电气原理图的设计方法及设计实例课件.ppt

3.3 电气原理图的设计方法及设计实例 3.3.1 分析设计法分析设计法 根根据据生生产产工工艺艺要要求求，，利利用用各各种种典典型型的的电电路路环环节节，，直直接接设设计计控控制制电电路路这这种种设设计计方方法法比比较较简简单单，，但但要要求求设设计计人人员员必必须须熟熟悉悉大大量量的的控控制制电电路路，，掌掌握握多多种种典典型型电电路路的的设设计计资资料料，，同同时时具具有有丰丰富富的的设设计计经经验验，，在在设设计计过过程程中中往往往往还还要要经经过过多多次次反反复复地地修修改改、、试试验验，，才才能能使使电电路路符符合合设设计计的的要要求求即即使使这这样样，，设设计计出出来来的的电电路路可可能能不不是是最最简简，，所所用用的的电电器器及及触触头头不不一一定定最最少少，，所所得得出出的的方案不一定是最佳方案方案不一定是最佳方案3.3 电气原理图的设计方法及设计实例 3.3.1 分析此此方方法法无无固固定定的的设设计计程程序序，，设设计计方方法法简简单单，，容容易易为为初初学学者者掌掌握握当当经经验验不不足足时时或或考考虑虑不不周周时时会会影影响电路工作的可靠性响电路工作的可靠性。

分分析析设设计计法法，，由由于于是是靠靠经经验验进进行行设设计计的的，，因因而而灵灵活活性性很很大大，，初初步步设设计计出出来来的的电电路路可可能能是是几几个个，，这这时时要要加加以以比比较较分分析析，，甚甚至至要要通通过过实实验验加加以以验验证证，，才才能能确确定定比比较较合合理理的的设设计计方方案案这这种种设设计计方方法法没没有有固固定定模模式式，，通通常常先先用用一一些些典典型型电电路路环环节节拼拼凑凑起起来来实实现现某某些些基基本本要要求求，，而而后后根根据据生生产产工工艺艺要要求求逐逐步步完完善善其其功能，并加以适当的联锁与保护环节功能，并加以适当的联锁与保护环节此方法无固定的设计程序，设计方法简单，容易为初学者掌握当经前前面面已已给给出出了了基基本本的的电电气气控控制制电电路路，，讨讨论论了了基基本本的的电电气气控控制制方方法法，，分分析析了了常常用用的的典典型型控控制制电电路路在在此此基基础础上上，，通通过过下下面面一一个个实实际际例例子子来来说说明明电电气气控控制制电电路的一般设计方法路的一般设计方法以以龙龙门门刨刨床床（（或或立立车车））横横梁梁升升降降自自动动控控制制电电路路设设计计，，说说明明分分析析设设计计法法的的设设计计过过程程。

这这种种机机构构无无论论在在机机械械传传动动或或电电力力传传动动控控制制的的设设计计中中都都有有普普遍遍意意义义，，在在立立式式车车床床、、摇摇臂臂钻钻床床等等设设备备中中均均采采用用类类似似的的结结构构和和控控制方法 前面已给出了基本的电气控制电路，讨论了基本的电气控制方法，分（（1））横梁机构对电气控制系统提出的要求：横梁机构对电气控制系统提出的要求：横梁升降横梁升降M1，，点动控制；点动控制；横梁夹紧与放松横梁夹紧与放松M2；；横横梁梁夹夹紧紧与与横横梁梁移移动动之之间间必必须须有有一一定定的的操操作作程程序序：：按按上上升升（（下下降降））移移动动按按钮钮→自自动动放放松松→横横梁梁上上升（下降）升（下降）→到位后到位后→松开按钮松开按钮→横梁自动夹紧；横梁自动夹紧；横梁升降具有上下行程的限位保护；横梁升降具有上下行程的限位保护；横横梁梁夹夹紧紧与与横横梁梁移移动动之之间间及及正正反反向向运运动动之之间间具具有必要的联锁有必要的联锁 （1）横梁机构对电气控制系统提出的要求：（（2））控制电路设计控制电路设计 ① ① 设计主电路设计主电路M1—横梁移动电机，横梁移动电机， KMl，，KM2控制正反转控制正反转M2—横梁夹紧电机，横梁夹紧电机， KM3，，KM4控制正反转控制正反转② ② 设计基本控制电路设计基本控制电路 4个接触器个接触器 — 4个线圈个线圈2只只点点动动按按钮钮，，触触头头不不够够—KA1和和KA2进进行行控控制制。

根根据据生生产产对对控控制制系系统统所所要要求求的的操操作作程程序序可可以设计出图以设计出图3-11所示的草图所示的草图2）控制电路设计 ② 设计基本控制电路 但但它它还还不不能能实实现现在在横横梁梁放放松松后后才才能能自自动动升升降降，，也也不不能能在在横横梁梁夹夹紧紧后后使使夹夹紧紧电电机机自自动动停停止止，，需需要要恰恰当当地地选选择择控控制制过过程程中中的的变变化化参参量量来来实实现上述自动控制要求现上述自动控制要求 ③ ③ 选择控制参量、确定控制原则选择控制参量、确定控制原则 反反映映横横梁梁放放松松的的参参量量，，可可以以有有行行程程参参量量和和时时间间参参量量由由于于行行程程参参量量更更加加直直接接反反映映放放松松程程度度，，因因此此采采用行程开关进行控制用行程开关进行控制但它还不能实现在横梁放松后才能自动升降，也不能在横梁夹紧后使SQ1↓—横梁已经放松横梁已经放松KI ↓—横梁已经夹紧，选用电流参量横梁已经夹紧，选用电流参量④ ④ 设计联锁保护环节设计联锁保护环节互锁互锁—KA1、、KA2，，M1正反转；正反转； —KM3、、KM4，，M1正反转正反转顺序顺序—SQ1，，实现横梁松开与移动的联锁保护。

实现横梁松开与移动的联锁保护限位保护限位保护—SQ2、、SQ3分别实现上、下限位保护分别实现上、下限位保护短路保护短路保护—FUSQ1↓—横梁已经放松电气原理图的设计方法及设计实例⑤ ⑤ 电路的完善和校核电路的完善和校核 控控制制电电路路初初步步设设计计完完毕毕后后，，可可能能还还有有不不合合理理的的地地方方，，应应仔仔细细校校核核例例如如，，进进一一步步简简化化以以节节省省触触头头数数，，节节省省电电器器间间连连接接线线等等，，特特别别应应该该对对照照生生产产要要求求再再次次分分析析设设计计电电路路是是否否逐逐条条予予以以实实现现，，电电路路在在误误操操作作时时是是否否会产生事故会产生事故 上上述述电电路路中中，，如如果果按按下下SBl或或SB2的的时时间间很很短短，，横横梁梁放放松松还还未未到到位位就就已已松松开开按按下下的的按按钮钮，，致致使使横横梁梁既既不不能能继继续续放放松松又又不不能能进进行行夹夹紧紧，，容容易易出出现现事事故故改改进进的的方方法法是是将将KM4的的辅辅助助触触头头并并联联在在KA1，，KA2两两端端，，使使横横梁梁一一旦旦放放松松，，就就必必然然连连续续工工作作至至放放松松到到位位，，然然后后可靠地进入夹紧阶段。

可靠地进入夹紧阶段KM4⑤ 电路的完善和校核 KM4 3.3.2 逻辑设计法逻辑设计法 逻逻辑辑设设计计法法，，是是根根据据生生产产工工艺艺的的要要求求，，利利用用逻逻辑辑代代数数来来分分析析、、设设计计电电路路的的将将执执行行元元件件需需要要的的工工作作信信号号以以及及主主令令电电器器的的接接通通与与断断开开状状态态看看成成逻逻辑辑变变量量，，并并根根据据控控制制要要求求将将它它们们之之间间的的关关系系用用逻逻辑辑函函数数关关系系式式表表达达，，再再运运用用逻逻辑辑函函数数基基本本公公式式和和运运算算规规律律进进行行简简化化，，成成为为最最简简“与与、、或或”关关系系式式，，用用这这种种方方法法设设计计的的电电路路比比较较合合理理，，特特别别适适合合完完成成较较复复杂杂的的生生产产工工艺艺所所要要求求的的控控制制电电路路但但是是相相对对而而言言逻逻辑辑设设计计法法难难度度较较大大，，不不易易掌握 3.3.2 逻辑设计法 逻逻辑辑电电路路有有两两种种基基本本类类型型，，对对应应其其设设计计方方法法也也各各不不相相同同一一种种是是执执行行元元件件的的输输出出状状态态，，只只与与同同一一时时刻刻控控制制元元件件的的状状态态相相关关。

即即输输出出量量对对输输入入量量无无影影响响，，称称为为组组合合逻逻辑辑电电路路，，其其设设计计方方法法比比较较简简单单，，可可以以作作为为经经验验设设计计法法的的辅辅助助和和补补充充，，用用于于简简单单控控制制电电路路的的设设计计，，或或对对某某些些局局部部电电路路进进行行简简化化，，进进一一步步节节省并合理使用电器元件与触头其设计步骤为：省并合理使用电器元件与触头其设计步骤为：逻辑电路有两种基本类型，对应其设计方法也各不相同一种是执行① ① 列出控制元件与执行元件的动作状态表；列出控制元件与执行元件的动作状态表；② ② 根据状态表写出的逻辑代数式；根据状态表写出的逻辑代数式；③ ③ 利利用用逻逻辑辑代代数数基基本本公公式式化化简简至至最最简简““与与或或””式；式；④ ④ 根据简化了的逻辑式绘制控制电路根据简化了的逻辑式绘制控制电路另另一一类类逻逻辑辑电电路路被被称称为为时时序序逻逻辑辑电电路路，，即即输输出出量量通通过过反反馈馈作作用用，，对对输输入入状状态态产产生生影影响响这这种种逻逻辑辑电电路路设设计计要要设设置置中中间间记记忆忆元元件件（（如如中中间间继继电电器器等等）），，记记忆忆输输入入信信号号的的变变化化，，以以达达到到各各程程序序两两两两区区分分的的目目的。

其设计过程比较复杂，基本步骤如下：的其设计过程比较复杂，基本步骤如下： ① 列出控制元件与执行元件的动作状态表；①① 根根据据拖拖动动要要求求，，先先设设计计主主电电路路，，明明确确各各电电动动机机及及执执行行元元件件的的控控制制要要求求，，并并选选择择产产生生控控制制信信号号（（包包括括主主令令信信号号与与检检测测信信号号））的的主主令令元元件件（（如如按按钮钮、、控控制制开开关关、、主主令令控控制制器器等等））和和检检测测元元件件（（如如行行程程开开关关、、压压力继电器、速度继电器、过电流继电器等）力继电器、速度继电器、过电流继电器等）②② 根根据据工工艺艺要要求求作作出出工工作作循循环环图图，，并并列列出出主主令令元元件件、、检检测测元元件件以以及及执执行行元元件件的的状状态态表表，，写写出出各各状状态态特征码（一个以二进制数表示一组状态的代码）特征码（一个以二进制数表示一组状态的代码）③③ 为为区区分分所所有有状状态态（（重重复复特特征征码码））而而增增设设必必要要的中间记忆元件（中间继电器）的中间记忆元件（中间继电器）① 根据拖动要求，先设计主电路，明确各电动机及执行元件的控制④④ 根根据据已已区区分分的的各各种种状状态态的的特特征征码码，，写写出出各各执执行行元元件件（（输输出出））与与中中间间继继电电器器、、主主令令元元件件及及检检测测元元件件（逻辑变量）间的逻辑关系式。

逻辑变量）间的逻辑关系式⑤⑤ 化简逻辑式，据此绘出相应控制电路化简逻辑式，据此绘出相应控制电路⑥⑥ 检查并完善设计电路检查并完善设计电路由由于于这这种种方方法法设设计计难难度度较较大大，，整整个个设设计计过过程程较较复复杂杂，，还还要要涉涉及及一一些些新新概概念念，，在在一一般般常常规规设设计计中中，，很很少少单单独独采采用用其其具具体体设设计计过过程程可可参参阅阅专专门门资资料料，，这这里里不再作进一步介绍不再作进一步介绍④ 根据已区分的各种状态的特征码，写出各执行元件（输出）与中。