电气控制技术应用003(3)

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1、第四章电气控制系统设计本章要点：电气控制系统设计是建立在机械结构设计的基础上，并以能最大限度地满足机械设备和用户对电气控制要求为基本目标。设计包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分，电气原理图设计是为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制设计，体现了设备的自动化程度和技术的先进性，是电气控制设计的核心；电气工艺设计是为电气控制装置本身的制造、使用、运行及维修的需要而进行的设计，决定着电气控制设备的可行性、经济性、造型美观等技术和经济指标。本章主要阐述继电－接触器控制系统的电气控制设计基本原则、内容及规律，并通过应用实例对设计步骤及方法进行分析。使学生掌握简单电气控制系统的设计和实施过程。

2、§4.1电气控制系统设计的基本原则和内容现代工业控制系统的核心设备及关键技术的多样化，使电气控制系统设计的中心内容有了很大的差异。传统继电—接触器控制系统设计是在原理电路设计基础上，重点是对电路的工艺设计；单片机控制系统设计中必须对单片机本身作系统配置；PLC控制系统是将硬件和软件分开，着力进行软件的编程设计。但是，不论什么控制系统，在设计规划时，必须符合设计的基本原则。§4.1.1电气控制系统设计的基本原则1、最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。因此在设计前，应深入现场进行调查，搜集资料，并与生产过程有关人员、机械部分设计人员、实际操作

3、者密切配合，明确控制要求，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中的各种问题，使设计成果满足生产工艺要求。2、在满足控制要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。力求控制系统操作简单、使用与维修方便。3、正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作。同时考虑技术进步、造型美观。4、为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当裕量。34§4.1.2电气控制系统设计的基本内容电气控制系统的设计主要包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分，是根据系统的控制要求，设计和编制出电气设备制造、使用和维修中必备的图样、清单、说明书等资料。设计的基本内容：

4、1、拟定电气设计任务书电气设计任务书是电气设计的依据，是由电气设计人员、机械设计及企业管理决策人员共同分析设备的原理及动作要求、技术及经济指标而后确定的。2、选择拖动方案设备的拖动方法主要有电力拖动、液压传动、气动等多种，选择拖动方案是根据拖动系统的控制要求，合理选择电动机类型和参数，在电力拖动系统中还要对电动机的起动及换向方法、调速及制动方法进行方案设计。3、选择控制方式随着电力电子技术、计算机技术、自动控制理论的不断发展进步，机械结构及工艺水平的不断提高，电气控制技术也由传统的继电—接触器控制向顺序控制、PLC控制、计算机网络控制等方面发展，出现了多种控制方式，根据拖动方式和设备自动化

5、程度的要求合理的选择控制方式成为设计中的一部分。对于一般机械设备，其工作程序是固定不变的，多选用继电—接触器控制对经常变换加工工序的设备可采用PLC控制，对复杂控制系统（自动生产线、加工中心等）采用工业控制计算机和组态软件控制。4、设计电气控制原理图、合理选用元器件，编制元器件目录清单。电气原理图主要包括主电路、控制电路和辅助电路。根据电气原理合理选择元器件，并列写元器件清单。5．设计电气设备制造、安装、调试所必需的各种工艺性技术图纸（设备布置图、元器件安装底板图、控制面板图、电气安装接线图、电气互连图等），并以此依据编制各种材料定额清单。6．编写设计说明书和使用说明书。§4.2拖动方案的

6、确定原则和电动机的选择§4.2.1电力拖动方案的确定原则生产机械电力拖动方案主要根据生产机械调速要求来确定。1、对于无电气调速要求的生产机械一般在不需要电气调速和起、制动不频繁时，应首先考虑采用笼型异步电动机拖动，只有在负载静转矩很大或有飞轮的拖动装置中，才考虑采用绕线转子异步电动机。当负载很平稳，容量大且起制动次数很少时，采用同步电动机更为合理。2、对于要求电气调速要求的生产机械①调速范围D＝2～3，调速级数≦342～4，一般采用改变极对数的双速或多速笼型异步电动机拖动。②调速范围D<3，且不要求平滑调速时，采用绕线型异步电动机，但仅适合于短时或重复短时的场合。③调速范围D＝3～10，且

7、要求平滑调速，在容量不大的情况下，可采用带滑差离合器的交流电动机拖动系统，若需长期运行在低速，也可考虑采用晶闸管电源的直流拖动系统。④调速范围10～100时，可采用G-M系统或晶闸管电源的直流拖动系统。3、确定电动机的调速性质电动机调速性质是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系，是容许恒功率输出，还是恒转矩输出。电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应。§4.2.2拖动电动机的选择电动机的选择包括电动机结构