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全国“十二五”职业教育规划教材马福军主编张智靓杨斌苏山祝小红沈霖副主编智能建筑电气控制工程实施（ISBN978-7-121-26181-7）1．电气控制设计概述电气控制设计包括:电气原理图与工艺设计两个方面。电气设计的基本任务是根据控制要求设计和编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料，包括总图、系统图、电气原理图、总装配图、部件装配图、电器元器件布置图、电气安装接线图、电气箱（柜）制造工艺图、控制面板及电器元件安装底板、非标准件加工图等，编制外购器件目录、单台材料消耗清单、设备使用维修说明书等资料。完整的设计程序一般包括初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段。任务5.1继电器接触器控制系统电路设计实施学习情境5电气控制工程计划与实施学习情境5电气控制工程计划与实施2）在满足电控系统要求前提下，力求使控制线路简单、经济3）保证电控线路工作可靠，最主要的是选择可靠的电器元件。4）线路应能适应所在电网的情况，并据此决定电动机起动方式是直接起动还是间接起动。5）应充分考虑继电器触点的接通和分断能力。若要增加接通能力，可用多触点并联；若要增加分断能力，可用多触点串联。6）保证电控线路工作的安全性常用有短路、过流、过载、失压、弱磁、超速、极限保护等。7）应使操作、维护、检修方便2．电气控制系统的设计原则及注意问题1）最大限度满足电气设备对电控系统的要求学习情境5电气控制工程计划与实施3．电气控制线路设计的基本程序1）拟定设计任务书设计任务书是整个系统设计的依据2）电力拖动方案选择根据拖动方案，选择电动机的类型、数量、结构形式以及容量，额定电压，额定转速等。3）电气控制方案的确定4）设计电气原理图5）施工图设计设计制造、安装、调试所必须的各种施工图纸6）编写说明书4．经验设计法基本步骤1）主电路设计2）控制电路设计3）联结各单元环节4）联锁保护环节设计5）线路的综合审查学习情境5电气控制工程计划与实施根据生产机械工艺要求和生产过程，选择适当的基本环节（单元电路）或典型电路综合而成。适用于不太复杂的（继电接触式）电气控制线路设计。5.逻辑设计法逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析化简设计线路的方法。一般适用于简单的系统设计。它一般适用于简单的系统设计，但是将一个较大的功能较为复杂的控制系统分为若干个互相联系的控制单元，用逻辑设计的方法先完成每个单元控制线路的设计，然后再用经验设计法把这些单元组合起来，各取所长，也是一种简捷的设计方法。学习情境5电气控制工程计划与实施逻辑代数法进行线路设计基本步骤根据生产工艺列出工作流程图——列出元件动作状态表——写出执行元件的逻辑表达式——根据逻辑表达式绘制控制线路图——完善并校验线路。学习情境5电气控制工程计划与实施6.电气控制系统设计实践中的一些做法1）减少触点数量在满足工艺要求前提下，元件越少，触点数量越少，线路越简单，可提高工作可靠性，降低故障率。常用减少触点数目的方法：同类触点合并具有转换触点的中间继电器的应用利用二极管简化控制电路利用逻辑代数减少触点1）减少触点数量学习情境5电气控制工程计划与实施2）尽量缩短连接导线的数量和长度学习情境5电气控制工程计划与实施线路的合理连接节省连接导线的方法减少通电电器的线路触点的正确连接学习情境5电气控制工程计划与实施3）减少通电电器元件（1）触点的正确连接学习情境5电气控制工程计划与实施4）正确连接电器元件（2）电磁铁与继电器线圈的连接（2）电磁铁与继电器线圈的连接（3）防止寄生电路4）正确连接电器元件学习情境5电气控制工程计划与实施（4）应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一电器的现象（5）在可逆线路中，正反向接触器间要有电气联锁和机械联锁5）保证电控线路工作的安全性（1）短路保护（2）过电流保护学习情境5电气控制工程计划与实施（3）过载保护（4）失压保护任务5.2继电器接触器控制系统电路安装实施1.控制线路的安装要求和相关原则控制线路安装必须严格遵循《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》的有关规定，按照有关施工工艺标准实施。在控制线路安装工程中，还将涉及到《建筑电气工程施工质量验收规范》等国家标准，必须遵照执行。1）电气控制设备各部分及组件之间的接线方式（1）电气控制设备各部分及组件之间的接线方式一般遵循以下原则：①开关电器板、控制板的进出线—般采用接线端头或接线鼻子连接，按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端头或接线鼻子。②电气柜（箱）、控制箱、柜（台）之间以及它们与被控制设备之间，采用接线端子排或工业联接器连接。③弱电控制组件、印制电路板组件之间应采用各种类型的标准接插件连接。④电气柜（箱）、控制箱、柜（台）内的元件之间的连接可以借用元件本身的接线端子直接连接，过渡连接线应采用端子排过渡连接，端头应采用相应规格的接线端子处理。学习情境5电气控制工程计划与实施2）电器元件布置图的设计与绘制电器元件布置图应遵循以下原则。（1）同一组件中电器元件的布置应注意将体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电气箱（柜）的上部或后部，但热继电器宜放在其下部，因为热继电器的出线端直接与电动机相连便于出线，而其进线端与接触器直接相连接，便于接线并走线最短。（2）强电弱电分开并注意屏蔽。（3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低，人力操作开关及需经常监视的仪表的安装位置应符合人体工学原理。（4）电器元件的布置应考虑安全间隙，并做到整齐、美观、对称，外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利加工、安装和配线。若采用行线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护。（5）各电器元件的位置确定以后，便可绘制电器布置图，布置图是根据电器元件的外形轮廓绘制的，以其轴线为准，标出各元件的间距尺寸。（6）在电器布置图设计中，还要根据本部件进出线的数量、采用导线规格及进出线位置等，选择进出线方式及接线端子排、连接器或接插件，按一定顺序标上进出线的接线号。学习情境5电气控制工程计划与实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.常用低压电器安装略3.控制线路的技术准备1）电气原理图认真阅读电气原理图，弄懂吃透。2）接线图和安装图通过阅读安装图和接线图，了解各元器件的安装位置和内部接线的走向，并弄清外部联接线的走向、数量、规格、长短等。3）产品说明书了解产品的型号、规格、技术指标、工作原理、安装、调试、维修要点及注意事项。学习情境5电气控制工程计划与实施结合电气控制设备制造的工程实际，以一台小型电动机控制线路设计为例，结合电气接线图和电气互连图的绘制原则，进一步说明电气控制系统工艺设计的过程1.电动机起停控制电气原理图电动机起停控制电路序号符号名称型号规格数量1M异步电动机Y801.5kw，380V，1440r/min12QF低压断路器C45N3级，500V，32A13KM交流接触器CJ21-10380V，10A，线圈电压220V14SB1控制按钮LAY3红15SB2控制按钮LAY3绿16SA旋转开关NP2220V17HL指示信号灯ND16380V，5A28EL照明灯220V，40W19FU熔断器KT18250V，4A2序号穿线用管类型电线接线端子号截面积/mm2根数1φ10包塑金属软管129、102φ20金属软管0.7561～63φ20金属软管1.54U、V、W、PE4YHZ橡套电缆1.54R、S、T、N电器元件表（上）管内敷线明细表（下）学习情境5电气控制工程计划与实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.电气安装位置图电动机起停控制电路的电气安装分为操作（控制）面板和电器安装底板（主配电盘）两部分300mm450mm主盘电气安装位置端子排HL1HL2SB2SB1SA端子排300mm200mm操作面板电气安装位置电器安装底板接线图操作面板电气接线图学习情境5电气控制工程计划与实施3.电气接线图电气互连图学习情境5电气控制工程计划与实施4.电气接线图学习情境5电气控制工程计划与实施5.安装调试设计工作完毕后，要进行样机的电气控制柜安装施工，按照电气接线图和电气安装互连图完成安装及接线，经检查无误且连接可靠，进行通电试验。首先在空载状态下（不接电动机等负荷），通过操作相应开关，给出开关信号，试验控制回路各电器元件动作以及指示的正确性。经过调试，各电器元件均按照原理要求动作准确无误后，方可进行负载试验。第二步的负载试验通过后，编好相应的报告、原理、使用操作说明文件。1.电气控制电路的检查的具体方法1）电阻测量法（1）分阶测量法任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施1.控制线路的模拟动作试验1）模拟动作试验前的工作（1）断开电气主线路的主回路开关出线处，电动机等电气设备不通电，接通控制线路电源，检查各部分电源电压是否正确、符合规定，信号灯指示器工作是否正常，零压继电器工作是否正常。（2）操作各开关按钮，相应的各个继电器、接触器应该动作，并吸合、释放迅速，无粘滞、卡阻现象，无不正常噪声，各信号指示正确。（3）用人工模拟的办法试动各保护器件，应能实现迅速、准确、可靠的保护功能。（4）手动各个行程开关，检查限位位置、动作方向、动作可靠性。（5）对机械、电气联锁控制环节，检查连锁功能是否准确可靠。（6）按照设备工作原理和生产工艺过程，按顺序操作各开关和按钮，检查接触器、继电器是否符合规定动作程序。任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.系统试运行（1）试运行是对整个设备运行调试，试运行是在控制线路的模拟动作试验完成，电动机安装完毕并完成了盘车、旋转方向确定，空载测试，完成了电气部分与机械部分的转动、动作协调一致检查后进行。（2）试运行按以下原则进行：先控制回路，后主回路；先辅助回路，后主要回路；先局部后整体；先点动后运行；先单台后联动；先低速后高速；限位开关先手动后电动。（3）试运行时若出现继电保护装置动作，必须查明原因，不得随意增大整定电流，更不允许短接保护装置强行通电。（4）试运行时若出现意外、紧急、特殊情况，操作人员应自行紧急停车。3.常见低压电器故障及检修方法略任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.控制线路故障检修1）电气控制线路故障分类（1）控制线路电器元件自身损坏（2）人为故障设备在运行过程申；由于不应有的人为破坏或因操作不当、安装不合理而造成的故障。（3）设备故障原因如机械传动卡阻，负荷太重。（4）供电线路故障；电源电压过高或过低缺相等。（5）其他原因如控制柜渗水、外力损伤、酸碱或有害介质腐蚀线路等。2）检修前的准备（1）仪器、工具、材料等（2）技术准备任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.控制线路故障检修3）控制线路故障的检修方法控制线路故障的检修方法采用“望，“嗅”、“问”、“听、“切、“诊。“望”，即为观察，用眼观察发生故障部位及周边情况，当故障有明显的外表特征很容易被观察到。“嗅，如有电器元件烧毁，必然散发出明显的焦臭味。“问，询问操作人员，了解故障发生的前后情况“听，电动机、控制变压器、接触器、继电器运行中声音是否正常。“切”，切断电源用手背触摸有关电器的外壳或电磁线圈，试其温度是否显著上升，是否有局部过热现象，检查温度是否在正常范围内，用仪表检查电压电流及有关参数是否正常。“诊，综合分析产生故障的原因任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施2.控制线路故障检修4）控制线路故障的检修步骤（1）故障的调查（2）故障分析（3）断电检查（4）通电检查通电检查应注意：通电检查前，电动机和传动的机械部分应脱开，所有电器元件恢复处于原状态（正常位置），设备总电源开关必须有人值守，保证在紧急情况下能及时切断电源；通电检查时一定要在设备操作人员的配合下进行；先易后难，分区通电，检查顺序。任务5.3继电器接触器系统调试与检修实施学习情境5电气控制工程计划与实施电气控制线路检查的具体方法1）电阻测量法分