3)、联结各单元环节：构成满足整机生产工艺要求 的控制电路。
4)、 联锁保护环节设计：设计保护、联锁、检测、 信号和照明等环节控制电路。 5)、全面检查所设计的电路。
第四章
3、举例：龙门刨床横梁升降控制线路设计
横梁
顶梁 立柱 垂直刀架 侧刀架
视频
工作台 床身
第四章
(1)
横梁升降机构的工艺要求
1）要求横梁沿立柱能上升、下降作调整运动 。 2）正常情况下横梁应夹紧在立柱上，夹紧机构 由夹紧电动机拖动，而横梁的上、下移动则由 另一台横梁升降电动机拖动 。 3）在动作配合上，当横梁上升时应按照横梁松 开→上移→夹紧的顺序进行； 当横梁下降时应按照横梁松开→下移→横梁 回升→夹紧的顺序进行 。
LYA>LKA
电磁铁 线圈
错误
正确
端并联放电电阻R，并在 KA支路串入KM常开触点， 就能可靠工作。
第四章
②要合理安排电器元件及触头的位置
不合理安排会影响 运行安全、浪费导线。 a）不合理 原因： 1）因为行程开关 SQ 的常开和常闭触点靠 得很近，在触点断开时， 由于电弧可能造成电源 短路。
不合理
升降电机
夹紧电机
第四章
2）设计控制电路草图
控制分析： a)横梁升降为调整运动，故采用点动控制。 b)横梁放松到位采用复合行程开关SQ1来判断，松开 到位SQ1压下，SQ1不受压表示夹紧或松开但未到位。 c）横梁上升控制动作过程： 按下上升按钮 → 横梁放松(夹紧电机M2正转) →压下 放松行程开关SQ1 → 停止放松→横梁自动上升(升降电机 M1正转) →上升到位放开上升按钮 → 横梁停止上升(M1 停止) → 横梁自动夹紧(夹紧电机M2反转) → 行程开关 SQ1释放, 过电流继电器动作 → M2停转 →上升结束。 d)横梁下降时暂不考虑回升，与上升控制完全相同。
（a）错误
第四章
（a）错误
（b）正确
或将FR触点移到SB1上端也可避免产生寄生电路。
第四章
④ 尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个 电器的控制线路。
（a）不合理
（b）合理
第四章
6）尽可能提高电路工作的可靠性、安全性
①防止触点竞争现象
当KA闭合时，接触器KM1、 KM2竞争吸合，只有经过多次振荡吸合 “竞争”后，才能稳定在一个状态上； 通常分析控制电路的电器动作及触 点的接通和断开都是静态分析，没有考 虑其动作时间。 实际上，由于电磁线圈的电磁惯性、 机械惯性等因素，通断过程中总存在一 定的固有时间。设计时要避免发生触点 “竞争” ，防止电路中因电气元器件 动作时间引起配合不良的后果。
第四章
① 合 并 同 类 触 点
第四章
② 利用二极管简化电路
直流电路
第四章
③ 利用逻辑代数减少触点
f K AB AB C
AB (1 C )
AB
后续详细讲述
第四章
5）做到正确接线 ① 要正确连接电器线圈
(a) 交流电器线圈不能串联； 两个同型号电压线圈也不能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。
第四章
2、逻辑设计法
它是根据生产工艺要求，利用逻辑代数来分 析、设计线路。 优点：能获得理想、经济的方案。 缺点：难度较大，不易掌握；设计过程较复 杂，在一般常规设计中，很少单独采用。
第四章
（一）分析设计法 1、电气控制原理图设计中应注意的问题 1）尽量减少控制电路中电流、电压的种类，控制 电压应选标准电压等级
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2）尽量减少电器元件的品种、规格与数量
第四章
3）正常工作中，尽可能减少通电电器的数量
节约电能、延长电器元件使用寿命、减少线路故障。 如：P56 Y—△减压起动控制中的时间继电器
4）合理使用电器触头
尽量减少触头数量，若触头数量不够可增加中间继电 器。 常用减少触头数目的方法： 合并同类触点 利用二极管单向导电性减少触头数 利用逻辑代数进行化简
将各国同类型、先进的电动机容量进行统计和分析， 从中找出电动机容量与机床主要参数间的关系，再根据 国情得出相应的计算公式来确定电动机容量的一种实用 方法。 （1）车床
P 36.5 D1.54
式中： P—电动机容量，单位为KW； D—工件最大直径，单位为m。
第四章
（2）立式车床
P 20 D0.88
第四章
（6）龙门铣床
1.16 B P 166
式中：B——工作台宽度，单位为mm。
第四章
第三节 电气原理图设计的步骤与方法
一、电气控制原理图设计的基本步骤
1）设计系统原理框图
2）设计出原理框图中各个部分的具体电路 3）绘制系统总原理图
4）选择电气原理图中每一电器元件，编制
出元器件目录清单
第四章
第四章
第四章 电气控制系统设计
第一节 电气控制设计的原则、内容和程序
第二节 电力拖动方案的确定和电动机的选择
第三节 电气原理图设计的步骤与方法 第四节 电气控制工艺设计
第四章
作 业
P134: 2
第四章
电气控制设计包括：
1、电气原理图设计 为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制设计。 2、电气工艺设计 为电气控制装置本身的制造、使用、运行及维修 的需要而进行的生产工艺设计。
第四章
二、电气控制设计的基本内容
电气控制系统设计的基本内容是根据控制要求， 设计和编制出电气设备制造和使用维修中必备的图 样和资 料等。 包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分。
第四章
（一）电气原理图设计内容
1）拟定电气设计任务书 2）选择电气拖动方案和控制方式
3）确定电动机类型、型号、容量、转速
第四章
第一节 电气控制设计的原则、内容和程序 (自学)
一、电气控制设计的一般原则
1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要 求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。 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。 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。 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。
电机 横梁
电机
横梁
4）横梁升降应设有限位保护，对夹紧电动机应 设有夹紧力保护 。
第四章
(2) 电气控制原理图设计过程
1）设计主电路
a) 为了实现上下移 动和夹紧放松的要求， 两台电动机都要求能正 反转。
b) 夹紧的判断采用 过电流继电器实现。
上 升 下 松 降 开 夹 紧
原因：夹紧力大，定 子电流也大。
第四章
4）根据组件装配要求，绘制电器安装板和非标准 的电器安装零件图样。 5）设计电气箱，根据组件尺寸及安装要求确定电 气柜结构与外形尺寸，设置安装支架，标明安 装方式，各组件的连接方式，通风散热方式及 开门方式等 。 6）汇总总原理图、总装配图及各组件原理图等资 料，列出外构件清单，标准件清单，主要材料 消耗定额等 。 7）编写使用维护说明书。
第四章
（二）电动机容量的选择 1．分析计算法
根据生产机械负载图预选一台电动机，再 用该电动机的技术数据和生产机械负载图求出 电动机的负载图。最后按电动机的负载图从发 热的方面进行校验，并检查电动机的过载能力 与起动转矩是否满足要求，如若不合格，另选 一台电动机重新计算，直到合格为止。
第四章
2．统计类比法
合理
2）这种接法SQ要引出四根导线，浪费导线。
b）接法较为合理，且只需引出3根导线。
第四章
SQ
KM2
KM1
不合理 SQ
KM2
KM1
合理
第四章
③要注意避免出现寄生电路
寄生电路：是指在控制电 路的动作过程中，意外出现不 是由于误操作而产生的接通电 路。
正常工作时，能完成正反 向起动、停止与信号指示。 但当FR动作，断开后， 电路出现了图中虚线所示的寄 生电路，使KM1不能可靠释放 而得不到过载保护。
第四章
三、电气控制设计的一般程序
1 拟定设计任务书
2 选择拖动方案 3 选择电动机
4
5 6 7
选择控制方式
设计电气控制原理图 设计电气设备制造、安装、调试所必需的 各种施工图 编写设计说明书
第四章
第二节 电力拖动方案的确定和电 动机的选择(自学)
一、电力拖动方案的确定 （一）拖动方式的选择 （二）调速方案的选择 （三）电动机调速性质应与负载特性相适应
4）设计电气控制原理框图、确定各部分之间的关系
5）设计并绘制电气控制原理图，计算主要技术参数
6）选择电器元件，制定元器件清单
7）编写设计说明书
第四章
（二）电气工艺设计内容
1）根据设计出的电气原理图及选定的电气元件,设计电 气设备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及 总接线图。 2）按照原理框图或划分的组件，对总原理图进行编号， 绘制各组件原理电路图，列出各部件的元件目录表， 并根据总图编号列出各组件的进出线号 。 3）根据组件原理电路图及选定的元件目录表，设计组 件电器装配图（电器元件布置与安装图）、接线图、 图中应反映出各电器元件的安装方式和接线方式。
二、电气控制原理图的设计方法
分析设计法、
1、分析设计法
逻辑设计法
根据生产工艺的要求，利用各种典型的基本控制环 节或比较成熟的电路，按各部分的联锁条件组合起来， 加以补充、修改、完善，最后得出完整控制电路。 优点：设计方法简单，易为初学者掌握，在电气 设计中被普遍采用； 缺点：不易获得最佳方案，当经验不足或考虑不周 全时会影响线路工作的可靠性。
第四章
二、拖动电动机的选择
（一）电动机选择的基本原则
1）电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要 与负载的负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好 的起动、制动性能。 2）工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽 可能达到或接近额定温升值。 3）电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求，并能 适应周围环境工作条件。 4）在满足设计要求前提下，应优先采用结构简单、价格 便宜、使用维护方便的三相笼型异步电动机。