电气控制原理设计的方法与步骤
电气控制原理设计的方法与步骤
电气控制原理设计的方法与步骤
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。
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。
电气原理图的绘制方法
电气原理图的绘制方法为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。
用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。
画电气原理图的一般规律如下：画主电路绘制主电路时，应依规定的电气图形符号用粗实线画出主要控制、保护等用电设备，如断路器、熔断器、变频器、热继电器、电动机等，并依次标明相关的文字符号。
画控制电路控制电路一般是由开关、按钮、信号指示、接触器、继电器的线圈和各种辅助触点构成，无论简单或复杂的控制电路，一般均是由各种典型电路（如延时电路、联锁电路、顺控电路等）组合而成，用以控制主电路中受控设备的“起动”、“运行”、“停止”使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作。
对于简单的控制电路：只要依据主电路要实现的功能，结合生产工艺要求及设备动作的先、后顺序依次分析，仔细绘制。
对于复杂的控制电路，要按各部分所完成的功能，分割成若干个局部控制电路，然后与典型电路相对照，找出相同之处，本着先简后繁、先易后难的原则逐个画出每个局部环节，再找到各环节的相互关系。
电气安装接线图规范一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用。
绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：1、必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。
2、各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。
3、不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。
4、走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。
画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。
电器元件布置图规范电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：1.必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图。
电气控制技术与PLC第 4 章
线路
(1) 控制线路应标准。尽量选用标准的、常用的或经过实
际考验过的线路和环节。必要时，可以使用逻辑代数化简电 路，优化电路结构。
元件 (2)
尽量减少电器数量，采用标准件，尽可能选用相同型
号的电器元件，以减少备用量。
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(3)尽量缩短连接的数量和长度
6.变频变压调速；
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4.2 电气控制线路 的设计方法
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电气控制线路的设计方法
电气控制线路的设计方法通常有两种:
一种是一般设计法，也叫经验设计法。它是根据生产工 艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。 一种是逻辑设计法，它根据生产工艺要求，利用逻辑
代数来分析、设计线路。
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4.2.1
大感应 电动势
并联放电 电阻R
断开时
误动作
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(2)应尽量避免电器依次动作的现象
在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一 个电器的现象。
(a) 不合理接线 (b) 合理接线 图3.5 减少多个电气元器件依次通电
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(3) 避免出现寄生电路
寄生电路: 控制电路在正常工作或 事故情况下，发生意外接通 的电路叫寄生电路。若控制 电路中存在寄生电路，将破
固有动 作时间
释放延 时作用
图3.7 触点的“竞争”与“冒险” 21
(5) 正确连接电器的触头
避免在电器触头上引起短路。
拉弧短路
图4.8 正确连接电器的触头
22
4、完善的保护环节
电气控制线路应具有完善的保护环节，用以保护电网、 电动机、控制电器以及其他电器元件，消除不正常工作时的 有害影响，避免因误操作而发生事故。 1、短路保护：常用的短路保护元器件有熔断器和自动空 气开关； 2、过载保护：常用的过载保护器件是热继电器； 3、过流保护：过流保护：常用电磁式过电流继电器实 现； 4、零电压与欠电压保护：措施：零压保护继电器；在用 按钮操作的设备中，利用按钮的自动恢复作用和接触器的自 锁作用；
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。
电路控制设计
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
2．电气工艺设计内容
1) 根据设计出的电气原理图和选定的电器元件，设计电气 设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装配图和总接线图。
2) 绘制各组件电器元件布置图与安装接线图，表明各电器 元件的安装方式和接线方式。
3) 编写使用维护说明书。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
教学方法： 项目教学法：1、引出问题；2项目分 析； 3、行为引导法；4、学练结合 学时、教具、课前准备： 学时：12学时 教具：机床电气控制元件、网盘、万 用表、螺丝刀、扳手等； 课前准备：学生预习相关课程知识； 规范标准准备；安全知识。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
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第7章 电气控制系统设计 电机及机床电器控制
第三节 电气火灾消防知识
• 电气火灾产生的直接原因: • (1)设备或线路发生短路故障电气设备由于绝缘损坏、电路年久
失修、疏忽大意、操作失误及设备安装不合格等将造成短路故障， 其短路电流可达正常电流的几十倍甚至上百倍，产生的热量(正比 于电流的平方)是温度上升超过自身和周围可燃物的燃点引起燃烧， 从而导致火灾。 • (2)过载引起电气设备过热选用线路或设备不合理，线路的负载 电流量超过了导线额定的安全载流量，电气设备长期超载(超过额 定负载能力)，引起线路或设备过热而导致火灾。
图7-2所示。这些操作用具均由绝缘材料制成。
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第7章 电气第控一制系节统设计安电全机及用机电床电知器识控制
• 正确使用绝缘操作用具，应注意以下两点:
• (1)绝缘操作用具本身必须具备合格的绝缘性能和机械强度。
• (2)只能在和其绝缘性能相适应的电气设备上使用。
电气控制线路的设计及元器件选择课件
电气控制线路的设计步骤
明确控制要求
在设计电气控制线路之前，需要明确 控制要求，确定需要实现的功能和性 能指标。
制作和测试
根据设计的电路原理图，制作出实际 的电气控制线路并进行测试，确保其 性能符合要求。
01
02
选择合适的元器件
根据控制要求，选择合适的电气元器 件，如电源、开关、继电器等。
03
设计电路原理图
接口电路
设计合理的接口电路，实现变频器与外部控制器的信号传输 和控制。
滤波与抗干扰
采取有效的滤波和抗干扰措施，保证系统的稳定性和可靠性 。
PLC控制线路设计
可靠、灵活、集成
PLC控制线路广泛应用于工业自动化领域，具有高可靠性、灵活性和集成性。
PLC控制线路设计
设计要点：
I/O模块选择：根据实际需求选择合适的输入输出模块，满足信号采集和 控制需求。
根据元器件的特性和控制要求，设计 出电路原理图，明确各元器件之间的 连接关系和工作原理。
05
04
优化和完善设计
对电路原理图进行优化和完善，确保 设计的可靠性和稳定性。
常用电气元器件及
02
其选择
开关电器
开关电器
用于接通或断开电路， 包括刀开关、断路器、
接触器等。
刀开关
用于不频繁开启和关闭 电路，结构简单，价格
控制算法：根据工艺要求选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制等 。
PLC控制线路设计
网络通信
实现PLC与上位机和其他智能设备的通信 ，提高系统的集成度和智能化水平。
VS
安全保护
设置安全保护措施，如故障检测与诊断、 冗余设计等，提高系统的可靠性和稳定性 。
电气控制线路的优
电气控制原理图设计的基本步骤和方法
电气控制原理图设计的基本步骤和方法
答：电气控制原理图设计要体现设计的各项性能指标，功能，它也是电气工艺设计和编制各种技术资料的依据。其基本步骤如：1、根据选定的控制方案及方式设计系统原理图，拟订出各部分的主要技术要求和技术参数。2、根据各部分的要求，设计电气原理框图及各部分单元电路，对于每一部分的设计总是按主电路——控制电路——联锁与保护——总体检查的顺序进行的，最后经反部分连成一个整体，并绘制出系统原理图，然后在系统原理图的基础上进行必要的短路电流计算，根据需要计算出相应的参数。4、根据计算数据正确选用元器件，必要时应进行动稳定和热稳定校验，最后制订元器件型号、规格、目录清单。
电路设计与电气防爆问题探讨
电路设计与电气防爆问题探讨电力作为一种能源，具有很多的优点，已经深入到了人们日常生活中的各个部分。
但是电路设计任何的缺陷都将是严重的安全隐患，都会带来巨大的财产损失和人员伤亡。
同时，在企业生产过程中，电气防爆也是备受人们关注的问题。
1 电气控制电路设计的一般原则电气控制电路的设计应在充分满足生产工艺电气控制要求的前提下进行，并且力求工作可靠、动作准确、结构简单、操作安装检修方便。
一般应做到：1．1 保证控制电路工作的可靠性诸如：电器元件要正确连接、尽量减少触头数，缩短连接导线止寄生电路、在设计控制电路时应尽量避免许多电器依次动作才能接通一个电器的现象，设计的电路应该能够适应所在电网的情况等。
1．2 保证电气控制电路的安全性电气控制电路在事故的情况下，亦应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效制止事故的扩大，即使出现误操作也不致造成事故。
常用的保护措施有：采用漏电保护开关的自动切断电源保护、短路保护、过载保护、失压保护、联锁保护、行程保护、过容保护及极限位置保护等。
1．3 正确使用防爆电气设备防爆电气设备接线腔的进线口，必须用标准规定的形式密封，如用弹性密封圈密封或用电缆密封夹紧接头等。
禁止采用填充密封胶泥、石棉绳等其他方法代替。
在现场检修时，当防爆电气设备的旋转部分未完全停止之前不得开盖。
2 电气原理图设计的基本步骤2．1 拟定技术参数根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。
2．2 绘制具体电路根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。
对于每一部分的设计总是按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查，反复修改与完善的步骤进行。
2．3 绘制总原理图按系统框图结构将各部分联成一个整体。
2．4 正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单对于比较简单的控制线路，可以省略前两步，直接进行原理图设计和电器元件选用。
电气自动化控制系统及设计
电气自动化控制系统及设计一、引言电气自动化控制系统是现代工业中不可或缺的一部分，它通过集成电气、电子和计算机技术，实现对工业设备和过程的自动控制和监控。
本文将详细介绍电气自动化控制系统的基本原理、设计要求和实施步骤。
二、电气自动化控制系统的基本原理1. 控制系统的组成电气自动化控制系统主要由传感器、执行器、控制器和人机界面组成。
传感器用于采集实时数据，执行器用于执行控制命令，控制器负责处理数据和生成控制信号，人机界面用于操作和监控整个系统。
2. 控制系统的工作原理电气自动化控制系统采集传感器获取的数据，并通过控制器进行处理和分析。
根据预设的控制策略，控制器生成相应的控制信号，通过执行器对设备或过程进行控制。
同时，人机界面提供操作界面和监控界面，使操作人员能够实时了解系统状态并进行必要的操作。
三、电气自动化控制系统的设计要求1. 系统可靠性和稳定性电气自动化控制系统在工业生产中承担重要的任务，因此系统的可靠性和稳定性是设计的首要考虑因素。
系统应具备高可靠性，能够稳定运行并在故障发生时能够及时报警和处理。
2. 系统的灵活性和可扩展性随着工业生产的发展和变化，电气自动化控制系统需要具备一定的灵活性和可扩展性，能够适应不同的生产需求和技术更新。
系统的设计应考虑到未来的扩展和升级需求，以便能够方便地进行系统的改造和升级。
3. 系统的安全性和可靠性电气自动化控制系统在工业生产中承担重要的安全任务，因此系统的安全性和可靠性是设计的重要考虑因素。
系统应具备安全保护机制，能够及时发现和处理潜在的安全风险，并能够保证生产过程的安全性和稳定性。
四、电气自动化控制系统的设计步骤1. 系统需求分析首先，需要对工业生产过程进行全面的需求分析，包括生产任务、工艺要求、安全要求等。
通过与用户进行沟通和交流，明确系统的功能需求和性能指标。
2. 系统设计方案确定根据需求分析的结果，设计出符合要求的系统设计方案。
包括系统的硬件配置、软件功能、通信协议等。
电气原理图的设计方法逻辑设计法
电气原理图的设计方法逻辑设计法1．概述逻辑设计法又称逻辑分析设计法，逻辑设计法利用逻辑代数这一数学工具来进行电气控制电路设计。
对于只有开关量的自动控制系统，其控制对象与控制条件之间只能用逻辑函数式来表示，所以才适用逻辑设计法。
而对于连续变化的模拟量（如温度、速度、位移、压力等），逻辑分析设计法是不适用的。
由接触器、继电器组成的控制电路属于开关电路。
在电路中，电气元件只有两种状态：线圈通电或断电，触点闭合或断开。
这种“对立”的两种不同状态，可以用逻辑代数来描述这些电气元件在电路中所处的状态和连接方法。
对于继电器、接触器、电磁铁等元件，将通电规定为“1”状态，断电则规定为“0”状态；对于按钮、行程开关等元件，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。
分析继电器、接触器控制电路时，元件状态常以线圈通电或断电来判定。
该元件线圈通电时，常开触点闭合，常闭触点断开。
因此，为了清楚地反映元件状态，元件的线圈和其常开触点的状态用同一字符来表示，如K，而其常闭触点的状态用该字符的“非”来表示，如（K 上面的一杠表示“非”，读非）。
若元件为“1”状态，则表示其线圈通电，继电器吸合，其常开触点闭合，其常闭触点断开。
通电、闭合都是“1”状态，断开则为“0”状态。
若元件为“0”状态，则相反。
根据这些规定，再利用逻辑代数的运算规律、公式和定律，就可以进行电气控制系统的设计了。
逻辑设计方法可以使继电接触系统设计得更为合理，设计出的线路能充分发挥元件作用，使所用的元件数量最少。
逻辑设计法不仅可以进行线路设计，也可以进行线路简化和分析。
逻辑分析法的优点是各控制元件的关系一目了然，不会遗漏。
这种设计方法能够确定实现一个开关量自动控制线路的逻辑功能所必需的、最少的中间记忆元件（中间继电器）的数目，然后有选择地设置中间记忆元件，以达到使逻辑电路最简单的目的。
采用逻辑设计法能获得理想、经济的方案，所用元件数量少，各元件能充分发挥作用，当给定条件变化时，能指出电路相应变化的内在规律。
第三章 电气控制线路设计
第三章 电气控制线路设计
控制线路：
（ SB2+ SQ1+ SQ3+） →KM1√→KM1+ 主触点吸合，M1正
转，炉门开启↘→KM1+ 辅助常开触点吸合，自锁。 →SQ4→KM1×→KM1- 主触点脱开，M1停止，炉门开启完毕。 →SQ4+ →KM3√→KM3+ 主触点吸合，M2正转，推料杆前进，上料 开始 →SQ2→KM3×→KM3- 主触点脱开，M2停止，上料完毕。 →SQ2+ →KM4√→KM4+ 主触点吸合，M2反转，推料杆后退 ↘→KM4+ 辅助常开触点吸合，自锁。 →SQ1→KM4×→KM4- 主触点脱开，M2停止。 →SQ1+ →推料杆回到原位。↘→KM2√→KM2+ 主触点吸合，M1反 转，炉门关闭 →SQ3→KM2×→KM2- 主触点脱开，M1停止，炉门关闭结束。 →SQ3+ →炉门回到原位。一个循环结束。
第三章 电气控制线路设计
控制线路： 按下SB2+→KM1√→KM1+ 主触 点吸合，M正向启动，由1向2运 动→到位置2 ↘→KM1+ 辅助常开触点吸合， 自锁。 →S2-→KM1×→KM1- 主触点 释放脱开，M正转停止。 ↘S2+→KM2√→KM2+ 主触点 吸合，M反向启动，由2向1运动 →到位置1→S1↘→KM2+ 辅助常开触点吸合， 自锁 →KM2×→KM2- 主触点释放脱 开，M反转停止。
第三章 电气控制线路设计
★ 电气控制线路设计的一般原则 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，一般在设计时应该遵 循以下原则： 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 控制线路是为整个设备和工艺过程服务的。因此，在 设计之前，要调查清楚生产要求，对机械设备的工作性能、 结构特点和实际加工情况有充分的了解。电气设计人员深 入现场对同类或接近的产品进行调查，收集资料，加以分 析和综合，并在此基础上考虑控制方式，起动、反向、制 动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置，最大限度地 实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。
电气控制原理设计的方法与步骤
电气控制原理设计的方法与步骤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。
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。
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，很少单独采用。
根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图。
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。
绘制总原理图。
恰当选用电器元件，并制订元器件明细表。
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。
交流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：6V，24V，48V，110V，220V，380V，50Hz。
直流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：6V，12V，24V，48V，110V，220V。
电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。
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。
电气作业控制程序范本（2篇）
电气作业控制程序范本1. 引言本次作业旨在设计一个电气控制程序，实现特定设备的自动化控制。
本文将介绍程序的设计思路、流程及关键步骤。
通过本文的阅读，读者将能够了解如何设计一个高效、可靠的电气控制程序。
2. 设计思路2.1 确定控制需求通过与用户沟通和分析设备的工作流程，确定需要实现的控制需求。
这些需求可以包括设备开关控制、参数调节、故障诊断等。
2.2 确定控制方式根据设备的具体情况，确定合适的控制方式。
常见的控制方式包括手动控制、自动控制和远程控制等。
2.3 设计控制逻辑根据控制需求和控制方式，设计控制逻辑。
控制逻辑可以采用状态机、PID控制算法等。
3. 程序设计流程3.1 硬件接口设计设计硬件接口使得控制程序能够与设备的传感器、执行机构等进行交互。
硬件接口设计要考虑稳定性和实时性等因素。
3.2 程序框架设计设计控制程序的框架，包括初始化、循环控制、故障处理等部分。
程序框架设计要考虑程序的可扩展性和可维护性。
3.3 状态机设计如果控制逻辑较为复杂，可以采用状态机设计模式。
状态机可以将控制过程分解为多个状态，每个状态执行特定的操作。
状态之间通过条件转移实现控制流程的切换。
3.4 PID控制算法设计如果需要实现控制参数调节，可以采用PID控制算法。
PID控制算法包括比例、积分和微分三个部分，通过调整这三个部分的权重可以实现控制目标。
4. 关键步骤4.1 初始化在程序启动时，进行初始化操作。
包括设置传感器采样频率、初始化执行机构等。
4.2 传感器数据采集定时采集传感器数据，并进行数据处理。
对采集到的传感器数据进行滤波、校正等操作，以提高数据的准确性和可靠性。
4.3 控制逻辑执行根据设计好的控制逻辑，执行控制操作。
根据传感器数据的变化和控制策略，控制设备的开关状态、参数调节等。
4.4 故障处理当设备发生故障或异常情况时，进行相应的故障处理。
可能需要发出警报、停止设备运行等操作。
5. 结论本文介绍了一个电气作业控制程序的设计思路、流程及关键步骤。
电气控制技术基础
或门电路
实现输入全为低电平，输出才为低 电平的功能。在电路中，或门可以 用于信号的增强和多个条件之一的 满足。
非门电路
实现输入与输出信号相反的功能。 在电路中，非门可以用于信号的翻 转和逻辑状态的改变。
常用组合逻辑电路
编码器
将输入的多个信号转换为二进制码或其它数字码的电路。编码器 广泛应用于数据采集、通信和控制系统中。
目的和目标
目的
通过学习电气控制技术，掌握电气设 备的基本原理、控制方法和应用技能 ，为从事电气工程领域的工作打下坚 实的基础。
目标
培养学生具备电气控制系统的设计、 安装、调试和维护能力，以及解决实 际工程问题的能力，同时提高学生的 创新思维和实践能力。
02
电气控制基础知识
电气控制系统的组成
01
控制系统优化与改进
系统性能评估
对现有控制系统的性能进行评估，分析系统的优缺点 和改进空间。
优化方案制定
根据性能评估结果，制定相应的优化方案，包括元件 升级、电路改进和程序优化等。
改进效果评估
对优化后的控制系统进行测试和评估，验证改进效果 是否达到预期目标，并作出相应的调整和改进。
THANKS
感谢观看
02
03
04
电源
提供电能，是整个电气控制系 统正常工作的基础。
控制元件
用于实现各种控制动作，如接 触器、继电器等。
执行机构
接受控制元件的指令，驱动被 控对象进行相应的动作。
检测元件
检测被控对象的参数变化，如 温度、压力、流量等，并将检
测结果反馈给控制元件。
常用低压电器元件
开关
用于接通或断开电路， 是电气控制系统中最基
易维护性原则
电气控制系统设计的步骤
3、确定控制方案
4、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。
5、设计电气设备的各种施工图纸，主要包括元件安装位置图、系统接线图、 非标件加工图等 6、现场安装电气控制系统，并调试控制系统。 7、编写设计说明书和使用说明书。
电气控制线路的参数计算与器件选择 1 电气控制系统通用电器元件的
3 PLC控制系统的软件设计方法
经验设计法 继电器接触器控制线路转换设计法 功能图设计法 逻辑流程图法 计算机逻辑综合法。
无论是采用传统继电器控制方式，还是PLC控制方式都需要一定的配电电 器、熔断器、接触器、按钮、启动与制动电阻、信号指示灯等
电气控制线路的参数计算与器件选择
3 PLC控制系统控制系统的主要器件的计算与选择
（1）I/O点数的确定 （2）PLC存储容量的确定 （3）安装形式的选择 （4）输入/出接口电路形式的选择 （5）PLC供电方式的选择 （6）PLC型号的选择 （7）PLC扩展模块的选择
电气控制系统与PLC设计基础知识讲解
二、电磁式控制继电器的选用
（一）类型的选用 （二）使用环境的选用
（三）使用类别的选用
第四章
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第四章
三、控制变压器的选用 选择控制变压器的原则：
1）一、二次侧应与电源、控制电路等电压相符 2）控制变压器二次侧的电磁器件起动时能可靠吸合 3）温升不应超过允许温升
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第四章
4、列写中间记忆元件开关逻辑函数式及执行元件动 作逻辑函数式，进而画出相应的电路结构图。
5、对画出的电路进行检查、化简和完善。
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第四章
三、电气控制原理图设计中的一般要求
电气控制原理图设计应满足以下要求： 1．电气控制电路满足生产工艺要求
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三、电气接线图的绘制
第四章 昆明学院
★ 接线安装常用配线方式：板前、板后、行线槽 。
★ 接线图绘图步骤：
①在原理图中标明线号
②画出安装位置示意图
③画出各电器元件（用虚线框住）及外接的端子等
④进行布线连接
⑤新增线号或端子，应补充画出并标明代号。
4）控制变压器容量近似计算公式：
S≥0.6∑S1+0.25 ∑S2+0.125 ∑KS3
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第四章
第五节 电气控制工艺设计
一、电气设备总体配置设计 二、元件布置图的设计 三、电气部件接线图的绘制 四、电气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、编写设计说明书及使用说明书
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电气控制系统图是电气线路安装、调试、使用与维护的理论依据，主要包括电气原理图、电气安装接线图、电器元件布置图。
系统中各所用电气设备的电气控制原理，用以指导电气设备的安装和控制系统的调试运行工作。
一、电气控制原理电路的基本设计方法
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。
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，很少单独采用。
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。
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。
交流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：
6V，24V，48V，110V(优选值)，220V，380V，50Hz。
直流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：
6V，12V，24V，48V，110V，220V。
3、确保电气控制电路工作的可靠性、安全性
(1)电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。
复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常常有几个电器元件的状态同时变化，考虑到电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。
这种现象称为电路的“竞争”。
而对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。
“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能精确反映元件动作时间及其互相配合的方法(如时间图法)来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。
(2)电器元件的线圈和触点的连接应符合国家有关标准规定
电器元件图形符号应符合GB4728中的规定，绘制时要合理安排版面。
例如，主电路一般安排在左面或上面，控制电路或辅助电路排在右面或下面，元器件目录表安排在标题上方。
在实际连接时，应注意以下几点：
①正确连接电器线圈。
交流电压线圈通常不能串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联后，接在两倍线圈额定电压的交流电源上，以免电压分配不均引起工作不可靠。
在直流控制电路中，对于电感较大的电器线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等，不宜与同电压等级的接触器或中间继电器直接并联使用。
如图，当触点KM断开时，电磁铁YA线圈两端产生较大的感应电动势，加在中间继电器KA的线圈上，造成KA的误动作。
为此在YA线圈两端并联放电电阻R，并在KA支路串入KM常开触点，如图b)就能可靠工作。
②合理安排电器元件和触点的位置。
对于某些回路，电器元件或触点位置互换时，并不影响其工作原理，但在实际运行中，影响电路安全并关系到导线长短，如图a)接法既不安全又浪费导线。
图b)所示的接法较为合理。
③防止出现寄生电路。
寄生电路是指在控制电路的动作过程中，意外出现不是由于误操作而产生的接通电路。
图是一个具有指示灯和过载保护的电动机正反转控制电路。
正常工作时，能完成正反向起动、停止与信号指示。
但当FR动作断开后，电路出现了如图中虚线所示的寄生电路，使接触器KM1不能可靠释放而得不到过载保护。
如果将FR触点位置移到SB1上端就可避免产生寄生电路。
④尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。
⑤控制电路工作时，应尽量减少通电电器的数量，以降低故障的可能性并节约电能。
⑥在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小，若不够时，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。
4、应具有必要的保护环节
控制电路在事故情况下，应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效地制止事故的扩大。
为此，在控制电路中应采取一定的保护措施，必要时还可设置相应的指示信号。
5、操作、维修方便
控制电路应从操作与维修人员的工作出发，力求操作简单、维修方便。
6、控制电路力求简单、经济
在满足工艺要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。
尽量选用标准电气控制环节和电路，缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器。