电气控制技术电气控制系统的设计.pptx

2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCSBSB1KMSB2KAKAKA判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKM1KM1SB1SB2KM1FR1FR2KM2SB3SB4KM2判断电路功能判断电路功能FUKM2FR2FUA BCKM1FR1QM13M232008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCSB1FRSB2KM1KM1KT1KM2KT2KM3KT3KM4KT1KT2KT3KM2KM4KM4KM3KM2KM3QSFUKM1FRML1L2L3KM43RKM32RKM21R判断电路功能判断电路功能2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计第一节第一节 电气控制系统设计的一般原则、基本内容电气控制系统设计的一般原则、基本内容第二节第二节电气原理电路设计的方法与步骤电气原理电路设计的方法与步骤第三节第三节电控线路设计的主要参数计算和元器件选择电控线路设计的主要参数计算和元器件选择第四节第四节电气控制装置的工艺设计电气控制装置的工艺设计第五节第五节设计举例设计举例2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本内容：一个是内容：一个是原理设计原理设计，即要满足生产机械和工艺，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是的各种控制要求，另一个是工艺设计工艺设计，即要满足电，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 原理设计原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进决定着生产机械设备的合理性与先进性，性，工艺设计工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行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。气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电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，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。套完整的技术资料。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC第一节第一节 电气控制系统设计的电气控制系统设计的一般原则、基本内容一般原则、基本内容1最大限度地满足生产机械和生产工艺对电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。气控制系统的要求。电气控制系统设计的依据主要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。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，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。不要盲目追求高指标和自动化。一、电气控制系统设计的一般原则一、电气控制系统设计的一般原则2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC3机械设计与电气设计应相互配合。许多生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，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。维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。例如：例如：上下瓶机上下瓶机4确保控制系统安全可靠地工作。确保控制系统安全可靠地工作。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC电电气气控控制制系系统统设设计计的的基基本本任任务务是是根根据据控控制制要要求求设设计计、编编制制出出设设备备制制造造和和使使用用维维修修过过程程中中所所必必须须的图纸、资料等。的图纸、资料等。图图纸纸包包括括电电气气原原理理图图、电电气气系系统统的的组组件件划划分分图图、元元器器件件布布置置图图、安安装装接接线线图图、电电气气箱箱图图、控控制制面面板板图图、电电器器元元件件安安装装底底板板图图和和非非标标准准件件加加工工图图等等，另另外外还还要要编编制制外外购购件件目目录录、单单台台材材料料消消耗耗清清单单、设设备说明书等文字资料。备说明书等文字资料。二、电气控制系统设计的基本任务、内容二、电气控制系统设计的基本任务、内容 电气控制系统设计的内容主要包含电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与原理设计与工艺设计工艺设计两个部分：两个部分：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 1、原理设计内容、原理设计内容（1）拟订电气设计任务书。）拟订电气设计任务书。（2）确定电力拖动方案，选择电动机。）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。）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。）选择电器元件，制订元器件明细表。（5）编写设计说明书。）编写设计说明书。2、工艺设计内容、工艺设计内容（1）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。）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。）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。）设计电气箱、操作台及非标准元件。（4）列出元件清单。）列出元件清单。（5）编写使用维护说明书。）编写使用维护说明书。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设设计计任任务务书书是是整整个个电电气气控控制制系系统统的的设设计计依依据据，又又是是设设备备竣竣工工验验收收的的依依据据。由由技技术术领领导导部部门门、设设备备使用部门和任务设计部门等共同完成。使用部门和任务设计部门等共同完成。三、电气控制系统设计的一般步骤三、电气控制系统设计的一般步骤1、拟订设计任务书、拟订设计任务书2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（1）设设备备名名称称、用用途途、基基本本结结构构、动动作作要要求求及及工工艺过程介绍艺过程介绍（2）电力拖动的方式及控制要求等）电力拖动的方式及控制要求等（3）联锁、保护要求）联锁、保护要求（4）自动化程度、稳定性及抗干扰要求）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）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求（6）设备验收标准）设备验收标准（7）其它要求）其它要求电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容：容：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要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内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决条件。条件。2、确定电力拖动方案、确定电力拖动方案（1）拖动方式拖动方式的选择：电力拖动方式，独立拖动的选择：电力拖动方式，独立拖动？集中拖动？集中拖动？主要从几个方面考虑电力拖动方案：主要从几个方面考虑电力拖动方案：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（3）电动机调速性质要与负载特性适应电动机调速性质要与负载特性适应：恒功率：恒功率负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要负载？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。使电动机得到充分合理应用。（2）调速方案调速方案的选择：大型、重型设备的主运动的选择：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，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。三相笼型异步电动机。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（1）根根据据生生产产机机械械调调速速的的要要求求选选择择电电动动机机的的种种类。类。（2）工作过程中电动机容量要得到充分利用。）工作过程中电动机容量要得到充分利用。（3）根据工作环境选择电动机的结构型式。）根据工作环境选择电动机的结构型式。3、拖动电动机的选择基本原则、拖动电动机的选择基本原则2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、选择控制方式、选择控制方式控控制制方方式式要要实实现现拖拖动动方方案案的的控控制制要要求求。随随着着现现代代电电气气技技术术的的迅迅速速发发展展，生生产产机机械械电电力力拖拖动动的的控控制制方方式式从从传传统统的的继继电电接接触触器器控控制制向向PLC控控制制、CNC控控制制、计计算算机机网网络络控控制制等等方方面面发发展展，控控制制方方式式越越来来越越多多。控控制制方方式式的的选选择择应应在在经经济济、安安全全的的前前提提下下，最最大限度地满足工艺的要求。大限度地满足工艺的要求。5、设设计计电电气气控控制制原原理理图图，并并合合理理选选用用元元器器件件，编制元器件明细表。编制元器件明细表。6、设计电气设备的各种施工图纸。、设计电气设备的各种施工图纸。7、编写设计说明书和使用说明书。、编写设计说明书和使用说明书。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按基本控制环节（单元电路）或将比较成熟的电路按其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合其联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环成满足控制要求的完整线路。当没有现成的典型环节时，可根据控制要求边分析边设计。节时，可根据控制要求边分析边设计。第二节第二节电气控制原理电路设计的方法电气控制原理电路设计的方法一、电气控制原理电路的基本设计方法一、电气控制原理电路的基本设计方法 电气控制原理电路设计的方法有电气控制原理电路设计的方法有分析设计法和分析设计法和逻辑设计法逻辑设计法。1、分析设计法、分析设计法2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 分析设计法分析设计法优点优点是设计方法简单，无固定的设是设计方法简单，无固定的设计程序，它是在熟练掌握各种电气控制电路的基本计程序，它是在熟练掌握各种电气控制电路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制电路能力的基环节和具备一定的阅读分析电气控制电路能力的基础上进行的，容易为初学者所掌握，在电气设计中础上进行的，容易为初学者所掌握，在电气设计中被普遍采用；其被普遍采用；其缺点缺点是设计出的方案不一定是最佳是设计出的方案不一定是最佳方案，当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作方案，当经验不足或考虑不周全时会影响线路工作的可靠性。的可靠性。应反复审核电路工作情况，有条件时还应进行应反复审核电路工作情况，有条件时还应进行模拟试验，发现问题及时修改，直到电路动作准确模拟试验，发现问题及时修改，直到电路动作准确无误，满足生产工艺要求为止。无误，满足生产工艺要求为止。分析设计法，是一种经验设计法，设计者需要分析设计法，是一种经验设计法，设计者需要掌握大量的成熟可靠的电路才能设计出较为合理的掌握大量的成熟可靠的电路才能设计出较为合理的控制线路。控制线路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC逻逻辑辑设设计计法法是是利利用用逻逻辑辑代代数数来来进进行行电电路路设设计计，从从生生产产机机械械的的拖拖动动要要求求和和工工艺艺要要求求出出发发，将将控控制制电电路路中中的的接接触触器器、继继电电器器线线圈圈的的通通电电与与断断电电，触触点点的的闭闭合合与与断断开开，主主令令电电器器的的接接通通与与断断开开看看成成逻逻辑辑变变量量，根根据据控控制制要要求求将将它它们们之之间间的的关关系系用用逻逻辑辑关关系系式式来来表表达，然后再化简，做出相应的电路图。达，然后再化简，做出相应的电路图。逻逻辑辑设设计计法法的的优优点点是是能能获获得得理理想想、经经济济的的方方案案，但但这这种种方方法法设设计计难难度度较较大大，整整个个设设计计过过程程较较复复杂杂，还还要要涉涉及及一一些些新新概概念念，因因此此，在在一一般般常常规规设设计计中，很少单独采用。中，很少单独采用。2、逻辑设计法、逻辑设计法2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC一、基本思路一、基本思路1、首先将控制系统的输入、输出电器元件的状、首先将控制系统的输入、输出电器元件的状态用状态变量进行表示。态用状态变量进行表示。2、然后根据控制要求列出状态变量的逻辑表达、然后根据控制要求列出状态变量的逻辑表达式。式。3、简化逻辑表达式。、简化逻辑表达式。4、最后根据逻辑表达式绘制控制线路。、最后根据逻辑表达式绘制控制线路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC二、预备知识二、预备知识（一）状态变量的假定（一）状态变量的假定输入量：输入量：触点触点A=1，表示触点动作（常开触点闭合、常，表示触点动作（常开触点闭合、常闭触点断开）。闭触点断开）。触点触点A=0，表示触点复位（常开触点断开、常，表示触点复位（常开触点断开、常闭触点闭合）。闭触点闭合）。输出量：输出量：线圈线圈K=1，表示线圈上电。，表示线圈上电。线圈线圈K=0，表示线圈失电。，表示线圈失电。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（二）基本逻辑表达式与控制电路（二）基本逻辑表达式与控制电路A B KABK0011010100012）真值表）真值表ABK1113）状态表）状态表 4）逻辑表达式）逻辑表达式K=AB注：只把注：只把K=1的状态列出的状态列出1、“与与”电电路路1）电路图）电路图2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、“或或”电电路路1）电路图）电路图ABK0011010101112）真值表）真值表ABK0111011113）状态表）状态表4）逻辑表达式）逻辑表达式K=ABA KB2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC3、“非非”电路电路1）电路图）电路图AK01102）真值表）真值表3）状态表）状态表4）逻辑表达式）逻辑表达式K=AA KAK012008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、时序电路、时序电路1）电路图）电路图SB1SB2KA001*1*01*01*0102）真值表）真值表SB1SB2KA初态运行停止3）状态表）状态表KAKASB2SB1 4）逻辑表达式）逻辑表达式KA=（SB2KA）SB1 注：注：1*表示短表示短信号，信号，1表示长表示长信号。信号。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC1、交换率交换率 AB=BA2、结合率结合率 A（BC）=（AB）C A+（B+C）=（A+B）+C3、分配率分配率 A（B+C）=AB+AC A+（BC）=（A+B）（B+C）4、重迭率重迭率 AA=A，A+A=A（三）逻辑代数定理（三）逻辑代数定理5、吸收率吸收率A+AB=A，A(A+B)=AA+AB=A+B，A+AB=A+B6、非非率非非率A=A7、反演率反演率A+B=AB，AB=A+B2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC三、组合逻辑电路设计三、组合逻辑电路设计 组合逻辑电路：执行元件的输出状态只与同组合逻辑电路：执行元件的输出状态只与同一时刻控制元件的状态有关。即输出对输入无影一时刻控制元件的状态有关。即输出对输入无影响。响。电路设计方法：电路设计方法：1、确定状态变量、确定状态变量2、列出状态表、列出状态表满足控制要求满足控制要求3、写出执行元件的逻辑表达式、写出执行元件的逻辑表达式4、简化逻辑表达式、简化逻辑表达式5、绘制控制线路、绘制控制线路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设计举例设计举例KA1KA2KA3KM000111011001101010111111某电路只有在继电器某电路只有在继电器KA1，KA2，KA3中任何一个中任何一个或两个动作时，才能运转，而在其他条件下都不运或两个动作时，才能运转，而在其他条件下都不运转，试设计其控制线路转，试设计其控制线路1、确定状态变量、确定状态变量 2、列状态表、列状态表 输入：输入：KA1、KA2、KA3；输出：输出：KM解：解：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、状态表、状态表3、逻辑表达式、逻辑表达式KM=KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+=KA1（KA2+KA3）+KA1（KA2+KA3）KA1KA2KA3KM000111011001101010111111KA1KA1KA2KA3KA2KA3KM4、绘制控制线路、绘制控制线路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC四、时序逻辑电路设计四、时序逻辑电路设计n时序逻辑电路的输出状态不仅与同一时刻的输入时序逻辑电路的输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关，而且状态有关，而且还与输出量的原有状态及其组合还与输出量的原有状态及其组合顺序有关，顺序有关，即输出量通过反馈作用，对输入状态即输出量通过反馈作用，对输入状态产生影响。产生影响。n这种逻辑电路的设计要设置这种逻辑电路的设计要设置中间记忆元件中间记忆元件（如中（如中间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各间继电器等），记忆输入信号的变化，以达到各程序两两区分的目的。程序两两区分的目的。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设计方法设计方法1、根据工艺要求确定逻辑变量、列出状态变量表、根据工艺要求确定逻辑变量、列出状态变量表（主令元件、检测元件、执行元件）。（主令元件、检测元件、执行元件）。2、为区分所有状态，而增设必要的中间记忆元件为区分所有状态，而增设必要的中间记忆元件（中间继电器）（中间继电器）。3、根据状态表，列出执行元件的逻辑表达式。、根据状态表，列出执行元件的逻辑表达式。4、简化逻辑表达式，据此绘出控制线路。、简化逻辑表达式，据此绘出控制线路。5、检查、完善所设计的电路。、检查、完善所设计的电路。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC设计举例设计举例机械动力滑台控制线路机械动力滑台控制线路SB1快进快进SQ2SQ1快退快退SQ3工进工进（一）具有一次工作进给（一）具有一次工作进给的控制线路的控制线路1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工进、工进、M2快进、快退。快进、快退。三接触器控制：三接触器控制：KM1快进、快进、KM3快退、快退、KM2工进。工进。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件主令元件SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。执行元件执行元件KM1快进；快进；KM3快退；快退；KM2工进。工进。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号号序序号号程序程序名名激励激励信号信号主令元件主令元件执行元件执行元件SB1SQ1SQ2SQ3KM1KM2KM30原位原位01快进快进SB12工进工进SQ23快退快退SQ34原位原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的逻辑表达式、列出执行元件的逻辑表达式方法方法a：写出执行元件的所有逻辑组合，然后再化简。：写出执行元件的所有逻辑组合，然后再化简。例如对例如对KM1有：有：KM1=（SB1+KM1）SQ1SQ2SQ3KM2KM3 =（SB1+KM1）SQ2方法方法b：根据激励信号直接写出最简式，如：根据激励信号直接写出最简式，如：KM1=（SB1+KM1）SQ2其中：其中：SB1为启动激励信号，为启动激励信号，SQ2为停止激励信号，为停止激励信号，KM1的自锁触点实现记忆功能。的自锁触点实现记忆功能。同理可得：同理可得：KM2=（SQ2+KM2）SQ3 KM3=（SQ3+KM3）SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路、绘制基本电路控制线路控制线路例如：接例如：接触器互锁，触器互锁，过载保护，过载保护，以及其他以及其他保护措施。保护措施。SB1KM1SQ2SQ3KM2SQ2KM3SQ3SQ1 KM1 KM2 KM3KM1SB1KM1SQ2SQ3KM2SQ2KM3SQ3SQ1KM3FR2FR1 KM1 KM2 KM36、检查、完善电、检查、完善电路路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC（二）具有正反向工作（二）具有正反向工作进给的控制线路进给的控制线路SB1 快进 SQ2SQ1 快退SQ2SQ3正向工进反向工进1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工工进、进、M2快进。快进。三接触器控制：三接触器控制：KM1正向、正向、KM3反反向、向、KM2快速开关。快速开关。取消长挡铁取消长挡铁2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件主令元件SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。执行元件执行元件KM1进；进；KM3退；退；KM2加速。加速。中间记忆单元中间记忆单元KA1、KA2、KA3、KA4分别对应分别对应4个工作状态，个工作状态，快进、工进、反向工进、快退。快进、工进、反向工进、快退。3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号号2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表序序号号程序程序名名激励激励信号信号主令元件主令元件执行元件执行元件中间记忆单元中间记忆单元SB1SQ1SQ2SQ3KM1KM2KM3KA1KA2KA3KA40原位原位01快进快进 SB12正向正向工进工进SQ23反向反向工进工进SQ34快退快退 SQ25原位原位 SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的、列出执行元件的 逻辑表达式并化简逻辑表达式并化简对本例直接借助于激励信号写出的逻辑表达式无法对本例直接借助于激励信号写出的逻辑表达式无法达到两两区分的目的，例如：达到两两区分的目的，例如：KM1=（SB1+KM1）SQ3KM3=（SQ3+KM3）SQ1KM2=（SB1+KM2）SQ2+（SQ2+KM2）SQ1显然，显然，KM2的表达式不成立。因此要借助于中间的表达式不成立。因此要借助于中间记忆单元。记忆单元。KM1=KA1+KA2KM2=KA1+KA4KM3=KA3+KA42008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC对于中间记忆单元有多种设计方法，在此，是采用对于中间记忆单元有多种设计方法，在此，是采用步进控制的方法。即步进控制的方法。即KAi=（KAi-1Ci+KAi）KAi+1上式中：上式中：KAi-1Ci为启动条件，为启动条件，其中其中KAi-1确保步进继电器依确保步进继电器依次动作，次动作，Ci为步进转换条件。为步进转换条件。KAi+1为停止条件，确保任一时刻只有一个步进继为停止条件，确保任一时刻只有一个步进继电器在工作。电器在工作。由于步进控制有严格的顺序限制，因此允许由于步进控制有严格的顺序限制，因此允许Ci重复重复使用。使用。对于本例，当采用自动循环方式时有：对于本例，当采用自动循环方式时有：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKA1=（SB1+KA4SQ1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ3+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）KA1改为单周期运行方式，有：改为单周期运行方式，有：KA1=（SB1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ3+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）SQ1根据根据3个个KM和和4个个KA的逻辑表达式，可以绘制控的逻辑表达式，可以绘制控制线路如下：制线路如下：2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路6、检查、完善电路、检查、完善电路略略SB1SQ3SQ2KA1KA2KA3KA2KA3KA4KA1 KA2 KA3 KA4 KM1 KM2 KM3 SQ1KA4SQ1KA2KA1KA4KA1KA4KA3KA1KA2KA32008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC工作台进工作台进工作台退工作台退主轴正转主轴正转主轴反转主轴反转 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 SQ2 SQ1 采用逻辑设计法，设计一个以行程原则控制的采用逻辑设计法，设计一个以行程原则控制的机床控制线路。要求工作台每往复一次机床控制线路。要求工作台每往复一次(自动循环自动循环)，即发出一个控制信号，以改变主轴电动机的转向，即发出一个控制信号，以改变主轴电动机的转向一次。一次。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC1、设计要求、设计要求双电机驱动：双电机驱动：M1工作台往复、工作台往复、M2主轴正反向主轴正反向旋转。旋转。四接触器控制：四接触器控制：KM1工作台前进、工作台前进、KM2工作台工作台后退，后退，KM3主轴正转、主轴正转、KM4主轴反转。主轴反转。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC主令元件：主令元件：SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2末末位。位。执行元件：执行元件：KM1进；进；KM2退；退；KM3正转；正转；KM4反转反转中间记忆单元：中间记忆单元：KA1、KA2、KA3、KA4分别分别对应对应4个工作状态：进正转、退正转、进反转、个工作状态：进正转、退正转、进反转、退反转。退反转。3、列出状态表，并确定状态转换的激励信、列出状态表，并确定状态转换的激励信号。号。2、确定状态变量、确定状态变量2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表序序号号程序程序名名激励激励信号信号主令元件主令元件执行元件执行元件中间记忆单元中间记忆单元SB1SQ1SQ2KM1KM2KM3KM4KA1KA2KA3KA40原位原位01进正进正SB1SQ12退正退正 SQ23进反进反 SQ14退反退反 SQ22008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC执行元件执行元件KM1=KA1+KA3KM2=KA2+KA4KM3=KA1+KA2KM4=KA3+KA4中间记忆元件中间记忆元件KA1=（SB1+KA4SQ1+KA1）KA2KA2=（KA1SQ2+KA2）KA3KA3=（KA2SQ1+KA3）KA4KA4=（KA3SQ2+KA4）KA14、列出执行元件的、列出执行元件的 逻辑表达式并化简逻辑表达式并化简2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路SB1SQ1SQ2KA1KA2KA3KA2KA3KA4KA1 KA2 KA3 KA4SQ2KA4KA1KA2KA3SQ1KA4KA12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC KM1 KM2 KM3 KM4 KA4KA2KA2KA1KA3KA4KA3KA12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLCKM3KM4FR2M2L1L2L3工作台电机工作台电机主轴电机主轴电机KM1KM2FR1M1主电路主电路2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 设计一台组合机床的机械动力滑台的电气控制设计一台组合机床的机械动力滑台的电气控制线路，其加工工艺是：快进线路，其加工工艺是：快进工进工进停留光刀停留光刀(3S)快退快退停车。由两台电动机进行拖动，其停车。由两台电动机进行拖动，其中，中，M2为工进电动机，为工进电动机，M1为快速移动电动机为快速移动电动机设计要求：设计要求：工作台工进至终点或返回原位，均有工作台工进至终点或返回原位，均有限位开关使其自动停止。为保证工进定位准确，要限位开关使其自动停止。为保证工进定位准确，要求采用制动措施。求采用制动措施。设置紧急停止按钮、设置紧急停止按钮、应有应有短路、过载保护短路、过载保护。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC双电机驱动：双电机驱动：M1工工进、进、M2快进、快退。快进、快退。三接触器控制：三接触器控制：KM1快进、快进、KM3快退、快退、KM2工进。工进。SB1 快进 SQ2SQ1 快退SQ3工进停3秒1、设计要求、设计要求2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC2、确定状态变量、确定状态变量主令元件：主令元件：SB1起动；起动；SQ1原位；原位；SQ2工进位；工进位；SQ3末位。末位。检测元件：检测元件：KT执行元件：执行元件：KM1快进；快进；KM3快退；快退；KM2工进。工进。3、列出状态表，并确定状态转换、列出状态表，并确定状态转换的激励信号。的激励信号。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表动作状态表(按元件分类）按元件分类）序号程序名激励信号主令元件检测元件执行元件接点线圈SB1SQ1SQ2SQ3KTKTKM1KM2KM30原位01快进SB12工进SQ23光刀(3秒)SQ34快退KT4原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC动作状态表（按动作逻辑次序分）动作状态表（按动作逻辑次序分）序号程序名激励信号输入元件输出元件SB1SQ2SQ3KT接点SQ1KM1KM2KT线圈KM30原位01快进SB12工进SQ23光刀(3秒)SQ34快退KT4原位SQ12008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC4、列出执行元件的逻辑表达式（根据激励、列出执行元件的逻辑表达式（根据激励信号直接写出最简式）信号直接写出最简式）KM1=（SB1+KM1）SQ2KM2=（SQ2+KM2）SQ3KT=SQ3KM3=（KT+KM3）SQ1线圈线圈=（启动接点（启动接点+自锁接点）自锁接点）*停止接点停止接点KT线圈线圈KT延时闭和常开触头延时闭和常开触头2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC5、绘制基本电路控制线路、绘制基本电路控制线路SB1KM1SQ2KM2SQ2KM3SQ3SQ1 KM1 KM2 KT KM3SQ3KT2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 在在设设计计之之前前必必须须对对生生产产机机械械的的工工作作性性能能、结结构构特特点点和和实实际际加加工工情情况况有有充充分分的的了了解解，并并在在此此基基础础上上来来考考虑虑控控制制方方式式，起起动动、反反向向、制制动动及及调调速速的的要要求，设置各种联锁及保护装置。求，设置各种联锁及保护装置。二、原理图设计的一般要求二、原理图设计的一般要求1、电气控制原理应满足工艺的要求、电气控制原理应满足工艺的要求2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC当前新的电气元器件和电气装置、新的控制方法层当前新的电气元器件和电气装置、新的控制方法层出不穷，如智能式的断路器、软启动器、变频器等，出不穷，如智能式的断路器、软启动器、变频器等，电气控制系统的先进性总是与电气元器件的不断发电气控制系统的先进性总是与电气元器件的不断发展、更新紧密地联系在一起的。电气控制线路的设展、更新紧密地联系在一起的。电气控制线路的设计人员应不断密切关心电动机、电器技术、电子技计人员应不断密切关心电动机、电器技术、电子技术的新发展，不断收集新产品资料，更新自己的知术的新发展，不断收集新产品资料，更新自己的知识，以便及时应用于控制系统的设计中，使自己设识，以便及时应用于控制系统的设计中，使自己设计的电气控制线路更好地满足生产的要求，并在技计的电气控制线路更好地满足生产的要求，并在技术指标、稳定性、可靠性等方面进一步提高。术指标、稳定性、可靠性等方面进一步提高。2008.2青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院电气控制技术及电气控制技术及PLC 对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多时，往往直接采用交流时，往往直接采用交流380V或或220V电源，不用电源，不用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器，将控制电压降到用控制电源变压器，将控制电压降到110V或或48V、24V。这种方案对维修、操作以及电器元件的工。这种方案对维修、操作以及电器元件的工