩電感量相差懸殊的直流電壓線圈不能直接并聯(lián)。

YA為電感量較大的電磁鐵線圈，KA為電感量較小的中間繼電器線圈。

3）正確連接電器元件的觸頭SQ常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)分別接在電源的不同相上，當(dāng)觸頭斷開(kāi)產(chǎn)生電弧時(shí)，可能在兩觸頭間形成飛弧造成電源短路。由于兩觸頭間的電位相同，就不會(huì)造成電源短路?？蓽p少導(dǎo)線段數(shù)和縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度。4）在控制線路中，采用小容量繼電器的觸頭來(lái)斷開(kāi)或接通大容量接觸器的線圈時(shí)，要計(jì)算繼電器觸頭斷開(kāi)或接通容量是否足夠，不夠時(shí)必須加小容量的接觸器或中間繼電器，否則工作不可靠。若要增加接通能力，可用多觸頭并聯(lián)；若要增加分?jǐn)嗄芰?，可用多觸頭串聯(lián)。5）在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間不但要有電氣聯(lián)鎖，而且還要有機(jī)械聯(lián)鎖。6）設(shè)計(jì)的電氣控制線路應(yīng)能適應(yīng)所在電網(wǎng)的情況，如電網(wǎng)容量大小，電壓頻率的波動(dòng)范圍，以及允許的沖擊電流數(shù)值等。并據(jù)此來(lái)決定電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式是直接起動(dòng)或是間接起動(dòng)。7）在電氣控制線路中應(yīng)盡量避免許多電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器元件的現(xiàn)象，以增加線路的可靠性。

8）防止出現(xiàn)寄生回路

在電氣控制線路的動(dòng)作過(guò)程中，意外接通的電路稱為寄生回路。寄生回路將破壞電器元件和控制線路的工作順序或造成誤動(dòng)作。熱繼電器FR起不了保護(hù)作用。9）防止線路出現(xiàn)觸頭競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象

KT整定的延時(shí)時(shí)間太短，甚至小于其瞬時(shí)觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間，則無(wú)法使KT的線圈失電。4、保證電氣控制電路工作的安全性原則在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有：短路保護(hù)（FU或QF）過(guò)流保護(hù)（過(guò)電流繼電器KI）過(guò)載保護(hù)（FR）失壓保護(hù)（一般用自鎖觸點(diǎn)或零壓繼電器KV）過(guò)壓保護(hù)（過(guò)壓繼電器KV）弱磁保護(hù)（欠電流繼電器KI）超速極限保護(hù)（用SQ的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)）5、操作、維護(hù)、檢修方便原則電器元件應(yīng)留有備用觸頭，必要時(shí)留有備用電器元件，以便檢修、調(diào)整改接線路；設(shè)置電氣隔離，避免帶電檢修；控制機(jī)構(gòu)應(yīng)操作簡(jiǎn)單、便利，能迅速而方便地實(shí)現(xiàn)從一種控制方式到另一種控制方式的轉(zhuǎn)換，如從自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換到手動(dòng)控制等；設(shè)置多點(diǎn)控制，便于在生產(chǎn)機(jī)械旁進(jìn)行調(diào)試；操作回路較多時(shí)，應(yīng)采用主令控制器，而不采用許多按鈕的方式。4.2電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本程序1、擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)在任務(wù)書(shū)中，應(yīng)簡(jiǎn)要說(shuō)明所設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備型號(hào)、用途、工藝過(guò)程、技術(shù)性能、傳動(dòng)方式及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等。技術(shù)指標(biāo)及要求：控制精度，生產(chǎn)效率要求；用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓等級(jí)、頻率及容量；有關(guān)電力拖動(dòng)的基本特性，如電動(dòng)機(jī)的數(shù)量、用途、負(fù)載特性、調(diào)速范圍以及對(duì)起動(dòng)、反向和制動(dòng)的要求等；有關(guān)電氣控制的特性，如電氣控制的基本方式、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、動(dòng)作程序、電氣保護(hù)及聯(lián)鎖條件等；有關(guān)操作方面的要求，如操作臺(tái)的布置、測(cè)量和信號(hào)指示、故障報(bào)警及照明等；機(jī)床主要電氣設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行電器和行程開(kāi)關(guān)等）的參數(shù)及布置草圖。2、電力拖動(dòng)方案的選擇電力拖動(dòng)方案：是指根據(jù)生產(chǎn)工藝要求、生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量、運(yùn)動(dòng)要求、負(fù)載特性、調(diào)速要求及投資金額等條件，來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的類型、數(shù)量、拖動(dòng)方式，并擬定電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制要求，作為電氣控制原理圖設(shè)計(jì)及電器元件選擇的依據(jù)。1）電氣傳動(dòng)方式（1）單機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)設(shè)備只有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)鏈將動(dòng)力傳送到各個(gè)工作機(jī)構(gòu)。（2）分機(jī)拖動(dòng)：一臺(tái)設(shè)備由多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)各個(gè)工作機(jī)構(gòu)。2）調(diào)速性能在選擇調(diào)速方案時(shí)，可參考以下幾點(diǎn)。（2）精密機(jī)械設(shè)備:為了保證加工精度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性，便于自動(dòng)控制，也應(yīng)采用電氣無(wú)級(jí)調(diào)速方案。（3）一般中小型設(shè)備:用經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、可靠的三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，配以適當(dāng)級(jí)數(shù)的齒輪變速箱。當(dāng)調(diào)速范圍D=2~3，調(diào)速級(jí)數(shù)≤2~4時(shí)，可采用雙速或多速的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。（1）重型或大型設(shè)備：主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，盡可能采用無(wú)級(jí)調(diào)速。有利于簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，縮小齒輪箱體積，降低制造成本，提高機(jī)床利用率。3）負(fù)載特性為使電動(dòng)機(jī)得到充分合理的應(yīng)用，要求電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性與負(fù)載特性相適應(yīng)。例如，雙速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)定子繞組由三角形聯(lián)接改接成雙星形聯(lián)接時(shí)，轉(zhuǎn)速增加一倍，功率卻增加很少。它適用于恒功率傳動(dòng)。對(duì)于低速為星形聯(lián)接的雙速電機(jī)改接成雙星形后，轉(zhuǎn)速和功率都增加一倍，而電動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩卻保持不變，它適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。他激直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，而調(diào)壓調(diào)速則屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。4）起動(dòng)和制動(dòng)要求機(jī)械設(shè)備主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般都比較小，原則上可采用任何一種起動(dòng)方式。對(duì)于它的輔助運(yùn)動(dòng)，在起動(dòng)時(shí)往往要克服較大的靜轉(zhuǎn)矩，所以在必要時(shí)可選用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，或采用提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的措施，如對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接對(duì)稱電阻的起動(dòng)。起動(dòng)的要求：對(duì)于電網(wǎng)容量不大而起動(dòng)電流較大的電動(dòng)機(jī)，要采取限制起動(dòng)電流的措施，常用的方法有：在定子電路中串入電阻或電抗，星三角起動(dòng)延邊三角形起動(dòng)使用自耦變壓器降壓起動(dòng)等以免電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而造成事故。

如果對(duì)于制動(dòng)的性能無(wú)特殊要求而電動(dòng)機(jī)又不需要反轉(zhuǎn)時(shí)，則采用反接制動(dòng)，可使控制線路簡(jiǎn)化。在要求制動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確，而且在制動(dòng)過(guò)程中不允許有反轉(zhuǎn)可能性時(shí)，則宜采用能耗制動(dòng)方式。在起吊運(yùn)輸設(shè)備中也常常采用具有聯(lián)鎖保護(hù)功能的電磁機(jī)械制動(dòng)（俗稱電磁抱閘）。有些場(chǎng)合也采用再生發(fā)電制動(dòng)（回饋制動(dòng)）。制動(dòng)的要求：3、電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)選擇的基本原則：1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械提出的要求，要與負(fù)載特性相適應(yīng)，以保證生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)行穩(wěn)定性并具有一定的調(diào)速范圍和良好的起、制動(dòng)性能。2）電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足機(jī)械設(shè)計(jì)提出的安裝要求，并適應(yīng)周圍環(huán)境的工作條件。3）電動(dòng)機(jī)電壓的選擇應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)的電源電壓來(lái)決定，常用為380V、220V。4）在沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)合，一般均采用交流電動(dòng)機(jī)，僅在起動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速不滿足要求時(shí)才選擇直流電動(dòng)機(jī)。5）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。6）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載和工作方式，正確選擇電動(dòng)機(jī)的容量。對(duì)于恒定負(fù)載長(zhǎng)期工作制的電動(dòng)機(jī)，其容量的選擇應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或大于負(fù)載所需要的功率；對(duì)于變動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)期工作制的電動(dòng)機(jī)，其容量的選擇應(yīng)保證當(dāng)負(fù)載變到最大時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍能給出所需要的功率，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的溫升不超過(guò)允許值；對(duì)于短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)，其容量的選擇應(yīng)按照電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力來(lái)選擇；對(duì)于重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)，其容量的選擇原則上可按照電動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)的平均功耗來(lái)選擇。4、電氣控制方案的確定選擇電氣控制方案遵循的主要原則：自動(dòng)化程度與國(guó)情相適應(yīng)；控制方案應(yīng)與設(shè)備的通用化及專用化相適應(yīng)；控制方案隨控制過(guò)程的復(fù)雜程度而變化；控制系統(tǒng)的工作方式，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，最大限度地滿足工藝要求。5、控制方式的選擇控制方式主要有：時(shí)間控制方式：利用時(shí)間繼電器、可編程序控制器或微型計(jì)算機(jī)的延時(shí)單元，它將感測(cè)系統(tǒng)接受的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)一段時(shí)間后才發(fā)出輸出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電路切換的時(shí)間控制。速度控制方式：利用速度繼電器或測(cè)速發(fā)電機(jī)，間接或直接地檢測(cè)某機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)速度，來(lái)實(shí)現(xiàn)按速度原則的控制。電流控制方式：借助于電流繼電器，它的動(dòng)作反映了某一電路中的電流變化，從而實(shí)現(xiàn)按電流原則的控制。行程控制方式：利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件與事先安排好位置的行程開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)相互配合，而達(dá)到位置控制的作用。說(shuō)明時(shí)間控制方式一般不用于反接制動(dòng)控制，而適用于異步電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)控制。一般對(duì)組合機(jī)床和自動(dòng)線等的自動(dòng)工作循環(huán)，為了保證加工精度而常用行程控制。對(duì)反接制動(dòng)和速度反饋環(huán)節(jié)用速度控制。對(duì)星三角降壓起動(dòng)或多速電動(dòng)機(jī)的變速控制則采用時(shí)間控制。對(duì)過(guò)載保護(hù)、電流保護(hù)等環(huán)節(jié)則采用電流控制。4.3電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法電氣控制線路的設(shè)計(jì)有兩種方法:

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法

1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟主電路設(shè)計(jì)。主要考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)。主要考慮如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括基本控制線路和控制線路特殊部分的設(shè)計(jì)，以及選擇控制參量和確定控制原則。連接各單元環(huán)節(jié)，構(gòu)成滿足整機(jī)生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)或半自動(dòng)及調(diào)整的控制電路。

聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。主要考慮如何完善整個(gè)控制線路的設(shè)計(jì)，包含各種聯(lián)鎖環(huán)節(jié)及短路、過(guò)載、過(guò)流、失壓等保護(hù)環(huán)節(jié)。

線路的綜合審查。反復(fù)審查所設(shè)計(jì)的控制線路是否滿足設(shè)計(jì)原則和生產(chǎn)工藝要求。在條件允許的情況下，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，直至電路動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤，并逐步完善整個(gè)電氣控制線路的設(shè)計(jì)。2）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本方法根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和工作過(guò)程，將現(xiàn)有的典型環(huán)節(jié)有機(jī)地組合起來(lái)加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和修改，綜合成所需要的電氣控制線路。若不能選擇到適合的典型環(huán)節(jié)，則根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和生產(chǎn)過(guò)程自行設(shè)計(jì)，邊分析邊畫(huà)圖，將輸入的主令信號(hào)經(jīng)過(guò)適當(dāng)轉(zhuǎn)換，得到執(zhí)行元件所需的工作信號(hào)。隨時(shí)增減電器元件和觸頭，以滿足所給定的工作條件。3）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例

有一臺(tái)二級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)，分別由M1、M2二臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求：（1）按先起動(dòng)M1，5s后再起動(dòng)M2；（2）按先停止M2，5s后再停止M1。主電路M1～3QSKM1FU1FR1L1L2L3M2～3KM2FU2FR212控制電路SB1KM1FU3FU312KM1FR1KM2FR2KT1KT1SB0KT2KT2KT2KT2龍門刨床的橫梁升降電氣控制線路為例（1）橫梁機(jī)構(gòu)對(duì)電氣控制系統(tǒng)提出的要求：橫梁升降M1，點(diǎn)動(dòng)控制；橫梁夾緊與放松M2；橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間必須有一定的操作程序：按上升（下降）移動(dòng)按鈕→自動(dòng)放松→橫梁上升（下降）→到位后→松開(kāi)按鈕→橫梁自動(dòng)夾緊；橫梁升降具有上下行程的限位保護(hù)；橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間及正反向運(yùn)動(dòng)之間具有必要的聯(lián)鎖。

（2）控制電路設(shè)計(jì)

①設(shè)計(jì)主電路M1—橫梁移動(dòng)電機(jī)，KMl，KM2控制正反轉(zhuǎn)M2—橫梁夾緊電機(jī)，KM3，KM4控制正反轉(zhuǎn)但它還不能實(shí)現(xiàn)在橫梁放松后才能自動(dòng)升降，也不能在橫梁夾緊后使夾緊電機(jī)自動(dòng)停止，需要恰當(dāng)?shù)剡x擇控制過(guò)程中的變化參量來(lái)實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)控制要求。

②設(shè)計(jì)基本控制電路

4個(gè)接觸器—4個(gè)線圈2只點(diǎn)動(dòng)按鈕，觸頭不夠—KA1和KA2進(jìn)行控制。根據(jù)生產(chǎn)對(duì)控制系統(tǒng)所要求的操作程序可以設(shè)計(jì)出圖所示的草圖。③選擇控制參量、確定控制原則反映橫梁放松的參量，可以有行程參量和時(shí)間參量。由于行程參量更加直接反映放松程度，因此采用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。SQ1↓—橫梁已經(jīng)放松KI↓—橫梁已經(jīng)夾緊，選用電流參量④設(shè)計(jì)聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)互鎖—KA1、KA2，M1正反轉(zhuǎn)；—KM3、KM4，M1正反轉(zhuǎn)順序—SQ1，實(shí)現(xiàn)橫梁松開(kāi)與移動(dòng)的聯(lián)鎖保護(hù)。限位保護(hù)—SQ2、SQ3分別實(shí)現(xiàn)上、下限位保護(hù)短路保護(hù)—FU⑤電路的完善和校核控制電路初步設(shè)計(jì)完畢后，可能還有不合理的地方，應(yīng)仔細(xì)校核。例如，進(jìn)一步簡(jiǎn)化以節(jié)省觸頭數(shù)，節(jié)省電器間連接線等，特別應(yīng)該對(duì)照生產(chǎn)要求再次分析設(shè)計(jì)電路是否逐條予以實(shí)現(xiàn)，電路在誤操作時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生事故。上述電路中，如果按下SBl或SB2的時(shí)間很短，橫梁放松還未到位就已松開(kāi)按下的按鈕，致使橫梁既不能繼續(xù)放松又不能進(jìn)行夾緊，容易出現(xiàn)事故。改進(jìn)的方法是將KM4的輔助觸頭并聯(lián)在KA1，KA2兩端，使橫梁一旦放松，就必然連續(xù)工作至放松到位，然后可靠地進(jìn)入夾緊階段。繼電器控制線路實(shí)際上是按一定邏輯關(guān)系組合的線路，或稱開(kāi)關(guān)線路。因此，可以用邏輯代數(shù)方法分析和設(shè)計(jì)這類控制線路。

采用邏輯設(shè)計(jì)法能獲得理想、經(jīng)濟(jì)的方案，所用元件數(shù)量少，各元件能充分發(fā)揮作用，當(dāng)給定條件變化時(shí)，能指出電路相應(yīng)變化的內(nèi)在規(guī)律，在設(shè)計(jì)復(fù)雜控制線路時(shí)，更能顯示出它的優(yōu)點(diǎn)。

2、邏輯設(shè)計(jì)法將控制線路中的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電與斷電，觸頭的閉合與斷開(kāi)，以及主令元件觸頭的接通與斷開(kāi)等，作為邏輯變量；根據(jù)控制要求，用邏輯函數(shù)關(guān)系式表示這些邏輯變量之間的邏輯關(guān)系；再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律對(duì)邏輯函數(shù)式進(jìn)行化簡(jiǎn)；最后由化簡(jiǎn)的邏輯函數(shù)式畫(huà)出相應(yīng)的電氣原理圖。邏輯設(shè)計(jì)法步驟用、、、表示其相應(yīng)的常閉（動(dòng)斷）觸頭。1）電器的邏輯表示用KM、KA、SQ、

SB分別表示接觸器、繼電器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕的常開(kāi)（動(dòng)合）觸頭；電路中開(kāi)關(guān)元件的受激狀態(tài)（如繼電器線圈得電，行程開(kāi)關(guān)受壓）為“1”狀態(tài)；開(kāi)關(guān)元件的原始狀態(tài)（如繼電器線圈失電，行程升關(guān)未受壓）為“0”狀態(tài)。觸頭的閉合狀態(tài)為“1”狀態(tài)；觸頭的斷開(kāi)狀態(tài)為“0”狀態(tài)。以繼電器為例：KA—“1”，繼電器線圈處于得電狀態(tài)；KA—“0”，繼電器線圈處于失電狀態(tài)；KA—“1”，繼電器常開(kāi)觸頭閉合；KA—“0”，繼電器常開(kāi)觸頭斷開(kāi)：

—“1”，繼電器常閉觸頭閉合；

—“0”，繼電器常閉觸頭斷開(kāi)。

2）邏輯代數(shù)的基本邏輯關(guān)系

與串、并聯(lián)電路的邏輯表示（1）并聯(lián)電路與邏輯“或”相對(duì)應(yīng)（2）

串聯(lián)電路與邏輯“與”相對(duì)應(yīng)

（3）邏輯“非”，KA——電器的常開(kāi)觸點(diǎn)；

——電器的常閉觸點(diǎn)。3）電路的邏輯表示步驟：以某一控制電器的線圈為對(duì)象，寫出與此對(duì)象有關(guān)的電路中各控制元件、信號(hào)元件、執(zhí)行元件、保護(hù)元件等，它們觸頭間相互聯(lián)接關(guān)系的邏輯函數(shù)表達(dá)式（均以未受激時(shí)的狀態(tài)來(lái)表示）。

4）舉例（1）

設(shè)計(jì)要求：某電動(dòng)機(jī)只有在繼電器KA1、KA2、KA3中任何一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)作時(shí)才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而在其他條件下都不運(yùn)轉(zhuǎn)，試設(shè)計(jì)其控制線路。

KA1KA2KA3KM00000011010101111001101111011110（2）設(shè)計(jì)步驟：1）列出控制元件與執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)表繼電器KA：

0——不動(dòng)作；

1——?jiǎng)幼鳌＝佑|器KM：0——線圈失電，主電路中主觸頭斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行；1——線圈得電，主電路主觸頭閉合， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。列出KM得電時(shí)的邏輯表達(dá)式：

2）

化簡(jiǎn)3）根據(jù)最簡(jiǎn)式畫(huà)出控制電路4.4電氣控制線路的繪制方法電氣控制線路：是把各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等電器元件，用導(dǎo)線按一定方式連接起來(lái)組成的控制線路。

作用：是實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)等運(yùn)行性能的控制；實(shí)現(xiàn)對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)；滿足生產(chǎn)工藝要求實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。

特點(diǎn)是；線路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整、維修方便；便于掌握，價(jià)格低廉，運(yùn)行可靠。

電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖。它們都是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的文字符號(hào)、圖形符號(hào)和規(guī)定的畫(huà)法繪制而成。

電氣控制系統(tǒng)是由電氣設(shè)備及電氣元件按一定的要求連接而成的，為了表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理，同時(shí)也為了便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和檢修，必須用統(tǒng)一的工程語(yǔ)言，即工程圖的形式來(lái)表達(dá)，這種工程圖稱為電氣控制系統(tǒng)圖。

1、常用的電氣圖形、文字符號(hào)電氣控制線路圖是電氣工程技術(shù)的通用語(yǔ)言。為了便于交流與溝通，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局參照國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布的有關(guān)文件，制定了我國(guó)電氣設(shè)備的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。GB4728-1984《電氣圖用圖形符號(hào)》、GB6988-1987《電氣制圖》和GB7159-1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》的規(guī)定。圖形符號(hào)由符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電操作控制的動(dòng)作符號(hào)（如機(jī)械控制符號(hào)等）根據(jù)不同的具體器件情況組合構(gòu)成。1）符號(hào)要素一種具有確定意義的簡(jiǎn)單圖形，必須同其他圖形組合以構(gòu)成一個(gè)設(shè)備或概念的完整符號(hào)。如用燈絲、柵極、陽(yáng)極、管殼等符號(hào)要素就組成了電子管的符號(hào)。符號(hào)要素組合時(shí)，其布置可以與符號(hào)表示的設(shè)備實(shí)際結(jié)構(gòu)不一致。2）一般符號(hào)用以表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的簡(jiǎn)單符號(hào)。如，一般電阻器、電容器的符號(hào)。一般符號(hào)可以表示沒(méi)有附加信息的具體元件。3）限定符號(hào)用以提供附加信息的一種加在其他符號(hào)上的符號(hào)。如，在電阻器一般符號(hào)的基礎(chǔ)上，加上不同的限定符號(hào)就可以組成可變電阻器、光敏電阻器、熱敏電阻器等具有不同功能的電阻器。4）方框符號(hào)用以表示元件、設(shè)備等的組合及其功能，既不給出元件、設(shè)備的細(xì)節(jié)也不考慮所有連接的一種簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)。圖形符號(hào)的幾點(diǎn)說(shuō)明所有符號(hào)均按無(wú)電壓、無(wú)外力作用的正常狀態(tài)示出。如，按鈕未按下、開(kāi)關(guān)未合閘。圖形符號(hào)在放大和縮小時(shí)，應(yīng)保持各符號(hào)間的比列不變。在不改變符號(hào)含義的情況下，各根據(jù)需要改變方位（根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)或成鏡像位置）。圖形符號(hào)中導(dǎo)線符號(hào)可以用不同寬度的線條表示，一般將電源線或主信號(hào)導(dǎo)線用加粗的實(shí)線表示。I>I<U<KV可為電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào)提供電氣設(shè)備、裝置和元器件種類字母代碼和功能代碼；可以作為限定符號(hào)與一般圖形符號(hào)組合使用，以派生新的圖形符號(hào)。

基本文字符號(hào)：?jiǎn)巫帜?、雙字母。文字符號(hào)單字母：是按拉丁字母將各種電氣設(shè)備、裝置、元器件劃分為23大類，每個(gè)大類用一個(gè)專用單字母符號(hào)表示。如C表示電容器類、R表示電阻器類。輔助文字符號(hào)用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征。如，RD表示紅色、SYN表示同步。輔助文字還可以單獨(dú)使用，如，ON表示接通，N表示中性線。雙字母：將大類進(jìn)一步劃分，以便較詳細(xì)和更具體地表述電氣設(shè)備、裝置和元器件。其組合形式為單字母在前，另一個(gè)字母在后。如GB表示蓄電池，其中“G”為電源的單字母；F表示部分保護(hù)器件類，F(xiàn)U熔斷器、FR熱繼電器。2、電氣原理圖的繪制電氣原理圖是為了便于閱讀和分析控制電路的各種功能，用各種符號(hào)、電氣連接聯(lián)系起來(lái)描述全部或部分電氣設(shè)備的工作原理的電路圖。根據(jù)簡(jiǎn)單清晰的原則，電氣原理圖采用電器元件展開(kāi)的形式繪制，它包括了所有電器元件的導(dǎo)電部分和接線端子。但不按照電器元件的實(shí)際安裝位置和實(shí)際連線情況繪制，也不反映電器元件的大小。電氣原理圖分為主電路和輔助電路。主電路：從電源到電動(dòng)機(jī)的這部分電路，通過(guò)大電流，用于能量的傳送。輔助電路——控制電路、信號(hào)電路、照明電路及保護(hù)電路。輔助電路中通過(guò)的電流較小?？刂齐娐罚河砂粹o、繼電器和接觸器的線圈、繼電器觸頭、接觸器輔助觸頭、熱繼電器的觸頭等組成。通過(guò)的電流較小，用于控制信號(hào)的傳遞。繪制電氣原理圖的原則（1）原理圖的布置1）主電路用粗實(shí)線繪制在圖面的左側(cè)。其中電源電路用水平線繪制，受電動(dòng)力設(shè)備（電動(dòng)機(jī)）及其保護(hù)電器支路，應(yīng)垂直于電源電路畫(huà)出。2）輔助電路用細(xì)實(shí)線繪制在圖面的右側(cè)，應(yīng)垂直地繪制于兩條水平電源線之間。耗能元件（如線圈、電磁鐵、信號(hào)燈等）的一端應(yīng)直接連接在接地的水平電源線上，控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。（2）無(wú)論主電路還是輔助電路，各元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序從上到下、從左到右依次排列。（3）各電器元件和部件在電氣原理圖中的位置，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排，同一電器元件的各個(gè)部件（如線圈和觸頭）可以不畫(huà)在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)明。多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后面加上數(shù)字序號(hào)下標(biāo)，如SB1、SB2等。（4）所有電器元件的觸頭按沒(méi)有通電和沒(méi)有外力作用時(shí)的開(kāi)閉狀態(tài)繪出。對(duì)按鈕、行程開(kāi)關(guān)類電器，是指沒(méi)有受到外力作用時(shí)的觸頭狀態(tài)；對(duì)繼電器、接觸器等，是指線圈沒(méi)有通電時(shí)的觸頭狀態(tài)。（5）主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字組成。

文字符號(hào)用以標(biāo)明主電路中元件或線路的主要特征，數(shù)字標(biāo)號(hào)用以區(qū)別電路不同線段。電氣控制線路圖中的支路、元件和接點(diǎn)等一般都要加上標(biāo)號(hào)。三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記（分別對(duì)應(yīng)以前的A、B、C三相，即對(duì)應(yīng)色標(biāo)黃、綠、紅），中性線為N。電源開(kāi)關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U、V、W順序進(jìn)行標(biāo)記，接地端為PE。電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)標(biāo)記采用三相文字代號(hào)后面加數(shù)字來(lái)表示，數(shù)字中的十位數(shù)表示電動(dòng)機(jī)代號(hào)，個(gè)位數(shù)表示該支路接點(diǎn)的代號(hào)，從上到下按數(shù)值的大小順序標(biāo)記。直流回路：正電源回路采用“1”標(biāo)記；負(fù)電源回路采用“2”標(biāo)記。電動(dòng)機(jī)繞組首端分別用U1、V1、W1標(biāo)記，尾端分別用U2、V2、W2標(biāo)記，雙繞組的中點(diǎn)則用U3、V3、W3標(biāo)記。也可以用U、V、W標(biāo)記電動(dòng)機(jī)繞組首端，用U′、V′、W′標(biāo)記繞組尾端，用U″、V″、W″表記雙繞組的中點(diǎn)。如U11表示M1電動(dòng)機(jī)的第一相的第一個(gè)接點(diǎn)代號(hào)，U12為第一相的第二個(gè)接點(diǎn)代號(hào)，以此類推。（6）輔助電路中連接在一點(diǎn)上的所有導(dǎo)線具有同一電位而標(biāo)注相同的線號(hào)，線圈、指示燈等以上線號(hào)標(biāo)奇數(shù)，線圈、指示燈等以下線號(hào)標(biāo)偶數(shù)。（7）原理圖上盡可能減少線條和避免線條交叉。原理圖中有直接聯(lián)接的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，用實(shí)心圓點(diǎn)表示；可拆接或測(cè)試點(diǎn)用空心圓點(diǎn)表示；無(wú)直接電聯(lián)接的交叉點(diǎn)則不畫(huà)圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置的需要，可以將圖形符號(hào)旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°繪制。（8）對(duì)非電氣控制和人工操作的電器，必須在原理圖上用相應(yīng)的圖形符號(hào)表示其操作方法及工作狀態(tài)。對(duì)同一機(jī)構(gòu)操作的所有觸頭，應(yīng)用機(jī)械連桿表示其聯(lián)動(dòng)關(guān)系。各個(gè)觸頭的運(yùn)動(dòng)方向和狀態(tài)，必須與操作件的動(dòng)作方向和位置協(xié)調(diào)一致。（9）對(duì)與電氣控制有關(guān)的機(jī)、液、氣等裝置，應(yīng)用符號(hào)繪制出簡(jiǎn)圖，以表示其關(guān)系。圖面區(qū)域的劃分為了便于檢索電氣線路，方便閱讀電氣原理圖，應(yīng)將圖面劃分為若干區(qū)域。圖區(qū)的編號(hào)一般寫在圖的下部。圖的上方設(shè)有用途欄，用文字注明該欄所對(duì)應(yīng)的下面電路或元件的功能，以利于理解電氣原理圖各部分的功能及全電路的工作原理。符號(hào)位置的索引由于接觸器、繼電器的線圈和觸頭在電氣原理圖中不是畫(huà)在一起的，其觸頭分布在圖中所需的各個(gè)圖區(qū)，為便于閱讀，在接觸器、繼電器線圈的下方畫(huà)出其觸頭的索引表。繼電器觸頭索引表

左欄右欄輔助動(dòng)合觸頭所在圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)斷觸頭所在圖區(qū)號(hào)接觸器觸頭索引表左欄中欄右欄主觸頭所在圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)合觸頭所在圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)斷觸頭所在圖區(qū)號(hào)表明：KM有3對(duì)主觸頭在3圖區(qū)，1對(duì)輔助動(dòng)合觸頭在6圖區(qū)，無(wú)輔助動(dòng)斷觸頭。3、電器元件布置圖電器元件布置圖表示了各種電器設(shè)備在機(jī)械設(shè)備和電氣控制柜中的實(shí)際安裝位置，以提供電器設(shè)備各個(gè)單元的布局和安裝工作所需要數(shù)據(jù)的圖樣。繪制電器元件布置圖應(yīng)遵循的原則

1）體積大和較重的電器應(yīng)安裝在控制柜的下放。2）安裝發(fā)熱元件時(shí)，要注意控制柜內(nèi)所有元件的溫升保持在他們的允