西门子PLC电气控制系统设计.ppt
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1、1l4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则l4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务l4.3 4.3 电电气气控制线路的设计方法控制线路的设计方法C C0 0N NT TE EN NT TS S第第第第4 4 4 4章章章章 常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器2021/9/15121.1.最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求 设计之前,首先要调查清楚生产要求。一般控制线路只要求满足启动、设计之前,首先要调查清楚生产要求。一般控制线路只要求满足启动、反向和制动就可以了;有些则要求在
2、一定范围内平滑调速和按规定的规反向和制动就可以了;有些则要求在一定范围内平滑调速和按规定的规律改变转速,出现事故时需要有必要的保护、信号预报,各部分运动要律改变转速,出现事故时需要有必要的保护、信号预报,各部分运动要求有一定的配合和联锁关系等。求有一定的配合和联锁关系等。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/15232.2.在满足生产要求的前提下,力求使控制线路简单、经济在满足生产要求的前提下,力求使控制线路简单、经济(1)(1)尽量选用标准的、成熟的环节和线路。尽量选用标准的、成熟的环节和线路。(2)(2)尽量缩短连接导线的数量和长度。尽量缩短连接
3、导线的数量和长度。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1534 (3)(3)尽量减少电器数量,采用标准件,尽可能选用相同尽量减少电器数量,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。型号的电器元件,以减少备用量。(4)(4)尽量减少不必要的触头,简化控制线路以减小控制尽量减少不必要的触头,简化控制线路以减小控制线路的故障率,提高系统工作的可靠性。为此可采用以下线路的故障率,提高系统工作的可靠性。为此可采用以下4 4种方法。种方法。合并同类触头。如图所示,在获得同样功能的情况下,图合并同类触头。如图所示,在获得同样功能的情况下,图(b)(
4、b)比图比图(a)(a)在电路中减少了一对触头。但是在合并触头时应注意触头对额定电流值在电路中减少了一对触头。但是在合并触头时应注意触头对额定电流值的限制的限制。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/15454.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1556 利用转换触头。利用具有转换触头的中间断电器,将两触头合并成一利用转换触头。利用具有转换触头的中间断电器,将两触头合并成一对转换触头,如图所示。对转换触头,如图所示。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1567
5、利用半导体二极管的单向导电性来有效减少触头数,如图利用半导体二极管的单向导电性来有效减少触头数,如图3.43.4所示。对于所示。对于弱电电气控制电路,这样做既经济又可靠。弱电电气控制电路,这样做既经济又可靠。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1578(5)(5)线路在工作时,除必要的电路必须通电外,其余的尽量线路在工作时,除必要的电路必须通电外,其余的尽量不通电以节约电能,并延长电路的使用寿命。不通电以节约电能,并延长电路的使用寿命。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/15893 3保证控制线路工作的
6、可靠和安全保证控制线路工作的可靠和安全(1)(1)正确连接电器的触点。正确连接电器的触点。SQKM1KM2SQ(a)SQKM1SQ(b)KM24.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/15910(2)(2)正确连接电器的线圈。正确连接电器的线圈。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/151011在直流控制电路中,对于电感较大的电磁线圈,如电磁阀、电磁铁在直流控制电路中,对于电感较大的电磁线圈,如电磁阀、电磁铁或直流电动机励磁线圈等,不宜与相同电压等级的继电器直接并联或直流电动机励磁线圈等,不宜与相同电压等级的继
7、电器直接并联工作工作4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/151112(3)(3)避免出现寄生电路避免出现寄生电路 在控制线路的设计中,要注意避免产生寄生电路在控制线路的设计中,要注意避免产生寄生电路(或叫假电路或叫假电路)4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/151213(4)(4)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控制线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控制线路。路。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/151314(5
8、)(5)避免发生触点避免发生触点“竞争竞争”与与“冒险冒险”现象现象4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/151415(6)(6)应考虑各种联锁关系应考虑各种联锁关系 在频繁操作的可逆运行线路中,正反向接触器之间不仅要有电气联锁,在频繁操作的可逆运行线路中,正反向接触器之间不仅要有电气联锁,而且要有机械联锁。而且要有机械联锁。(7)(7)设计的线路应能适应所在电网情况,如电网容量的大小,电压频率的设计的线路应能适应所在电网情况,如电网容量的大小,电压频率的波动范围,以及允许的冲击电流数值等。据此决定电动机的启动方式是直波动范围,以及允许的冲击电流数值
9、等。据此决定电动机的启动方式是直接启动还是间接接启动还是间接(降压降压)启动。启动。(8)(8)控制线路工作的安全性控制线路工作的安全性 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,避免因误操作而发生事故。器以及其他电器元件,避免因误操作而发生事故。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1515164.4.保证操作、安装、调整、维修方便和安全保证操作、安装、调整、维修方便和安全 为了使电器设备维修方便,使用安全,电器元件应留有备用触头,为了使电器设备维
10、修方便,使用安全,电器元件应留有备用触头,必要时应留有备用电器元件,以便检修调整改接线路;应设置隔离电器,必要时应留有备用电器元件,以便检修调整改接线路;应设置隔离电器,以免带电检修。控制机构应操作简单,能迅速而方便地由一种控制形式转以免带电检修。控制机构应操作简单,能迅速而方便地由一种控制形式转换到另一种控制形式,例如由手动控制转换到自动控制。换到另一种控制形式,例如由手动控制转换到自动控制。4.1 4.1 电气控制系统设计的基本原则电气控制系统设计的基本原则2021/9/1516174.2 4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务 电气设计的基本任务是根据控制要求设计和
11、编制出设备制造和使用维电气设计的基本任务是根据控制要求设计和编制出设备制造和使用维修过程中所必需的各种图纸、资料,其中包括电气系统的组件划分与元修过程中所必需的各种图纸、资料,其中包括电气系统的组件划分与元器件布置图、安装接线图、电气原理图、控制面板布置图等,编制设备器件布置图、安装接线图、电气原理图、控制面板布置图等,编制设备清单、电气控制系统操作使用及维护说明书等资料。清单、电气控制系统操作使用及维护说明书等资料。因此,电气控制系统设计包含因此,电气控制系统设计包含原理设计原理设计与与工艺设计工艺设计两部分。两部分。2021/9/1517184.2 4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控
12、制系统设计的基本任务1.1.原理设计内容原理设计内容 电气原理设计是整个系统设计的核心,它是工艺设计和制定其他技术电气原理设计是整个系统设计的核心,它是工艺设计和制定其他技术资料的依据,电气控制系统原理设计内容主要包括以下部分。资料的依据,电气控制系统原理设计内容主要包括以下部分。(1)(1)拟定电气设计任务书。拟定电气设计任务书。(2)(2)确定拖动方案,选择所用电动机的型号。确定拖动方案,选择所用电动机的型号。(3)(3)确定系统的整体控制方案。确定系统的整体控制方案。(4)(4)设计并绘制电气原理图。设计并绘制电气原理图。(5)(5)计算主要技术参数并选择电气元件。计算主要技术参数并选择
13、电气元件。(6)(6)编写元件目录清单及设计说明书,为工程技术人员的使用提供方便编写元件目录清单及设计说明书,为工程技术人员的使用提供方便2021/9/1518192.2.工艺设计内容工艺设计内容 工艺设计的主要目的是便于组织电气控制系统的制造,实现原理设计工艺设计的主要目的是便于组织电气控制系统的制造,实现原理设计要求的各项技术指标,为设备的调试、维护、使用提供必要的图样资料。要求的各项技术指标,为设备的调试、维护、使用提供必要的图样资料。工艺设计的主要内容如下。工艺设计的主要内容如下。(1)(1)根据设计原理图及所选用的电器元件,设计绘制电气控制系统的根据设计原理图及所选用的电器元件,设计
14、绘制电气控制系统的总装配图及总接线图总装配图及总接线图。总装配图应能反映各电动机、执行电器、各种电器。总装配图应能反映各电动机、执行电器、各种电器元件、操作台布置、电源及检测元件的分布状况;总接线图应能反映系统元件、操作台布置、电源及检测元件的分布状况;总接线图应能反映系统中的电器元件各部分之间的接线关系与连接方式。中的电器元件各部分之间的接线关系与连接方式。4.2 4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务 (2)(2)根据原理框图和划分的组件,对总原理图进行编号根据原理框图和划分的组件,对总原理图进行编号,绘制各组件原,绘制各组件原理电路图,列出各部分的元件目录表,并根据
15、总图编号统计出各组件的进理电路图,列出各部分的元件目录表,并根据总图编号统计出各组件的进出线号。出线号。2021/9/151920 (3)(3)根据组件原理电路及选定的元件目录表,设计组件装配图根据组件原理电路及选定的元件目录表,设计组件装配图(电器元件电器元件布置与安装图布置与安装图)、接线图、接线图,图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。,图中应反映各电器元件的安装方式与接线方式。这些资料是组件装配和生产管理的依据。这些资料是组件装配和生产管理的依据。(4)(4)根据组件装配要求,绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图,根据组件装配要求,绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图,标明技术
16、要求。标明技术要求。这些图样是机械加工和外协作加工所必需的技术资料。这些图样是机械加工和外协作加工所必需的技术资料。(5)(5)设计电气原理图。设计电气原理图。根据组件尺寸及安装要求确定电气柜结构与外形尺根据组件尺寸及安装要求确定电气柜结构与外形尺寸,设置安装支架,标明安装尺寸、面板安装方式、各组件的连接方式、寸,设置安装支架,标明安装尺寸、面板安装方式、各组件的连接方式、通风散热以及开门方式。在电气原理图设计中,应注意操作维护方便与造通风散热以及开门方式。在电气原理图设计中,应注意操作维护方便与造型美观型美观。4.2 4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务2021/9/
17、152021(6)(6)根据总原理图、总装配图及各组件原理图资料进行汇总,分别列出外根据总原理图、总装配图及各组件原理图资料进行汇总,分别列出外购件清单,标准件清单以及主要材料消耗定额。购件清单,标准件清单以及主要材料消耗定额。这些是生产管理这些是生产管理(如采购、如采购、调度、配料等调度、配料等)和成本核算所必须具备的技术资料。和成本核算所必须具备的技术资料。(7)(7)编写使用维护说明书。编写使用维护说明书。4.2 4.2 电气控制系统设计的基本任务电气控制系统设计的基本任务2021/9/152122根据电气设计的内容,电气控制系统设计的基本步骤如下。根据电气设计的内容,电气控制系统设计的
18、基本步骤如下。(1)(1)拟定电气控制系统设计任务书。拟定电气控制系统设计任务书。(2)(2)确定拖动确定拖动(传动传动)方案、选择电动机型号。方案、选择电动机型号。(3)(3)确定控制方案。确定控制方案。(4)(4)画出电气控制线路原理图。画出电气控制线路原理图。(5)(5)选择电器元件,制定电机和电器元件明细表。选择电器元件,制定电机和电器元件明细表。(6)(6)设计电气柜、操作台、电气安装板,画出电机和电器元件的总体布设计电气柜、操作台、电气安装板,画出电机和电器元件的总体布置图。置图。4.3 4.3 电气控制系统设计步骤电气控制系统设计步骤(7)(7)绘制电气控制线路装配图及接线图。绘
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