一、電氣原理圖設(shè)計的基本步驟
1.根據(jù)選定的拖動方案及控制方式設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖，擬訂出各部分的主要技術(shù)要求和主要技術(shù)參數(shù)。
2. 根據(jù)各部分的要求，設(shè)計出原理框圖中各個部分的具體電路。對于每一部分的設(shè)計總是按主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護、總體檢查，反復(fù)修改與完善的步驟進(jìn)行。
3.繪制總原理圖。按系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)將各部分聯(lián)成一個整體。
4.正確選用原理線路中每一個電器元件，并制訂元器件目錄清單。
對于比較簡單的控制線路，例如普通機床的電氣配套設(shè)計，可以省略前兩步，直接進(jìn)行原理圖設(shè)計和選
用電器元件。但對于比較復(fù)雜的自動控制線路，例如專用的數(shù)控生產(chǎn)機械或者采用微機或電子控制的專用
檢測與控制系統(tǒng)，要求有程序預(yù)選、刀具調(diào)整與補償和一定的加工精度、生產(chǎn)效率、自動顯示、各種保護、故障診斷、報警、打印記錄等，就必須按上述過程一步一步進(jìn)行設(shè)計。只有各個獨立部分都達(dá)到技術(shù)要求，才能保證總體技術(shù)要求的實現(xiàn)，保證總裝調(diào)試的順利進(jìn)行。
二、電氣原理圖的設(shè)計方法
電氣原理圖的設(shè)計方法主要有分析設(shè)計法和邏輯設(shè)計法兩種，分別介紹如下。
1. 分析設(shè)計法
所謂分析設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求去選擇適當(dāng)?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)（單元電路）或經(jīng)過考驗的成熟電路，按各部分的聯(lián)鎖條件組合起來并加以補充和修改，綜合成滿足控制要求的完整線路。當(dāng)找不到現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設(shè)計，將主令信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合與變換，在一定條件下得到執(zhí)行元件所需要的工作信號。設(shè)計過程中，要隨時增減元器件和改變觸點的組合方式，以滿足拖動系統(tǒng)的工作條件和控制要求，經(jīng)過反復(fù)修改得到理想的控制線路。由于這種設(shè)計方法是以熟練掌握各種電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)和具備一定的閱讀分析電氣控制線路的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，所以又稱為經(jīng)驗設(shè)計法。分析設(shè)計法的特點是無固定的設(shè)計程序，設(shè)計方法簡單，容易為初學(xué)者所掌握，對于具有一定工作經(jīng)驗的電氣人員來說，也能較快地完成設(shè)計任務(wù)，因此在電氣設(shè)計中被普遍采用。其缺點是設(shè)計方案不一定是最佳方案，當(dāng)經(jīng)驗不足或考慮不周時會影響線路工作的可靠性。
2.邏輯設(shè)計法
邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來進(jìn)行電路設(shè)計，即根據(jù)生產(chǎn)機械的拖動要求及工藝要求，將執(zhí)行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開狀態(tài)看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)關(guān)系式來表達(dá)，然后再運用邏輯函數(shù)基本公式和運算規(guī)律進(jìn)行簡化，使之成為需要的與或關(guān)系式，根據(jù)最簡式畫出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖，最后再作進(jìn)一步的檢查和完善，即能獲得需要的控制線路。采用邏輯設(shè)計法能獲得理想、經(jīng)濟的方案，所用元件數(shù)量少，各元件能充分發(fā)揮作用，當(dāng)給定條件變化時，能指出電路相應(yīng)變化的內(nèi)在規(guī)律，在設(shè)計復(fù)雜控制線路時，更能顯示出它的優(yōu)點。任何控制線路，控制對象與控制條件之間都可以用邏輯函數(shù)式來表示，所以邏輯法不僅能用于線路設(shè)計，也可以用于線路簡化和讀圖分析。邏輯代數(shù)讀圖法的優(yōu)點是各控制元件的關(guān)系能一目了然，不會讀錯和遺漏。
邏輯電路有兩種基本類型，對應(yīng)的設(shè)計方法也各有不同。
（1）組合邏輯電路 其特點是執(zhí)行元件的輸出狀態(tài)只與同一時刻控制元件的狀態(tài)有關(guān)，輸入、輸出呈單方向關(guān)系，即輸出量對輸入量無影響。它的設(shè)計方法比較簡單，可以作為經(jīng)驗設(shè)計法的輔助和補充，用于簡單控制電路的設(shè)計，或?qū)δ承┚植侩娐愤M(jìn)行簡化，進(jìn)一步節(jié)省并合理使用電器元件與觸點。
（2）時序邏輯電路 其特點是輸出狀態(tài)不僅與同一時刻的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且還與輸出量的原有狀態(tài)及其組合順序有關(guān)，即輸出量通過反饋作用，對輸入狀態(tài)產(chǎn)生影響。這種邏輯電路設(shè)計要設(shè)置中間記憶元件（如中間繼電器等），記憶輸入信號的變化，以達(dá)到各程序兩兩區(qū)分的目的。
三、原理圖設(shè)計中應(yīng)注意的問題
電氣控制設(shè)計中應(yīng)重視設(shè)計、使用和維護人員在長期實踐中總結(jié)出來的許多經(jīng)驗，使設(shè)計線路簡單、正確、安全、可靠、結(jié)構(gòu)合理、使用維護方便。通常應(yīng)注意以下問題。
1.選擇控制電源
盡量減少控制線路中電源的種類，控制電源用量，控制電壓等級應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)等級。在控制線路比較簡單的情況下，可直接采用電網(wǎng)電壓，即交流220V、380V供電，以省去控制變壓器。當(dāng)控制系統(tǒng)使用電器數(shù)量比較多時，應(yīng)采用控制變壓器降低控制電壓，或用直流低電壓控制，既節(jié)省安裝空間，又便于采用晶體管無觸點器件，具有動作平穩(wěn)可靠、檢修操作安全等優(yōu)點。對于微機控制系統(tǒng)應(yīng)注意弱電控制與強電電源之間的離，不能共用零線，避免引起電源干擾。照明、顯示及報警等電路應(yīng)采用安全電壓。
2.選擇電器元件
盡量減少電器元件的品種、規(guī)格與數(shù)量。在電器元件選用中，盡可能選用性能優(yōu)良、價格便宜的新型器件，同一用途盡可能選用相同型號。電氣控制系統(tǒng)的先進(jìn)性總是與電器元件的不斷發(fā)展、更新緊密聯(lián)系在一起的，因此，設(shè)計人員必須密切關(guān)注電機、電器技術(shù)、電子技術(shù)的新發(fā)展，不斷收集新產(chǎn)品資料，以便及時應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計中，使控制線路在技術(shù)指標(biāo)、穩(wěn)定性、可靠性等方面得到進(jìn)一步的提高。
3.減少通電電器的數(shù)量
正常工作過程中，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利節(jié)能，延長電器元件壽命以及減少故障。
4. 合理使用電器觸點
在復(fù)雜的繼電接觸控制線路中，各類接觸器、繼電器數(shù)量較多，使用的觸點也多，線路設(shè)計應(yīng)注意以下問
題。
（1）主副觸點的使用量不能超過限定對數(shù)，因為各類接觸器、繼電器的主副觸點數(shù)量是一定的。設(shè)計時應(yīng)注意盡可能減少觸點使用數(shù)量.以采用邏輯設(shè)計化簡方法，改變觸點的組合方式，以減少觸點使用數(shù)量，或增加中間繼電器來解決。
（2）檢查觸點容量是否滿足控制要求，避免因使用不當(dāng)而出現(xiàn)觸點燒壞、熔焊的故障，要合理安排接觸器
主副觸點的位置，避免用小容量繼電器去切斷大容量負(fù)載�？傊�，要計算觸點斷流容量是否滿足被控制負(fù)載
的要求，還要考慮負(fù)載性質(zhì)（阻性、容性、感性等），以保證觸點工作壽命和可靠性。
5.正確連線
具體應(yīng)注意以下幾個方面。
（1）正確連接電器線圈 電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使用兩個同型號電壓線圈也不能采用串聯(lián)施加
額定電壓之和的電壓值，因為電器動作總有先后之差，可能由于動作過程中阻抗變化造成電壓分配不均勻.
對于電感較大的電器線圈，例如電磁閥、電磁鐵或直流電機勵磁線圈等則不宜與相同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)工作，否則在接通或斷開電源時會造成后者的誤動作。
（2）合理安排電器元件及觸點位置 對一個串聯(lián)回路，各電器元件或觸點位置互換，并不影響其工作原理，但從實際連線上卻影響到安全、節(jié)省導(dǎo)線等各方面的問題。
（3）注意避免出現(xiàn)寄生回路 在控制電路的動作過程中，如果出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的意外接通的電路，稱為寄生回路。
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