電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法課件

電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法1電氣控制線路設(shè)計方法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法邏輯設(shè)計法電氣控制線路設(shè)計方法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法概念：就是指根據(jù)生產(chǎn)工藝要求直接設(shè)計出控制線路。通常做法：根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，適當(dāng)選用現(xiàn)有的典型環(huán)節(jié)，進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，綜合實(shí)現(xiàn)所需控制線路；根據(jù)工藝要求自行設(shè)計，適當(dāng)增刪電氣元件，以滿足給定的工作條件。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法概念：就是指根據(jù)生產(chǎn)工藝要求直接設(shè)計出控制線路。3經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法的基本步驟主電路設(shè)計主要考慮電動機(jī)的啟動、點(diǎn)動、正反轉(zhuǎn)、制動及調(diào)速等控制要求；還應(yīng)考慮短路、過載、欠壓等保護(hù)環(huán)節(jié)及聯(lián)鎖、照明和信號等環(huán)節(jié)。輔助電路設(shè)計主要考慮如何滿足電動機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能及生產(chǎn)工藝要求。反復(fù)審核電路是否滿足設(shè)計原則如條件允許，應(yīng)進(jìn)行必要的模擬實(shí)驗(yàn)，并逐步完善電氣控制線路設(shè)計。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法的基本步驟主電路設(shè)計4經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法的基本步驟輔助電路設(shè)計步驟基本原則：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計。具體步驟：首先，設(shè)計出各個獨(dú)立環(huán)節(jié)的控制線路然后，根據(jù)各個控制環(huán)節(jié)之間的相互制約關(guān)系，完善并豐富聯(lián)鎖控制電路等輔助電路設(shè)計。最后，應(yīng)根據(jù)線路簡單、經(jīng)濟(jì)和安全、可靠原則修改線路。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法的基本步驟輔助電路設(shè)計步驟5經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法特點(diǎn)易于掌握，使用廣泛；要求設(shè)計者具有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)；易造成考慮不周，影響電路的可靠性的問題，需要進(jìn)行必要的模擬試驗(yàn)；不易得到最佳的設(shè)計方案；設(shè)計需要反復(fù)修改設(shè)計草圖，設(shè)計速度較慢。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法特點(diǎn)易于掌握，使用廣泛；6龍門刨工作原理龍門刨是具有門式框架和臥式長床身的刨床。用途：龍門刨床主要用于刨削大型工件，也可在工作臺上裝夾多個零件同時加工。工作過程：龍門刨床的工作臺帶著工件通過門式框架作直線往復(fù)運(yùn)動。橫梁上一般裝有兩個垂直刀架，刀架滑座可在垂直面內(nèi)回轉(zhuǎn)一個角度，并可沿橫梁作橫向進(jìn)給運(yùn)動；刨刀可在刀架上作垂直或斜向進(jìn)給運(yùn)動；橫梁可在兩立柱上作上下調(diào)整。一般在兩個立柱上還安裝可沿立柱上下移動的側(cè)刀架,以擴(kuò)大加工范圍。工作臺回程時能機(jī)動抬刀，以免劃傷工件表面。機(jī)床工作臺的驅(qū)動可用發(fā)電機(jī)－電動機(jī)組或用可控硅直流調(diào)速方式,調(diào)速范圍較大,在低速時也能獲得較大的驅(qū)動力。有的龍門刨床還附有銑頭和磨頭，變型為龍門刨銑床和龍門刨銑磨床，工作臺既可作快速的主運(yùn)動，也可作慢速的進(jìn)給運(yùn)動，主要用于重型工件在一次安裝中進(jìn)行刨削、銑削和磨削平面等加工。龍門刨工作原理龍門刨是具有門式框架和臥式長床身的刨床。7龍門刨床橫梁夾緊放松示意圖龍門刨床橫梁夾緊放松示意圖8經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法舉例設(shè)計龍門刨床橫梁升降控制線路工藝要求：刀架裝在橫梁上，要求橫梁能沿立柱做上升、下降的調(diào)整移動；在加工過程中，橫梁必須緊緊夾在立柱上，不能松動。夾緊過程通過夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾緊和放松。動作配合上，橫梁夾緊與橫梁移動之間必須有一定的操作順序按向上或向下移動按鈕后，首先使夾緊機(jī)構(gòu)自動放松橫梁放松后，自動轉(zhuǎn)換成向上或向下移動移動到所需要的位置后，松開按鈕，橫梁自動夾緊夾緊后夾緊電動機(jī)自動停止運(yùn)動橫梁在上升與下降時，應(yīng)有上下行程限位保護(hù)正反向運(yùn)動之間，以及橫梁夾緊與移動之間要有必要的聯(lián)鎖。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法舉例設(shè)計龍門刨床橫梁升降控制線路9在了解清楚生產(chǎn)工藝要求之后進(jìn)行設(shè)計：1．設(shè)計主電路分析：根據(jù)橫梁能升降移動和能夾緊放松的工藝要求，需要用兩臺電動機(jī)來驅(qū)動，且電動機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。結(jié)論：主電路是控制兩臺電機(jī)正反轉(zhuǎn)。需要4個接觸器KMl、KM2和KM3、KM4，分別控制升降電機(jī)M1和夾緊放松電動機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)。2．設(shè)計基本控制電路分析：由于橫梁的升降和夾緊放松均為調(diào)整運(yùn)動。結(jié)論：升降和夾緊放松控制采用點(diǎn)動控制。采用兩個點(diǎn)動按鈕分別控制升降和夾緊放松運(yùn)動。但是僅靠兩個點(diǎn)動按鈕控制4個接觸器線圈是不夠的，需要增加兩個中間繼電器KAl和KA2。

在了解清楚生產(chǎn)工藝要求之后進(jìn)行設(shè)計：10根據(jù)工藝要求可以設(shè)計出如圖4-11(b)所示的草圖。

圖4-11(a)橫梁控制的主電路圖(b)橫梁控制的輔助電路草圖

根據(jù)工藝要求可以設(shè)計出如圖4-11(b)所示的草圖11上述線路存在問題：①按上升點(diǎn)動按鈕SBl后，接觸器KMl和KM4同時得電吸合，橫梁的上升與放松同時進(jìn)行，按下降點(diǎn)動按鈕SB2，也出現(xiàn)類似情況。不滿足“夾緊機(jī)構(gòu)先放松，橫梁后移動”的工藝要求。②放松接觸器線圈KM4一直通電，使夾緊機(jī)構(gòu)持續(xù)放松，沒有設(shè)置檢測元件檢查橫梁放松的程度。③松開按鈕SBl，橫梁不再上升，橫梁夾緊線圈得電吸合，橫梁持續(xù)夾緊，不能自動停止。線路存在問題不滿足：夾緊機(jī)構(gòu)先放松，橫梁后移動無放松程度檢測元件無夾緊程度檢測元件解決辦法選擇合適的控制參量，并確定合理的控制原則

上述線路存在問題：12選擇控制參量，確定控制原則（1）反映橫梁放松程度的參量?？梢圆捎眯谐涕_關(guān)SQl檢測放松程度。設(shè)計方案：當(dāng)橫梁放松到一定程度時，其壓塊壓動SQ1，使常閉觸點(diǎn)SQl斷開，表示已經(jīng)放松，接觸器KM4線圈失電；同時常開觸點(diǎn)SQl閉合，使上升或下降接觸器KMl和KM2通電，橫梁向上或向下移動。

（2）反映橫梁夾緊程度的參量可以有時間參量、行程參量和反映夾緊力的電流量。分析：若用時間參量，不易調(diào)整準(zhǔn)確；若用行程參量，當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)磨損后，測量也不準(zhǔn)確。設(shè)計方案：反映夾緊力的電流參量是適宜的，夾緊力大，電流也大，故可以借助過電流繼電器來檢測夾緊程度。夾緊電機(jī)M2的主電路中串聯(lián)過電流繼電器KI，將其動作電流整定在2IN。KI的常閉觸點(diǎn)串接在KM3控制支路中。當(dāng)夾緊橫梁時，M2的電流逐漸增大，當(dāng)電流超過KI整定值時，KI的常閉觸點(diǎn)斷開，KM3線圈失電，M2自動停止夾緊的工作。選擇控制參量，確定控制原則13龍門刨床橫梁夾緊放松機(jī)構(gòu)草圖上升下降放松夾緊上升下降放松夾緊龍門刨床橫梁夾緊放松機(jī)構(gòu)草圖上升下降放松夾緊上升下降放松夾緊14圖4-12完整的控制線路圖*圖4-12完整的控制線路圖*15聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)說明限位保護(hù)：行程開關(guān)SQ2和SQ3分別實(shí)現(xiàn)橫梁上升、下降行程的限位保護(hù)。短路保護(hù)：熔斷器FUl和FU2作短路保護(hù)。行程開關(guān)SQ1：不僅反映了放松信號，而且還起到了橫梁升降和橫梁夾緊之間的聯(lián)鎖作用。中間繼電器KAl、KA2的常閉觸點(diǎn)：用于實(shí)現(xiàn)橫梁升降電動機(jī)和夾緊電動機(jī)正反向運(yùn)動的聯(lián)鎖保護(hù)。聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)說明16線路的完善和校核控制線路設(shè)計完畢后，往往還有不合理的地方，或者還有需要進(jìn)一步簡化之處，應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)地校核。對圖4-12所示線路審核是對照生產(chǎn)機(jī)械工藝要求，反復(fù)分析所設(shè)計線路是否能逐條實(shí)現(xiàn)，是否會出現(xiàn)誤動作，是否保證了設(shè)備和人身安全，是否還要進(jìn)一步簡化以減少觸點(diǎn)或節(jié)省連線等。下面分四個階段對橫梁升／降移動和夾緊／放松進(jìn)行分析：（1）按下橫梁上升點(diǎn)動按鈕SBl→中間繼電器KA1線圈得電→KM4線圈得電→夾緊電動機(jī)M2工作→將橫梁放松。

線路的完善和校核17圖4-12完整的控制線路圖*圖4-12完整的控制線路圖*18線路的完善和校核橫梁升／降移動和夾緊／放松進(jìn)行分四個分析階段：（2）當(dāng)橫梁放松到一定程度時，夾緊裝置將SQl壓下→SQl常閉觸點(diǎn)斷開→KM4線圈失電→M2停止工作；而SQ1常開觸點(diǎn)閉合→KM１線圈得電→升降電動機(jī)M1起動→橫梁在放松狀態(tài)下向上移動。（3）當(dāng)橫梁移動到所需位置時，松開SBl→KA1線圈失電→KA1常開觸點(diǎn)復(fù)原→KMl線圈失電→使M1停止工作；由于橫梁處于放松狀態(tài)，SQl的常開觸點(diǎn)一直是閉合的→KA1常閉觸點(diǎn)復(fù)原→KM3線圈得電→使M2反轉(zhuǎn)→從而進(jìn)入夾緊階段。

線路的完善和校核橫梁升／降移動和夾緊／放松進(jìn)行分四個分析階段19圖4-12完整的控制線路圖*圖4-12完整的控制線路圖*20線路的完善和校核橫梁升／降移動和夾緊／放松進(jìn)行分四個分析階段：（4）當(dāng)M2剛起動時→IQ較大，KI動作,常閉觸點(diǎn)雖斷開了→但SQl的常開觸點(diǎn)閉合→KM3線圈仍然得電→橫梁繼續(xù)夾緊→當(dāng)IQ較小時→KI常閉觸點(diǎn)復(fù)位→在夾緊過程中→SQl復(fù)位，為下次放松作準(zhǔn)備。當(dāng)夾緊到一定程度時→KI的常閉觸點(diǎn)斷開→KM3線圈失電→M2停止→夾緊結(jié)束。線路的完善和校核橫梁升／降移動和夾緊／放松進(jìn)行分四個分析階段21

當(dāng)夾緊到一定程度時→KI的常閉觸點(diǎn)斷開→KM3線圈失電→M2停止→夾緊結(jié)束。

橫梁下降的操作過程與橫梁上升操作過程類同。

22圖4-12完整的控制線路圖*圖4-12完整的控制線路圖*23以上分析初看無問題，但仔細(xì)分析第二階段即橫梁上升或下降階段，其條件是橫梁放松到位。如果按下SB1