電器控制電路基本規(guī)律

電氣控制電路的基本規(guī)律主要內(nèi)容電氣控制電路的設(shè)計方法電氣控制電路的基本控制環(huán)節(jié)：自鎖控制點動和正常工作的聯(lián)鎖控制多地控制順序啟動聯(lián)鎖控制互鎖控制行程控制時間順序控制分析設(shè)計法：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計控制線路。邏輯設(shè)計法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計線路的方法。電氣控制線路的設(shè)計方法根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的電路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計控制電路。這種設(shè)計方法比較簡單，但要求設(shè)計人員必須熟悉大量的控制電路，掌握多種典型電路的設(shè)計資料，同時具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，在設(shè)計過程中往往還要經(jīng)過多次反復地修改、試驗，才能使電路符合設(shè)計的要求。即使這樣，設(shè)計出來的電路可能不是最簡，所用的電器及觸頭不一定最少，所得出的方案不一定是最佳方案。分析設(shè)計法

此方法無固定的設(shè)計程序，設(shè)計方法簡單，容易為初學者掌握。當經(jīng)驗不足時或考慮不周時會影響電路工作的可靠性。分析設(shè)計法，由于是靠經(jīng)驗進行設(shè)計的，因而靈活性很大，初步設(shè)計出來的電路可能是幾個，這時要加以比較分析，甚至要通過實驗加以驗證，才能確定比較合理的設(shè)計方案。這種設(shè)計方法沒有固定模式，通常先用一些典型電路環(huán)節(jié)拼湊起來實現(xiàn)某些基本要求，而后根據(jù)生產(chǎn)工藝要求逐步完善其功能，并加以適當?shù)穆?lián)鎖與保護環(huán)節(jié)。一般步驟：⑴了解系統(tǒng)工藝要求。⑵設(shè)計主電路。⑶設(shè)計控制電路。⑷完善和校核。舉例分析設(shè)計法

例：設(shè)計龍門刨床橫梁升降控制線路例：設(shè)計龍門刨床橫梁升降控制線路工藝要求：1）保證橫梁能上下移動，夾緊機構(gòu)能實現(xiàn)橫梁夾緊或放松；2）邏輯關(guān)系：當橫梁上下移動時，應(yīng)能自動按照放松橫梁→橫梁上下移動→夾緊橫梁→夾緊電機自動停止運動的順序動作；3）橫梁在上升與下降時應(yīng)有限位保護；4）橫梁夾緊與橫梁移動之間及正反向之間應(yīng)有必要的聯(lián)鎖。①設(shè)計主電路主電路由一個橫梁移動電機和一個橫梁夾緊電機組成每個電機均須正反轉(zhuǎn)

②設(shè)計控制電路4個接觸器—4個線圈2只點動按鈕，觸頭不夠—KA1和KA2進行控制。根據(jù)生產(chǎn)對控制系統(tǒng)所要求的操作程序可以設(shè)計出圖所示的草圖。但它還不能實現(xiàn)在橫梁放松后才能自動升降，也不能在橫梁夾緊后使夾緊電機自動停止，需要恰當?shù)剡x擇控制過程中的變化參量來實現(xiàn)上述自動控制要求。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，因此采用行程開關(guān)進行控制。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)計聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)互鎖—KA1、KA2，M1正反轉(zhuǎn)；—KM3、KM4，M1正反轉(zhuǎn)順序—SQ1，實現(xiàn)橫梁松開與移動的聯(lián)鎖保護。限位保護—SQ2、SQ3分別實現(xiàn)上、下限位保護短路保護—FU⑤電路的完善和校核控制電路初步設(shè)計完畢后，可能還有不合理的地方，應(yīng)仔細校核。例如，進一步簡化以節(jié)省觸頭數(shù)，節(jié)省電器間連接線等，特別應(yīng)該對照生產(chǎn)要求再次分析設(shè)計電路是否逐條予以實現(xiàn)，電路在誤操作時是否會產(chǎn)生事故。上述電路中，如果按下SBl或SB2的時間很短，橫梁放松還未到位就已松開按下的按鈕，致使橫梁既不能繼續(xù)放松又不能進行夾緊，容易出現(xiàn)事故。改進的方法是將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，然后可靠地進入夾緊階段。KM4邏輯設(shè)計法

邏輯設(shè)計法，是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計電路的。將執(zhí)行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開狀態(tài)看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)關(guān)系式表達，再運用邏輯函數(shù)基本公式和運算規(guī)律進行簡化，成為最簡“與、或”關(guān)系式，用這種方法設(shè)計的電路比較合理，特別適合完成較復雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制電路。但是相對而言邏輯設(shè)計法難度較大，不易掌握。邏輯電路有兩種基本類型，對應(yīng)其設(shè)計方法也各不相同。一種是執(zhí)行元件的輸出狀態(tài)，只與同一時刻控制元件的狀態(tài)相關(guān)。即輸出量對輸入量無影響，稱為組合邏輯電路，其設(shè)計方法比較簡單，可以作為經(jīng)驗設(shè)計法的輔助和補充，用于簡單控制電路的設(shè)計，或?qū)δ承┚植侩娐愤M行簡化，進一步節(jié)省并合理使用電器元件與觸頭。其設(shè)計步驟為：①列出控制元件與執(zhí)行元件的動作狀態(tài)表；②根據(jù)狀態(tài)表寫出的邏輯代數(shù)式；③利用邏輯代數(shù)基本公式化簡至最簡“與或”式；④根據(jù)簡化了的邏輯式繪制控制電路。另一類邏輯電路被稱為時序邏輯電路，即輸出量通過反饋作用，對輸入狀態(tài)產(chǎn)生影響。這種邏輯電路設(shè)計要設(shè)置中間記憶元件（如中間繼電器等），記憶輸入信號的變化，以達到各程序兩兩區(qū)分的目的。其設(shè)計過程比較復雜，基本步驟如下：①根據(jù)拖動要求，先設(shè)計主電路，明確各電動機及執(zhí)行元件的控制要求，并選擇產(chǎn)生控制信號（包括主令信號與檢測信號）的主令元件（如按鈕、控制開關(guān)、主令控制器等）和檢測元件（如行程開關(guān)、壓力繼電器、速度繼電器、過電流繼電器等）。②根據(jù)工藝要求作出工作循環(huán)圖，并列出主令元件、檢測元件以及執(zhí)行元件的狀態(tài)表，寫出各狀態(tài)特征碼（一個以二進制數(shù)表示一組狀態(tài)的代碼）。③為區(qū)分所有狀態(tài)（重復特征碼）而增設(shè)必要的中間記憶元件（中間繼電器）。④根據(jù)已區(qū)分的各種狀態(tài)的特征碼，寫出各執(zhí)行元件（輸出）與中間繼電器、主令元件及檢測元件（邏輯變量）間的邏輯關(guān)系式。⑤化簡邏輯式，據(jù)此繪出相應(yīng)控制電路。⑥檢查并完善設(shè)計電路。由于這種方法設(shè)計難度較大，整個設(shè)計過程較復雜，還要涉及一些新概念，在一般常規(guī)設(shè)計中，很少單獨采用。其具體設(shè)計過程可參閱專門資料，這里不再作進一步介紹。邏輯與——觸點串聯(lián)KM＝KA1·KA2邏輯或——觸點并聯(lián)KM＝KA1＋KA2邏輯非KM＝主要內(nèi)容電氣控制電路的設(shè)計方法電氣控制電路的基本控制環(huán)節(jié)：自鎖控制點動和正常工作的聯(lián)鎖控制多地控制順序啟動聯(lián)鎖控制互鎖控制行程控制時間順序控制電氣原理圖自鎖觸點熱繼電器熱元件熱繼電器常閉觸點KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3～FRFRSB1自鎖控制

自鎖與互鎖的控制統(tǒng)稱為電氣的聯(lián)鎖控制，在電氣控制電路中應(yīng)用十分廣泛，是最基本的控制。KMSB2KMSB1FRQSFRFUKMM3~~~B.工作原理先閉合QS接通電源按SB2→KM線圈得電→KM主觸頭閉合→M運轉(zhuǎn)按SB1→KM線圈失電→KM主觸頭恢復→M停轉(zhuǎn)M3~M3

~→KM輔助觸頭閉合

—

自鎖→KM輔助觸頭恢復—失去自鎖A.電路功能

控制電機長時間連續(xù)工作控制電路主電路自鎖控制電氣原理圖工作原理保護環(huán)節(jié)短路保護：FU1、FU2L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB2自鎖控制SB1KMKMSB2SB1KMKMSB2SB1KMKMSB2短路保護：FU1、FU2過載保護：FR工作原理保護環(huán)節(jié)L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB2電氣原理圖自鎖控制短路保護：FU1、FU2工作原理保護環(huán)節(jié)欠壓、失壓保護：KML1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3～FRKMFRSB2電氣原理圖過載保護：FR自鎖控制工作原理工作原理：啟動：按下起動按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動機M啟動運行。停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開→電動機M失電停轉(zhuǎn)。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：點動與正常工作的聯(lián)鎖控制點動控制：應(yīng)用：常用于電葫蘆控制和車床拖板箱快速移動的電機控制保護環(huán)節(jié)：短路保護控制電路短路保護主電路短路保護工作原理：電氣原理圖：QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2點動與正常工作的聯(lián)鎖控制點動控制：工作原理：啟動：按下起動按鈕SB→接觸器KM線圈得電→KM主觸頭閉合→電動機M啟動運行。停止：松開按鈕SB→接觸器KM線圈失電→KM主觸頭斷開→電動機M失電停轉(zhuǎn)。QSL1L3L2FU1KMM3～SBKMFU2電氣原理圖：點動與正常工作的聯(lián)鎖控制點動控制：開關(guān)切換連續(xù)與點動混合控制按鈕切換點動與正常工作的聯(lián)鎖控制中間繼電器控制開關(guān)切換點動控制：SA斷開FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路點動與正常工作的聯(lián)鎖控制開關(guān)切換FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路點動控制：SA斷開連續(xù)控制：SA閉合

FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路點動與正常工作的聯(lián)鎖控制按鈕切換工作原理：連續(xù)控制：松開按鈕SB3點動控制：按下按鈕SB3FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制電路點動與正常工作的聯(lián)鎖控制點動與正常工作的聯(lián)鎖控制中間繼電器控制一般步驟：⑴了解系統(tǒng)工藝要求。⑵設(shè)計主電路。⑶設(shè)計控制電路。⑷完善和校核。分析設(shè)計法

特點：工作原理：在兩地或多地控制同一臺電動機的控制方式啟動(常開)按鈕并聯(lián)，停止(常閉)按鈕串聯(lián)多地控制三地控制主電路實現(xiàn)順序控制控制電路實現(xiàn)順序控制要求幾臺電動機的啟動或停止按一定的先后順序來完成的控制方式順序啟動同時停止控制順序啟動逆序停止控制順序啟動的聯(lián)鎖控制順序啟動同時停止控制特點:電氣原理圖：FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1順序啟動逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖：特點:主電路控制電路FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB2FRKM1SB1SB4SB3KM1KM2KM1KM2主電路控制電路KM3SB6SB5KM3KM2KM3順序控制主電路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕工作原理：缺點：基本控制電路互鎖控制控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖按鈕聯(lián)鎖控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接觸器聯(lián)鎖互鎖控制控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上電源開關(guān)按下按鈕SB1KM1線圈通電M正轉(zhuǎn)啟動按下停止按鈕SB3KM1線圈斷電電動機M停止按下按鈕SB2反向啟動互鎖控制控制電路：工作原理：優(yōu)點：接觸器聯(lián)鎖控制控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠缺點：操作不便互鎖控制控制電路：工作原理：優(yōu)點：按鈕聯(lián)鎖控制操作方便控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺點：易產(chǎn)生故障互鎖控制控制電路：工作原理：優(yōu)點：接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制電路圖互鎖控制接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路互鎖控制行程控制在實際生產(chǎn)中，由于工藝和安全的要求，常常需要控制某些機械的行程和位置，例如龍門刨床的工作臺要求進行往復運動加工產(chǎn)品，在工作臺到達極限位置時，必須自動的停下來。行程控制：對生產(chǎn)機械的某一運動部件的行程或者位置變化進行的控制。通常通過行程開關(guān)來實現(xiàn)。行程開關(guān)行程開關(guān)：又稱為位置開關(guān)或者限位開關(guān)，是根據(jù)運動部件位移來切換電路的一種自動電器。直線式單滾輪式雙滾輪式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)及功能未撞擊撞擊結(jié)構(gòu)上與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊產(chǎn)生。按動復位行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)及功能將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號功