電氣控制設計的基本任務、要求與內(nèi)容

1、YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務3 3電氣控制系統(tǒng)的設計電氣控制系統(tǒng)的設計 前兩章掌握了一些典型單元控制電路和對典型生前兩章掌握了一些典型單元控制電路和對典型生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)進行了分析，在此基礎上，本章產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)進行了分析，在此基礎上，本章討論電氣控制系統(tǒng)的設計過程。電氣控制系統(tǒng)設計要討論電氣控制系統(tǒng)的設計過程。電氣控制系統(tǒng)設計要求具有較豐富的實踐經(jīng)驗。這里僅討論設計中的一般求具有較豐富的實踐經(jīng)驗。這里僅討論設計中的一般共性問題。討論繼電器共性問題。討論繼電器-接觸器控制電路的設計方法，接觸器控制電路的設計方法，同

2、時為學習同時為學習PLC控制系統(tǒng)打下良好的基礎?？刂葡到y(tǒng)打下良好的基礎。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制系統(tǒng)設計的基本任務是根據(jù)生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設計的基本任務是根據(jù)生產(chǎn)機械對控制系統(tǒng)的要求，設計和編制出設備制造和使用對控制系統(tǒng)的要求，設計和編制出設備制造和使用維修過程中所必須的圖紙、資料，包括電氣原理圖、維修過程中所必須的圖紙、資料，包括電氣原理圖、電氣元器件布置圖、安裝接線圖等，編制外購元器電氣元器件布置圖、安裝接線圖等，編制外購元器件目錄、單臺材料消耗清單、設備說明書等資料。件目錄

3、、單臺材料消耗清單、設備說明書等資料。3.1.1 電氣控制系統(tǒng)設計的基本要求電氣控制系統(tǒng)設計的基本要求YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務由于系統(tǒng)從初步設計、技術(shù)設計到產(chǎn)品設計過由于系統(tǒng)從初步設計、技術(shù)設計到產(chǎn)品設計過程中的每一個環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品質(zhì)量和成本密切相關，程中的每一個環(huán)節(jié)都與產(chǎn)品質(zhì)量和成本密切相關，因此設計工作首先要樹立科學的設計思想，樹立工因此設計工作首先要樹立科學的設計思想，樹立工程實踐的觀點。正確的設計思想和工程觀點是高質(zhì)程實踐的觀點。正確的設計思想和工程觀點是高質(zhì)量完成設計任務的保證。電氣控制系統(tǒng)設計的基本量完成設計

4、任務的保證。電氣控制系統(tǒng)設計的基本要求是：要求是： 熟悉所設計設備的總體技術(shù)要求及工作過程，熟悉所設計設備的總體技術(shù)要求及工作過程，取得電氣設計的依據(jù)，最大限度地滿足生產(chǎn)機械和取得電氣設計的依據(jù)，最大限度地滿足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。 YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務 優(yōu)化設計方案，妥善處理機械與電氣的關系，優(yōu)化設計方案，妥善處理機械與電氣的關系，通過技術(shù)經(jīng)濟分析，選用性能價格比最佳的電氣設計通過技術(shù)經(jīng)濟分析，選用性能價格比最佳的電氣設計方案，在滿足要求的前提下，設計簡單合理、技術(shù)先方案，

5、在滿足要求的前提下，設計簡單合理、技術(shù)先進、工作可靠、維修方便的電路。進、工作可靠、維修方便的電路。 正確合理地選用電器元件，盡可能減少元件正確合理地選用電器元件，盡可能減少元件的品種和規(guī)格。的品種和規(guī)格。 取得良好的取得良好的MTBF（平均無故障時間）指標，平均無故障時間）指標，確保使用的安全可靠。確保使用的安全可靠。 謹慎積極地采用新技術(shù)、新工藝。謹慎積極地采用新技術(shù)、新工藝。 設計中貫徹最新的國家標準。設計中貫徹最新的國家標準。 YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務3.1.2 電氣控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容電氣控制系統(tǒng)設計的基本

6、內(nèi)容和設計步驟和設計步驟 以電力拖動控制系統(tǒng)設計為例，電氣控制系統(tǒng)以電力拖動控制系統(tǒng)設計為例，電氣控制系統(tǒng)的設計包含原理設計與工藝設計兩個基本部分，現(xiàn)的設計包含原理設計與工藝設計兩個基本部分，現(xiàn)分述如下：分述如下：3.1.2.1 電氣控制系統(tǒng)的原理設計電氣控制系統(tǒng)的原理設計電氣控制系統(tǒng)原理設計內(nèi)容主要包括：電氣控制系統(tǒng)原理設計內(nèi)容主要包括：（1）擬訂電氣控制設計任務書（技術(shù)條件）擬訂電氣控制設計任務書（技術(shù)條件） YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務設計任務書是整個系統(tǒng)設計的依據(jù)，又是今后設計任務書是整個系統(tǒng)設計的依據(jù)，又是今后設

7、備竣工驗收的依據(jù)，以技術(shù)協(xié)議形式予以確定。設備竣工驗收的依據(jù)，以技術(shù)協(xié)議形式予以確定。電氣控制設計任務書中，除簡要說明所設計設電氣控制設計任務書中，除簡要說明所設計設備的型號、用途、工藝過程、動作要求，傳動參數(shù)、備的型號、用途、工藝過程、動作要求，傳動參數(shù)、工作條件外還應說明以下主要技術(shù)指標及要求：工作條件外還應說明以下主要技術(shù)指標及要求： 控制精度、生產(chǎn)效率要求；控制精度、生產(chǎn)效率要求； 電氣傳動基本特性如運動部件數(shù)量、用途，電氣傳動基本特性如運動部件數(shù)量、用途，動作順序，負載特性、調(diào)速指標、起動、制動要求；動作順序，負載特性、調(diào)速指標、起動、制動要求； 自動化程度要求；自動化程度要求； 穩(wěn)

8、定性及抗干擾要求；穩(wěn)定性及抗干擾要求；YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務 聯(lián)鎖條件及保護要求；聯(lián)鎖條件及保護要求； 電源種類、電壓等級、頻率及容量等要；電源種類、電壓等級、頻率及容量等要； 目標成本與經(jīng)費限額；目標成本與經(jīng)費限額； 驗收標準及驗收方式；驗收標準及驗收方式；其它要求如設備布局、安裝要求、操作臺布置、其它要求如設備布局、安裝要求、操作臺布置、照明、信號指示、報警方式等等。照明、信號指示、報警方式等等。（2）選擇拖動方案與控制方式）選擇拖動方案與控制方式所謂電力拖動方案是指根據(jù)生產(chǎn)機械的結(jié)構(gòu)、生所謂電力拖動方案是指根據(jù)

9、生產(chǎn)機械的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝要求，確定電動機的類型、數(shù)量、傳動方式等。產(chǎn)工藝要求，確定電動機的類型、數(shù)量、傳動方式等。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務例如，在研制某些高效率專用加工機床時，可例如，在研制某些高效率專用加工機床時，可以采用交流拖動也可以采用直流拖動，可用集中拖以采用交流拖動也可以采用直流拖動，可用集中拖動也可以采用分散拖動，要根據(jù)以上各方面因素綜動也可以采用分散拖動，要根據(jù)以上各方面因素綜合考慮、比較作出選擇。合考慮、比較作出選擇。拖動方案確定之后，采用什么方法去實現(xiàn)這些拖動方案確定之后，采用什么方法去實現(xiàn)這些控制要

10、求就是控制方式的選擇問題?？刂埔缶褪强刂品绞降倪x擇問題。隨著電氣技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、檢測隨著電氣技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、檢測技術(shù)以及自動控制理論的迅速發(fā)展和機械結(jié)構(gòu)與工技術(shù)以及自動控制理論的迅速發(fā)展和機械結(jié)構(gòu)與工藝水平的不斷提高，已使生產(chǎn)機械電力拖動的控制藝水平的不斷提高，已使生產(chǎn)機械電力拖動的控制方式發(fā)生了深刻的變革。方式發(fā)生了深刻的變革。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務從傳統(tǒng)的繼電從傳統(tǒng)的繼電- -接觸器控制向順序控制、可編接觸器控制向順序控制、可編程邏輯控制、計算機聯(lián)網(wǎng)控制等方面發(fā)展，各種新程邏輯控制、計算

11、機聯(lián)網(wǎng)控制等方面發(fā)展，各種新型的工業(yè)控制器及標準系列控制系統(tǒng)也不斷出現(xiàn)，型的工業(yè)控制器及標準系列控制系統(tǒng)也不斷出現(xiàn)，可供選擇的控制方式較多，系統(tǒng)復雜程度差異也很可供選擇的控制方式較多，系統(tǒng)復雜程度差異也很大。大。 （3）確定電動機的類型、容量、轉(zhuǎn)速，并選）確定電動機的類型、容量、轉(zhuǎn)速，并選擇具體型號擇具體型號 拖動方案決定以后，就可以進一步選擇電動機拖動方案決定以后，就可以進一步選擇電動機的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)形及容量、額定電壓與額定轉(zhuǎn)的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)形及容量、額定電壓與額定轉(zhuǎn)速等要求。電動機選擇的基本原則是：速等要求。電動機選擇的基本原則是：YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.

12、1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務 電動機的機械特性應滿足生產(chǎn)機械提出的要電動機的機械特性應滿足生產(chǎn)機械提出的要求，要與負載特性相適應，以保證加工中運行穩(wěn)定求，要與負載特性相適應，以保證加工中運行穩(wěn)定并具有一定的調(diào)速范圍與良好的起動、制動性能。并具有一定的調(diào)速范圍與良好的起動、制動性能。 工作過程中電動機容量能得到充分利用，即工作過程中電動機容量能得到充分利用，即溫升盡可能達到或接近額定溫升值。溫升盡可能達到或接近額定溫升值。 電動機的結(jié)構(gòu)形式應滿足機械設計的安裝要電動機的結(jié)構(gòu)形式應滿足機械設計的安裝要求，并能適應周圍環(huán)境工作條件。求，并能適應周圍環(huán)境工作條件。在滿足設計要求情況

13、下優(yōu)先考慮采用結(jié)構(gòu)簡單，在滿足設計要求情況下優(yōu)先考慮采用結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護方便的交流異步電動機。價格便宜，使用維護方便的交流異步電動機。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務正確選定電動機容量是電動機選擇中的關鍵問正確選定電動機容量是電動機選擇中的關鍵問題。題。電動機容量計算的基本步驟是：首先根據(jù)生產(chǎn)電動機容量計算的基本步驟是：首先根據(jù)生產(chǎn)機械提供的功率負載圖機械提供的功率負載圖p=f（t）或轉(zhuǎn)矩負載圖或轉(zhuǎn)矩負載圖M=f（t），），預選一臺電動機，然后根據(jù)負載進行發(fā)熱校預選一臺電動機，然后根據(jù)負載進行發(fā)熱校驗，將校驗結(jié)果與

14、預選電動機參數(shù)進行比較，若發(fā)驗，將校驗結(jié)果與預選電動機參數(shù)進行比較，若發(fā)現(xiàn)預選電動機的額定容量太大或太小，再重新選擇，現(xiàn)預選電動機的額定容量太大或太小，再重新選擇，直到電動機容量得到充分利用（電動機的穩(wěn)定溫升直到電動機容量得到充分利用（電動機的穩(wěn)定溫升接近其額定溫升），最后再校驗其過載能力與起動接近其額定溫升），最后再校驗其過載能力與起動轉(zhuǎn)矩是否滿足拖動要求。轉(zhuǎn)矩是否滿足拖動要求。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務（4）設計電氣控制原理框圖，確定各部分之間）設計電氣控制原理框圖，確定各部分之間的關系，擬訂各部分技術(shù)要求。的關系，

15、擬訂各部分技術(shù)要求。（5）設計并繪制電氣原理圖，計算主要技術(shù)參）設計并繪制電氣原理圖，計算主要技術(shù)參數(shù)。數(shù)。（6）選擇電氣元件，制訂元器件目錄清單。）選擇電氣元件，制訂元器件目錄清單。（7）編寫設計說明書。）編寫設計說明書。 電氣原理圖是整個設計的中心環(huán)節(jié)，因為它是電氣原理圖是整個設計的中心環(huán)節(jié)，因為它是工藝設計和制訂其它技術(shù)資料的依據(jù)。工藝設計和制訂其它技術(shù)資料的依據(jù)。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務 3.1.2.2 電氣控制系統(tǒng)的工藝設計電氣控制系統(tǒng)的工藝設計 工藝設計的主要目的是便于組織電氣控制裝置的工藝設計的主要目的是

16、便于組織電氣控制裝置的制造，實現(xiàn)原理設計要求的各項技術(shù)指標，為設備的制造，實現(xiàn)原理設計要求的各項技術(shù)指標，為設備的調(diào)試、維護、使用提供必要的圖紙資料。工藝設計主調(diào)試、維護、使用提供必要的圖紙資料。工藝設計主要內(nèi)容是：要內(nèi)容是：（1）根據(jù)電氣原理圖及選定的電器元件，設計電）根據(jù)電氣原理圖及選定的電器元件，設計電氣設備的總體配置，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及氣設備的總體配置，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖?？偨泳€圖。總圖應反映出電動機、執(zhí)行電器、電器箱各組件、總圖應反映出電動機、執(zhí)行電器、電器箱各組件、操作臺、電源以及檢測元件的分布狀況和各部分之間操作臺、電源以及檢測元件的分布狀況和各部分之

17、間的接線關系與聯(lián)接方式。的接線關系與聯(lián)接方式。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務（2）按照原理框圖或劃分的組件，對總原理圖）按照原理框圖或劃分的組件，對總原理圖進行編號，繪制各組件原理圖，列各部分的元件目進行編號，繪制各組件原理圖，列各部分的元件目錄表，并根據(jù)總圖編號統(tǒng)計出各組件的進出線號。錄表，并根據(jù)總圖編號統(tǒng)計出各組件的進出線號。（3）根據(jù)組件原理電路及選定的元件目錄表，）根據(jù)組件原理電路及選定的元件目錄表，設計組件裝配圖（電器元件布置與安圖）、接線圖，設計組件裝配圖（電器元件布置與安圖）、接線圖，圖中應反映各電器元件的安裝方式與接線方式。圖中應反映各電器元件的安裝方式與接線方式。（4）根據(jù)組件裝配要求，繪制電器安裝板和非）根據(jù)組件裝配要求，繪制電器安裝板和非標準的電器安裝零件圖紙，標明技術(shù)要求。標準的電器安裝零件圖紙，標明技術(shù)要求。YXSH現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)3.1 電氣控制設計的基本任務電氣控制設計的基本任務 （5）設計電氣箱。）設計電氣箱。根據(jù)組件尺寸及安裝要求確定電氣箱結(jié)構(gòu)與外形根據(jù)組件尺寸及安