電氣控制電路設(shè)計(jì)實(shí)例

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

題目升降機(jī)夾取電路設(shè)計(jì)

摘要隨著新科技的逐步引入，建筑業(yè)得到了很大的發(fā)展，高層建筑與智能化樓宇的數(shù)量不斷增加，伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，電氣控制設(shè)備的應(yīng)用也越來越多，各種各樣的控制線路被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域中。作為電氣控制的重要環(huán)節(jié)，電氣控制線路對電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作、生產(chǎn)等各方面都有重要的影響，因此電氣控制線路的設(shè)計(jì)是電氣控制的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞：電氣控制；線路；設(shè)計(jì)目錄3.3電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)實(shí)例

3.3.1分析設(shè)計(jì)法3.3.2邏輯設(shè)計(jì)法此方法無固定的設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)方法簡單，容易為初學(xué)者掌握。當(dāng)經(jīng)驗(yàn)不足時(shí)或考慮不周時(shí)會影響電路工作的可靠性。分析設(shè)計(jì)法，由于是靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因而靈活性很大，初步設(shè)計(jì)出來的電路可能是幾個(gè)，這時(shí)要加以比較分析，甚至要通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，才能確定比較合理的設(shè)計(jì)方案。這種設(shè)計(jì)方法沒有固定模式，通常先用一些典型電路環(huán)節(jié)拼湊起來實(shí)現(xiàn)某些基本要求，而后根據(jù)生產(chǎn)工藝要求逐步完善其功能，并加以適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。（1）橫梁機(jī)構(gòu)對電氣控制系統(tǒng)提出的要求：橫梁升降M1，點(diǎn)動(dòng)控制；橫梁夾緊與放松M2；橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間必須有一定的操作程序：按上升（下降）移動(dòng)按鈕→自動(dòng)放松→橫梁上升（下降）→到位后→松開按鈕→橫梁自動(dòng)夾緊；橫梁升降具有上下行程的限位保護(hù)；橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間及正反向運(yùn)動(dòng)之間具有必要的聯(lián)鎖。

3.3電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)實(shí)例3.3.1分析設(shè)計(jì)法

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的電路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)控制電路。這種設(shè)計(jì)方法比較簡單，但要求設(shè)計(jì)人員必須熟悉大量的控制電路，掌握多種典型電路的設(shè)計(jì)資料，同時(shí)具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過程中往往還要經(jīng)過多次反復(fù)地修改、試驗(yàn)，才能使電路符合設(shè)計(jì)的要求。即使這樣，設(shè)計(jì)出來的電路可能不是最簡，所用的電器及觸頭不一定最少，所得出的方案不一定是最佳方案。前面已給出了基本的電氣控制電路，討論了基本的電氣控制方法，分析了常用的典型控制電路。在此基礎(chǔ)上，通過下面一個(gè)實(shí)際例子來說明電氣控制電路的一般設(shè)計(jì)方法。以龍門刨床（或立車）橫梁升降自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)，說明分析設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)過程。這種機(jī)構(gòu)無論在機(jī)械傳動(dòng)或電力傳動(dòng)控制的設(shè)計(jì)中都有普遍意義，在立式車床、搖臂鉆床等設(shè)備中均采用類似的結(jié)構(gòu)和控制方法。（2）控制電路設(shè)計(jì)

①設(shè)計(jì)主電路M1—橫梁移動(dòng)電機(jī)，KMl，KM2控制正反轉(zhuǎn)M2—橫梁夾緊電機(jī)，KM3，KM4控制正反轉(zhuǎn)②設(shè)計(jì)基本控制電路

4個(gè)接觸器—4個(gè)線圈2只點(diǎn)動(dòng)按鈕，觸頭不夠—KA1和KA2進(jìn)行控制。根據(jù)生產(chǎn)對控制系統(tǒng)所要求的操作程序可以設(shè)計(jì)出圖3-11所示的草圖。但它還不能實(shí)現(xiàn)在橫梁放松后才能自動(dòng)升降，也不能在橫梁夾緊后使夾緊電機(jī)自動(dòng)停止，需要恰當(dāng)?shù)剡x擇控制過程中的變化參量來實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)控制要求。

③選擇控制參量、確定控制原則反映橫梁放松的參量，可以有行程參量和時(shí)間參量。由于行程參量更加直接反映放松程度，因此采用行程開關(guān)進(jìn)行控制。SQ1↓—橫梁已經(jīng)放松KI↓—橫梁已經(jīng)夾緊，選用電流參量④設(shè)計(jì)聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)互鎖—KA1、KA2，M1正反轉(zhuǎn)；—KM3、KM4，M1正反轉(zhuǎn)順序—SQ1，實(shí)現(xiàn)橫梁松開與移動(dòng)的聯(lián)鎖保護(hù)。限位保護(hù)—SQ2、SQ3分別實(shí)現(xiàn)上、下限位保護(hù)短路保護(hù)—FU⑤電路的完善和校核控制電路初步設(shè)計(jì)完畢后，可能還有不合理的地方，應(yīng)仔細(xì)校核。例如，進(jìn)一步簡化以節(jié)省觸頭數(shù)，節(jié)省電器間連接線等，特別應(yīng)該對照生產(chǎn)要求再次分析設(shè)計(jì)電路是否逐條予以實(shí)現(xiàn)，電路在誤操作時(shí)是否會產(chǎn)生事故。上述電路中，如果按下SBl或SB2的時(shí)間很短，橫梁放松還未到位就已松開按下的按鈕，致使橫梁既不能繼續(xù)放松又不能進(jìn)行夾緊，容易出現(xiàn)事故。改進(jìn)的方法是將KM4的輔助觸頭并聯(lián)在KA1，KA2兩端，使橫梁一旦放松，就必然連續(xù)工作至放松到位，然后可靠地進(jìn)入夾緊階段。KM43.3.2邏輯設(shè)計(jì)法

邏輯設(shè)計(jì)法，是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計(jì)電路的。將執(zhí)行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開狀態(tài)看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)關(guān)系式表達(dá)，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行簡化，成為最簡“與、或”關(guān)系式，用這種方法設(shè)計(jì)的電路比較合理，特別適合完成較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制電路。但是相對而言邏輯設(shè)計(jì)法難度較大，不易掌握。邏輯電路有兩種基本類型，對應(yīng)其設(shè)計(jì)方法也各不相同。一種是執(zhí)行元件的輸出狀態(tài)，只與同一時(shí)刻控制元件的狀態(tài)相關(guān)。即輸出量對輸入量無影響，稱為組合邏輯電路，其設(shè)計(jì)方法比較簡單，可以作為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的輔助和補(bǔ)充，用于簡單控制電路的設(shè)計(jì)，或?qū)δ承┚植侩娐愤M(jìn)行簡化，進(jìn)一步節(jié)省并合理使用電器元件與觸頭。其設(shè)計(jì)步驟為：①列出控制元件與執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)表；②根據(jù)狀態(tài)表寫出的邏輯代數(shù)式；③利用邏輯代數(shù)基本公式化簡至最簡“與或”式；④根據(jù)簡化了的邏輯式繪制控制電路。另一類邏輯電路被稱為時(shí)序邏輯電路，即輸出量通過反饋?zhàn)饔?，對輸入狀態(tài)產(chǎn)生影響。這種邏輯電路設(shè)計(jì)要設(shè)置中間記憶元件（如中間繼電器等），記憶輸入信號的變化，以達(dá)到各程序兩兩區(qū)分的目的。其設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，基本步驟如下：①根據(jù)拖動(dòng)要求，先設(shè)計(jì)主電路，明確各電動(dòng)機(jī)及執(zhí)行元件的控制要求，并選擇產(chǎn)生控制信號（包括主令信號與檢測信號）的主令元件（如按鈕、控制開關(guān)、主令控制器等）和檢測元件（如行程開關(guān)、壓力繼電器、速度繼電器、過電流繼電器等）。②根據(jù)工藝要求作出工作循環(huán)圖，并列出主令元件、檢測元件以及執(zhí)行元件的狀態(tài)表，寫出各狀態(tài)特征碼（一個(gè)以二進(jìn)制數(shù)表示一組狀態(tài)的代碼）。③為區(qū)分所有狀態(tài)（重復(fù)特征碼）而增設(shè)必要的中間記憶元件（中間繼電器）。④根據(jù)已區(qū)分的各種狀態(tài)的特征碼，寫出各執(zhí)行元件（輸出）與中間繼電器、主令元件及檢測元件（邏輯變量）間的邏輯關(guān)系式。⑤化簡邏輯式，據(jù)此繪出相應(yīng)控制電路。⑥檢查并完善設(shè)計(jì)電路。由于這種方法設(shè)計(jì)難度較大，整個(gè)設(shè)計(jì)過程較復(fù)雜，還要涉及一些新概念，在一般常規(guī)設(shè)計(jì)中，很少單獨(dú)采用。其具體設(shè)計(jì)過程可參閱專門資料，這里不再作進(jìn)一步介紹。參考文獻(xiàn)1.建筑電氣控制技術(shù)王儉建筑工業(yè)出版社2.建筑電氣控制技術(shù)馬小軍機(jī)械工業(yè)出版社3.常用低壓電路手冊楊國?；瘜W(xué)工業(yè)出版社附錄：1、元器件明細(xì)表名稱 型號 數(shù)量 單位附錄：1、元器件明細(xì)表名稱 型號 數(shù)量 單位交流接觸器 LC1-D169M 6 個(gè)熱繼電器 LR1-D16321