电器控制线路的设计方法讲稿
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电气控制线路的设计方法
这时按钮SB2不起控制作用，因此这种电路称为开启优 先形式。式3-2中，=0时，fKM=0，这时SB1不起 控制作用。因此这种电路称为关断优先形式。 一般情况下，为了安全起见，均选择关断优先形式。 当开启条件的转换主令信号不止一个，还有其它条件 约束时，用XK表示开启信号，用XKY表示约束条件； 显然，只有条件全部具备才能开启， 由此，X开= XK •XKY
实现横梁的夹紧或放松。
②横梁夹紧与横梁移动之间必须按照一定的顺序操作，
即当横梁上下移动时，能自动按照“放松横梁→横梁上下
移动→夹紧横梁→夹紧电动机自动停止运动”顺序动作。
③横梁在上升和下降时应设置限位保护。
④横梁夹紧与运动之间及正反向运动之间应设置联锁。
2）设计步骤
（1）主电路设计：升降电动机M1和夹紧放松电动机M2
式中，KAi-1•Ci为启动条件，其中，KAi-1是
确保步进继电器依次动作条件，Ci为步进转换条件。
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
3.3.2逻辑设计法
为停止条件。括号中的KAi为自锁逻辑。以上逻辑式 可确保任一时刻只有一个步进继电器工作。由于 步进逻辑工作时有关断上一道工序的能力， 因此可允许转换条件Ci重复使用。
对应图3-15（a）和（b），可分别写出逻辑函数为：
式中，SB1为开启条件，为关断条件，
KM为自锁信号。 17 目录 返回
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
SB第2 4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
3.3.2逻辑设计法
两个电路图启、保、停功能相似，但从逻辑函数表达式 看却有本质区别。在式3-1中SB1=1时，fKM=1，
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实现横梁的夹紧或放松。
②横梁夹紧与横梁移动之间必须按照一定的顺序操作，
即当横梁上下移动时，能自动按照“放松横梁→横梁上下
移动→夹紧横梁→夹紧电动机自动停止运动”顺序动作。
③横梁在上升和下降时应设置限位保护。
④横梁夹紧与运动之间及正反向运动之间应设置联锁。
2）设计步骤
（1）主电路设计：升降电动机M1和夹紧放松电动机M2
式中，KAi-1•Ci为启动条件，其中，KAi-1是
确保步进继电器依次动作条件，Ci为步进转换条件。
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
3.3.2逻辑设计法
为停止条件。括号中的KAi为自锁逻辑。以上逻辑式 可确保任一时刻只有一个步进继电器工作。由于 步进逻辑工作时有关断上一道工序的能力， 因此可允许转换条件Ci重复使用。
对应图3-15（a）和（b），可分别写出逻辑函数为：
式中，SB1为开启条件，为关断条件，
KM为自锁信号。 17 目录 返回
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SB第2 4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
3.3.2逻辑设计法
两个电路图启、保、停功能相似，但从逻辑函数表达式 看却有本质区别。在式3-1中SB1=1时，fKM=1，
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第三章电气控制线路设计
例3-4加热炉自动上料机构 3）启动之前，各运动部件需处于原 位，即行程开关 SQl、SQ3都处于被 压下的状态，因此，启动的条件除启 动按钮外，还有行程开关SQ1、SQ3的 状态需为动作状态。
例3-4加热炉自动上料机构控制线路
1SB1↓→M1正 转，炉门开启 2炉门降至 SQ4,KM3吸合， 推杆进。 3推杆进至SQ2， KM4吸合，推 杆退。 4推杆退至SQ1 停，KM2吸， 炉门上升至 SQ3停。
（2）“或”运算 K＝A+B
1．三种基本逻辑运算
（3）逻辑“非”
2.逻辑代数公理、定理与电器控制
例3-6 A+1＝1
2.逻辑代数公理、定理与电器控制
例3-7
2.逻辑代数公理、定理与电器控制
例3-8
A B A B
例3-10,已知逻辑函数关系画电气线路图
KM 1 SB1 KA1 ( SB2 KA2) KM 1 KM 2 ( SB4 KA2) ( SB3 KA1 KM 2)
例3-14，例3-13的电气线路图
KA1 ( SB KA1) SQ2 KA2 ( SQ1 KA2) SQ3 YA1 KA1 YA2 KA2
(二）运算元件的一般逻辑式
1用持续信号排除额外起始信号
1用持续信号排除额外起始信号
图3-41 (b)
2、用持续信号排除额外终止信号(a)
电磁吸盘控制
充磁启动：按下SB8＋ → KM5 √ → KM5+ →主 触头吸合，电磁吸盘充磁。 → KM5+辅助常开触点吸合，自锁。 充磁停止：按下 SB7(-) → KM5 × → KM5 (-)主 触头释放脱开，充磁停止。 退磁操作：按下SB9+ → KM6 √ → KM6+ →主 触头吸合，电磁吸盘退磁。 松开SB9(-) → KM6 × →KM6 (-)主触头释 放脱开，退磁结束
第三章电气控制线路设计
Date: 5/22/2012
Page: 6
第三章 电气控制线路设计
2．保证控制电路工作可靠和安全。 保证控制电路工作可靠和安全。 （1）正确连接电器的触点。 正确连接电器的触点。 如图3 所示，一般情况下，线圈的一端应连接在一起， 如图3-2所示，一般情况下，线圈的一端应连接在一起，接到电 源的一根母线上。 同一电器的常开和常闭辅助触点靠的很近， 源的一根母线上。 同一电器的常开和常闭辅助触点靠的很近，如 一根母线上 果分别接到电源的不同相上，触点断开时产生的电弧可能在两触点 分别接到电源的不同相上， 间形成飞弧，造成电源短路。 间形成飞弧，造成电源短路。
快进 工进
工退 快退
SQ1
SQ2
SQ3
原 位
Date: 5/22/2012
转 换
Page: 14
终 点
第三章 电气控制线路设计 （二）主电路设计 此例中有M1、M2两台电机，分别有正反转控制， 此例中有M1、M2两台电机，分别有正反转控制，均为全 M1 两台电机 压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下： 压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下：
简化电路
当控制的支路数较多， 当控制的支路数较多， 而触点数目不够时， 而触点数目不够时， 可采用中间继电器增 加控制支路的数量。 加控制支路的数量。
去掉不必要的 KM1，简化电路， ，简化电路， 提高电路可靠性
Date: 5/22/2012
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第三章 电气控制线路设计 （6）在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要 在频繁操作的可逆电路中， 有电气联锁，而且还有机械联锁。 有电气联锁，而且还有机械联锁。 （7）设计的线路应适用所在电网的质量和要求。 设计的线路应适用所在电网的质量和要求。 （8）在线路中采用小容量继电器触点来控制大容量接触器 的线圈。 的线圈。 （9）要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、 失电压等保护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全 等必须的指示信号。 等必须的指示信号。
电气控制线路设计及实例分析ppt课件
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按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电 器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线 到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直 接连接，就可以减少一次引出线，如图b所示。
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正确连接电器的线圈 。
a)电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它 们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配 不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压 之和，也不允许。因为电器动作总有先后，当有一 个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大,该线圈上 的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时 将使电路烧毁。
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控制电路中应避免出现寄生电路:
寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯HL 和热保护的正反向电路.
正常工作时，能 完成正反向起动、 停止和信号指示。
寄生电路
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当热继电器FR动作时，电 路就出现了寄生电路，如 图中虚线所示，使正向接 触器KM1不能有效释放， 起不了保护作用。
可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅 要有电气联锁，而且 还有机械联锁。
要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、 过电压、失电压等保 护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等 必须的指示信号。
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4.2 电气控制电路设计实例分析
快进
工进
快退
工退
SQ1
SQ2
SQ3
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原
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终
位
换
关于电气控制线路的方法
关于电气控制线路的方法摘要：我国工业化建设不断发展，使得电气设备自动化得到了广泛的应用，其不仅能够提升生产效率，提高产品质量，电气控制线路设计和方法就需要严格按照其理论、实践，以保障电气设备经济合理。
任何设计都需要结合一定原则，特别是电气控制系统需要设计人员严格按照规范要求，结合电气控制线路实际的情况进行设计，促使我国的电气事业得到飞速发展。
下面就结合作者的实际工作经验，对电气控制线路方法进行阐述。
关键词：电气控制；线路控制；方法1 电气控制线路图的分析若想有效的进行电气线路的控制，首先应该对电气控制线路图有极为深刻的了解，为了便于阅读和分析线路，电气控制原理图按照简单易懂的原则，根据控制线路的工作原理来绘制，图中包括所有电器元件的导电部分、接线端子和导线，原理图中电器元件各部分电气符号不考虑元件实际所在位置，而是按照电气工作原理的要求连接。
为使电路结构合理、层次分明，电气原理图一般分为主电路和辅助电路两部分。
辅助电路又分为控制电路和照明、指示电路。
主电路是指强电流通过的电路部分，主要由电动机及连接器件组成。
辅助电路通过的电流很小，控制电路主要由继电器和接触器线圈、主令电器、控制触点及控制变压器等电器元件组成，实现基本逻辑控制；照明及信号指示电路主要用于线路工作状态的指示和工作照明。
一般来讲，原理图要求按照结构简单、层次分明、便于分析等规则进行绘制，各电器元件的使用合理、系统动作可靠、节省连接导线，为施工、使用、维护提供方便。
2 电气控制线路的绘制原则第一，明确生产需求、设备的情况。
电气控制线路的绘制需要充分的考虑生产需求及不同设备的使用状态，对于不需要进行电气调速或不经常使用的机械设备，在其电气控制线路的设计方面要充分考虑异步电动机的工作状态，也就是在负载较大的情况下需要启用拖动装置，只有这样才能够保证电气设备的容量最大、工作状态最平稳，更重要的是能够减少起挺的次数，从而最大限度的发挥电气设备的高效率、高功率等优点，同时，有助于更加便捷的对励磁进行调节，即便是用电高峰期也能够满足广大用户的用电需求。
第4章 电气控制线路的设计
3
4.1.3 设计的一般规律
1.选用典型环节。 选用典型环节。 选用典型环节 2.合理设计电路：必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。 合理设计电路： 合理设计电路 必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。
• (1) 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。
（a） ） （b） ） 图4-2 控制电路
5
(3) 防止竞争现象
例如: 例如 图4-3a为反身 为反身 自停电路， 自停电路，存 在电气导通的 竞争现象。 竞争现象。 图4-3b为无竞 为无竞 争的反身自停 电路。 电路。
图4-3 反身自停电路
结论：继电、接触器 结论：继电、 控制电路不得用自身 触点切断线圈的导电 电路。 电路。
1
任何复杂的电器控制线路都是按照一定的控制原则 控制原则， 任何复杂的电器控制线路都是按照一定的控制原则，由基 本的控制线路组成的 组成的。 本的控制线路组成的。 基本控制线路是电器控制的基础。 基本控制线路是电器控制的基础。 电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气接线图、 电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气接线图、 电器布置图。 电器布置图。 电气原理图是根据工作原理而绘制的 具有结构简单 是根据工作原理而绘制的， 结构简单、 电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层 次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点 的工作原理等优点。 次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。 电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家 电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家 标准。 标准。
停机过程：松开起动按钮SB→接触器线 停机过程：松开起动按钮SB→接触器线 KM断电 接触器主触点KM断开 断电→ 断开→ 圈KM断电→接触器主触点KM断开→电 动机M停电停转。 动机M停电停转。
4.1.3 设计的一般规律
1.选用典型环节。 选用典型环节。 选用典型环节 2.合理设计电路：必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。 合理设计电路： 合理设计电路 必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。
• (1) 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。 设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。
（a） ） （b） ） 图4-2 控制电路
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(3) 防止竞争现象
例如: 例如 图4-3a为反身 为反身 自停电路， 自停电路，存 在电气导通的 竞争现象。 竞争现象。 图4-3b为无竞 为无竞 争的反身自停 电路。 电路。
图4-3 反身自停电路
结论：继电、接触器 结论：继电、 控制电路不得用自身 触点切断线圈的导电 电路。 电路。
1
任何复杂的电器控制线路都是按照一定的控制原则 控制原则， 任何复杂的电器控制线路都是按照一定的控制原则，由基 本的控制线路组成的 组成的。 本的控制线路组成的。 基本控制线路是电器控制的基础。 基本控制线路是电器控制的基础。 电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气接线图、 电器控制线路的表示方法有：电气原理图、电气接线图、 电器布置图。 电器布置图。 电气原理图是根据工作原理而绘制的 具有结构简单 是根据工作原理而绘制的， 结构简单、 电气原理图是根据工作原理而绘制的，具有结构简单、层 次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点 的工作原理等优点。 次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。 电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家 电器控制线路常用的图形、文字符号必须符合最新的国家 标准。 标准。
停机过程：松开起动按钮SB→接触器线 停机过程：松开起动按钮SB→接触器线 KM断电 接触器主触点KM断开 断电→ 断开→ 圈KM断电→接触器主触点KM断开→电 动机M停电停转。 动机M停电停转。
电气控制电路的设计方法
对于开启信号来讲，当开启的转换主令信号不只一个，还需 具备其他条件才能开启，则开启信号用X开主表示，其他条件 称开启约束信号，用 X开约 表示。显然，条件都具备才能开启， 说明 X开主 与X开约 是“与”的逻辑关系，用它去代替式(2-1)、 (2-2)中X开。当关断信号不止一个，要求其他几个条件都具备 才能关断时，则关断信号用X关主表示，其他条件称为关断的 约束信号，以X关约表示。“0”状态是关断状态，显然X关主与X 关约全为“0”时，则关断信号应为“O”； X关主为“O”而X关约 =1时，则不具备关断条件，所以二者是“或”关系。以X关主 +X关约代替式(2-1)、(2-2)中，则可得起、保、停电路的一般 形式，式(2-1)扩展成式(2-3)；式(2-2)扩展成式(2-4)。
f k x 开 主 x 开 约 x 关 主 x 关 约） k （ f k x 关 主 x 关 约） ( x 开 主 x 开 约 k ) （ ( 2 3) (2 4)
例如需要设计一动力头主轴电动机的起、保、停电路， 要求滑台停在原位时，允许动力头主轴电动机起动，进给到 需要位置时，才允许停止主轴电动机。 若滑台在原位，压行程开关SA1。表示进给到需要位置 时，压行程开关SA2。起动按钮为 SB1，停止按钮为SB2， 则可用式(2-3)或式(2-4)设计继电器电路。 其中：X开主=SB1 X开约=SAl X关主= S B 2 X关约= S A 2 按式(2-3)
f K SB 1 SB 2 K
其一般形式为
fK X 开 X 关 K ( 2 Nhomakorabea 1)图2-26 起、保、停电路
式中
X开—— 开启信号 X关———— 关断信号 K———— 自保信号 fk————继电器K的逻辑函数。
第四章电气控制系统设计介绍PPT课件
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图 3 -9 减 少 触 头 数 量
.
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三、在满足工艺要求前提下，线路力求经济、简单
3.尽量缩减连接导线的数量和长度。 设计控制线路时，各个电器元件之间的接线应合理布局，
特别是安装在不同地点的电器元件之间的连线更应予以充分 的考虑，否则不但会造成导线的浪费，甚至还会影响线路工 作的安全。
周期又已经开始。这样每经过一个周期（tp+ t0）温 升便有所上升，经过若干个周期后，电动机温升将
在一稳定的小范围内波动。
.
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图3-20 重复短时工作制电动机的负载图及温升曲线
重复短时工作制具有重复性与短时性的特点，通常用负
载持续率（或暂载率）ε来表征重复短时工作制的工
作情况，即
ε=
工作时间 =
工作时间停车时间
.
t p ×100% tp t0
(3-10)
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1.选用重复短时工作制电动机 标准负载持续率εs规定为15%、25%、40%和60%四 种，并以25%为额定负载持续率，同时规定一个周期 的总时间（tp+ t0）不超过10min。
a.根据生产机械的负载图算出电动机的实际负载持续率ε， 如果算出的ε值与电动机的额定负载持续率εsRT （25%） 相等，即可从产品目录中查得额定功率PRT，使PRT等 于或略大于生产机械所需功率P。
.
13
四、应设置必要的保护环节 2.过电流保护
过电流会使电动机流过过大的冲击电流而损 坏电动机的换向器，同时过大的电动机转矩也会 使机械传动部件受到损坏，因此要及时切断电源。 在电动机运行过程中，过电流出现的可能性比短 路要大，特别是在频繁启动和正反转运行、重复 短时工作制的电动机中更是如此。
电气控制线路教学课件PPT
第五节 电气控制系统分析
一、阅读和分析电气控制线路图的方法 1、查线读图法（直接读图法或跟踪追击法）
按照线路根据生产过程的工作步骤依次读图。 读图步骤： （1）了解生产工艺与执行电器的关系。 （2）分析主电路。 （3）分析控制电路。
例 一：
停止
点正动 向控 制制 动
正向触点
例 二：
建筑给水系统控制——一用一备
KM1 KM2
KS 单向反接制动控制线路
a)三角形连接
b)双星形连接
第四节 电气控制线路中的保护
一、电流型保护
1、短路保护 2、过电流保护 3、过载保护 4、断相保护 5、欠电流保护
二、电压型保护 1、失压保护 2、欠压保护 3、过压保护 三、其他保护 1、位置保护 2、温度、压力、流量、转速等物理量的保护
三、图面区域的划分
为了便于检索电气线路，方便阅读电气原理图， 应将图面划分为若干区域，图区的编号一般写在图的 下部。图的上方设有用途栏，用文字注明该栏对应电 路或元件的功能，以利于理解原理图各部分的功能及 全电路的工作原理。
电气原理图实例
第二节 基本控制环节
一、点动、连续运转控制 1、点动控制 •控制要求：按下按钮电机起动，松开按钮电机停车。
SB3
SB1
KM1 FR1
FR1
KM2
FR2
KM1 SB2
KM2 FR2
M1
M2
3~
3~
KM2
控制规律
• 当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工 作时，则在乙接触器线圈电路中串入甲接 触器的常开触点。
• 当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触 器线圈断电，则将乙接触器的常开触点并 联在甲接触器的停止按钮两端。
电气控制电路设计-PPT课件
修改后的控制电路
控制电路设计时应注意的问题 ：
尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位 置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是不合理的。
电器连接图
按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，这样接线就 需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和停 止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图b所示。
2.控制方案确定: 控制方式与拖动需要相适应：以经济效益为标准。控制逻辑简单、 加工程序基本固定，采用继电器接点控制方式较为合理；经常改变加 工程序或控制逻辑复杂，采用可编程序控制器较为合理。 控制方式与通用化程度相适应：加工一种或几种零件的专用设备， 通用化程度低，可以有较高的自动化程度，宜采用固定的控制电路； 单件、小批量且可加工形状复杂零件的通用设备，采用数字程序控制 或可编程序控制器控制，可以根据不同加工对象设定不同的加工程序， 有较好的通用性和灵活性。 控制方式应最大限度满足工艺要求：自动循环、半自动循环、手动 调整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。 控制电路的电源应可靠：简单控制电路可直接用电网电源；电路较 复杂的控制装置，可将电网电压隔离降压，以降低故障率；自动化程 度较高的生产设备，可采用直流电源，有助于节省安装空间，便于同 无触点元件连接，元件动作平稳，操作维修也较安全。
第一节 电气控制电路设计基础
电气控制系统设计的基本内容：
拟定电气设计任务书 确定电气传动控制方案，选择电动机 设计电气控制原理图 选择电气元件，制定明细表 设计操作台、电气柜及非标准电气元件 设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图 编写电气说明书和使用操作说明书
控制电路草图
联锁与保护环节设计： 用限位开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车；用限位开关 SQ2的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。接触器KMl与 KM2之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。
电气控制电路的设计
第五节 电气控制线路设计
第五节 电气控制线路设计
人们希望在掌握了电器控制的基本原则和基本控制环节 后，不仅能分析生产机械的电器控制线路的工作原理， 而且还能根据生产工艺的要求，设计电器控制线路。
电器控制线路的设计方法通常有两种：经验设计法和逻辑 设计法。
第1页
电子工程学返院回求和加工过程， 利用各种典型的基本控制环节，加以修补、补充、完 善，最后得出最佳方案。若没有典型的控制环节可采 用，则按照生产机械的工艺要求逐步进行设计。
电子工程学院
2 逻辑设计法
把电器控制线路中的接触器、继电器等电器元件 线圈的通电和断电、触头的闭合和断开看成是逻辑变 量，通过简单的“逻辑与”、“逻辑或”、“逻辑非” 等基本运算，得出其运算结果，此结果即表明电器控 制线路的结果。
对逻辑函数式进行化简，然后由简化的逻辑函数 式画出相应的电气原理图，最后再进一步检查、完善， 以期得到既满足工艺要求，又经济合理、安全可靠的 最佳设计线路。
第5页
电子工程学院
➢2）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭触 头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。
不合理 第6页
合理
电子工程学院
➢3）线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另
一个电器元件，如图所示。在图a中，线圈KA3的接通要经过 KA、KA1、KA2三对常开触头。若改为图b，则每一线圈的通电 只需经过一对常开触头，工作较可靠。
第7页
电子工程学院
（2） 控制线路力求简单、经济
➢1）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头的数目，所 用的电器、触头越少，则越经济，出故障的机会也越少。
第8页
电子工程学院
➢2）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理安排，可 减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接线。起动按钮和停 止按钮同放置在操作台上，而接触器放置在电气柜内。从按钮 到接触器要经过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮 直接连接，这样可减少连接线。
第五节 电气控制线路设计
人们希望在掌握了电器控制的基本原则和基本控制环节 后，不仅能分析生产机械的电器控制线路的工作原理， 而且还能根据生产工艺的要求，设计电器控制线路。
电器控制线路的设计方法通常有两种：经验设计法和逻辑 设计法。
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电子工程学返院回求和加工过程， 利用各种典型的基本控制环节，加以修补、补充、完 善，最后得出最佳方案。若没有典型的控制环节可采 用，则按照生产机械的工艺要求逐步进行设计。
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2 逻辑设计法
把电器控制线路中的接触器、继电器等电器元件 线圈的通电和断电、触头的闭合和断开看成是逻辑变 量，通过简单的“逻辑与”、“逻辑或”、“逻辑非” 等基本运算，得出其运算结果，此结果即表明电器控 制线路的结果。
对逻辑函数式进行化简，然后由简化的逻辑函数 式画出相应的电气原理图，最后再进一步检查、完善， 以期得到既满足工艺要求，又经济合理、安全可靠的 最佳设计线路。
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➢2）电器触头的连接。同一个电器的常开触头和常闭触 头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同相上。
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合理
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➢3）线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后才能接通另
一个电器元件，如图所示。在图a中，线圈KA3的接通要经过 KA、KA1、KA2三对常开触头。若改为图b，则每一线圈的通电 只需经过一对常开触头，工作较可靠。
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（2） 控制线路力求简单、经济
➢1）尽量减少触头的数目。尽量减少电器元件和触头的数目，所 用的电器、触头越少，则越经济，出故障的机会也越少。
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➢2）尽量减少连接导线。将电器元件触头的位置合理安排，可 减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接线。起动按钮和停 止按钮同放置在操作台上，而接触器放置在电气柜内。从按钮 到接触器要经过较远的距离，所以必须把起动按钮和停止按钮 直接连接，这样可减少连接线。
电气控制线路一般设计法(1)
KT1
t
S1=0
KM2
a
t
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3）快速停车
第
为提高生产效率，要求快速停车。
三
章
最简便的方法是采用反接制动。
电
气
FR
控
制
SB1
线
路
SB2 KM1
KT KM2
设
S2
计
ｎ KVF ｎ
KVF ｎ
KVB ｎ
KVB
S2 KM2
S1 KM1
KM1
a KT KM2
8
三、控制方法综述
第
三 章
联锁控制
控制过程变化参量进行控制
三 章
外接通的电路叫寄生电路（或叫假回路）。
电
SB1
气
控
制
SB2
SB3
KM2
线
KM1
路
设
KM2
KM1
计
FR
L1
KM1
a KM2
L2
14
4、尽量避免许多电器依次动作才能接通另一
第 三
个电器的控制线路； 5、 防止线路出现触点竞争现象；
章 6、 防止误操作带来的危害。仔细考虑每一控
电 制程序之间必要的联锁。
三 章
（采用行程开关S1和S2 ）
电
FU1 FU2
气
控
FR
制
线
路
设
KM1
KM1
KM2
KM2 SB1
SB2
计
KM2
KM1
FR
3M～
KM1
KM2
图3.3 实现刀架自动循环的控a 制线路
5
2）无进给切削：
第 三
2_7电器控制线路的设计方法
设计思路 • 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1， 实现1－2之间自动位置循环。
电动机须正、反向运转，故采用两个接触器，以改变电 源相序。 采用典型的正反转控制环节。
• 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1，实现 1－2之间自动位置循环。 加限位，控制自动循环 ，改电路。
KM = ( KA1 + KA2 + KA3 )( KA1 + KA2 + KA3 )
KA1 KA2 KA3 KA1 KM KA2 KA3
或按书中化简为
KM = KA1 ⋅ ( KA2 + KA3 ) + KA1 ⋅ ( KA2 + KA3 )
§2_7 电器控制线路的设计方法
设计方法通常有两种： • 经验设计法 • 逻辑设计法
一、经验设计法
经验设计法：根据生产机械的工艺要求和加工过程， 利用各种典型的基本控制环节，加以修改、补充、 完善，最后得出最佳方案。
试探的方法，没有固定模式 ，设计结果不是唯一的。
采用经验设计法，应注意以下几个问题：
零电压保护 零电压保护通常采用并联在起动按钮两 端的接触器的自锁触头来实现。
零电压继电器
多功能保护器 互感器在电动机运行 时磁路处于饱和状态。 (MX0-2000型锰锌磁环)
• 正常情况分析 • 断相保护 • 过载保护（热保护）
经验设计法 系统具体要求：
实例
• 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1， 实现1－2之间自动位置循环。 • 无进给切削 • 快速停车 即钻头到达位置2时不再进给。但钻头继续 旋转，进行无进给切削以提高工件加工精度。 停车时，要求快速停车以减少辅助工时。
• 无进给切削
第六章电气控制线路的设计
第六章电气控制线路的设计第一节学习目的和要求一、学习目的1.了解电气操纵线路的设计要求。
2.熟练把握电气操纵线路的一样设计方法。
3.把握电气操纵线路设计拖动方案和电动机的选择依据。
4.熟练把握电气操纵线路设计中电器元件的选择方法。
5.了解电气设备施工设计的内容和过程。
二、参考课时三、学习要求1．学会灵活运用所学知识，在满足生产机械工艺要求的前提下，设计出运行安全可靠的电气操纵线路。
2．能考虑调试与修理的要求，设计方案能操作容易、修理方便。
3．学会线路优化，使设备投资费用节约。
第二节学习与训练指导本章要点●电气操纵线路设计的原则和内容●电气操纵线路设计的方法●拖动方案和操纵方案的确定原则●元器件的选择方法本章难点●电气操纵线路的设计与优化一、设计的差不多原则和内容（一）重点内容：本节重点学习电气操纵线路设计的差不多内容，即确定电力拖动方案、设计生产机械电力拖动自动操纵线路、选择拖动电机及电气元件、进行生产机械电力装备施工设计、编写生产机械电气操纵系统的电气说明书与设计文件。
在进行电力拖动方案的确定时，应遵循有关原则进行选择。
应当考虑电动机的调速特性与负载特性相适应，以求得电动机充分合理的应用；依照生产机械的调速要求如调速范畴、调速平滑性、机械特性硬度、转速调剂级数及工作可靠性等方面来选择合适的拖动方案；在满足技术指标的前提下，进行经济比较，最后确定最佳方案。
设备的电气操纵方法专门多，有继电器接触器的有触点操纵，有无触点逻辑操纵，有可编程序操纵器操纵、运算机操纵等。
总之，合理地确定操纵方案，设计实现、简便、可靠、经济、适用的电力拖动操纵系统的重要前提。
应考虑以下几个方面：1．操纵方式与拖动需要相适应。
操纵方式并非越先进越好，而应该以经济效益为标准。
2．操纵方式与通用化程度相适应。
关于某些加工一种或几种零件的专用机床，它的通用化程度专门低，但它能够有较高的自动化程度。
3．操纵方式应最大限度满足工艺要求。
电气控制线路设计方法
电气控制线路设计方法内容摘要:全面和系统地介绍继电接触式控制系统的设计内容,设计方法步骤,设计原则,电动机内容的计算,电力拖动方案的选择。
电气控制线路的设计,控制电器的选择,电器控制线路设计的方法有俩种,一是经验设计法.另一种是逻辑设计法。
关键词：经验设计,逻辑设计,过载保护。
机械设备电气设计包括俩部分内容:1、确定拖动凡案和选择电动机,前者是指选择交流拖动方案还是直流拖动方案;后者是指选择电动机的型号及容量.2、设计电气控制线路,并根据它来选择电器元件和设计电气原理图,安装图及互连图。
电气控制的技术条件是一设计技术任务书的形式表达的。
在任务中,除应简要说明所要设计的机械设备的型号,用途,工艺过程,技术性能,传动方式,工作条件,使用环境以外,还必须着重说明；(1)用户供电系统的电压等级,频率,容量及电流种类(2)有关操作方面的要求,如操作台的布置,操作按钮的设置和作用,测量仪表的种类,故障报警和局部照明要求等。
(3)有关电气控制的特性,如电气控制的主令方式,自动工作循环的组成,动作程序,限位设置,电气保护及联锁等。
(4)有关电力拖动的基本特性,如电动机的数量和用途,各主要电动机的负载特性,调速范围和方法,以及对起动,反向和制动控制的要求等.(5)生产机械主要电气设备的布置草图和参数。
当机械设备的电力拖动方案和控制方案已经确定后,就可以进行电气控制线路的设计.电气控制线路的设计是电力拖动方案和控制方案的具体化.由于设计是灵活多变的,没有固定的方法和模式,即使是同一个电路的功能结构,不同人员设计出来的线路可能完全不同,甚至面目全非.因此,作为设计人员,应该随时发现和总结经验,不断丰富自己的知识,开阔思路,才能作出最为合理的设计.设计时包阔以下原则:一、最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求（1）二、在满足生产要求的前提下,力求是控制线路简单,经济三、保证控制线路工作的可靠性四、控制线路工作的安全性电气控制线路有俩种设计方法,一种是经验设计法,另一种是逻辑代数设计法。
第四章电气控制线路的设计方法
中，触点 KA 的取值与线圈 KM 的取值相同，而
KM1 与继电器的常闭触点的取值相同，所以， 故实现了非运算。
1、电气线路的逻辑表示
KA1 A J KM KM1
（a）逻辑符号 （b）控制线路实例
KM F
图1.20 逻辑“非”
1、电气线路的逻辑表示
三、电气线路的逻辑表示
1、电气线路的逻辑表示
四、逻辑代数的基本性质
AB AB A
2、触点电路的化简
步骤： （1）列写化简电路的全部逻辑表达式 （2）化简为最佳化逻辑表达式 （3）转化为相应的触点电路 （4）简化整体电路：合并相同触点组
2、触点电路的化简
一、公式法化简逻辑函 数 1、列写逻辑表达式
K1 AC BD AD BC K 2 AD BD AE BE
1、电气线路的逻辑表示
一、电器元件的逻辑表示 1、常开触头 ：
K , KM , SB
常闭触头：K , KM , SB
2、开关元件的受激状态、触头的闭合状态为：1 开关元件的原始状态、触头的断开状态为：0
1、电气线路的逻辑表示
1、电气线路的逻辑表示
二、逻辑代数的基本逻辑关系
（1）“与”运算（逻辑乘） 逻辑代数中运算符号“×”或“·”读作“与”。 “与”运算的真值表如表1.1所示。
表1.4 非运算
1、电气线路的逻辑表示
实现逻辑“非”的器件叫做“非”门，它的逻
辑符号如图1.3（a）所示，图1.3（b）示出了
继电控制线路中“非”运算的实例，通常称KA 为原变量，为反变量，它们是一个变量的两种 形式，如同一个继电器的一对常开、常闭触点， 在向各自相补的状态切换时同步动作。图（b）
KA1 A + B J KA1 KM
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▪ 应考虑电器电器元件触头‘竞争”问题
o KA“先断后合”型：自锁不能进行。 o KA“先合后断”型：自锁可以进行。
2、控制线路力求简单、经济
▪ 尽量减少触头的数目 经济，故障机会少。
▪ 尽量减少连接导线
图中，KM在控制柜，启停按钮在操作台。 ▪ 线路在工作时．除必要的电器元件必须长期通电外，其余电器应尽量不长期 通电，以延长电器元件的使用寿命和节约电能。
接触器通电状态的真值表
KA1
0 0 0 0 1 1 1 1
KA2
0 0 1 1 0 0 1 1
KA3
0 1 0 1 0 1 0 1
KM
0 1 1 1 1 1 1 0
KM KA1 KA2 KA3 KA1 KA2 KA3 KM (KA1 KA2 KA3)(KA1 KA2 KA3)
▪ 线圈的连接 交流控制线路中，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许
的。
吸合快慢不一致，导致先吸合电器的线圈电感增加，… 两个同时动作的线圈应并联连接
▪ 触点的连接
同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不能分别接在电源的不同 相上。
电位不等
× 飞弧
等电位
√
▪ 避免多个电器元件依次动作后才能接通另一个电器元件
▪ 应考虑电器触头的接通和分断能力
若触头容量不够，可在线路中增加中间继电器或增加线路中触头 数目； 增加接通能力用多触头并联连接，增加分断能力用多触头串联连 接。
▪ 应考虑电器电器元件触头‘竞争”问题
同一继电器的常开触头和常闭触头有“先断后合”型和“先合后断”型。
o “先断后合”型：通电时常闭触头先断 开，常开触头后闭合；断电时，常开触头先 断开，常闭触头后闭合。 o “先合后断”型：通电时常开触头先闭 合，常闭触头后断开；断电时常闭触头先闭 合。常开触头后断开。
▪ 零电压保护 零电压保护通常采用并联在起动按钮两端的接触 器的自锁触头来实现。
零电压继电器
▪ 多功能保护器
互感器在电动机运行时磁路处 于饱和状态。 (MX0-2000型锰 锌磁环)
• 正常情况分析 • 断相保护 • 过载保护（热保护）
▪ 经验设计法 实例
系统具体要求： • 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1，实现1－2之间自动位 置循环。 • 无进给切削 即钻头到达位置1时不再进给。但钻头继续旋转，进行无进给切 削以提高工件加工精度。 • 快速停车 停车时，要求快速停车以减少辅助工时。
KM (KA1 KA2 KA3)(KA1 KA2 KA3)
KA1
KA1
KM
KA2KA2KA3源自KA3或按书中化简为
KM KA1 (KA2 KA3) KA1 (KA2 KA3)
第三章 生产机械的电器控制
§3_1 卧式机床的电气控制
卧式车床外观及工作要求
主轴
刀架
床身
溜板箱
▪ 主轴转动，带动装夹在其端头的工件转动； ▪ 刀具安装在刀架上，随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动； ▪ 加工的工件转动惯量比较大，不易停车，须采用电气制动； ▪ 在加工的过程中，还需提供切削液； ▪ 为减轻劳动强度和节省工作时间，带动刀架移动的溜板箱能够快速移动。
• 无进给切削 即钻头到达位置1时不再进给，钻头继续旋转，进行无进给切 削以提高工件加工精度。SQ2 （起动）延时产生作用→KM2得电，故改电路如上。
• 快速停车 停车时，要求快速停车以减少辅助工时。
采用反接制动方式
最后设置必要的保护（FU，FR）
二、逻辑设计法
逻辑设计法：利用逻辑代数方法，设计电器控制线路，或对线路简化。 线圈、触头 → 逻辑变量： 接触器、继电器等电器元件线圈：
通电：线圈＝1； 断电：线圈＝0 触头：
闭合：触头＝1； 断开：触头＝0 电器控制线路中，线圈的状态可用逻辑表达式表示，因而可用逻辑代数方 法，设计或化简电器控制线路。
电器控制线路与基本逻辑表达式的关系
▪ 逻辑与：
KM KA1 KA2
真值表
KA1 KA2 KM
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
▪ 逻辑或：
对电力拖动控制系统要求
主轴
刀架
床身
溜板箱
▪ 主电动机M1 完成主轴主运动的驱动，直接起动方式，可 正反转，电气停车制动，具有点动功能。 ▪ 电动机M2 拖动冷却泵，在加工时提供切削液，直接起动 停止方式，连续工作。 ▪ 快速移动电动机M3 根据需要，随时手动控制起停。
KM KA1 KA2
真值表
KA1 KA2 KM
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
▪ 逻辑非：
常闭触头用其线圈的非表示
KM KA
真值表
KA KM
0
1
1
0
逻辑设计法 设计例
逻辑电路有两种基本类型： ▪ 逻辑组合电路 √ （无反馈，如自锁电路） ▪ 逻辑时序电路 （有反馈，有记忆功能）
例：某电动机只有在继电器KA1、KA2、KA3中任何—个或任何两个继电器 动作时才能运转，而在其它任何情况下都不运转。电动机的运转由接触器 KM控制，试设计其控制线路。 根据题目的要求，列出接触器通电状态的真值表
▪ 设计思路
• 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1，实现1－2之间自动位 置循环。
电动机须正、反向运转，故采用两个接触器，以改变电源相序。 采用典型的正反转控制环节。
• 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1，实现1－2之间自动位置循 环。 加限位，控制自动循环 ，改电路。
电器控制线路的设计方法
设计方法通常有两种： • 经验设计法 • 逻辑设计法
一、经验设计法
经验设计法：根据生产机械的工艺要求和加工过程，利用各种典型的 基本控制环节，加以修改、补充、完善，最后得出最佳方案。 试探的方法，没有固定模式 ，设计结果不是唯一的。 采用经验设计法，应注意以下几个问题：
1、保证控制线路工作的安全和可靠性
3、防止寄生电路
控制线路在工作中出现意外接通的电路叫寄生电路。寄生电路会破坏 线路的正常工作，造成误动作。
热继电器动作时会出现寄生电路，使KM1不能断电
4、应具有必要的保护环节
▪ 短路保护 电器控制线路中，通常采用熔断器或断路器作短路保护。 ▪ 过流保护 不正确起动方法和过大的负载转矩常引起电动机的过电流故障。 过电流一般比短路电流要小，过电流保护常用于直流电动机和绕线式异步电动 机的控制线路中。采用过电流继电器和接触器配合使用。 ▪ 过载保护 常采用热继电器作笼型电动机的长期过载保护