电气控制与PLC第四章PPT课件
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第四章 电气控制系统的设计
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
3. 反复审核电路是否满足设计要求 8
(二)、经验设计法特点
1. 容易掌握，但一般不易得到最佳设计方案
电 器
2. 要求设计者有一定的设计经验，在设计中往往
与 会有一些因素没有考虑到而影响电路的可靠性。
PLC
控 制
3. 当线路达不到要求时，多用增加触点或电器数
量的方法来解决，所以设计的线路往往不经济。
4. 需要反复修改设计。
9
(三)、经验设计法举例
9、编写设计计算说明书和使用说明书
1
二、电气控制线路设计的一般原则
（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
电 （二）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、
器 与
经济
PLC
控 制
2
PLC
电 器 与 控 制
3
PLC
(三）保证控制线路工作的可靠性和安全性 不能串联接入如两个电器的线圈，若需两个电器 同时工作时，其线圈应并联连接。
12
设计电路的改进
1. 采用行程开关SQ1检测放松程度，完全放松
电 器
后SQ1受压（SQ1常开闭合、常闭断开）。
与
2. 采用过电流继电器反映横梁的夹紧程度，当
PLC
控
夹紧到一定的程度时，电流增大到过电流继
制
电器的整定值，使其动作（常开闭合、常闭
断开）。
3. 采用行程开关SQ2、SQ3对横梁上、下行程 作限位保护
You Know, The More Powerful You Will Be
17
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
18
电 器 与 控 制
4
PLC
电 器 与 控 制
5
PLC
电 器 与 控 制
6
第二节 电力拖动方案确定原则和电机的选择
一、确定拖动方式
电 器
二、确定调速方案
与 三、电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要求
PLC
控 制
7
第三节 电气控制线路的经验设计法
一、经验设计法
(一)、经验设计法基本步骤
电 器
二、逻辑分析设计法
1. 利用逻辑函数化简来简化电路
2. 继电接触器线路的逻辑函数
电 ⑴ 逻辑函数实现方法
器
与 以执行元件（如接触器、继电器线圈）作为逻辑函数的输出变
PLC
量，而以检测信号中间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑
控 制
变量，按一定规律列出其逻辑函数表达式。
下图为一开关逻辑函数，即启—停—保电路。
13
改进后横梁控制电路
电 器 与
PLC
控
I
制
I
KA2 KA1 放松 夹紧 下降 上升
14
改进后横梁控制电路的分析
1. 按下SB1，KA1线圈得电，KM4
线圈得电，夹紧电动机M2工作
将横梁放松。
电 器
2.
横梁放松到位，SQ1受压，其常
与
闭断开，KM4线圈失电，M2停
I
PLC
止；SQ1常开闭合，KM1线圈
电 器 与 控 制
11
初步设计电路存在的问题
1. 按SB1后，KM1、KM4同
时得电，横梁上升与放松
电 器
同时进行。按SB2也同样，
与
不满足工艺要求。
PLC
控 2. 按下按钮后，放松线圈
制
KM4一直通电，没有检测
元件检查横梁的放松程度。
3. 松开按钮后，横梁不再上 升，夹紧线圈始终得电，
横梁持续夹紧不能自动停 止。
SB1 为 启 动 信 号 按 钮 ， SB2 为 关断信号按钮，KA的常开触点为 自保持信号。它的逻辑函数为
fKA＝（SB1＋KA）·SB2
16
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
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PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
3. 反复审核电路是否满足设计要求 8
(二)、经验设计法特点
1. 容易掌握，但一般不易得到最佳设计方案
电 器
2. 要求设计者有一定的设计经验，在设计中往往
与 会有一些因素没有考虑到而影响电路的可靠性。
PLC
控 制
3. 当线路达不到要求时，多用增加触点或电器数
量的方法来解决，所以设计的线路往往不经济。
4. 需要反复修改设计。
9
(三)、经验设计法举例
9、编写设计计算说明书和使用说明书
1
二、电气控制线路设计的一般原则
（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
电 （二）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、
器 与
经济
PLC
控 制
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PLC
电 器 与 控 制
3
PLC
(三）保证控制线路工作的可靠性和安全性 不能串联接入如两个电器的线圈，若需两个电器 同时工作时，其线圈应并联连接。
12
设计电路的改进
1. 采用行程开关SQ1检测放松程度，完全放松
电 器
后SQ1受压（SQ1常开闭合、常闭断开）。
与
2. 采用过电流继电器反映横梁的夹紧程度，当
PLC
控
夹紧到一定的程度时，电流增大到过电流继
制
电器的整定值，使其动作（常开闭合、常闭
断开）。
3. 采用行程开关SQ2、SQ3对横梁上、下行程 作限位保护
You Know, The More Powerful You Will Be
17
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
18
电 器 与 控 制
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PLC
电 器 与 控 制
5
PLC
电 器 与 控 制
6
第二节 电力拖动方案确定原则和电机的选择
一、确定拖动方式
电 器
二、确定调速方案
与 三、电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要求
PLC
控 制
7
第三节 电气控制线路的经验设计法
一、经验设计法
(一)、经验设计法基本步骤
电 器
二、逻辑分析设计法
1. 利用逻辑函数化简来简化电路
2. 继电接触器线路的逻辑函数
电 ⑴ 逻辑函数实现方法
器
与 以执行元件（如接触器、继电器线圈）作为逻辑函数的输出变
PLC
量，而以检测信号中间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑
控 制
变量，按一定规律列出其逻辑函数表达式。
下图为一开关逻辑函数，即启—停—保电路。
13
改进后横梁控制电路
电 器 与
PLC
控
I
制
I
KA2 KA1 放松 夹紧 下降 上升
14
改进后横梁控制电路的分析
1. 按下SB1，KA1线圈得电，KM4
线圈得电，夹紧电动机M2工作
将横梁放松。
电 器
2.
横梁放松到位，SQ1受压，其常
与
闭断开，KM4线圈失电，M2停
I
PLC
止；SQ1常开闭合，KM1线圈
电 器 与 控 制
11
初步设计电路存在的问题
1. 按SB1后，KM1、KM4同
时得电，横梁上升与放松
电 器
同时进行。按SB2也同样，
与
不满足工艺要求。
PLC
控 2. 按下按钮后，放松线圈
制
KM4一直通电，没有检测
元件检查横梁的放松程度。
3. 松开按钮后，横梁不再上 升，夹紧线圈始终得电，
横梁持续夹紧不能自动停 止。
SB1 为 启 动 信 号 按 钮 ， SB2 为 关断信号按钮，KA的常开触点为 自保持信号。它的逻辑函数为
fKA＝（SB1＋KA）·SB2
16
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More