电动门控制回路
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2019/1/20 16
• 2、延时继电器K6 发出故障信号。 • S3和S4在阀门操 作时总是闭合的， K6计时，超过阀门 的全行程时间，阀 门仍未开闭到位， K6的延时动合触点 闭合，发出故障信 号。
2019/1/20 17
• S7温度开关 • K5热继电器 • 电动机保护开关Q
• 作用：保护过载、 断相、短路等故障
2019/1/20 34
5.4信号串并联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 通过计算可以看到：当元件的拒动作率或误动作 率的数值很小时，单元的可靠性大大提高；而当 元件的拒动作率或误动作率的数值大于一定数值 时，单元的可靠性反而不如元件的可靠性。 • 所以，提高单元可靠性的前提是元件必须可靠。
2019/1/20
20
•
DCS发出 CLOSE指令， CX继电器带电。 动合触点CX闭合， 接触器88C带电， 动合触点88C合 进行自保持，动 断触点88C断开 使关阀回路断开， 形成电气互锁，
关阀主触点88C 闭合，进行关阀。 阀全关，关阀位 置开关17断开， 88C线圈失电， 停止关阀。
• •
2019/1/20 14
• 阀门工况有信号灯 显示： • 闪光信号是由凸轮 推动闪光开关S8控 制的
• 阀门全开，红灯HR 点亮，开阀过程红 灯闪光 • 阀门全关，绿灯HG 点亮，关阀过程绿 灯闪光
2019/1/20 15
• 1、利用转矩开关 的动作发出故障 信号。 • 开阀转矩开关的 动合触点S5闭合 可以提供故障信 号 • 关阀过程是有关 阀转矩开关的动 合触点S6和S4同 时产生故障信号
2019/1/20 33
5.3信号并联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 将反映同一测点故障的检测元件触点进行并联 作为一个信号单元。由图可见，触点间的关系 为逻辑“或”。 • 只要一个元件误动作，则单元就误动作，而只 有并联元件都拒动作，则单元才会拒动作。 • 信号并联法适用于对拒动作要求高，而对误动 作要求低的场合。
2019/1/20 35
5.5信号表决法
X1 X2 X3 X2 X3 X1 表决回路 Y1 X1 X2 Xn
≥m
逻辑门 槛单元
Y
• 它是指在N个输入中至少有M个输入为1，则输 出为1。可以有“三取二”、“四取三“等逻 辑， • 信号表决法的基本理论依据是：在元件可靠性 相同的条件下，多个元件同时出故障的几率小 36 2019/1/20 于单个元件出故障的几率。
2019/1/20
24
可靠性技术简介
1.可靠性的含义及度量 2.故障及故障率 3.故障率分析 4.系统可靠动作的先决条件 5.信号摄取方法及其特点 6.冗余技术简介
2019/1/20
25
1.可靠性的含义及度量
• 可靠性的含义可以理解为：在一定的使用 条件和规定使用的时间内，持续完成设定 功能的概率。 • 可靠性可以用多种度量指标予以表达。比 如：无故障率和故障率。无故障率是指在 实际使用条件和规定时间内，能完成设计 功能的概率E；相应地，不能完成设计功能 的概率为故障率F。则有E+F=1。
5.2信号串联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 将反映同一测点故障的检测元件触点进行串联作 为一个信号单元。由图可见，触点间的关系为逻 辑“与”。 • 只要一个元件拒动作，则单元就拒动作，而只有 串联元件都误动作，则单元才会误动作。 • 信号串联法适用于对误动作要求高，而对拒动作 要求低的场合。
2019/1/20
21
• 开关阀过程 中位置开关 触点3、7均 闭合，绿灯 GL，红灯RL 全亮。 • 阀门全开时， 触点3断开， 绿灯灭； • 阀门全关时， 触点7断开， 红灯灭；
2019/1/20
22
P30 复习思考题图1-31
2019/1/20
23
思考题
• • • • 试填写几种情况下： 已全关时；由关 → 开时； 已全开时；由开 → 关时； 接触器线圈KC、GC和指示灯KD、GD、 ED各自的状态
2019/1/20 8
2019/1/20
9
• 电动机保护开关Q、 开阀接触器K3、 关阀接触器K4 • 控制电动机正转 或反转
2019/1/20
10
2019/1/20
11
• 开阀按钮S1按下， 中间继电器K1吸 合，K1的动合触 点使得开阀接触 器线圈K3的电路 接通，动断触点 使得关阀接触器 线圈K4的电路断 开，形成电气互 锁。
2019/1/20
1
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2
电动装置
• 电动装置装有限位开关，用于产生阀位信 号，可联锁、显示、报警等用。
• 电动装置装有力矩开关，当力矩过大时其 触点状态发生变化（断开），迫使电机停 转。一般有开方向和关方向力矩开关，分 别接在开支路和关支路中。
• 电动装置有位置发送器，可供远方指示阀 门开度。
2019/1/20
5
2.展开接线图
• 按功能、电流性质分类的二次设备展开图。 • 如控制电路图、主（驱动）电路图、信号 （报警、指示）电路图等以及交流、直流 之分等。一般有对应阶梯的功能说明框， 有附图表，有简短文字说明、元件、设备 有编号等，便于阅读和查对回路。
2019/1/20
6
3.安装接线图
2019/1/20 38
本次课学习要点、思考题与习题
• • • • 1.思考题：1-8、1-9、1-10、1-11. 2.作业题：1-12、1-13 3.何谓可靠性？拒动作？误动作？ 4.试说出不同信号摄取方法各自的特点，各 方法的应用场合或应用原理。
2019/1/20
39
2019/1/20 3
• 电动装置配有手轮和就地阀位指示，并可 实现手动-电动切换及操作。 • 其所操作阀门多是全开、全关双位控制阀 门。操作不频繁。
• 一般用限位开关反映位置信号，而用力矩 开关作为保护手段，可用于对闸阀和截止 阀的关过头控制。
2019/1/20 4
常见电气接线图的形式
• 1.原理接线图 • 一次二次主要连接的原理图，给人有整体概念。
2019/1/20
18
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19
• DCS发出OPEN指 令，OX继电器带电。 动合触点OX闭合， 接触器88O带电， 动合触点88O合进 行自保持，动断触 点88O断开使关阀 回路断开，形成电 气互锁，
• 开阀主触点88O闭 合，进行开阀。 • 阀全开，开阀位置 开关4断开，88O线 圈失电，停止开阀。
2019/1/20 26
2.故障及故障率
• 可以从控制动作发生故障的结果来表达可 靠性。故障一般可以分为拒动作和误动作。 一般： • 拒动作是指该动作而未动作，或者说是不 正确的不动作。 • 误动作是指不该动作却动作了，或者说是 不正确的动作。
2019/1/20 27
故障中的拒动作率和误动作率
• 拒动作率（或误动作率）是指在单位时间 内（如一年内）拒动作（或误动作）次数 的数学期望，即 • 误动作率=误动作次数/实际动作次数=误动 作次数/（正确动作次数+误动作次数） • 拒动作率=拒动作次数/应当动作次数=拒动 作次数/（实际动作次数+拒动作次数-误动 作次数）
5.6信号多重化
• 它是指对若干个模拟量信号采取“二取一”、 “二取均”、“三取中”、“三取均”等提高测 量准确度和可靠性的信号摄取法。
• 目的就是要剔除粗大误差（坏值）或减小干扰等 因素的影响。
2019/1/20
37
6.冗余技术简介
• 除了要求摄取的信号可靠外，为了提高控制系统 的可靠性，在元件、器件、部件、设备或装置上 采用冗余技术，如1︰1，N︰1热备用；双电源， 双通讯，双CPU等，以及UPS不间断电源，软件 功能冗余，后备手操等方法，以提高控制系统的 可靠性。 • 另外，在管路阀门执行机构连接中，除了工艺要 求之外，从可靠性上可以认为：串联阀门为了可 靠截止，而并联阀门则是为了可靠的导通。 • 这样从检测信号、逻辑运算到执行机构的可靠性 都得到了提高，就能够提高整个控制系统的可靠 性。
2019/1/20
12
• 触点S7、S5、S3、 K2、K4都闭合时， K3吸合并自保持 （K1为短时吸合）， 电动机通过减速机构 去开启阀门。 • 当阀门全开时，开阀 位置开关S3的动断触 点断开，切断开阀电 路，K3释放后，电动 机停止转动。
2019/1/20
13
• S2按钮操作关阀。 • 阀门全关时，关 阀位置开关S4动 作后不能切断关 阀电路，必须在 关阀的转矩达到 规定时，有转矩 开关S6动作才能 切断关阀电路。
2019/1/20 29
4.系统可靠动作的先决条件
• 控制系统可靠动作的先决条件是必须保证 摄取的信号真实可靠。 • 为了做到这一点，通过将检测元件组构成 信号单元，从而改进摄取信号的可靠性。 下面将对元件和不同结构的信号单元的可 靠性进行简要分析和介绍。
2019/1/20
30
5.信号摄取方法及其特点
2019/1/20 28
3.故障率分析
• 从上式可以知道拒动作率或误动作率 的数值均小于1。从可靠性考虑，这类 故障率数值越小越好。 • 在工程上，要求拒动作率或误动作率 的数值均远远小于1，接近于0，但是 一般不可能等于0。这是因为在工程实 际中，100%可靠性概率是不现实的， 因此要采取提高可靠性的措施。
• 常有屏面布置图、端子排图、屏背面接线 图等。这是硬件加工、安装、试验、检修 必不可少的图纸。 • 一般都有具体设备编号、回路编号、端子、 电缆编号等。
2题
• • • • • 1.对电动门电动装置的要求 2.课堂提供的电动门控制电路的分析： 元件功能作用 各支路（回路）功能作用 开启过程-开状态-关闭过程-关状态的控制 电路工作分析 • 3.试对参考教材中的电动门控制电路进行如 上分析。
• • • • • •
2019/1/20
5.1单一信号法 5.2信号串联法 5.3信号并联法 5.4信号串并联法 5.5信号表决法 5.6信号多重化
31
5.1单一信号法
X1 Y
• 即用单个检测元件为一信号单元。这样，单 元的可靠性与元件的可靠性相同，即单一信 号法单元相对元件来说可靠性没改变。
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• 2、延时继电器K6 发出故障信号。 • S3和S4在阀门操 作时总是闭合的， K6计时，超过阀门 的全行程时间，阀 门仍未开闭到位， K6的延时动合触点 闭合，发出故障信 号。
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• S7温度开关 • K5热继电器 • 电动机保护开关Q
• 作用：保护过载、 断相、短路等故障
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5.4信号串并联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 通过计算可以看到：当元件的拒动作率或误动作 率的数值很小时，单元的可靠性大大提高；而当 元件的拒动作率或误动作率的数值大于一定数值 时，单元的可靠性反而不如元件的可靠性。 • 所以，提高单元可靠性的前提是元件必须可靠。
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•
DCS发出 CLOSE指令， CX继电器带电。 动合触点CX闭合， 接触器88C带电， 动合触点88C合 进行自保持，动 断触点88C断开 使关阀回路断开， 形成电气互锁，
关阀主触点88C 闭合，进行关阀。 阀全关，关阀位 置开关17断开， 88C线圈失电， 停止关阀。
• •
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• 阀门工况有信号灯 显示： • 闪光信号是由凸轮 推动闪光开关S8控 制的
• 阀门全开，红灯HR 点亮，开阀过程红 灯闪光 • 阀门全关，绿灯HG 点亮，关阀过程绿 灯闪光
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• 1、利用转矩开关 的动作发出故障 信号。 • 开阀转矩开关的 动合触点S5闭合 可以提供故障信 号 • 关阀过程是有关 阀转矩开关的动 合触点S6和S4同 时产生故障信号
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5.3信号并联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 将反映同一测点故障的检测元件触点进行并联 作为一个信号单元。由图可见，触点间的关系 为逻辑“或”。 • 只要一个元件误动作，则单元就误动作，而只 有并联元件都拒动作，则单元才会拒动作。 • 信号并联法适用于对拒动作要求高，而对误动 作要求低的场合。
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5.5信号表决法
X1 X2 X3 X2 X3 X1 表决回路 Y1 X1 X2 Xn
≥m
逻辑门 槛单元
Y
• 它是指在N个输入中至少有M个输入为1，则输 出为1。可以有“三取二”、“四取三“等逻 辑， • 信号表决法的基本理论依据是：在元件可靠性 相同的条件下，多个元件同时出故障的几率小 36 2019/1/20 于单个元件出故障的几率。
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可靠性技术简介
1.可靠性的含义及度量 2.故障及故障率 3.故障率分析 4.系统可靠动作的先决条件 5.信号摄取方法及其特点 6.冗余技术简介
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1.可靠性的含义及度量
• 可靠性的含义可以理解为：在一定的使用 条件和规定使用的时间内，持续完成设定 功能的概率。 • 可靠性可以用多种度量指标予以表达。比 如：无故障率和故障率。无故障率是指在 实际使用条件和规定时间内，能完成设计 功能的概率E；相应地，不能完成设计功能 的概率为故障率F。则有E+F=1。
5.2信号串联法
X1 X1 X2 Y X2 信 号 串 联 回 路 信 号 并 联 回 路 信 号 串 并 联 回 路 X3 X4 Y X1 X2 Y
• 将反映同一测点故障的检测元件触点进行串联作 为一个信号单元。由图可见，触点间的关系为逻 辑“与”。 • 只要一个元件拒动作，则单元就拒动作，而只有 串联元件都误动作，则单元才会误动作。 • 信号串联法适用于对误动作要求高，而对拒动作 要求低的场合。
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• 开关阀过程 中位置开关 触点3、7均 闭合，绿灯 GL，红灯RL 全亮。 • 阀门全开时， 触点3断开， 绿灯灭； • 阀门全关时， 触点7断开， 红灯灭；
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P30 复习思考题图1-31
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思考题
• • • • 试填写几种情况下： 已全关时；由关 → 开时； 已全开时；由开 → 关时； 接触器线圈KC、GC和指示灯KD、GD、 ED各自的状态
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• 电动机保护开关Q、 开阀接触器K3、 关阀接触器K4 • 控制电动机正转 或反转
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• 开阀按钮S1按下， 中间继电器K1吸 合，K1的动合触 点使得开阀接触 器线圈K3的电路 接通，动断触点 使得关阀接触器 线圈K4的电路断 开，形成电气互 锁。
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电动装置
• 电动装置装有限位开关，用于产生阀位信 号，可联锁、显示、报警等用。
• 电动装置装有力矩开关，当力矩过大时其 触点状态发生变化（断开），迫使电机停 转。一般有开方向和关方向力矩开关，分 别接在开支路和关支路中。
• 电动装置有位置发送器，可供远方指示阀 门开度。
2019/1/20
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2.展开接线图
• 按功能、电流性质分类的二次设备展开图。 • 如控制电路图、主（驱动）电路图、信号 （报警、指示）电路图等以及交流、直流 之分等。一般有对应阶梯的功能说明框， 有附图表，有简短文字说明、元件、设备 有编号等，便于阅读和查对回路。
2019/1/20
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3.安装接线图
2019/1/20 38
本次课学习要点、思考题与习题
• • • • 1.思考题：1-8、1-9、1-10、1-11. 2.作业题：1-12、1-13 3.何谓可靠性？拒动作？误动作？ 4.试说出不同信号摄取方法各自的特点，各 方法的应用场合或应用原理。
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2019/1/20 3
• 电动装置配有手轮和就地阀位指示，并可 实现手动-电动切换及操作。 • 其所操作阀门多是全开、全关双位控制阀 门。操作不频繁。
• 一般用限位开关反映位置信号，而用力矩 开关作为保护手段，可用于对闸阀和截止 阀的关过头控制。
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常见电气接线图的形式
• 1.原理接线图 • 一次二次主要连接的原理图，给人有整体概念。
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• DCS发出OPEN指 令，OX继电器带电。 动合触点OX闭合， 接触器88O带电， 动合触点88O合进 行自保持，动断触 点88O断开使关阀 回路断开，形成电 气互锁，
• 开阀主触点88O闭 合，进行开阀。 • 阀全开，开阀位置 开关4断开，88O线 圈失电，停止开阀。
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2.故障及故障率
• 可以从控制动作发生故障的结果来表达可 靠性。故障一般可以分为拒动作和误动作。 一般： • 拒动作是指该动作而未动作，或者说是不 正确的不动作。 • 误动作是指不该动作却动作了，或者说是 不正确的动作。
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故障中的拒动作率和误动作率
• 拒动作率（或误动作率）是指在单位时间 内（如一年内）拒动作（或误动作）次数 的数学期望，即 • 误动作率=误动作次数/实际动作次数=误动 作次数/（正确动作次数+误动作次数） • 拒动作率=拒动作次数/应当动作次数=拒动 作次数/（实际动作次数+拒动作次数-误动 作次数）
5.6信号多重化
• 它是指对若干个模拟量信号采取“二取一”、 “二取均”、“三取中”、“三取均”等提高测 量准确度和可靠性的信号摄取法。
• 目的就是要剔除粗大误差（坏值）或减小干扰等 因素的影响。
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6.冗余技术简介
• 除了要求摄取的信号可靠外，为了提高控制系统 的可靠性，在元件、器件、部件、设备或装置上 采用冗余技术，如1︰1，N︰1热备用；双电源， 双通讯，双CPU等，以及UPS不间断电源，软件 功能冗余，后备手操等方法，以提高控制系统的 可靠性。 • 另外，在管路阀门执行机构连接中，除了工艺要 求之外，从可靠性上可以认为：串联阀门为了可 靠截止，而并联阀门则是为了可靠的导通。 • 这样从检测信号、逻辑运算到执行机构的可靠性 都得到了提高，就能够提高整个控制系统的可靠 性。
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• 触点S7、S5、S3、 K2、K4都闭合时， K3吸合并自保持 （K1为短时吸合）， 电动机通过减速机构 去开启阀门。 • 当阀门全开时，开阀 位置开关S3的动断触 点断开，切断开阀电 路，K3释放后，电动 机停止转动。
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• S2按钮操作关阀。 • 阀门全关时，关 阀位置开关S4动 作后不能切断关 阀电路，必须在 关阀的转矩达到 规定时，有转矩 开关S6动作才能 切断关阀电路。
2019/1/20 29
4.系统可靠动作的先决条件
• 控制系统可靠动作的先决条件是必须保证 摄取的信号真实可靠。 • 为了做到这一点，通过将检测元件组构成 信号单元，从而改进摄取信号的可靠性。 下面将对元件和不同结构的信号单元的可 靠性进行简要分析和介绍。
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5.信号摄取方法及其特点
2019/1/20 28
3.故障率分析
• 从上式可以知道拒动作率或误动作率 的数值均小于1。从可靠性考虑，这类 故障率数值越小越好。 • 在工程上，要求拒动作率或误动作率 的数值均远远小于1，接近于0，但是 一般不可能等于0。这是因为在工程实 际中，100%可靠性概率是不现实的， 因此要采取提高可靠性的措施。
• 常有屏面布置图、端子排图、屏背面接线 图等。这是硬件加工、安装、试验、检修 必不可少的图纸。 • 一般都有具体设备编号、回路编号、端子、 电缆编号等。
2题
• • • • • 1.对电动门电动装置的要求 2.课堂提供的电动门控制电路的分析： 元件功能作用 各支路（回路）功能作用 开启过程-开状态-关闭过程-关状态的控制 电路工作分析 • 3.试对参考教材中的电动门控制电路进行如 上分析。
• • • • • •
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5.1单一信号法 5.2信号串联法 5.3信号并联法 5.4信号串并联法 5.5信号表决法 5.6信号多重化
31
5.1单一信号法
X1 Y
• 即用单个检测元件为一信号单元。这样，单 元的可靠性与元件的可靠性相同，即单一信 号法单元相对元件来说可靠性没改变。
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