电气控制与PLC应用技术:设备电路分析

图2．4　CW6132车床电气互连图

绘制电气互连图的原则是：外部单元同一电器的各部件画在一起，其布置尽可能符合电器实际情况；各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记均以电气原理图为准，并保持一致；不在同一控制箱和同一配电屏上的各电气元件的连接，必须经接线端子进行；互连图中电气互连关系用线束表示，连接导线应注明导线规范（数量、截面积等），一般不表示实际走线途径，施工时由操作者根据实际情况选择最佳走线方式；对于控制装置的外部连接线应在图上或用接线表表示清楚，并标明电源的引入点。

2．1．5　电气控制线路的分析方法

电气控制线路的分析通常按照由主到辅、由上到下、由左到右的原则进行分析。较复杂图形，通常可以化整为零，将控制电路化成几个独立环节的细节分析，然后再串为一个整体分析。

（1）电气控制线路阅读分析的一般方法和步骤

①阅读设备说明书，了解设备的机械结构、电气传动方式、对电气控制的要求、电机和电器元件的布置情况以及设备的使用操作方法、各种按钮、开关等的作用，熟悉图中各器件的符号和作用。

②在电气原理图上先分清主电路或执行元件电路和控制电路，并从主电路着手，根据电动机的拖动要求分析其控制内容，包括启动方式、有无正反转、调速方式、制动控制和手动循环等基本环节。并根据工艺过程了解各用电器设备之间的相互联系、采用的保护方式等。

③控制电路由各种电器组成，主要用来控制主电路工作。在分析控制电路时，一般根据主电路接触器主触头的文字符号，到控制电路中去找与之相应的控制线圈，进一步弄清楚电动机的控制方式。

④了解机械传动和液压传动情况。

⑤阅读其他电路环节。比如照明、信号指示、监测、保护等各辅助电路环节。

阅读和分析电气控制线路图的方法主要有两种：查线读图法和逻辑代数法。

（2）查线读图法

查线读图法也称跟踪追击法，或者直接读图法，是目前广泛采用的一种看图分析方法。查线读图分析法以某一电动机或电器元件线圈为对象，从电源开始，由上而下，自左至右，逐一分析其接通断开关系，并区分出主令信号、联锁条件、保护环节等，从而分析出各种控制条件与输出结果之间的因果关系。(www.xing528.com)

查线读图法在分析电气线路时，一般应先从电动机着手，根据主电路中有哪些控制元件的主肋点、电阻等大致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速要求等。

查线读图法的优点是直观性强，容易掌握，因而得到广泛采用。其缺点是分析复杂线路时容易出错，叙述也较长。

（3）逻辑代数法

逻辑代数法又称间接读图法，是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析控制电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。

应用逻辑代数法分析的电气控制线路的具体步骤是：首先写出控制电路各控制元件、执行元件动作条件的逻辑表达式，并记住逻辑表达式中各变量的初始状态。然后发出指令控制信号，通常是按下启动按钮或某一开关。紧接着分析判别哪些逻辑式为“1”（“1”即为得电状态），以及由于相互作用而使其逻辑式为“1”者。最后再考虑执行元件有何动作。

继电接触器控制线路中逻辑代数规定如下：继电器、接触器线圈得电状态为“1”，线圈失电状态为“0”；继电器、接触器控制的按钮触点闭合状态为“1”，断开状态为“0”。为了清楚地反映元件状态，元件线圈、常开触点（动合触点）的状态用相同字符（例如接触器为KM）来表示，而常闭触点（动断触点）的状态以KM表示。若KM为“1”状态，则表示线圈得电，接触器吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开。得电、闭合都是“l”状态，而断开则为“0”状态。若KM为“0”状态，则与上述相反。在继电接触器控制线路中，把表示触点状态的逻辑变量称为输入逻辑变量；把表示继电器、接触器等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量。输出逻辑变量是根据输入逻辑变量经过逻辑运算得出的。输入、输出逻辑变量的这种相互关系称为逻辑函数关系，也可用真值表来表示。

逻辑代数法读图的优点是：只要控制元件的逻辑表达式写得正确，并且对式中各指令元件、控制元件的状态清楚，则电路中各电气元件之间的联系和制约关系在逻辑表达式中一目了然。通过对逻辑函数的具体运算，各控制元件的动作顺序、控制功能一般也不会遗漏。而且采用逻辑代数法后，对电气线路采用计算机辅助分析提供了方便。该方法的主要缺点是：对于复杂的电气线路，其逻辑表达式很繁琐冗长，分析过程也比较麻烦。

总之，上述三种读图分析法各有优缺点，可根据具体需要选用。逻辑代数法是以查线分析法为基础，因而首先应熟练掌握查线读图分析法，在此基础上再去理解和掌握其他各种读图分析法。

2．2　电动机直接启动控制

三相笼型异步电动机具有结构简单、坚固耐用、价格便宜、维修方便等优点，获得了广泛的应用。对它的启动控制有直接启动与降压启动两种方式。

笼型异步电动机的直接启动是一种简单、可靠、经济的启动方法。由于直接启动电流可达电动机额定电流的4～7倍，过大的启动电流会造成电网电压显著下降，直接影响在同一电网工作的其他电动机，甚至使它们停转或无法启动，故直接启动电动机的容量受到一定限制。可根据启动电动机容量、供电变压器容量和机械设备是否许来分析，也可用下面经验公式来确定：