LC电气控制系统电气设计讲解.ppt

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1、PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD电气控制系气控制系统分析注意的几个分析注意的几个问题：了解了解系系统的主要技的主要技术性能及机械性能及机械传动、液、液压和气和气动的工作原理的工作原理。弄清各弄清各电动机的安装部位、作用、机的安装部位、作用、规格和型号格和型号。掌握各种掌握各种电器的安装部位、作用以及各操器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按手柄、开关、控制按钮的功的功能和操能和操纵方法方法。注意了解注意了解与机械、液与机械、液压发生直接生直接联系的各种系的各种电器的安装部位及作用器的安装部位及作用。如：。如：行程开关、撞行程开关、撞块、压力力继电器、器、电磁离

2、合器、磁离合器、电磁磁铁等。等。分析分析电气控制系气控制系统时，要，要结合合说明明书或有关的技或有关的技术资料将整个料将整个电气气线路路划分成几个部分逐一划分成几个部分逐一进行分析行分析。例如：各。例如：各电动机的起机的起动、停止、停止、变速、制速、制动、保、保护及相互及相互间的的联锁等。等。内容与目的：内容与目的：分析几种典型分析几种典型电气控制气控制电路，路，进一步掌握控制一步掌握控制电路的路的组成，典型成，典型环节的的应用及分析控制用及分析控制电路的方法。路的方法。找出找出规律，逐步提高律，逐步提高阅读电气原理气原理图的能力，的能力，为独立独立设计打下基打下基础。PLC电气控制技气控制技

3、术第三章第三章电气气设计与与CAD第一第一节卧式卧式车床的床的电气控制气控制电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD多采用多采用不不变速的异步速的异步电动机拖机拖动，变速靠速靠齿轮箱的有箱的有级调速来速来实现，控，控制制电路比路比较简单。主主轴正正转或反或反转的旋的旋转运运动：通通过改改变主主轴电动机的机的转向或采用离合器向或采用离合器实现。进给运运动：多半是把主多半是把主轴运运动分出一部分分出一部分动力，通力，通过挂挂轮箱箱传给进给箱箱来来实现刀具的刀具的进给。为了提高效率，了提高效率，刀架的快速运刀架的快速运动由一台快速由一台快速电动机机单独拖独拖动。车床床设有交流

4、有交流电动机拖机拖动的的冷却冷却泵，实现刀具切削刀具切削时冷却。有的冷却。有的还专设一台一台润滑滑泵对系系统进行行润滑。滑。主主电动机直接起机直接起动和降和降压起起动的的选取：取：考考虑电动机的容量；考机的容量；考虑电网的网的容量。不容量。不经常起常起动的的电动机可直接起机可直接起动的容量的容量为变压器容量的器容量的30，经常常起起动的的电动机可直接起机可直接起动的容量一般要小于的容量一般要小于变压器容量的器容量的20。主主电动机的制机的制动方式：方式：电气方法气方法实现的能耗制的能耗制动和反接制和反接制动；机械的摩；机械的摩擦离合器制擦离合器制动。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气

5、设计与与CAD主主电路：路：主主电动机机M1冷却冷却泵电动机机M2快速移快速移动电动机机M3断路器断路器QF交流接触器交流接触器KM3、KM4热继电器器FR1熔断器熔断器FU1交流接触器交流接触器KM限流限流电阻阻R交流接触器交流接触器KM1热继电器器FR2交流接触器交流接触器KM2熔断器熔断器FU2互感器互感器TA电流表流表AC650卧式卧式车床的床的电气控制气控制电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD主主电动机点机点动调整控制：整控制：PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD主主电动机正反机正反转控制：控制：PLC电气控制技气控制技术第三章第三章

6、电气气设计与与CAD主主轴电动机反接制机反接制动控制：控制：电动机正机正转时，速度，速度继电器的正器的正转常开触点常开触点KS1(17-23)闭合；合；电动机反机反转时，速度，速度继电器的反器的反转动合触点合触点KS2(17-7)闭合。合。当当电动机正向旋机正向旋转时，接触器，接触器KM3和和KM，继电器器KA都都处于得于得电动作状作状态，速，速度度继电器的正器的正转动合触点合触点KS1(17-23)也是也是闭合的，合的，这样就就为电动机正机正转时的反接的反接制制动做好了准做好了准备。需要停需要停车时，按下停止按，按下停止按钮SB4，接触器接触器KM失失电，其主触点断开，其主触点断开，电阻阻R

7、串入串入主回路。与此同主回路。与此同时KM3也失也失电，断开了，断开了电动机的机的电源，同源，同时KA失失电，KA的的动断断触点触点闭合。合。在松开在松开SB4后就使反后就使反转接触器接触器KM4的的线圈通圈通过1-3-5-17-23-25电路得路得电，电动机机的的电源反接，源反接，电动机机处于反接制于反接制动状状态。当当电动机的机的转速下降到速度速下降到速度继电器的复位器的复位转速速时，速度，速度继电器器KS的正的正转动合触合触点点KS1(17-23)断开，切断了接触器断开，切断了接触器KM4的通的通电回路，回路，电动机脱离机脱离电源停止。源停止。当当电动机反机反转时，速度，速度继电器的反器

8、的反转动合触点合触点KS2是是闭合的，合的，这时按一下停止按一下停止按按钮SB4，在，在SB4松开后正松开后正转接触器接触器线圈通圈通过1-3-5-17-7-11电路得路得电，正，正转接触器接触器KM3吸合将吸合将电源反接使源反接使电动机制机制动后停止。后停止。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD刀架的快速移刀架的快速移动和冷却和冷却泵控制控制：PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD第一第一节电气控制气控制电路路设计基基础u电气控制系气控制系统设计的基本内容的基本内容：拟定定电气气设计任任务书确定确定电气气传动控制方案，控制方案，选择电动机机设计电气控

9、制原理气控制原理图选择电气元件，制定明气元件，制定明细表表设计操作台、操作台、电气柜及非气柜及非标准准电气元件气元件设计电气气设备布置布置总图、电气安装气安装图以及以及电气接气接线图编写写电气气说明明书和使用操作和使用操作说明明书PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD1.拟定电气设计任务书拟定电气设计任务书机械设备的型号，用途工艺过程技术性能传动参数现场工作条件用户供电电网类型（电压、频率及容量）PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD2.电力拖力拖动方案确定的原方案确定的原则：（1）传动方式：方式：单独拖独拖动，分立拖，分立拖动（2）调速性能：速性能：齿

10、轮变速箱，液速箱，液压调速，多速速，多速电机，无机机，无机调速速无无电气气调速要求速要求电力拖力拖动方案确定方案确定:笼型异步型异步电动机：机：起起动不不频繁的繁的场合合绕线转子异步子异步电动机：机：负载静静转矩大的拖矩大的拖动装置装置要求要求电气气调速速电力拖力拖动方案确定方案确定:调速范速范围D23、调速速级数数24：改改变极极对数的双速或多速数的双速或多速笼型异步型异步电动机机调速范速范围D3，且不要求平滑且不要求平滑调速速：绕线转子异步子异步电动机机，短短时或重复短或重复短时负载调运范运范围D310，且要求平滑且要求平滑调速速：容容量量不不大大时可可采采用用带滑滑差差离离合合器器的的异

11、异步步电动机机。长期期运运转在在低低速速时，也可考也可考虑采用晶采用晶闸管直流拖管直流拖动系系统。调速范速范围D10100：直流拖直流拖动系系统或交流或交流调速系速系统三相异步三相异步电动机机：变更定子更定子绕组的极数和改的极数和改变转子子电路的路的电阻阻PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD（3 3）电动机机调速性速性质的确定的确定:与生与生产机械的机械的负载特性特性相适相适应双双速速笼型型异异步步电动机机，当当定定子子绕组由由三三角角形形联结改改为双双星星形形联结时，转速速由由低低速速升升为高高速速，功功率率却却变化化不不大大，适适用用于于恒恒功功率率传动。由由星星形形

12、联结改改为双星形双星形联结时，电动机机输出出转矩不矩不变，适用于恒，适用于恒转矩矩传动。直直流流他他励励电动机机，改改变电枢枢电压调速速为恒恒转矩矩调速速；而而改改变励励磁磁调速速为恒功率恒功率调速。速。（4 4）起）起动，制，制动和反向要求和反向要求PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD3.电动机的机的选择：选择电动机机时，要考，要考虑电动机的功率、机的功率、转速、速、结构型式、构型式、额定定电压等等 a)电动机功率的机功率的选择:依据的是依据的是负载功率。功率。选择电动机功率的一种机功率的一种实用方法是用方法是调查统计类比法。比法。目前采用的拖目前采用的拖动电动机功率的

13、机功率的统计分析公式如下：分析公式如下：(1)卧式卧式车床主床主电动机的功率机的功率 式中，式中，P为主拖主拖动电动机功率（机功率（kW）；）；D为工件最大直径（工件最大直径（m）。）。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD(2)立式车床主电动机的功率立式车床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为工件最大直径（为工件最大直径（m）。）。(3)摇臂钻床主电动机的功率摇臂钻床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为最大钻孔直径（为最大钻孔直径（mm）。）。(4)卧式镗床主电动机的功率卧

14、式镗床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为镗杆直径（为镗杆直径（mm）。）。(5)龙门铣床主电动机的功率龙门铣床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；B为工作台宽度（为工作台宽度（mm）。）。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADb)电动机机额定定电压的的选择交流交流电动机机额定定电压应与供与供电电网网电压一致。一致。中小型异步中小型异步电动机机额定定电压为220V/380V（三角形（三角形/Y联结）及）及380V/660V（三角形（三角形/Y联结）两种，后者可用）两种，后者可用Y

15、/三角形起三角形起动；当当电动机功率机功率较大大时，可可选用相用相应电压的高的高压电动机。机。直流直流电动机的机的额定定电压也要与也要与电源源电压相一致。相一致。c)电动机机额定定转速的速的选择 从从电动机制造角度来机制造角度来讲，对于于额定功率相同的定功率相同的电动机，机，额定定转速愈高，速愈高，电动机尺寸、机尺寸、质量愈小，成本愈低，量愈小，成本愈低，选用高速用高速电动机机较为经济。由于生由于生产机械所需机械所需转速一定，速一定，电动机机转速愈高，速愈高，传动机构机构转速比愈大，速比愈大，传动机构愈复机构愈复杂。因此。因此应通通过综合分析来确定合分析来确定电动机的机的额定定转速。速。d)电

16、动机机结构型式的构型式的选择 电动机的机的结构型式构型式按其安装位置的不同可分按其安装位置的不同可分为卧式（卧式（轴是水平的）和立式是水平的）和立式（轴是垂直的）两种，是垂直的）两种，应以以电动机与工作机构的机与工作机构的连接方便、接方便、紧凑凑为原原则来来选择。电动机具有不同的机具有不同的防防护型式型式，如防，如防护式、封式、封闭式、防爆式等，具体要根据式、防爆式等，具体要根据电动机的工作条件来机的工作条件来选择。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADe)笼型异步型异步电动机有关机有关电阻的阻的计算算 (1)笼型异步型异步电动机起机起动电阻的阻的计算：在算：在电动机减机减

17、压起起动方式中，定子回方式中，定子回 路串路串联的限流的限流电阻可按下式近似阻可按下式近似计算：算：式中，式中，Rst为每相启每相启动限流限流电阻阻值（）；）；IN为电动机机额定定电流（流（A）；）；Kst为不加不加电 阻阻时，电动机的起机的起动电流与流与额定定电流之比，可由手册流之比，可由手册查出；出；Ksrt为加入起加入起动限流限流电 阻后，阻后，电动机的起机的起动电流与流与额定定电流之比、可根据需要流之比、可根据需要选取。取。(2)笼型异步型异步电动机反接制机反接制动电阻的阻的计算：算：电动机在反接制机在反接制动瞬瞬间，定子的旋，定子的旋转磁磁 场已已经反向旋反向旋转，而，而转子的子的转

18、向尚未来得及改向尚未来得及改变，转差率差率s接近接近2，因此反接制，因此反接制 动时的的电流比起流比起动电流大。流大。为了限制制了限制制动电流，在流，在电动机定子回路中也机定子回路中也应串入串入 限流限流电阻。反接制阻。反接制动的限流的限流电阻可按下式近似阻可按下式近似计算：算：式中，式中，Rrb为每相反接制每相反接制动限流限流电阻阻阻阻值（）；）；Krbr为接入限流接入限流电阻后，反接制阻后，反接制 动电流与流与额定定电流之比。如果只在流之比。如果只在电动机的两相中串入制机的两相中串入制动限流限流电阻，阻，Rrb值可取可取 计算算值的倍。的倍。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计

19、与与CAD4.控制回路的方案确定控制回路的方案确定:控控制制方方式式与与拖拖动需需要要相相适适应：以以经济效效益益为标准准。控控制制逻辑简单、加加工工程程序序基基本本固固定定，采采用用继电器器接接点点控控制制方方式式较为合合理理；经常常改改变加加工工程程序序或或控控制制逻辑复复杂，采采用用可可编程程序序控控制制器器较为合合理理；数数字字程程序序控控制制；计算机群控系算机群控系统等。等。控控制制方方式式与与通通用用化化程程度度相相适适应：加加工工一一种种或或几几种种零零件件的的专用用设备，通通用用化化程程度度低低，可可以以有有较高高的的自自动化化程程度度，宜宜采采用用固固定定的的控控制制电路路；

20、单件件、小小批批量量且且可可加加工工形形状状复复杂零零件件的的通通用用设备，采采用用数数字字程程序序控控制制或或可可编程程序序控控制制器器控控制制，可可以以根根据据不不同同加加工工对象象设定定不不同同的的加加工工程程序序，有有较好的通用性和灵活性。好的通用性和灵活性。控控制制方方式式应最最大大限限度度满足足工工艺要要求求：自自动循循环、半半自自动循循环、手手动调整、整、紧急快退、保急快退、保护性性联锁、信号指示和故障、信号指示和故障诊断等功能。断等功能。控控制制电路路的的电源源应可可靠靠：简单控控制制电路路可可直直接接用用电网网电源源；电路路较复复杂的的控控制制装装置置，可可将将电网网电压隔隔

21、离离降降压，以以降降低低故故障障率率；自自动化化程程度度较高高的的生生产设备，可可采采用用直直流流电源源，有有助助于于节省省安安装装空空间，便便于于同同无无触点元件触点元件连接，元件接，元件动作平作平稳，操作，操作维修也修也较安全。安全。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD5.设计电气控制原理图设计电气控制原理图6.选择电气元件，制定明细表选择电气元件，制定明细表7.设计操作台、电气柜及非标准电气元件设计操作台、电气柜及非标准电气元件8.设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图9.编写电气说明书和使用操作说明书编写电气说

22、明书和使用操作说明书PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADu电气控制气控制电路路设计方法：方法：设先先设计主主电路，再路，再设计控制控制电路、信号路、信号电路及局部照明路及局部照明电路等路等控制控制电路路设计要求：要求：满足生足生产机械的工机械的工艺要求，要求，能按照工能按照工艺的的顺序准确而可靠地工作。序准确而可靠地工作。电路路结构力求构力求简单，尽量尽量选用常用的且用常用的且经过实际考考验过的的电路。路。操作、操作、调整和整和检修方便。修方便。具有各种必要的保具有各种必要的保护装置和装置和联锁环节。控制控制电路路设计方法：方法：经验设计法法：根根据据生生产工工艺的的要要

23、求求，按按照照电动机机的的控控制制方方法法，采采用用典型典型环节电路直接路直接进行行设计。逻辑设计法：法：采用采用逻辑代数代数进行行设计。通通过下面的例子来下面的例子来说明如何用明如何用经验设计法来法来设计控制控制电路：路：例例题：某机床有左、右两个某机床有左、右两个动力力头，用以，用以铣削加工，它削加工，它们各由一台交流各由一台交流电动机拖机拖动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖机拖动。加工工。加工工艺是在开始是在开始工作工作时，要求滑台先快速移，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自到加工位置，然后自动变为慢速慢速进给，进给到指定到指定位

24、置自位置自动停止，再由操作者停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停停车。要。要求两求两动力力头电动机在滑台机在滑台电动机正向起机正向起动后起后起动，而在滑台，而在滑台电动机正向停机正向停车时也也停停车。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD主主电路路主主电路路设计：动力力头拖拖动电动机只要求机只要求单方方向旋向旋转，为使两台使两台电动机同步机同步起起动，可用一只接触器，可用一只接触器KM3控控制。滑台拖功制。滑台拖功电动机需要正机需要正转、反反转，可用两只接触器，可用两只接触器KM1、KM2接制。滑台的快速移接制。滑台的快

25、速移动由由电磁磁铁YA改改变机械机械传动链来来实现，由接触器，由接触器KM4来控制。来控制。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD控制控制电路路设计滑滑台台电动机机的的正正转、反反转分分别用用两两个个按按钮SBl与与SB2控控制制，停停车则分分别用用SB3与与SB4控控制制。由由于于动力力头电动机机在在滑滑台台电动机机正正转后后起起动，停停车时也也停停车，故可用接触器，故可用接触器KM1的常开的常开辅助触点控制助触点控制KM3的的线圈，如圈，如图a所示。所示。滑滑台台的的快快速速移移动可可采采用用电磁磁铁YA通通电时，改改变凸凸轮的的变速速比比来来实现。滑滑台台的的快快速速

26、前前进与与返返回回分分别用用KM1与与KM2的的辅助助触触点点控控制制KM4，再再由由KM4触触点点去去通通断断电磁磁铁YA。滑滑台台快快速速前前进到到加加工工位位置置时，要要求求慢慢速速进给，因因而而在在KM1触触点点控控制制KM4的的支支路路上上串串联限限位位开开关关SQ3的的常常闭触触点点。此此部部分分的的辅助助电路如路如图b所示。所示。控制控制电路草路草图PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD联锁与保与保护环节设计：用限位开关用限位开关SQ1的常的常闭触点控制滑台慢速触点控制滑台慢速进给到位到位时的停的停车；用限位开关；用限位开关SQ2的常的常闭触点控制滑台快速返回

27、至原位触点控制滑台快速返回至原位时的自的自动停停车。接触器。接触器KMl与与KM2之之间应互相互相联锁，三台，三台电动机均机均应用用热继电器作器作过载保保护。控制控制电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD电路的完善：路的完善：电路路初初步步设计完完后后，可可能能还有有不不够合合理理的的地地方方，因因此此需需仔仔细校校核核。一一共共用用了了三三个个KMl的的常常开开辅助助触触点点，而而一一般般的的接接触触器器只只有有两两个个常常开开辅助助触触点点。因因此此，必必须进行行修修改改。从从电路路的的工工作作情情况况可可以以看看出出，KM3的的常常开开辅助助触触点点完完全全可可

28、以以代替代替KM1的常开的常开辅助触点去控制助触点去控制电磁磁铁YA，修改后的，修改后的辅助助电路如路如图所示。所示。修改后的控制修改后的控制电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD控制线路设计规律控制线路设计规律1.常开触点串联当要求n个条件同时具备时，才使电器线圈动作。2.常开触点并联当n个条件中，一个条件满足，线圈得电动作。3.常闭触点串联当一个条件具备时，线圈断电。4.常闭触点并联所有条件都具备时，线圈断电。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADu控制控制电路路设计时应注意的注意的问题：尽量减少尽量减少连接接导线。设计控制控制电路路时，应考考

29、虑电器元件的器元件的实际位位置，尽可能地减少配置，尽可能地减少配线时的的连接接导线，如，如图a是不合理的。是不合理的。按按钮一般是装在操作台上，而接触器、一般是装在操作台上，而接触器、线圈圈则是装在是装在电器柜内，器柜内，这样接接线就需要由就需要由电器柜二次引出器柜二次引出连接接线到操作台上，所以一般都将起到操作台上，所以一般都将起动按按钮和停止按和停止按钮直接直接连接，就可以减少一次引出接，就可以减少一次引出线，如，如图b所示。所示。电器器连接接图PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD正确正确连接接电器的器的线圈圈。a)电压线圈通常不能串圈通常不能串联使用，使用，如如图a

30、所示。由于它所示。由于它们的阻抗不尽相同，会的阻抗不尽相同，会造成两个造成两个线圈上的圈上的电压分配不等。即使外加分配不等。即使外加电压是同型号是同型号线圈圈电压的的额定定电压之和，也不允之和，也不允许。因。因为电器器动作作总有先后，当有一个接触器先有先后，当有一个接触器先动作作时，则其其线圈阻抗增大圈阻抗增大,该线圈上的圈上的电压降增大，使另一个接触器不能降增大，使另一个接触器不能吸合，吸合，严重重时将使将使电路路烧毁。电磁磁线圈的串并圈的串并联PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD控制控制电路中路中应避免出避免出现寄生寄生电路路:寄生寄生电路是路是电路路动作作过程中意外

31、接通的程中意外接通的电路。如路。如图所示具有指示所示具有指示灯灯HL和和热保保护的正反向的正反向电路路.正常工作正常工作时，能能完成正反向起完成正反向起动、停止和信号指示。停止和信号指示。当当热继电器器FR动作作时，电路就出路就出现了寄生了寄生电路路，如，如图中虚中虚线所示，使正向接所示，使正向接触器触器KM1不能有效不能有效释放，放，起不了保起不了保护作用。作用。寄生寄生电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADPLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD尽可能减少尽可能减少电器数量，采用器数量，采用标准件和相同型号的准件和相同型号的电器器:如如图所示。所

32、示。当控制的支路数当控制的支路数较多，多，而触点数目不而触点数目不够时，可采用中可采用中间继电器增器增加控制支路的数量。加控制支路的数量。简化化电路路去掉不必要的去掉不必要的KM1，简化化电路，路，提高提高电路可靠性路可靠性PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD除必要的电器通电外，其它应不通电除必要的电器通电外，其它应不通电PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD正确连接电路的触点 常开和常闭触点靠的很近，当触点断开时产生电弧，如果两触点间不等电位，可能会造成弧光短路。(a)电气触点正确连接方式PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD避免

33、发生触点避免发生触点“竞争竞争”与与“冒险冒险”现象现象PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD多个多个电器的依次器的依次动作作问题在在电路中路中应尽量避免尽量避免许多多电器依次器依次动作才能接通另一个作才能接通另一个电器的控制器的控制电路。路。可逆可逆电路的路的联锁在在频繁操作的可逆繁操作的可逆电路中，正反向接触器之路中，正反向接触器之间不不仅要有要有电气气联锁，而且，而且还有机械有机械联锁。要有完善的保要有完善的保护措施措施常用的保常用的保护措施有漏措施有漏电流、短路、流、短路、过载、过电流、流、过电压、失、失电压等保等保护 环节，有，有时还应设有合有合闸、断开、事故、安

34、全等必、断开、事故、安全等必须的指示信号。的指示信号。选用高可靠性的元器件用高可靠性的元器件选用机械和用机械和电气寿命气寿命长，结构合理，构合理，动作可靠，抗干作可靠，抗干扰性能好的性能好的电器，同器，同时要考要考虑成本。成本。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD2.常用低常用低压电器的器的选择 a)接触器的接触器的选用用 选择接触器主要依据以下数据：接触器主要依据以下数据：电源种源种类（直流或交流）；主触点（直流或交流）；主触点额定定 电流；流；辅助触点的种助触点的种类、数量和触点的、数量和触点的额定定电流；流；电磁磁线圈的圈的电源种源种类、频 率和率和额定定电压；额定

35、操作定操作频率等。机床率等。机床应用最多的是交流接触器。用最多的是交流接触器。交流接触器的交流接触器的选择主要考主要考虑主触点的主触点的额定定电流、流、额定定电压、线圈圈电压等。等。(1)主触点主触点额定定电流流IN可根据下面可根据下面经验公式公式进行行选择：式中，式中，IN为接触器主触点接触器主触点额定定电流（流（A）;K为比例系数，一般取；比例系数，一般取；PN为被控被控电动机机额定功率（定功率（kW）；）；UN为被控被控电动机机额定定线电压（V）。）。(2)交流接触器主触点交流接触器主触点额定定电压一般按高于一般按高于电路路额定定电压来确定。来确定。(3)根据控制回路的根据控制回路的电压

36、决定接触器的决定接触器的线圈圈电压 (4)接触器接触器辅助触点的数量、种助触点的数量、种类应满足足电路的需要。路的需要。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADb)继电器的器的选择一般一般继电器的器的选择 一般一般继电器也叫器也叫电磁磁继电器。器。选用用时，除，除满足足继电 器器线圈圈电压或或线圈圈电流的要求外，流的要求外，还应按照控制需要分按照控制需要分别选用用过电流流继 电器、欠器、欠电流流继电器、器、过电压继电器、欠器、欠电压继电器、中器、中间继电器等。器等。另外另外电压、电流流继电器器还有交流、直流之分，有交流、直流之分，选择时也也应注意。注意。时间继电器的器的选择

37、从以下几方面考从以下几方面考虑：1)根据控制根据控制电路的要求来路的要求来选择延延时方式，即通方式，即通电延延时型或断型或断电延延时型。型。2)根据延根据延时准确度要求和延准确度要求和延时长、短要求来、短要求来选择。3)根据使用根据使用场合、工作合、工作环境境选择合适的合适的时间继电器。器。热继电器的器的选择 按照按照电动机的工作机的工作环境、起境、起动情况、情况、负载性性质等因素来考等因素来考虑。(1)热继电器器结构形式的构形式的选择。星形。星形联结的的电动机可机可选用两相或三相用两相或三相结构构热 继电器，三角形器，三角形联结的的电动机机应选用用带断相保断相保护装置的三相装置的三相结构构热

38、继电器器 (2)热元件元件额定定电流的流的选择。一般可按下式。一般可按下式选取：取：式中，式中，IR为热元件的元件的额定定电流；流；IN为电动机的机的额定定电流。流。对于工作于工作环境境恶劣、起劣、起动频繁的繁的电动机，机，则按下式按下式选取：取：热元件元件选好后，好后，还需根据需根据电动机的机的额定定电流来流来调整它的整定整它的整定值。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADc)熔断器的熔断器的选择 熔断器熔断器选择内容主要是熔断器种内容主要是熔断器种类、额定定电压、额定定电流等流等级和熔体和熔体额定定电流。熔体流。熔体额定定电流流IR的的选择是主要参数。是主要参数。单台台

39、长期工作的异步期工作的异步电动机机 式中，式中，IN为异步异步电动机机额定定电流。流。用一用一组熔断器保熔断器保护多台多台电动机机 式中，式中，Imax为容量最大的容量最大的电动机的机的额定定电流；流；IN为其他其他电动机机额定定电 流之和。流之和。d)其他其他电器的器的选择 (1)断路器的断路器的选择 (2)控制控制变压器容量的器容量的选择 (3)控制按控制按钮的的选择 (4)行程开关的行程开关的选择 (5)万能万能转换开关的开关的选择 (6)接近开关的接近开关的选择 PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADu 电气控制系气控制系统中的保中的保护环节 1.短路保短路保护 电

40、路路发生短路生短路时的的危害危害，短路，短路电流会流会引起引起电气气设备绝缘损坏和坏和产生生强大的大的电动力，使力，使电动机和机和电路中的各种路中的各种电气气设备产生机械性生机械性损坏，坏，图a为采用熔断器作短路保采用熔断器作短路保护的的电路。路。图b为采用断路器作采用断路器作为短路保短路保护和和过载保保护的的电路。路。若主若主电动机容量机容量较小，小，主主电路中的路中的熔断器可同熔断器可同时作作为控制控制电路的短路保路的短路保护若主若主电动机容量机容量较大，大，则控制控制电路路一定要一定要单独独设置短路保置短路保护熔断器。熔断器。若主若主电路采用三相四路采用三相四线制或制或对变压器采用中性点

41、接地的三相三器采用中性点接地的三相三线制的供制的供电电路中，必路中，必须采用三相短路保采用三相短路保护。短路短路电路路PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD2.过电流保流保护不正确的起不正确的起动和和过大的冲大的冲击负载，常常引起常常引起电动机出机出现很大的很大的过电流。流。过电流的危害流的危害，导致致电机机损坏，引起坏，引起过大的大的电动机机转矩，使机械的矩，使机械的转动部部件受到件受到损坏。坏。图a所示是所示是过电流保流保护用在用在绕线转子异步子异步电动机的限流起机的限流起动电路。路。图b为笼型型电动机工作机工作时的的过电流保流保护电路。路。过流保流保护PLC电气控制技

42、气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD3.过载保保护电动机机长期超期超载运行的运行的危害危害，使其，使其绕组的温升将超的温升将超过额定定值而而损坏，坏，常采用常采用热继电器器作作为过载保保护元件。元件。单相、两相、三相相、两相、三相过载保保护由于由于热惯性的关系，性的关系，热继电器不会受短路器不会受短路电流的冲流的冲击而瞬而瞬时动作。但当有作。但当有810倍倍额定定电流通流通过热继电器器时，有可能使，有可能使热继电器的器的发热元件元件烧坏。坏。在使用在使用热继电器作器作过载保保护时，还必必须装有熔装有熔断器或断器或过流流继电器配合器配合使用使用。原因原因PLC电气控制技气控制技术第三章第三

43、章电气气设计与与CAD4.失失电压保保护失失电压保保护:是指防止是指防止电压恢复恢复时电动机自起机自起动的保的保护。通常采用通常采用接触器的自接触器的自锁控制控制电路路来来实现，按下按按下按钮SB2，接触器，接触器线圈得圈得电，其，其动合触点合触点闭合。合。SB2按按钮松开后，接触器松开后，接触器线圈由于圈由于动合触点合触点的的闭合仍然得合仍然得电。当。当电源断开，接触器源断开，接触器线圈失圈失电，其，其动合触点断开，故当恢复通合触点断开，故当恢复通电时，接触，接触器器线圈便不可能得圈便不可能得电。要使接触器工作，必。要使接触器工作，必须再次按再次按压起起动按按钮SB2。失失电压保保护5.欠欠

44、电压保保护 欠欠电压保保护:当当电动机正常运机正常运转时，由于，由于电压过分降低，将引起一些分降低，将引起一些电 器器释放，造成控制放，造成控制电路工作失路工作失调，可能，可能产生事故。因此，必生事故。因此，必须在在电源源 电压降到一定降到一定值以下以下时切断切断电源，即源，即为欠欠电压保保护。一般常用一般常用电磁式磁式电压继电器器实现欠欠电压保保护。当。当电源源电压过低或消失低或消失 时，电压继电器就器就释放，从而切断控制回路，放，从而切断控制回路，电压再恢复再恢复时，要重新，要重新 起起动才能工作。才能工作。PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD第三第三节 电气气设计的

45、内容的内容工况企工况企业供配供配电电气自气自动化控制化控制三个研究三个研究阶段段方案方案设计（可行性研究）（可行性研究）是是对建建设项目目在在技技术经济以以及及其其他他方方面面是是否否可可行行，对多多个个方方案案做做最最终选择的研究的研究论证，是建，是建设项目投目投资决策的依据决策的依据。初步初步设计（扩初初设计）是根据是根据设计任任务书的要求和有关的要求和有关设计基基础资料所做出的具体料所做出的具体实施方案初施方案初稿，是基本建稿，是基本建设前期工作的重要前期工作的重要组成部分，是工程成部分，是工程设计程序中的重要程序中的重要阶段。段。当当项目无方案目无方案设计阶段段时，初步，初步设计为扩大

46、了的初步大了的初步设计，简称称扩初初设计。经批准的初步批准的初步设计（含概算（含概算书）是工程施工）是工程施工图设计的依据。的依据。施工施工图设计 是技是技术设计和施工和施工图绘制的制的总称。本称。本阶段首先是技段首先是技术设计，即把，即把经审批批的初步的初步设计原原则性方案做性方案做细致全面的分析和致全面的分析和计算，取得确切的技算，取得确切的技术数据后，数据后，再再绘制施工安装制施工安装图样。建筑建筑强电与弱与弱电智能建筑智能建筑 电气气设计的四个方向的四个方向PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD方案方案设计阶段段:征得主管部征得主管部门同意的同意的电源源设施及外部条

47、件、供施及外部条件、供电负荷等荷等级、供、供电措施。措施。列表列表说明全厂装机容量、用明全厂装机容量、用电负荷、荷、负荷等荷等级和供和供电参数。参数。总变配配电所的布局和位置及所建所的布局和位置及所建规模，确定模，确定负荷的大小。荷的大小。供供电系系统的的选择、干、干线敷敷设方式防雷等方式防雷等级及措施，及措施，环境保境保护及及节能措施。能措施。列表列表说明主要明主要设备选型及型及进度。度。需要需要时应对不同方案提出必要的不同方案提出必要的经济概算指概算指标对比。比。整个整个电气气设计技技术文件文件应包括包括设计（文字）（文字）说明明书、设计计算算书及及设计图样三大部分。三大部分。u 设计说明

48、明书 设计依据依据 摘摘录设计总说明所列批准文件和依据性明所列批准文件和依据性资料中与本料中与本专业设计 有关的内容、其他有关的内容、其他专业提供的本工程提供的本工程设计的条件等。的条件等。设计范范围 根据根据设计任任务书要求和有关要求和有关设计资料，料，说明本明本专业设计的内的内 容和分工（当有其他容和分工（当有其他单位共同位共同设计时）。）。设计技技术方案方案 不同不同类型工程的型工程的设计技技术方案不同。方案不同。待解决待解决问题 需提需提请在在设计审批批时解决或确定的主要解决或确定的主要问题。主要主要设备及材料表按子及材料表按子项列出主要列出主要设备、材料的名称、型号、材料的名称、型号

49、、规格、格、单 位和数量位和数量 初步初步设计阶段段:PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CAD施工施工图设计阶段段 此此设计阶段段的的设计说明明已已按按专业划划分分，并并作作为设计图样的的一一部部分分，包包括括设计说明、施工要求、主要明、施工要求、主要设备材料表及材料表及图例。例。不同不同类型的工程，型的工程，设计技技术方案方案说明的内容如下：明的内容如下：供供电工工程程 电力力工工程程 照照明明工工程程 自自动控控制制与与自自动调节工工程程 建建筑筑设备电脑管管理理工工程程 建建筑筑与与构构筑筑物物防防雷雷保保护工工程程 电话站站工工程程 通通信信线路路网网络工工程程 共共

50、用用天天线电视工工程程闭路路电视工工程程 有有线广广播播工工程程 扩声声和和同同声声传译工工程程 呼呼叫叫信信号号工工程程 公公共共显示示工工程程 时钟工工程程 电脑经营管管理理工工程程 火火灾灾自自动报警警及及消消防防联动控控制制工工程程 保保安安工工程程 电气气类工程工程 弱弱电类工程工程PLC电气控制技气控制技术第三章第三章电气气设计与与CADu 设计计算算书 各各类用用电设备的的负荷荷计算。算。短路短路电流及流及继电保保护计算。算。电力、照明配力、照明配电系系统保保护配合配合计算。算。避雷避雷针保保护范范围及大、中型公用建筑主要及大、中型公用建筑主要场所照度所照度计算及特殊部分的算及特