第3章 电气控制系统的设计

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判断电路功能

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SB1

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KA青岛大学自动化工程学院 1

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判断电路功能SB1 SB2 KM1 FR1 FR2

KM1A B C Q KM2 KM1 SB3 SB4 KM2

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FU

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M1 3~

M2 3~

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电气控制技术及PLC L1 L2 L3

判断电路功能QS FR FU KM1 SB2 FR KM2 KT1 KM2 KT2 KT3 KM1 SB1

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第四章 电气控制系统的设计第一节 电气控制系统设计的一般原则、基本内容第二节 电气原理电路设计的方法与步骤 第三节 电控线路设计的主要参数计算和元器件选择 第四节 电气控制装置的工艺设计 第五节 设计举例

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第四章

电气控制系统的设计

生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本 内容：一个是原理设计，即要满足生产机械和工艺 的各种控制要求，另一个是工艺设计，即要满足电 气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进 性，工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行 性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电 气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。

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在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电 气控制电路分析能力之后，设计者应能举一反三， 对受控生产机械进行电气控制系统的设计并提供一 套完整的技术资料。

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第一节 电气控制系统设计的 一般原则、基本内容一、电气控制系统设计的一般原则 1.最大限度地满足生产机械和生产工艺对电 气控制系统的要求。电气控制系统设计的依据主要 来源于生产机械和生产工艺的要求。 2.设计方案要合理。在满足控制要求的前提 下，设计方案应力求简单、经济、便于操作和维修 ，不要盲目追求高指标和自动化。

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3.机械设计与电气设计应相互配合。许多生 产机械采用机电结合控制的方式来实现控制要求， 因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用 维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。

例如：上下瓶机4.确保控制系统安全可靠地工作。

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二、电气控制系统设计的基本任务、内容 电气控制系统设计的基本任务是根据控制

要 求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须 的图纸、资料等。 图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分 图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制 面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等 ，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、 设备说明书等文字资料。 电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与 工艺设计两个部分：青岛大学自动化工程学院 11

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1、原理设计内容 (1)拟订电气设计任务书。 (2)确定电力拖动方案，选择电动机。 (3)设计电气控制原理图，计算主要技术参数。 (4)选择电器元件，制订元器件明细表。 (5)编写设计说明书。 2、工艺设计内容 (1)设计电气总布置图、总安装图与总接线图。 (2)设计组件布置图、安装图和接线图。 (3)设计电气箱、操作台及非标准元件。 (4)列出元件清单。 (5)编写使用维护说明书。

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三、电气控制系统设计的一般步骤 1、拟订设计任务书

设计任务书是整个电气控制系统的设计依据， 又是设备竣工验收的依据。由技术领导部门、设备 使用部门和任务设计部门等共同完成。

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电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内 容： (1)设备名称、用途、基本结构、动作要求及工 艺过程介绍 (2)电力拖动的方式及控制要求等 (3)联锁、保护要求 (4)自动化程度、稳定性及抗干扰要求 (5)操作台、照明、信号指示、报警方式等要求 (6)设备验收标准 (7)其它要求

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2、确定电力拖动方案

电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要 内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决 条件。主要从几个方面考虑电力拖动方案： (1)拖动方式的选择：电力拖动方式，独立拖动？ 集中拖动？

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(2)调速方案的选择：大型、重型设备的主运动 和进给运动，应尽可能采用无级调速，有利于简 化机械结构、降低成本；精密机械设备为保证加 工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备， 在没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的 三相笼型异步电动机。(3)电动机调速性质要与负载特性适应：恒功率 负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要 使电动机的调速特性与生产机械的负载特性相适应， 使电动机得到充分合理应用。

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