電氣控制電路設計實例

課程設計報告

題目升降機夾取電路設計

摘要隨著新科技的逐步引入，建筑業(yè)得到了很大的發(fā)展，高層建筑與智能化樓宇的數(shù)量不斷增加，伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，電氣控制設備的應用也越來越多，各種各樣的控制線路被廣泛應用于自動化領域中。作為電氣控制的重要環(huán)節(jié)，電氣控制線路對電氣設備的設計、操作、生產(chǎn)等各方面都有重要的影響，因此電氣控制線路的設計是電氣控制的關鍵。關鍵詞：電氣控制；線路；設計目錄3.3電氣原理圖的設計方法及設計實例

3.3.1分析設計法3.3.2邏輯設計法此方法無固定的設計程序，設計方法簡單，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。分析設計法，由于是靠經(jīng)驗進行設計的，因而靈活性很大，初步設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計方案。這種設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)。（1）橫梁機構(gòu)對電氣控制系統(tǒng)提出的要求：橫梁升降M1，點動控制；橫梁夾緊與放松M2；橫梁夾緊與橫梁移動之間必須有一定的操作程序：按上升（下降）移動按鈕→自動放松→橫梁上升（下降）→到位后→松開按鈕→橫梁自動夾緊；橫梁升降具有上下行程的限位保護；橫梁夾緊與橫梁移動之間及正反向運動之間具有必要的聯(lián)鎖。

3.3電氣原理圖的設計方法及設計實例3.3.1分析設計法

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的電路環(huán)節(jié)，直接設計控制電路。這種設計方法比較簡單，但要求設計人員必須熟悉大量的控制電路，掌握多種典型電路的設計資料，同時具有豐富的設計經(jīng)驗，在設計過程中往往還要經(jīng)過多次反復地修改、試驗，才能使電路符合設計的要求。即使這樣，設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。前面已給出了基本的電氣控制電路，討論了基本的電氣控制方法，分析了常用的典型控制電路。在此基礎上，通過下面一個實際例子來說明電氣控制電路的一般設計方法。以龍門刨床（或立車）橫梁升降自動控制電路設計，說明分析設計法的設計過程。這種機構(gòu)無論在機械傳動或電力傳動控制的設計中都有普遍意義，在立式車床、搖臂鉆床等設備中均采用類似的結(jié)構(gòu)和控制方法。（2）控制電路設計

①設計主電路M1—橫梁移動電機，KMl，KM2控制正反轉(zhuǎn)M2—橫梁夾緊電機，KM3，KM4控制正反轉(zhuǎn)②設計基本控制電路

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計出圖3-11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計完畢后，可能還有不合理的地方，應仔細校核。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，特別應該對照生產(chǎn)要求再次分析設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。KM43.3.2邏輯設計法

邏輯設計法，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系用邏輯函數(shù)關系式表達，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”關系式，用這種方法設計的電路比較合理，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計法難度較大，不易掌握。邏輯電路有兩種基本類型，對應其設計方法也各不相同。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。即輸出量對輸入量無影響，稱為組合邏輯電路，其設計方法比較簡單，可以作為經(jīng)驗設計法的輔助和補充，用于簡單控制電路的設計，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。這種邏輯電路設計要設置中間記憶元件（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。其設計過程比較復雜，基本步驟如下：①根據(jù)拖動要求，先設計主電路，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、主令控制器等）和檢測元件（如行程開關、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）間的邏輯關系式。⑤化簡邏輯式，據(jù)此繪出相應控制電路。⑥檢查并完善設計電路。由于這種方法設計難度較大，整個設計過程較復雜，還要涉及一些新概念，在一般常規(guī)設計中，很少單獨采用。其具體設計過程可參閱專門資料，這里不再作進一步介紹。參考文獻1.建筑電氣控制技術王儉建筑工業(yè)出版社2.建筑電氣控制技術馬小軍機械工業(yè)出版社3.常用低壓電路手冊楊國福化學工業(yè)出版社附錄：1、元器件明細表名稱 型號 數(shù)量 單位附錄：1、元器件明細表名稱 型號 數(shù)量 單位交流接觸器 LC1-D169M 6 個熱繼電器 LR1-D16321