1、5.4 继电器-接触器控制线路设计简介,5.4.1 电气控制系统设计的基本内容和一般原则 5.4.2 电力拖动方案确定原则和电机的选择 5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法 5.4.4 电气控制系统的工艺设计,主要内容：电气控制系统设计内容和原则，电气控制线路设计方法。,5.4.1 电气控制系统设计的基本内容和一般原则,一、电气设计的主要内容1. 电气设计的一般内容2. 电气设计的技术条件3. 电气传动形式的选择4. 电气控制方案的确定 二、电气设计的一般原则1. 最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求2. 在满足生产要求的前提下力求使控制线路简单和经济3. 保证控制线路
2、工作的可靠性4. 控制线路工作的安全性5. 操作和维修方便,5.4.2 电力拖动方案确定原则和电机的选择,一、电气传动方式1.单机拖动2.分机拖动二、调速性能1.重型或大型设备2.精密机械设备3.一般中小型设备三、负载特性四、电动机的选择五、起动、制动和反向要求,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,电气控制线路的两种设计方法：经验设计法，逻辑设计法。 一、经验设计法 1.经验设计法的基本特点首先根据生产机械对电气控制电路的要求，设计出各个独立环节的控制电路或单元电路，然后根据生产工艺要求找出各个控制环节之间的相互关系，进一步拟定联锁控制电路及进行辅助电路的设计，最后为了努力取得较
3、好的技术经济效果，再考虑减少电器与触头数目。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 2.经验设计法的基本步骤主电路设计；控制电路设计；辅助电路设计；反复审核电路是否满足设计原则。 3.具体设计过程中常有的两种作法根据生产机械的工艺要求与工作过程，将现有的典型环节集聚起来加以补充修改，综合成所需的控制线路。在找不到现有的典型环节时，则根据生产机械的工艺要求与工作过程自行设计，边分析边画图，将输入的主令信号经过适当的转换，得到执行元件所需的工作信号。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,5.4.3 电气控制线路的经验设计
4、法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,KT3,控制要求：第一台电机启动运行3s后，第二台电机才能自行启动，运行8s后，第一台电机停转，同时第三台电机启动，运行5s后，电动机全部断电。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,控制要求：第一台电机启动运行5s后，第二台电机才能自行启动，运行6s后，第三台电机自动启动，停止时，三台电机全部断电。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,控制要求：(1)既能点动又能连续运转；(2)停止时采用反接制动；(3)能在两处进行启动和制动。,5.4.3 电
5、气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,往复运动的控制要求：(1)向前运动到位后，停留一段时间再返回；(2)返回到位立即向前。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,控制要求：(1) (2)(3)(4),5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,一、经验设计法 4.经验设计法举例,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (1)逻辑变量在逻辑代数中，把这种具有两个对立物理状态的量称为“逻辑变量”。在继电接触式控制线路中，每一个接触器或继电器的线圈、触
6、头，以及控制按钮的触头都相当于一个逻辑变量，它们都具有两个对立的物理状态，故可采用“逻辑0”和“逻辑1”来表示。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (1)逻辑变量对于继电器、接触器、电磁铁、电磁阀等元件的线圈，规定通电为“1”状态，失电则规定为“0”状态。对于按钮、行程开关元件，规定压下时为“1”状态，复位时为“0”状态。对于元件的触点，规定触点闭合状态为“1”状态，触点断开状态为“0”状态。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (2)逻辑函数在继电接触式控制线路中
7、，把表示触头状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量的取值随各输入逻辑变量取值变化而变化。输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数关系。控制线路中输入和输出关系用列表方式表示称为真值表。,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (3)三种基本逻辑运算(与、或、非)逻辑“与”(也称逻辑“乘”、逻辑“积” )逻辑“或” (也称逻辑“加”、逻辑“和”)逻辑“非”(也称逻辑“求反”）,逻辑“与” 电路,逻辑“或” 电路,逻辑“非”电路,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑
8、设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (4)逻辑代数的基本运算规则和定律,交换律,分配律,结合律,吸收律,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 1.逻辑变量、逻辑函数及运算法则 (4)逻辑代数的基本运算规则和定律,重叠律,非非律,反演律(摩根定律),化简中常用的基本恒等式：A0A A 1AA11 A 00,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 2.继电接触器控制线路的逻辑函数,对图 (a)可列出逻辑函数为：,对图 (b)可列出逻辑函数为：,其一般形式为：,其一般形式为：,两个简单的起、停、保电路,5.4.3 电气控制线
9、路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 3.逻辑设计方法的一般步骤 充分研究加工工艺过程，做出工作循环图或工作示意图。 按工作循环图做执行元件节拍表及检测元件状态表。 根据状态表，确定中间记忆元件的开关边界线，设计中间记忆元件。 列写中间记忆元件逻辑函数式及执行元件逻辑函数式。 根据逻辑函数式建立电路结构图。 进一步完善电路，增加必要的连锁、保护等辅助环节，检查电路是否符合原控制要求，有无寄生回路，是否存在竞争现象等。,设计要求：某电动机只有在继电器KAl、KA2、KA3中任何一个或两个动作时才能运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路。 设计步骤：列出控制元件与执行元件的动作状态表
10、；根据状态表写出KM的逻辑代数式；,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 4.逻辑设计法举例,设计步骤：根据状态表写出KM的逻辑代数式；,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 4.逻辑设计法举例,利用逻辑代数基本公式化简至最简“与或”式；,设计步骤：,5.4.3 电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法,二、逻辑设计法 4.逻辑设计法举例,利用逻辑代数基本公式化简至最简“与或”式；,根据简化了的逻辑式绘制控制电路。,设计要求：某电动机只有在继电器 KAl、KA2、KA3中任何一个或两个动作时才能运转， 而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路。,5.4.4 电气控制系统的工艺设计,一、电气设备总体配置设计二、电器元件布置图的设计与绘制三、电器部件接线图的绘制四、电气柜、箱及非标准零件图的设计五、各类元器件及材料清单的汇总六、编写设计说明书,
