如何设计一个电气控制原理电路图

时间:2018-06-09 10:23 | 来源:金桥电子网 | 点击: 次 [去老版] [去论坛] [去网店]

核心提示:原理图线路设计是原理设计的核心内容。在总体方案确定之后,具体设计是从电器原理图开始,其他各项设计指标也是通过控制原理图来实现,同时它又是工艺设计和编制各种技术资料


    原理图线路设计是原理设计的核心内容。在总体方案确定之后,具体设计是从电器原理图开始,其他各项设计指标也是通过控制原理图来实现,同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的依据。电气原理图设计的基本步骤如下:
    (1)根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图,拟定出各部分的主要技术要求和主要技术参数。
    (2)根据各部分要求设计出原理框图中各个部分的具体电路。设计的步骤为主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、检查、修改与完善。
    (3)绘制总原理图。按系统框图结构将各部分联成一个整体。
    (4)正确选用原理线路中每一个电器元件,并制定元器件目录清单。
    对于比较简单的控制线路,例如普通机械或非标准设备的电气配套设计,可以省略前两步直接进行原理图设计和选用电器元件。但对于比较复杂的自动控制线路,生产机械或者采用微机或电子控制的专用检测与控制系统,要求有程序预选和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警等。应按上述4步骤进行设计,以保证总装调试的顺利进行。
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;diangon.com版权所有。
  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。

 
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