項目五繼電-接觸器控制系統的設計與調試廣東水利電力職業技術學院作者：韓琳目錄

Contents任務一了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法任務二確定電力拖動方案和選擇電動機任務三設計電氣原理圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖任務五安裝與調試繼電-接觸器控制系統02延時符

知識目標教學目標技能目標1、熟悉繼電—接觸器控制系統設計的基本原則；2、掌握繼電—接觸器控制系統電氣圖設計的步驟和方法；3、熟悉繼電—接觸器控制系統設計中的注意事項；項目五繼電-接觸器控制系統的設計與調試4、掌握繼電—接觸器控制系統的安裝與調試。1、能根據要求確定電力拖動方案；2、能根據要求正確選擇電動機；3、能根據要求設計簡單的繼電—接觸器控制系統；4、能安裝和調試簡單的繼電—接觸器控制系統。廣東水利電力職業技術學院作者：韓琳微課36了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法目錄

Contents任務一了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法任務二確定電力拖動方案和選擇電動機任務三設計電氣原理圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖任務五安裝與調試繼電-接觸器控制系統02延時符

知識目標教學目標1、了解繼電—接觸器控制系統設計的基本內容；2、熟悉繼電—接觸器控制系統設計的一般流程；3、熟悉繼電—接觸器控制系統設計的一般原則；任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法4、了解悉繼電—接觸器控制系統設計的常見的問題。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法一、繼電－接觸器控制系統設計的基本內容電氣控制原理設計的基本內容是根據電氣控制要求設計和編制出設備電氣控制系統制造、使用和維護中需要的所有圖紙和資料。電氣圖紙設計主要包括電氣原理圖設計、電氣元件布置圖設計、電氣安裝接線圖設計等；主要資料包括元器件清單及用途表，設備操作使用說明書，設備原理及結構、繼修說明書等。（一）電氣控制原理設計（二）工藝設計工藝設計的主要目的是根據設計的電氣原理圖組織電氣控制裝置的制造，實現原理設計要求的各項技術指標，為設備的調試、維護、使用提供必需的圖紙資料。兩方面的設計往往不是由同一家單位完成的。電氣原理部分設計主要由使用廠家的技術單位(小型項目)或者委托專業設計院(大型工程)來完成；工藝設計部分主要由被委托制造電氣控制設備的技術部門根據用戶提供的相關電氣原理圖來完成。這些資料一般都隨機提供給用戶，作為調試、維護的依據。1擬定電氣設計任務書控制方式的選擇5設計電氣控制原理圖72電力拖動方案的選擇4設備選型6選擇電氣元器件（一）電氣控制原理設計完成的主要內容3編寫設計說明書任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法1根據電氣原理圖，設計并繪制電氣設備總裝圖和電氣安裝互連圖繪制電氣控制柜圖5編寫使用說明書和維修說明書2繪制電氣安裝接線圖及元器件裝配圖4根據電氣原理圖、元器件裝配圖等圖紙資料，匯總列出外購件清單、標準件清單及主要消耗材料定額。（二）工藝設計完成的主要內容3任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法二、繼電－接觸器控制系統設計的一般流程1擬定設計任務書選擇控制設備、執行元件等5根據電氣原理圖進行工藝設計，設計出電氣設備制造、安裝、調試所必需的各工圖紙，并依此編制出各種材料定額清單。2根據生產工藝選擇控制方式4設計電氣原理圖并合理選用元器件,編制元器件目錄清單。6選擇電氣元器件3任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法三、繼電－接觸器控制系統設計的一般原則正確合理地選擇電氣元器件，保證元器件工作的可靠性。電氣控制方式應與設備的通用化和專用化程度相適宜，既要考慮控制系統的先進性，也要從工藝要求、制造成本、結構復雜性、便于使用維護等方面相互協調考慮。控制設備及內部元件的安裝、接線都要符合電氣施工要求，做到布線清晰合理，外形結構美觀，操作維修方便等。

設計方案和控制方式應符合設計任務書提出的控制要求和技術、經濟標準，最大限度地滿足機械設備的生產工藝要求。充分考慮設計的實用性、安全性和經濟性。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法四、繼電—接觸器控制系統設計中應注意的問題0102

在設計中應注意借鑒前人設計成果，盡量選用典型環節或經過實際檢驗過的控制線路。注意設計的簡潔和實用，盡量做到連接導線的根數與長度最小。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法如左圖(a)和(b)所示的兩地控制電路的原理雖然都正確,但因為圖(a)中電氣柜及一組控制按鈕安裝在一起(一地),距另一地的控制按鈕有一定距離,所以兩地間的連線較多,電路結構不盡合理。而圖(b)所示電路兩地間的連線較少，因此更為合理。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法盡量減少電氣元件的品種、規格與數量。設計中注意同一用途的元器件盡可能選用相同型號。在正常的工作過程中,盡可能地減少通電電器的數量,以利于節能,延長電氣元器件的壽命及減少故障。03左圖(a)中所示的時間繼電器KT和接觸器KM1在電動機全電壓運行下，線圈始終帶電，不僅消耗電能，而且減少了電器的使用壽命。而圖(b)所示線路在電動機全電壓運行下只有KM2線圈通電，比圖(a)好很多。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法合理使用電器觸點。在復雜的控制線路中，設計時應注意：主輔觸點的使用量不能超過限定對數，如果控制需要觸點數量不夠時，可以采用邏輯設計簡化方法或增加中間繼電器來解決。04在左圖(a)所示的順序控制電路中，KA3線圈的通電電流要經過KA、KA1、KA2的三對觸點，若改為圖(b)所示的電路則每個繼電器的接通只需經過一對觸點，其工作更為可靠。其次，要計算觸點的斷流容量是否滿足被控負載的要求，以保證觸點的工作壽命與可靠性。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法正確連接電磁線圈。電磁式電器的電磁線圈分為電壓線圈和電流線圈兩種類型。為保證電磁機構可靠地工作，同時動作電器的電壓線圈只能并聯連接。電流線圈同時工作時只能串聯，不能并聯。05因為電器動作總有先后之差，若KM1先動作KM2后動作,就可能由于動作過程中阻抗變化造成電壓分配不均勻。當KM2分配電壓值低于其吸合電壓時，就不能保證同時工作的要求，將引起電路工作不可靠，因此圖(a)不正確。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法避免出現寄生回路。在控制電路的動作過程中，如果出現不是由于誤操作而產生的意外接通的電路，稱為“寄生回路”。06如圖所示FR為熱繼電器保護觸點。為了節省觸點，顯示電動機工作狀態的指示燈HR和H采用圖中所示的接法,此線路在電動機正常工作情況下能完成啟動、正反轉及停止操作。但如果電動機在正轉中(KM)發生過載,FR觸點斷開時,會出現如圖中虛線所示的一個寄生回路。由于H冷態電阻較小,并且接觸器在吸合狀態下的釋放電壓較低,因而寄生回路的電流有可能任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法防止出現“競爭”與“冒險”現象。考慮電氣元件有一定的動作時間，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態，這種現象稱為電路的“競爭”。另外,由于電氣元件的釋放延時作用，也會出現開關元件不按要求輸出的可能，這種現象稱為“冒險”。07圖b所示電氣控制線路可靠性更高。任務一了解繼電—接觸器控制系統的一般設計方法0809控制電源的選擇。盡量減少控制電路中電流的種類、控制電源的用量，否則會使設計復雜，維護不便，設備成本增加。控制電壓等級的選取應符合標準等級。在電氣元件選用中，質量的可靠性總是第一考慮的，盡可能選用性能優良的器件同時也要關心新技術的發展，及時將產品和技術應用在設計中，使控制線路在技術指標、穩定性、可靠性等方面得到進一步提高。廣東水利電力職業技術學院作者：韓琳微課37確定電力拖動方案和選擇電動機目錄

Contents任務一了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法任務二確定電力拖動方案和選擇電動機任務三設計電氣原理圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖任務五安裝與調試繼電-接觸器控制系統02延時符

知識目標教學目標技能目標1、掌握電力拖動方案的確定方法；任務二確定電力拖動方案和選擇電動機2、掌握電動機的選擇方法。1、能根據要求確定電力拖動方案；2、能根據要求正確選擇電動機。一、電力拖動方案的確定首先根據生產工藝對機械設備要求決定電動機的類型、數量、傳動方式以及擬訂電動機起動、運行、調速、轉向、制動等控制要求，同時注意要使電動機的調速性質與生產機械的負載特性相適應，使電動機得到充分合理利用。電力拖動方案選擇這一步工作非常重要，要仔細做好調查、分析工作，注意借鑒已經獲得成功并經過生產考驗的類似設備或生產工藝，列出幾種可能的方案，并根據自己的條件和工藝要求進行比較分析后作出決定。任務二確定電力拖動方案和選擇電動機二、電動機的選擇任務二確定電力拖動方案和選擇電動機01除非有特殊調速要求外，盡量選用三相交流異步電動機。在需要補償電網功率因數及穩定工作速度時，可以考慮使用同步電動機。02電動機的機械特性要與生產機械所帶負載特性相適應，以保證生產過程中運行穩定并具有一定的調速范圍與良好的起動、制動性能。二、電動機的選擇任務二確定電力拖動方案和選擇電動機03正確合理選擇電機的容量。04根據工作環境選擇電動機的結構型式。在粉塵場所宜用封閉式電動機；潮濕環境應選用濕熱帶電動機；在有爆炸危險和腐蝕性氣體場所，應選擇隔爆型及防腐型電動機；露天場所可選擇戶外型電動機；一般情況下采用防護式電動機。廣東水利電力職業技術學院作者：韓琳微課38設計電氣原理圖目錄

Contents任務一了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法任務二確定電力拖動方案和選擇電動機任務三設計電氣原理圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖任務五安裝與調試繼電-接觸器控制系統02延時符

知識目標教學目標技能目標任務三設計電氣原理圖1、熟悉繼電—接觸器控制系統設計的基本原則；2、掌握繼電—接觸器控制系統電氣原理圖設計的步驟和方法。1、能根據要求設計簡單的繼電—接觸器控制系統。一、經驗設計法經驗設計法也稱分析法，它沒有固定的設計程序，設計方法簡單，是在熟練掌握各種電氣控制電路的基本環節和具有一定的閱讀分析電氣控制電路能力基礎上進行的。對具有一定電氣技術工作經驗的人員來說能較快完成設計任務。因此這種方法比較常用。但其設計出的方案不一定是最佳方案，因此要反復審核推敲甚至可以借助模擬試驗，保證電路動作準確無誤后，才確定最后設計。邏輯電路有兩種基本類型，一類稱為組合邏輯電路；另一類稱為時序邏輯電路。它們特點不同，其對應的設計方法也有所不同。組合邏輯電路的設計方法比較簡單，可以作為經驗設計法的輔助和補充，用于簡單控制電路的設計或對某些局部電路進行簡化，進一步節省并合理使用電氣元件與觸點。而時序邏輯電路一般在設計自動化生產線上使用，其設計過程比較復雜，在這里不做重點講解。任務三設計電氣原理圖二、邏輯設計法一、經驗設計法以立式車床橫梁升降電氣控制原理線路的設計為例來說明經驗設計法的設計過程。任務三設計電氣原理圖橫梁升降控制要求采用短時工作的點動控制。為適應不同高度工件加工時對刀的需要，要求安裝有左、右立刀架的橫梁能通過絲杠傳動快速作上升下降的調整運動。為保證零件的加工精度，當橫梁移動到需要的高度后應立即通過夾緊機構將橫梁夾緊在立柱上。每次移動（上升、下降）前要先放松夾緊裝置，所以要用兩臺電動機，一臺用于橫梁升降，一臺用于拖動夾緊放松機構。在夾緊、放松機構中設置兩個行程開關

分別檢測已放松與已夾緊信號。（一）橫梁升降機構的工藝要求任務三設計電氣原理圖橫梁下降時，為防止橫梁歪斜造成加工誤差及消除橫梁絲桿與移動螺母的間隙，下降控制過程比上升控制過程多了一個自動的短時回升動作。橫粱升降動作應設置上、下極限位置保護。橫梁上升控制動作過程：按上升按鈕→橫梁放松（夾緊電動機反轉）→壓下放松位置開關→停止放松，橫梁自動上升（升/降電動機正轉）→到位放開上升按鈕→橫梁停止上升，橫梁自動夾緊（夾緊電動機正轉）→已放松位置開關松開，已夾緊位置開關壓下，達到一定夾緊度→上升過程結束。任務三設計電氣原理圖（二）控制電路設計過程1根據工藝要求設計主電路。控制電路設計的完善。5優化、改進設計草圖。2控制電路設計。4總體校核設計線路。3任務三設計電氣原理圖改進后的橫梁升降控制電路原理圖二、經驗設計法任務三設計電氣原理圖通常對電氣元件的邏輯作如下規定：1．線圈狀態：KA=1表示線圈處于通電狀態；KA=0表示線圈處于斷電狀態。2．觸點狀態：KA表示繼電器處于動合觸點狀態；KA表示繼電器處于動斷觸點狀態；SB表示按鈕處于動合觸點狀態；SB表示按鈕處于動斷觸點狀態。任務三設計電氣原理圖邏輯設計法的設計過程1根據工藝要求列出控制元件與執行元件的動作狀態表。利用邏輯代數基本公式對上步公式進行簡化。5根據控制要求設計主電路。2根據上步列出的動作狀態表寫出KM的邏輯代數式。4根據簡化后的邏輯關系式繪制控制電路3廣東水利電力職業技術學院作者：韓琳微課39設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖目錄

Contents任務一了解繼電-接觸器控制系統的一般設計方法任務二確定電力拖動方案和選擇電動機任務三設計電氣原理圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖任務五安裝與調試繼電-接觸器控制系統02延時符

知識目標教學目標技能目標任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖1、掌握繼電—接觸器控制系統電氣元件布置圖設計的步驟和方法；2、掌握繼電—接觸器控制系統電氣安裝接線圖設計的步驟和方法。1、能根據要求設計簡單的繼電—接觸器控制系統電氣元件布置圖。2、能根據要求設計簡單的繼電—接觸器控制系統電氣安裝接線圖。一、設計電氣元件布置圖電氣控制線路中的電氣元件一般要被整合在電氣控制柜里。電氣元件布置圖主要用來表示電氣原理圖中所有電氣元件在電氣控制柜里的實際位置，為電氣設備的制造、安裝提供必要的資料。任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖在電氣元件的位置確定后，便可繪制電氣元件布置圖，它是根據電氣元件的外形繪制并標出各元件的間距尺寸。每個電氣元件的安裝尺寸及其公差范圍，應嚴格按照產品手冊標準標注，作為底板加工的依據，以保證各電氣元件的順利安裝。在電氣元件布置圖的設計中，還要根據本部件進出線的數量(由部件電氣原理圖統計出來)和采用的導線規格，選擇進出線方式，并選用適當的接線端子板或接插件，按一定順序標注進出線的接線號。設計電氣元件布置圖應注意的問題任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖01體積大和較重的電氣元件應安裝在電器板的下面，而發熱元件應安裝在電器板的上面。020304電氣元件之間的距離要考慮操作、檢修和安全因素。為便于操作、維修,電氣元件不宜過高或過低。強、弱電線路應盡量分開布置，弱電線路注意屏蔽保護。電氣元件的布置應考慮整齊、美觀、對稱。05電氣元件布置不宜過密，要留有一定的間距，若采用板前走線槽配線方式，應適當加大各排電器間距，以利布線和維護。二、設計電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖簡稱電氣接線圖。電氣安裝接線圖的特點是將同一元件的所有電氣符號畫在同一方框內,該方框的位置與電氣元件布置圖中的相對位置一致,但方框的大小不受限定。電氣接線圖是為安裝電氣設備、對電氣元件配線或設備檢修服務的。任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖（一）繪制電氣安裝接線圖的方法任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖01線束法表示的安裝接線圖任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖02散線法表示的安裝接線圖03導線二維標注法表示的安裝接線圖（二）繪制電氣安裝接線圖需要注意的問題任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖01電氣接線圖中所有電氣元件位置應與實際安裝位置一致，依照左右對稱、上下對稱的原則繪制。一個元件的所有電器部件的電氣符號均應集中在本元件框的方框內，方框圖（元件框）以細實線畫出，并在其中標出與原理圖一致的圖形符號。02在原理圖上標注接線標號（簡稱線號）時，主回路線號通常采用字母加數字的方法標注，控制回路線號采用數字標注。控制電路線號標注的方法是在繼電接觸器線圈上方或左方的導線標注奇數線號，線圈下方或右方的導線標注偶數線號；也可以由上到下、由左到右地順序標注線號。線號標注的原則是每經過一個電氣元件，變換一次線號（不含接線端子）。任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖03為便于表示各器件之間連接關系，各個器件也要編號。器件編號采用多位數字，通常器件編號連同電器符號標注在器件方框的斜上方（左上或右上角）。04接線關系的表示方法可用直接法（線束法）和間接標注法（二維標注法）。05接線端子及導線需要編號。配電盤底板與控制面板及外設（如電源引線、電動機接線等）間一般用接線端子連接，接線端子也應按照元器件類別進行編號，并在上面注明線號和去向（器件編號）。但導線經過接線端子時，導線編號不變。接線圖中各元件的出線應用箭頭注明。任務四設計電氣元件布置圖及電氣安裝接線圖06連接導