电气控制线路的设计方法

（含主要教学环节、讲授内容、授课方法、课堂教学内容的组织与安排、辅助教学及板书设计、作业与思考题、教学反思与小结等）回顾上节课教学内容：新教学课堂引入：电器控制线路设计主要指的是控制电路的设计新内容：第六节电气控制线路的设计方法电器控制线路设计方法一般设计法（经验设计法）逻辑设计法—、一般设计法简介一般设计法又称经验设计法，主要原则如下：1•最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制电路的要求。

2.电路图中的图形符号及文字符号一律按国家标准绘制。

3.在满足生产要求的前提下，控制电路力求简单、经济、安全可靠。

简化电气控制线路方法：（1）合并同类触点。

（2）利用带转换触点的中间继电器将两对触点合并。

KA1/KA?KM2pKM】a) b) a) b)（3） 利用二极管单向导电性减少触点数量。

（4） 尽量减少连接导线数量和长度。

（5） 交流线路中，不允许两个电器元件线圈串联。

由于它们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。

即使外加电压是同 型号线圈电压的额定电压之和，也是不允许。

因为电器动作总有先后，当有一个接触器 先动作时，则其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重 时将使电路烧毁。

（6） 为了工作可靠性，尽量减少多个电器元件依次通电后才接通另一个电器元件。

a ）b ） “ “（7）避免出现寄生电路。

寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。

如图所示具有指示灯HL 和热保护的 正反向电路。

正常工作时，能完成正反向起动、停止和信号指示。

当热继电器FR 动作时，电路就出现了寄生电路，如图中虚线所示，使正向接触器 KM1不能有效释放，起不了保护作用。

二、逻辑设计法方法：将控制电路中接触器、继电器线圈的通电、断电，触点的闭合、断开，主令元件 的接通、断开看成逻辑变量，列出逻辑函数式。

运用逻辑函数基本公式和运算规律，对 逻辑函数式进行化简。

再画出电路结构图，获得最佳设计方案。

O ------- -------- -------- O- a) b) KMKM 2 KM]環3逻辑变量：具有两种互为对立的工作状态的物理量。

电气控制线路设计原则伴随着我国改革开放脚步坚实稳定的迈进，国民经济的持续上升发展，我国的工业技术也在大跨步的前进。

智能化的工业市场是目前的主要发展方向，而智能化的工业缺少不了电气控制自动化。

如今电气自动化控制已经运用到了很多领域，尤其在工业技术方面被越来越广泛的应用。

此项技术的运用不仅加快了工业市场的发展，同时节约了大量的人力物力，降低了生产成本。

在电气控制自动化中，最重要的一个方面就是电气控制线路的设计。

而电气设计线路的设计原则就是重中之重，把握住设计原则，才能使电气自动化更加先进更加高效的应用。

本文在介绍电气控制内容的基础上，重点分析电气控制线路的设计原则和方法。

标签：电气控制;线路设计;基础方法;设计原则引言中国对工业的大力发展，推动了电气控制自动化的发展，而随着人们要求的提高和对技术的钻研，电气控制自动化也在向着高度先进化和精密化发展，尤其是计算机的引入，将电气控制系统与计算机技术、自动控制技术、网络技术等结合在一起，更进一步推动了电气行业的发展，是科学技术的先进产物。

在制造电气自动化控制系统的时候，一项很重要的技术就是电气控制线路的设计，一套先进的自动化控制系统离不开优秀的线路设计，线路设计的优劣不仅关系着工业发展的速度更加体现在生产的效率上。

然而，电气控制系统的线路设计并不是盲目的，也不是随心所欲的，它的设计需要遵循一定的原则，讲究一定的方式发法。

一、电气控制线路介绍首先对于电气控制系统而言，它属于低压电路控制系统，由许多的低压控制设备组成，例如低压继电器、接触器、电源开关等。

其次一个电器控制系统最根本的功能就是可以在人工辅助情况下实现自动控制，更高层次的功能则是可以在人将功能设计完毕后，完全由电气控制系统自行完成一系列的生产过程，无论是启停还是生产过程，都不需要人的参与，真正实现自动化生产。

同时，电气控制线路也分为简单的控制线路和复杂的控制线路，对于自动化程度越高的电气控制系统，它的线路設计也越复杂，要求更高。

第七节 电气控制线路设计在大量使用各种各样的生产机械，如车床、铣床、磨床、刨床、钻床、风机、水泵和起重机等，这些生产机械一般是由电动机来拖动的。

不同的生产机械，对电动机的控制要求不同。

电气控制的主要任务就是实现电动机的起动、制动、正反转和调速等运行方式的控制及对电动机的保护，以满足生产工艺的要求，实现生产过程自动化。

电气控制线路是一种由接触器、继电器、按钮和开关等电器元件组成的有触点、断续作用的控制系统，这种控制系统具有控制线路简单、维修方便、便于掌握和价格低廉等优点，在电气控制领域获得广泛的应用。

随着微电子技术的发展，生产机械的电气控制逐渐向无触点、弱电化、连续控制和微机控制方向发展。

不同生产机械的控制要求是不同的，所要求的控制线路也是千变万化、多种多样，但它们都有一些具有基本规律的基本环节和基本单元所组成，熟悉这些基本的控制环节是掌握电气控制的基础。

只要能掌握这些基本的控制环节，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握控制线路的基本分析方法。

一、电气控制线路的绘制原则电气控制线路图有两种表示方法，一种是电气原理图，一种是电气安装接线图。

1.电气原理图电气原理图是根据电路工作原理，用规定的图形符号和文字符号绘制出来的表示各个电器连接关系的线路图。

为了简单清楚地表明电路功能，将原理图采用电器元件展开的形式绘制。

电气原理图根据通过电流的大小可分为主电路和控制电路。

电动机、发电机及其相连的电器元件组成的通过大电流的电路称为主电路。

接触器、继电器线圈及联锁电路、保护电路、信号电路等通过较小电流的电路称为控制电路。

图7-1所示为CW6140车床电气控制线路原理图，其主电路是从三相电源经刀开关、接触器主触点到电动机。

控制电路由按钮、接触器线圈、辅助触点、照明灯、照明变压器和保护电器等组成。

在绘制电气原理图时，一般应遵循以下原则：1)电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。

主电路包括从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的部分。

电气控制线路的设计方法及设计步骤电气控制线路的设计有两种方法：一是经验法，二是逻辑法。

这里重点介绍经验法。

经验法根据生产机械工艺要求和工作过程，利用各种典型环节，加以适当补充和修改，综合成所需电路。

它的特点是无固定的设计程序和设计模式，灵活性很大，主要靠经验进行。

要求设计人员必须熟悉大量的控制线路基本环节，同时具有丰富的设计经验。

在设计过程往往要经过多次反复修改、试验，才能使线路符合设计要求。

即使这样，设计出来的线路也可能不是最简的，使用的电器及触点也不一定最少，所得出的方案也不一定是最佳的。

一般不太复杂的继电接触器控制系统都可以按照这种方法进行设计，这种方法易于掌握，便于推广，但设计速度慢，设计方案需要反复修改，必要时要对整个电气控制线路进行模拟实验。

生产机械电气控制线路设计包含主电路、控制电路和辅助电路设计。

①主电路设计。

主要考虑电动机的启动、点动、正反转、调速和制动。

②控制电路设计。

包括基本控制线路和控制线路特殊部分的设计，以及选择控制参量和确定控制原则。

主要考虑如何满足电动机的各种运转功能和生产工艺要求。

③联结各单元环节。

构成满足整机生产工艺要求，实现生产过程自动、半自动及调整的控制线路。

④联锁保护环节设计。

主要考虑如何完善整个控制线路的设计，包含各种联锁环节以及短路、过载、过流、失压等保护环节。

⑤辅助电路设计。

包括照明、声及光指示、报警等电路的设计。

⑥线路的综合审查。

反复审查所设计的控制线路是否满足设计原则和生产工艺要求。

在条件允许的情况下，进行模拟实验，逐步完善整个电气控制线路的设计，直到满足生产工艺要求。

PLC原理与应用_南通理工学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.具有断相保护的热继电器只适用于保护星型连接的电动机。

参考答案:错误2.电气控制线路的设计有两种方法，一是，二是逻辑设计法。

参考答案:分析设计法3.常用的减少触点数量的方法有：。

参考答案:合并同类触点_尽量减少连接导线的数量和长度_减少通电电器_利用逻辑代数的方法来减少触点数量4.设计具体的电气控制线路时的注意事项有。

参考答案:正确连接电器元件的触点_正确连接电器的线圈_避免出现寄生电路_避免多个电气元件依次动作5.电气控制系统设计时尽量选用标准电器元件，尽量减少，尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量。

参考答案:电器元件的数量6.利用半导体二极管的性减少触点数量。

参考答案:单向导电7.设计控制电路时，为了合理减少连接导线的数量和长度，一般都将启动按钮和停止按钮。

参考答案:直接连接8.同一电器的不同触点在电气线路中应尽可能具有更多的公共连接线，这样可以有效的。

参考答案:减少导线根数和缩短导线长度9.控制线路工作时，除必要的电器元件必须通电外，其余的尽量不通电以。

参考答案:节约电能10.在设计控制线路时，应使分布在线路不同位置的同一电器触点尽量接到同一个极或尽量共同接同一。

参考答案:等电位点11.在交流控制线路中，即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也不允许两个电器元件的线圈。

参考答案:串联12.两电感量相差悬殊的直流电压线圈不能直接。

参考答案:并联13.在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间要有和机械联锁。

参考答案:电气联锁14.对于恒定负载长期工作制的电动机，其容量的选择应保证电动机的额定功率负载所需要的功率。

参考答案:≥##%_YZPRLFH_%##大于等于15.点动按钮必须是色。

参考答案:黑16.负载较平稳，无尖峰电流的电路中选用熔断器的额定电流应负载的额定电流。

参考答案:大于等于##%_YZPRLFH_%##≥17.热继电器的结构形式的选择主要取决于电动机绕组的接法及是否要求。

电气控制线路设计及实例分析一、简介二、电气控制线路设计步骤1、了解设备工作原理和要求：首先需要了解所控制的设备的工作原理和控制要求，包括输入输出信号的特点和范围，以及设备的工作模式等。

这是设计电气控制线路的基础。

2、选择控制元件：根据设备的工作原理和要求，选择合适的控制元件，如开关、继电器、传感器等。

需要考虑元件的电气特性和可靠性。

3、确定控制回路结构：根据设备的控制要求和元件的特性，确定控制回路的结构。

通常包括控制信号的产生、传输、处理和继电器等元件的选择和安装。

4、绘制电气控制图：根据控制回路的结构，使用电气图符和符号，绘制电气控制图。

电气控制图应清晰、准确地表达控制回路的结构和各个元件之间的连接关系。

5、进行电气控制线路的布线和接线：根据电气控制图，进行电气控制线路的布线和接线。

布线和接线应符合电气安全规范，减少干扰和误操作的可能。

6、进行电气控制线路的调试和测试：完成电气控制线路的布线和接线后，需要进行电气控制线路的调试和测试，以确保线路的正常工作和稳定性。

可以通过模拟信号和实际设备进行测试。

7、对电气控制线路进行优化和改进：在实际使用中，对电气控制线路进行优化和改进，提高设备的控制效率和安全性。

可以通过改变控制元件和参数，优化控制策略等方式实现。

三、电气控制线路设计实例分析以一个自动化生产线的电气控制线路设计为例，进行实例分析。

该自动化生产线由多个工作站组成，每个工作站需要进行自动控制。

整个生产线的主要任务是将原材料进行分配和加工，最终得到成品。

1、了解设备工作原理和要求：每个工作站的具体工作原理和控制要求不同，需要了解每个工作站的输入输出信号特点和范围，以及工作模式等。

2、选择控制元件：对于每个工作站，根据其控制要求选择适合的控制元件，如开关、继电器等。

比如，在装配工作站中可以使用继电器实现电机的正反转控制。

3、确定控制回路结构：根据每个工作站的控制要求和元件的特性，确定每个工作站的控制回路结构。

电气控制线路设计方法目录：一、电气原理图设计的基本步骤 (1)二、电气原理图的设计方法及设计实例 (1)三、原理图设计中应注意的问题 (6)原理线路设计是原理设计的核心内容。

在总体方案确定之后，具体设计是从电气原理图开始的，各项设计指标是通过控制原理图来实现的，同时它又是工艺设计和编制各种技术资料的依据。

一、电气原理图设计的基本步骤1、根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。

2、根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。

对于每一部分的设计总是按主电路→控制电路→辅助电路→联锁与保护→总体检查→反复修改与完善的步骤进行。

3、绘制总原理图。

按系统框图结构将各部分联成一个整体。

4、正确选用原理线路中每一个电器元件，并制订元器件目录清单。

对于比较简单的控制线路，例如普通机床的电气配套设计，可以省略前两步，直接进行原理图设计和选用电器元件。

但对于比较复杂的自动控制线路，例如专用的数控生产机械或者采用微机或电子控制的专用检测与控制系统，要求有程序预选、刀具调整与补偿和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警、打印记录等，就必须按上述过程一步一步进行设计。

只有各个独立部分都达到技术要求，才能保证总体技术要求的实现，保证总装调试的顺利进行。

二、电气原理图的设计方法及设计实例电气原理图的设计方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种，分别介绍如下。

1、分析设计法所谓分析设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节（单元电路）或经过考验的成熟电路，按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整线路。

当找不到现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计，将主令信号经过适当的组合与变换，在一定条件下得到执行元件所需要的工作信号。

设计过程中，要随时增减元器件和改变触点的组合方式，以满足拖动系统的工作条件和控制要求，经过反复修改得到理想的控制线路。