3电气控制系统设计
电气自动化控制系统的设计与优化
电气自动化控制系统的设计与优化电气自动化控制系统在工业生产中扮演着重要的角色，它通过采集、处理和控制电气信号，实现对生产过程的自动化控制。
本文将重点讨论电气自动化控制系统的设计与优化，从系统结构、性能指标、优化方法等方面进行探讨。
一、系统结构设计电气自动化控制系统的结构设计是保证其正常运行的基础。
在设计过程中，需要考虑以下几个方面：1. 系统模块划分：根据生产工艺和控制要求，将系统划分为不同的模块，如传感器模块、执行器模块、控制器模块等。
这样可以使系统的组织结构清晰，便于维护和升级。
2. 通信协议选择：根据不同模块之间的通信需求，选择合适的通信协议。
例如，对于远距离通信需要RS485协议，而对于近距离通信则可选择CAN总线协议。
3. 系统可靠性设计：为了确保系统的长期稳定运行，需要采取措施来提高系统的抗干扰能力和容错能力。
例如，在传感器和执行器之间添加冗余设计，使系统在部分组件故障时仍能正常工作。
二、性能指标优化电气自动化控制系统的性能指标对于生产效率和产品质量的提升至关重要。
以下是几个常见的性能指标及其优化方法：1. 响应时间：响应时间是指控制系统从接收到输入信号到输出响应完成的时间。
缩短响应时间可以提高系统的实时性和响应能力。
优化方法包括选择高速响应的传感器和执行器，采用确定性通信协议等。
2. 精度：精度是指控制系统输出值与期望值之间的偏差。
提高系统的控制精度可以减小生产过程中的误差和浪费。
优化方法包括选择高精度的传感器、使用滤波算法降低信号干扰等。
3. 可扩展性：可扩展性是指系统在面对未来扩展需求时的灵活性和适应能力。
优化方法包括采用模块化设计、使用开放的通信接口、预留足够的系统资源等。
三、优化方法在电气自动化控制系统的设计中，可以采用一些优化方法来提高系统的性能和效率：1. 系统仿真：通过建立模型和进行仿真，可以在系统设计阶段预先评估系统性能，并进行参数调整和优化。
2. 算法优化：控制算法是电气控制系统的核心。
电气-毕业论文-三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统设计
二．设计目的
1．理解三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统基本原理；
2．掌握主电路和控制电路的个电气器件功能及应用；
3．运用Autocad绘制原理图和接线图；
4．应用S7200编程方法实现.
三．设计任务及要求
1. 设计三相鼠笼式异步电动机PLC控制系统硬件电路；
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制,也可以用交流接触器自动控制，经久耐用,维护成本低,适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱（自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件.
(2)转子串电阻启动
绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了,减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器,二次电流小,相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性,转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。
（2)由控制电路按钮使KM2与KM4通电，电机由星型启动进行反向运行。5s后KM2与KM3得电，电机切换到角型启动，持续反向运行。
3。电动机的过载保护由热继电器FR完成，在选择热继电器时应充分考虑电动机的额定功率,选择合适的热继电器.
4。电动机可逆运行控制电路的调试：
(1)检查主回路路的接线是否正确，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序,接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。
(2)检查接线无误后，通电试验,通电试验时为防止意外，应先将电动机的接线断开。
5。故障现象预处理:
（1)不启动；原因之一，检查控制保险FU是否断路，热继电器FR接点是否用错或接触不良，SB1按钮的常闭接点是否不良。原因之二按纽互锁的接线有误。
电气自动化控制系统的设计
电气自动化控制系统的设计摘要：随着现代科技的不断进步，市场也在不断更新变化，电气工程制造行业在这样的背景下也受到了巨大的影响，不断改革进步，使生产力尽快实现质的成为时代的要求。
这也就要求电气工程自动化专业技术人员进行探讨。
关键词：电气自动化控制自动化应用设计缺陷设计理念在目前电气工程及自动化在制造产业中的成效反馈是很好的，因此该文将具体研究电气工程及自动化的发展现状和前景展望。
1 电气自动化控制系统的应用1.1 电气化和工业产业的联系电气自动化的发展大概是跟随着工业产业发展的脚步的，实际上还是为了服务于工业的生产而产生的，这个发展的速度在改革之后有了一个质的提升，可以说在现代工业中随处可见它的影响，再加上高效便捷、质量安全的优点更加奠定了它在工业生产中的地位。
其实电气自动化并不仅仅应用在工业生产当中，在农业产业和商业企业中也有应用，甚至在航空航海领域也有所涉猎，这也就可以显示出它的重要性，在整体国民经济中影响甚广。
在商业经济中其实自动化的作用更多体现在平台的建设上面，这一点也适用于服务行业。
经济崛起也是和自动化技术的发展程度联系甚密。
由此可以看出它在经济发展中的重要性。
1.2 电气自动化的可拓展方面经济产业的发展其实并不是封闭在本身的一个产业当中，工业可以和商业联系，农业可以和服务业对接，这都是互通有无的，电气工程本身是在电气专业领域的分科，是一个专业性较强的专业，具体应用电气化是一个发展，也是一个趋势，因为科学本身就是在生产当中实验而得，最终还是要应用到生产当中。
机器的发展朝着智能和全自动方向发展，电气工程应用自动化也是符合未来趋势的，这不是开始，也不是智能发展的终点，它是目前水平发展的必要过程，是提升的过渡阶段也是提升阶段，未来也是超着更加科技化不断发展。
2 电气自动化控制系统的缺陷2.1 信息传递出现了不对称的状况电气自动化系统的发展是紧跟着技术科技的变化发展的，它受着许多客观主观的因素影响，尽管它在很多方面表现出了很大的作用，但是也存在一些缺点和漏洞，这些也成了它更好地为国民经济贡献力量的阻碍。
电气控制设计介绍
电气控制设计介绍电气控制设计是一种电力工程的重要领域，主要负责设计、安装、调试和维修各种工业生产过程中所需的电气控制系统。
它在生产过程中发挥重要的作用，其正确的设计和可靠的运行直接影响了产品的品质和生产效率，因此在工业生产中占有至关重要的地位。
一、电气控制设计的基本原理电气控制设计是通过电讯号控制各种设备和机器人，以实现生产线上的连续生产。
其基本原理是将工业设备与计算机之间的控制传递给PLC等设备，通过程序控制实现自动化生产和极简电气控制系统的设计。
二、电气控制系统的设计流程电气控制系统设计流程包括：需求分析、电气控制设计、电气元件选型、电气控制回路设计、电气控制软件编写、PLC和其他电气元件选配、控制箱设计、测试与调试等。
（1）需求分析电气控制设计从需求开始，按照用户的生产线要求分析各种控制要素，确定控制系统的实现方案。
需求分析包括车间布局、设备的位置和运转方向、设备传感器和动力要求等。
（2）电气控制设计根据需求分析的结果，进行电气控制系统的设计。
在设计中，选用合适的电气控制元件、控制回路和电气控制器，以全方位管理设备运作的状态，然后选择合适的PLC进行控制。
同时，采用MCC、交流/直流电机、变频器等设备，实现控制的精度和可靠。
（3）电气元件选型根据电气控制设计方案的需要，选型适当的电气元件，如开关、接触器、保护器、继电器等。
这些元件在电气控制系统中起重要作用，影响整个系统的稳定性和可靠性。
（4）电气控制回路设计在电气控制系统的设计中，电气控制回路是非常重要的一部分。
设计人员需要根据需求分析和电气学原理来设计电气控制回路，使得回路能够正确地运转。
同时，为提高整个电气控制系统的稳定性、可靠性，需要采用电气保护器、限流器等电气元件进行保护。
（5）电气控制软件编写电气控制系统的软件可以通过指令来操作输出端口，实现各种电气控制。
设计人员根据电气控制设计方案编写合适的电气控制软件，将其运行在PLC等设备上，使其能够自动控制生产设备的运行。
电气控制系统设计课后答案
量，从而起到中间转换的作用。
（2） 时间继电器是一种利用电磁原理、机械原理或电子原理实现延时控制的控制电器。
时间继电器的特点是：当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并
不立即改变，而是经过一段时间的延迟之后，触点才闭合或断开， 因此这种继电器又称为延
形接法的电动机的断相保护。
（2）对于△形接法的电动机，其某一相断线时，流过未断相绕组的电流与流过热继电
器的电流增加比例不同。也就是说，流过热继电器的电流不能反映断相后绕组的过载电流， 因此，一般的热继电器，即使是三相结构的热继电器，也不能为△形接法的三相异步电动机
的提供断相保护。此时应选用JR20型或T系列这类带有差动断相保护机构的热继电器。
【参考答案】
交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类，控制鼠笼型异步电动机的运
转可选用三类交流接触器。
根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。
（1）接触器的线圈电压：AC220V
（2）主触点的额定电压：AC380V
（3）主触点的额定电流：25.5A
（4）对于长时工作制和重任务型电机，接触器额定电流大于电动机的额定电流。
心吸合后线圈电感增大， 其端电压也大，这就可能导致另一个接触器线圈压降过低，铁心一
直吸合不上。这就相当于单独的一个110V接触器接在220V电路中了，当然导致控制电路
回路中电流过大，时间一长可能会烧毁线圈。
2-6时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用？
【参考答案】
（1）中间继电器质上是电压继电器，在控制电路中起逻辑变换和状态记忆的功能，
电气控制系统设计方案的要求和步骤
和步骤和步骤电气控制系统设计的要求和步骤要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。
课程设计正是为这一目的而安排的实践性教案环节，它是一项初步的工程训练。
通过课程设计的工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。
本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量。
并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤。
电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。
电气控制系统课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。
设计的目的、要求、任务及方法一、设计目的电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。
通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。
电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
电气设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。
二、设计要求为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：(1>在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。
(2>在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，同时要广泛讨论意见，依据充分。
在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。
(3>所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、工程代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订。
第三章 电气控制系统设计
3．集中式空调机组电气控制电路工作过程分析 空调机组主要有新风阀、回风阀、排风阀、过
滤器、冷/热盘管、送风机、回风机、加湿器组成。 控制原理： 电动风阀与送风机、回风机联锁控制，当送风
机、回风机关闭时，电动风阀（新风、回风、排风 风阀）都关闭。新风阀与排风阀动作同步，与回风 阀动作相反。根据新风、回风以及送风焓值的比较， 调节新风阀和回风阀的开度。
2．电梯电气控制要求 （1）电梯曳引电机 （2）电梯门机 （3）电气控制要求
(二)电梯电气控制系统 1．交流双速电动机拖动系统的主电路
图3-27是常见的双速电梯拖动电动机主电路。
2．电梯的控制电路 电梯的控制电路由多个基本环节组成，为了便于
分析可将其分成主拖动控制，电梯运行过程控制，自 动开关门控制，呼梯、记忆及消号控制，自动定向及 截梯控制，选层、记忆信号消除控制，信号及指示控 制，轿内照明控制，线路保护九个环节。
如图3-14b控制电路1。
如图3-14c控制电路2。
（二）消防水泵的控制
消防泵和喷淋泵分别为消火栓系统和水喷淋系
统的主要供水设备。 1．室内消火栓给水泵电气控制 图3-15为消防水泵电气控制的一种方案，两台
泵互为备用，备用泵自动投入。 正常运行时，电源开关和SA1均合上。SA2为水
泵检修双投开关，不检修时放在运行位置，
（2）排烟类
1）排烟口：电动、手动或远距离开启，与排烟 风机联动，可设280℃关闭装置，安装于排烟区域的 顶棚或墙壁上。
2）排烟阀：安装在排烟系统管路上，平时一般 呈关闭状态，火灾时手动或电动开启，起排烟作用。 当排烟管道内烟气温度达到280℃时关闭，在一定时 间内能满足耐火稳定性和耐火完整性要求，起排烟 作用的阀门。
第二节 常用建筑设备的 电气控制电路设计
三相异步电动机三地控制电气控制电路
三相异步电动机三地控制电气控制电路下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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三、原理图设计的一般要求
1、电气控制原理应满足工艺的要求 在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有 充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的 要求，设置各种联锁及保护装置。
2、控制电路电源种类与电压数值的要求 对于比较简单的控制电路，往往直接采用交流380V或220V电源，不 用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器， 将控制电压降到 110V或48V、24V。对于操作比较频繁的直流电力传动 的控制电路，常用220V或110V直流电源供电。直流电磁铁及电磁离合器 的控制电路，常采用24V直流电源供电。
制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。图纸包括电气原理图、 电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制 面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等。 电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分：
1、原理设计内容
（l）拟订电气设计任务书。 （2）确定电力拖动方案，选择电动机。 （3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。
二、电气原理图设计的基本步骤
（l）根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图。 （2）设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计时按主电路、控制 电路 、辅助电路、联锁与保护、总体检查反复修改与完善的先后顺序进 行。 （3）绘制总原理图。 （4）恰当选用电器元件，并制订元器件明细表。
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（4）选择电器元件，制订元器件明细表。
（5）编写设计说明书。
2、工艺设计内容 （l）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。 （2）设计组件布置图、安装图和接线图。
（3）设计电气箱、操作台及非标准元件。
（4）列出元件清单。 （5）编写使用维护说明书。
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三、电气控制系统设计的一般步骤 1、拟订设计任务书 设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，又是设备竣工 验收的依据。由技术领导部门、设备使用部门和任务设计部门等 共同完成。 电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容： （1）设备名称、用途、基本结构、动作要求及工艺过程介绍。 （2）电力拖动的方式及控制要求等。 （3）联锁、保护要求。 （4）自动化程度、稳定性及抗干扰要求。 （5）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求。 （6）设备验收标准。 （7）其它要求。
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2、逻辑设计法 逻辑设计法是利用逻辑代数来进行电路设计，从生产机械的拖动要 求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电 ，触点的闭合与断开，主令电器的接通与断开看成逻辑变量，根据控制 要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，然后再化简，做出相应的 电路图。 优点是能获得理想、经济的方案。 缺点是这种方法设计难度较大，整个设计过程较复杂，还要涉及一 些新概念，因此，在一般常规设计中，很少单独采安全的前提下
，最大限度地满足工艺的要求。
5、设计电气控制原理图，并合理选用元器件，编制元器件
明细表。 6、设计电气设备的各种施工图纸。 7、编写设计说明书和使用说明书。
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第二节 电气控制原理电路设计的方法与步骤
一、电气控制原理电路的基本设计方法
2、确定电力拖动方案 电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要内容之一，也 是以后各部分设计内容的基础和先决条件。 Date: 2019/1/7 Page: 4
主要从几个方面考虑电力拖动方案： （1）拖动方式的选择： 电力拖动方式，独立拖动？集中拖动？ （2）调速方案的选择： 大型、重型设备的主运动和进给运动，应尽可能采用无级调速；精密机械 设备为保证加工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备，在没有特殊 要求时，可选用经济、简单、可靠的三相笼型异步电动机。 （3）电动机调速性质要与负载特性适应 恒功率负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速 特性与生产机械的负载特性相适应，使电动机得到充分合理应用。 3、拖动电动机的选择基本原则 （1）根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。
3．机械设计与电气设计应相互配合。许多生产机械采用机电结合 控制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂 性、使用维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。
4．确保控制系统安全可靠地工作。
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二、电气控制系统设计的基本任务、内容
电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编制出设备
电气控制系统设计
第一节 电气控制系统设计的一般原则、基本内 容和设计程序
一、电气控制系统设计的一般原则
1．最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。 电气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生产工艺的要求。
2．设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求 简单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指标和自动化。
（2）工作过程中电动机容量要得到充分利用。
（3）根据工作环境选择电动机的结构型式。
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4、选择控制方式
控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术
的迅速发展，生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触 器控制向PLC控制、CNC控制、计算机网络控制等方面发展，
电气控制原理电路设计的方法有分析设计法和逻辑设计法。 1、分析设计法
分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节（单元电
路）或将比较成熟的电路按其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其 综合成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环节时，可根据控制
要求边分析边设计。
优点是设计方法简单，无固定的设计程序，它容易为初学者所掌握， 在电气设计中被普遍采用； 缺点是设计出的方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不周全时 会影响线路工作的可靠性。