PLC课件3电器控制系统设计.ppt

Date: 2022-7-23 Page: 2CH3电器控制系统设计电器控制线路的设计方法通常有两种：电器控制线路的设计方法通常有两种： 经验设计法经验设计法 逻辑设计法逻辑设计法 Date: 2022-7-23 Page: 3CH3电器控制系统设计内容内容: 主电路、控制电路和辅助电路主电路、控制电路和辅助电路 主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速主电路：主要考虑电动机起动、点动、正反转、制动及多速控制的要求。控制的要求。 控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电气控制电路。气控制电路。 辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。示、照明等电路。 反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。Date: 2022-7-23 Page: 4CH3电器控制系统设计常用的经验设计方法：常用的经验设计方法： 根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。 没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。作条件和要求。 Date: 2022-7-23 Page: 5CH3电器控制系统设计采用经验设计法，一般应注意以下几个问题：采用经验设计法，一般应注意以下几个问题： 1 1）电压线圈不能串联）电压线圈不能串联1. 1. 保证控制线路工作的安全和可靠性保证控制线路工作的安全和可靠性 2 2）正确连接电器的触点）正确连接电器的触点 3 3）避免出现寄生电路（假电路）避免出现寄生电路（假电路） 4)4)避免出现许多电器依次动作才能接通避免出现许多电器依次动作才能接通另一个电器的情况另一个电器的情况5)5)防止出现触点竞争现象防止出现触点竞争现象6)6)防止误操作带来的危害，设置必要的连锁防止误操作带来的危害，设置必要的连锁 7)7)设计的线路应能适应所在的电网情况设计的线路应能适应所在的电网情况8)8)注意触点的容量问题注意触点的容量问题Date: 2022-7-23 Page: 6CH3电器控制系统设计2. 2. 控制线路力求简单、经济控制线路力求简单、经济 1 1）尽量减少触头的数目。）尽量减少触头的数目。2 2）尽量减少连接导线。）尽量减少连接导线。3 3）控制线路在工作时，除必要的电器元件必须长期）控制线路在工作时，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。件的使用寿命和节约电能。 Date: 2022-7-23 Page: 7CH3电器控制系统设计3. 3. 应具有必要的保护环节应具有必要的保护环节 1 1）短路保护）短路保护 电流范围：几倍甚至几十倍电流范围：几倍甚至几十倍 保护器件：熔断器或断路器保护器件：熔断器或断路器 要求：瞬动特性要求：瞬动特性 2 2）过流保护）过流保护 电流小于电流小于2.52.5倍倍 保护器件：过电流继电器和接触器配合使用。保护器件：过电流继电器和接触器配合使用。3 3）过载保护）过载保护 电流小于电流小于1.51.5倍倍 保护器件：热继电器和接触器配合保护器件：热继电器和接触器配合 要求：反时限要求：反时限4 4）零电压保护）零电压保护-自锁触头来实现自锁触头来实现5 5）断相保护）断相保护 星型接法的电动机星型接法的电动机-普通热继电器与接触器配合普通热继电器与接触器配合 角型接法的电动机角型接法的电动机-断相保护热继电器与接触器配合断相保护热继电器与接触器配合Date: 2022-7-23 Page: 8CH3电器控制系统设计 逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来设计电器控制线路，逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来设计电器控制线路，同时也可以用于线路的简化。同时也可以用于线路的简化。基本运算：基本运算：（一）逻辑与（一）逻辑与（二）逻辑或（二）逻辑或（三）逻辑非（三）逻辑非逻辑电路的基本类型：逻辑电路的基本类型：1 1、逻辑组合电路、逻辑组合电路2 2、逻辑时序电路、逻辑时序电路 电器（的线圈和触点）电器（的线圈和触点）-存在两种物理状态存在两种物理状态-可采用逻辑表示可采用逻辑表示三个规定：三个规定： a a、线圈得电为、线圈得电为1 1 失电为失电为0 0 b b、触点闭合为、触点闭合为1 1 断开为断开为0 0 c c、线圈和常开触点的状态用原理图上相同字符表示，但常闭触、线圈和常开触点的状态用原理图上相同字符表示，但常闭触点的状态用点的状态用“非非”形式表示形式表示Date: 2022-7-23 Page: 9CH3电器控制系统设计逻辑函数与真值表逻辑函数与真值表在继电接触控制线路中在继电接触控制线路中* * 表示触点状态的逻辑变量表示触点状态的逻辑变量-输入逻辑变量输入逻辑变量* * 表示继电器、接触器（线圈）等受控元件状态的逻辑变量表示继电器、接触器（线圈）等受控元件状态的逻辑变量-输出输出逻辑变量逻辑变量* * 输出逻辑变量的取值是随各输入逻辑变量取值变化而变化的，输输出逻辑变量的取值是随各输入逻辑变量取值变化而变化的，输入、输出逻辑变量的相关关系入、输出逻辑变量的相关关系-逻辑函数或真值表逻辑函数或真值表例例: :起保停电路起保停电路 KM=(SB2+KM) SB1KM=(SB2+KM) SB1KMSB2KMSB100000001101000111100010111100111Date: 2022-7-23 Page: 10CH3电器控制系统设计两种设计方法的比较两种设计方法的比较经验设计的特点：经验设计的特点： 设计方法简单易于掌握，使用广泛。设计方法简单易于掌握，使用广泛。 要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。速度较慢。 设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。 不宜获得最佳设计方案。不宜获得最佳设计方案。逻辑设计法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设逻辑设计法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。Date: 2022-7-23 Page: 11CH3电器控制系统设计 例：刀架的自动循环控制系统分析与设计（钻孔加工过程自动化）例：刀架的自动循环控制系统分析与设计（钻孔加工过程自动化）一、工艺要求一、工艺要求1 1）自动循环）自动循环2 2）无进给切削）无进给切削3 3）快速停车）快速停车二、设计步骤（即经验设计法二、设计步骤（即经验设计法/ /一般设计法设计步骤）一般设计法设计步骤）1 1）设计主电路）设计主电路2 2）设计控制电路的基本部分）设计控制电路的基本部分3 3）设计控制电路的特殊部分（选择控制参量、确定控制原则）设计控制电路的特殊部分（选择控制参量、确定控制原则）4 4）设置必要的连锁、保护环节）设置必要的连锁、保护环节5 5）综合审查与简化设计线路）综合审查与简化设计线路Date: 2022-7-23 Page: 12CH3电器控制系统设计根据给定条件根据给定条件主电路设计：主电路设计：确定确定 电动机电动机如精度、工作效率、结构、运动如精度、工作效率、结构、运动部件的数量、运动要求、负载性部件的数量、运动要求、负载性质、调速要求以及投资额等质、调速要求以及投资额等类型、数量、传动方式、控制要类型、数量、传动方式、控制要求（起动、运行、调速、转向、求（起动、运行、调速、转向、制动）制动）Date: 2022-7-23 Page: 13CH3电器控制系统设计设计控制电路的基本部分设计控制电路的基本部分 Date: 2022-7-23 Page: 14CH3电器控制系统设计设计控制电路的特殊部分（选择控制参量、确定控制原则）设计控制电路的特殊部分（选择控制参量、确定控制原则）a a、自动循环、自动循环-行程控制原则行程控制原则* * 加行程开关检测行程信号加行程开关检测行程信号-直接过程变化参量直接过程变化参量Date: 2022-7-23 Page: 15CH3电器控制系统设计b b、无进给切削、无进给切削-时间控制原则时间控制原则* * 加时间继电器反映切削时间加时间继电器反映切削时间-间接过程变化参量间接过程变化参量Date: 2022-7-23 Page: 16CH3电器控制系统设计c c、快速停车、快速停车-采用反接制动，速度控制原则采用反接制动，速度控制原则* * 加速度继电器检测速度信号加速度继电器检测速度信号-直接过程变化参量直接过程变化参量结束结束