电气控制课程设计

第一章水泵控制原理1.1 供水系统的要求及控制线路的组成1.1.1供水系统对水泵的要求1.在高位水箱中设置水位信号器，由水位信号器控制水泵的自动运行。

当高位水箱水位达到低水位时，生活水泵启动向高位水箱注水；当水箱中水位升至高水位时，自动关闭水泵。

2.为了保障供水的可靠性，生活水泵分为工作泵和备用泵；当工作泵发生故障时，备用泵应能自动投入（简称备泵自投）。

3.应有水泵电动机运行指示及自动、手动控制的切换装置、备用泵自动投入控制指示。

1.1.2控制线路的组成该供水系统设置地下水池和高位水箱，地下水池设于大厦底层，高位水箱设于大厦顶层。

水泵供水控制系统原理图如下图所示，图1-1为水泵电动机主电路、电源为交流380/220V；图1-2为控制电路，由水位信号控制回路、1#～2#电动机控制回路组成，控制电压分别为交流220v,直流380v.1-1 生活水泵的电气控制主电路1-2生活水泵的电气控制的控制电路1.2小功率生活水泵的电气控制线路的工作原理分析SA是万能转换开关（LW5系列），万能转换开关的操作手柄一般是多档位的，触点数量也较多。

其触点的闭合或断开在电路中是采用展开图来表示，即操作手柄的位置用虚线表示，虚线上的黑圆点表示操作手柄转到此位置时，该对触点闭合；如无黑圆点，表示该对触点断开。

转换开关触点闭合表如下表所示，用“×”表示触头闭合，无此标记表示触头断开。

转换开关触点闭合表触点编号1号泵用 2号泵备Z145°手动S 0°2号泵用 1号泵备Z245°1-2×3-4×5-6×7-8×9-10×11-12×13-14×15-16×1.2.1自动控制将转换开关SA转至“Z1”位，其触点5-6、9-10、15-16接通，其它触头断开，控制过程如下。

1.正常工作时的控制若高位水箱为低水位，干簧式水位信号器接点SL1闭合，回路1–3–5–2接通，水位继电器KA1线圈得电并自锁，其动合触头闭合，1–7点接通，109-107点接通，209–207点接通，则回路101–109–107–104–102接通，使接触器KM1线圈得电，KM1主触头闭合，使1号泵电动机M1启动运转。

当高位水箱中的水位到达高水位时，水位信号器SL2动断触点断开，KA1线圈失电，其动合触头恢复断开，109-107点断开，KM1线圈失电，KM1主触头断开，使1号泵电动机M1脱离电源停止工作。

2.备用泵自动投入控制在故障状态下，即使高位水箱的低水位信号发出，水位继电器KA1线圈得电，其动合触头闭合，但如果KM1机械卡住触头不动作，或电动机M1运行中保护电器动作导致电动机停车，KM1的动断触头复位闭合，9–11点接通，所以回路1–7–9–11–13–2接通，警铃HA发出事故音响信号，同时时间继电器KT线圈得电，经预先整定的时间延时后，备用继电器KA2线圈通电，其动合触头211–207接通，故回路201–211–207–204–202接通，使KM2线圈通电，其主触头闭合，备用2号泵M2自动投入。

由于线路对称性，当万能转换开关SA手柄转至“Z2”位时，M2为工作泵，M1为备用泵，其工作原理与SA位于“Z1”档类似。

1.2.2手动控制将转换开关SA转至“S”档，其触点1-2、3-4接通，其它触头断开，接通M1和M2泵手动控制电路，这时，水泵启停不受水位信号控制。

当按下启动按钮SB1或SB3，使KM1或KM2得电吸合并自锁，可任意启动1号泵M1或2号泵M2。

此档主要用于调试。

1.2.3信号显示合上开关S，绿色信号灯HL1亮，表示电源已接通，水位控制信号回路投入工作。

电动机M1启动时，开泵红色信号灯HL3亮；M2启动时，开泵红色信号灯HL4亮；当备用泵投入时，黄色事故信号灯HL2亮。

信号灯采用不同的颜色，可以直观地区别电气控制系统的不同状态。

1.3总结设计控制线路的要点1.明确控制线路的分工，增强线路的可读性。

由于水位信号器为小容量继电器，其触点不适合直接控制接触器，故需要通过中间继电器进行转换，达到扩展触点容量的目的。

为了便于线路的维护、管理等，应将辅助线路分为信号控制回路和电动机控制回路等几部分，这样既使控制线路的分工更加明确，又增强了复杂线路的可读性。

2.区别水泵电动机正常停车和故障状态下的保护停车。

当工作泵不能正常运行时，要求备用水泵电动机能自动投入。

工作泵与备用泵两者运行情况转换的关键是寻找一个合适的转换信号，即能反映工作泵不能正常运行的信号。

接触器的动断触点（即9–11点或15–11点）的闭合与否反映了电动机的工作情况。

为了与正常停车相区别，要求备用泵自投信号仅在工作泵信号发出后方起作用。

即只有高位水箱的低水位信号器发出起泵信号后，水位继电器KA1的线圈得电，其动合触点（1-7点）闭合后，警铃HA才能发出事故音响信号。

另外，为了判别工作泵是否因故障不能起动，备用泵起泵信号应延时发出，即由时间继电器KT的延时闭合的常开触头（7-17）点控制。

3.利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。

为了实现手动和自动控制的切换，利用万能转换开关的不同档位进行手动和自动控制之间的转换。

自动控制时，由水位信号器发出信号起动工作泵或备用泵；手动控制时，直接由控制柜上的按钮开关送出控制信号。

4.水泵电动机的起动方案由电网功率及电动机功率决定。

第二章识读复杂电气图的步骤和方法2.1 看电气图的一般步骤1．详看图纸说明拿到图纸后，首先要仔细阅读图纸的主标题栏和有关说明，如图纸目录、技术说明、电器元件明细表、施工说明书等，结合已有的电工知识，对该电气图的类型、性质、作用有一个明确的认识，从整体上理解图纸的概况和所要表述的重点。

2．看概略图和框图由于概略图和框图只是概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征，因此紧接着就要详细看电路图，才能搞清它们的工作原理。

概略图和框图多采用单线图，只有某些380／220V低压配电系统概略图才部分地采用多线图表示。

3．看电路图是看图的重点和难点电路图是电气图的核心，也是内容最丰富、最难读懂的电气图纸。

看电路图首先要看有哪些图形符号和文字符号，了解电路图各组成部分的作用、分清主电路和辅助电路，交流回路和直流回路。

其次，按照先看主电路，再看辅助电路的顺序进行看图。

看主电路时，通常要从下往上看，即先从用电设备开始，经控制电器元件，顺次往电源端看。

看辅助电路时，则自上而下、从左至右看，即先看主电源，再顺次看各条支路，分析各条支路电器元件的工作情况及其对主电路的控制关系，注意电气与机械机构的连接关系。

通过看主电路，要搞清负载是怎样取得电源的，电源线都经过哪些电器元件到达负载和为什么要通过这些电器元件。

通过看辅助电路，则应搞清辅助电路的构成，各电器元件之间的相互联系和控制关系及其动作情况等。

同时还要了解辅助电路和主电路之间的相互关系，进而搞清楚整个电路的工作原理和来龙去脉。

4．电路图与接线图对照起来看接线图和电路图互相对照看图，可帮助看清楚接线图。

读接线图时，要根据端子标志、回路标号从电源端顺次查下去，搞清楚线路走向和电路的连接方法，搞清每条支路是怎样通过各个电器元件构成闭合回路的。

配电盘(屏)内、外电路相互连接必须通过接线端子板。

一般来说，配电盘内有几号线，端子板上就有几号线的接点，外部电路的几号线只要在端子板的同号接点上接出即可。

因此，看接线图时，要把配电盘(屏)内、外的电路走向搞清楚，就必须注意搞清端子板的接线情况。

2.2看电气控制电路图的方法看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。

1．看主电路的步骤第一步：看清主电路中用电设备。

用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。

第二步：要弄清楚用电设备是用什么电器元件控制的。

控制电气设备的方法很多，有的直接用开关控制，有的用各种启动器控制，有的用接触器控制。

第三步：了解主电路中所用的控制电器及保护电器。

前者是指除常规接触器以外的其他控制元件，如电源开关（转换开关及空气断路器）、万能转换开关。

后者是指短路保护器件及过载保护器件，如空气断路器中电磁脱扣器及热过载脱扣器的规格、熔断器、热继电器及过电流继电器等元件的用途及规格。

一般来说，对主电路作如上内容的分析以后，即可分析辅助电路。

第四步：看电源。

要了解电源电压等级，是380V还是220V，是从母线汇流排供电还是配电屏供电，还是从发电机组接出来的。

2．看辅助电路的步骤辅助电路包含控制电路、信号电路和照明电路。

分析控制电路。

根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的其他控制环节，将控制线路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。

如果控制线路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。

第一步：看电源。

首先看清电源的种类．是交流还是直流。

其次．要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。

电源一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为380V。

也有从主电路的一条相线和一零线上接来，电压为单相220V；此外，也可以从专用隔离电源变压器接来，电压有140、127、36、6.3V等。

辅助电路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24、12、6、4.5、3V等。

辅助电路中的一切电器元件的线圈额定电压必须与辅助电路电源电压一致。

否则，电压低时电路元件不动作；电压高时，则会把电器元件线圈烧坏。

第二步：了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途，如采用了一些特殊结构的继电器，还应了解他们的动作原理。

第三步：根据辅助电路来研究主电路的动作情况。

分析了上面这些内容再结合主电路中的要求，就可以分析辅助电路的动作过程。

控制电路总是按动作顺序画在两条水平电源线或两条垂直电源线之间的。

因此，也就可从左到右或从上到下来进行分析。

对复杂的辅助电路，在电路中整个辅助电路构成一条大回路，在这条大回路中又分成几条独立的小回路，每条小回路控制一个用电器或一个动作。

当某条小回路形成闭合回路有电流流过时，在回路中的电器元件(接触器或继电器)则动作，把用电设备接人或切除电源。

在辅助电路中一般是靠按钮或转换开关把电路接通的。

对于控制电路的分析必须随时结合主电路的动作要求来进行，只有全面了解主电路对控制电路的要求以后，才能真正掌握控制电路的动作原理，不可孤立地看待各部分的动作原理，而应注意各个动作之间是否有互相制约的关系，如电动机正、反转之间应设有联锁等。

第四步：研究电器元件之间的相互关系。