电气控制设计简介
1.1基本要求
1．了解常用控制电器的基本结构、工作原理和控制作用。
2．掌握鼠笼式三相异步电动机的起停控制、正反转控制、顺序控制和行程控制等基本控制环节。 3．理解自锁、互锁和保护等环节的作用。
4．看懂基本的继电控制线路图，并能设计符合逻辑要求的线路。 5．了解可编程控制器（PLC）的基本原理并能进行简单的编程。 1.2 基本内容 1．常用控制电器
掌握这部分内容最好结合实验课对照实物来进行。除了要熟悉控制电器的结构、工作原理外，还要了解电器的图形符号、工作电压（电流）的额定值及其他相关参数，以便在设计控制线路时能正确使用。
2．基本控制环节
常用基本控制环节包括：点动控制、常动控制（多地控制）、正反控制、行程控制及顺序控制。由这些基本环节可以构成各类控制电路，实现生产工艺的继电逻辑控制要求。初学者对设计控制线路往往感到无从下手，主要是由于对基本控制环节不熟悉所致。因此，熟练掌握基本控制环节是学习设计一般控制线路的关键。 3．控制线路
控制线路一般由主电路和控制电路两部分组成，此外还可以附带一些辅助电路如指示电路、照明电路和报警电路等。在分析或设计控制线路时必须分清主电路和控制电路。
·主电路—从电源到电动机的回路，是强电流通过的部分。中间一般接有闸刀开关（或组合开关等）、熔断器、接触器的主触点、热继电器的发热元件。
·控制电路—根据控制要求进行操作和控制的回路，是弱电流通过的部分。一般接有按钮、接触器线圈和辅助触点、热继电器的触点及其它控制电器（如行程开关）。 4．保护
为了保护电气设备安全可靠地运行，在控制线路中必须考虑保护措施，如短路、过载、失压、欠压等基本保护环节以及其它一些较复杂的保护。 5．常用控制电器的图形符号和文字符号 名称 动合 （常开） 动断 （常闭） SB 图形符号 文字符号 按钮 接触器 线圈 继电器 接 触 器 触 点 主触点 KM 辅 助 触 点 动合 （常开） 动断 （常闭） 6-1
热 继 电 器 行 程 开 关 触 点 熔断器 热元件 动断 （常闭） 动合 （常开） 动断 （常闭） FR ST FU 6．可编程控制器（PLC）-
PLC是传统的继电控制技术与现代微处理机技术相结合的新型控制装置。在实际应用中属于控制电路，配合相应的主电路即构成完整的控制线路。由于PLC具有智能化的优点，在应用中非常灵活方便，因此可以将它看成是能够通过控制程序改变控制电路结构的可重新组装的控制电路。 （1）硬件组成
·输入接口—可接受开关信号和模拟信号。 ·输出接口—输出开关信号以驱动接触器、电磁阀、指示灯等。 ·内部控制—智能核心含CPU、程序存储器和数据存储器等。 ·通讯接口—采用RS232/485与PC机实现通讯。 （2）编程方式
·梯形图—由若干图形符号组成的图形控制语言。由于它是在传统的继电控制原理图的基础上演变而来的，具有直观、易理解的特点，是目前使用较多的方式。
·指令语句表—由指令助记符组成的指令控制语言。类似于计算机的汇编语言。 （3）部分常用梯形图符号表 名称 图形符号 对应的继电控制符号 或 或 等 或 或 等 功能说明 动合触点与左侧母线相连或处于支路的起始位置 动断触点与左侧母线相连或处于支路的起始位置 动合触点与前面部分串联 动断触点与前面部分串联 动合触点与前面部分并联 动断触点与前面部分并联 串联触点组之间的并联 并联触点组之间的串联 驱动输出线圈的指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等 程序结束指令 动合（常开） 动断（常闭） 线圈 （4）部分常用指令助记符表
指令助记符 LD LDI AND ANI OR ORI ORB ANB OUT END 1.3重点和难点
1. 要分清主电路和控制电路：主电路一般是从交流电到电动机，其中接有开关，熔断器，接触器的
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主触点，热继电器的热元件等；控制电路中一般接有按钮，接触器的线圈，热继电器的常闭触电等。
2. 接触器线圈与触点之间是电磁力的关系，虽然分开画但它们是一个整体。
3. 按钮、触点一般是复合的，即由动合动断切换，因此触点在切换过程中有一个短暂的时间常开常闭同时断开这一点需要特别注意，否则会导致设计功能无法实现。 4. 阅读电路原理图时应注意的事项
（1） 弄清生产机械对控制电路提出的要求。 （2） 在原理图上，控制电器的触点状态是线圈尚未通电或没有外界作用时的状态，按钮是尚未发
生机械作用时的位置。
（3） 要先看主电路，后看控制电路，注意控制电路和主电路中各电器，触点是如何配合作用的，
掌握他们之间动作顺序，分析出他们是如何完成各种规定动作的。
1.4 例题与习题解答 1.4.1 例题
例6-1今要求三台异步电动机M1，M2，M3按照一定顺序起动，即M1起动后M2才可以起动，M2起动后M3才可以起动。试设计控制电路。
解：这属于典型的顺序控制。控制线路如图6-1所示。
SB0 SB1 KM1 SB2 KM2 SB3 KM3 KM2 KM1 KM3 KM2 FRKM1 图6-1
例6-2设计一个能使一工作部件在a、b两地间自动往复运行（如图6-2给出的控制示意）的行程控制电路。
撞块baMSTbSTa
图6-2 解：此题实际上是在正反转控制的基础上增加正反转切换控制。设由a点向b点前进时电机为正转，由b点向a点时电机为反转，则控制电路如图6-2（a）所示。
6-3
SB1 STb FRKMF（正转） 2 KMR正转SBF KMF STa 反转SBR KMRSTb STa（反转）
图6-2（a）
例6-3图示为一个对三台电机实现顺序启动的继电控制电路，找出图6-3电路中的错误（须用笔圈
出）并重新画出改正后的控制电路。
KM1 ～ SB0 SB1
FR
KM1
KM2
SB2
KM1
KM2
KM3
SB3
KM2 图6-3 解：⑴找错
～ KM1 SB0 SB 1
KH
应是动合触点
缺自保触点 KM1 SB2 KM1 KM2 KM3 SB3 KM2 6-4 KM2 缺热保护
⑵改正
～ SB0 KM1 SB1 FR KM1 KM2 SB2
FR KM1 KM2
KM3
SB3
FR KM2
KM3
例6-4：画出电动机正反转的控制线路（含主电路），正转要求能够实现点动与常动，反转要求能够实现两地控制
L1L2L3QFUKMFKMRFRM3~
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