3 电气控制线路的简单设计方法
视频课件
几种电气线路设计法
一般设计法： 又称为经验设计法。它主要是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。
逻辑设计法： 它根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、设计控制线路。
简单设计法：基于一般设计法的重要设计原则和逻辑设计法的控制对象的开关逻辑函数而产生的适合简单电气控制线路的设计方法。
（一）一般设计法的设计原则
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最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求。
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在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。
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尽量减少控制线路中电源的种类：尽可能直接采用电网电压，以省去控制变压器。
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尽量减少电器的数量：尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备品量，尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节。
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尽量缩短连接导线的长度和数量：设计控制线路时，应考虑各个元件之间的实际接线。
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正确连接触点：在控制电路中，应尽量将所有触点接在线圈的左端或上端，线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线上（左右端和上下端是针对控制电路水平绘制或垂直绘制而言的）。这样可以减少线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化电气柜的出线。
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正确连接电器的线圈：在交流控制电路中不能串联两个电器的线圈。
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要注意电器之间的联锁和其他安全保护环节
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（二）逻辑设计法中的继电器逻辑开关函数
控制电路中的控制元件如继电器、 接触器、行程开关等都只有“通、断”或“得电、失电”两个状态， 即所谓的二值逻辑，因此可应用逻辑代数这一数学工具来分析、 设计电路。
继电器逻辑开关函数
继电器以执行元件为逻辑函数输出变量，以检测信号和反馈触点作为逻辑变量。
以“1”表示各开关元件的受激状态（电器线圈得电，按钮和行程开关处于受压状态），以“0”表示这些元件的原始状态（电器线圈不得电、按钮等未受压）。因此，常闭触点则为非逻辑。
基本概念
继电器：一种电子控制器件，通常用于控制电路的开关状态。继电器可以由较小的电流来控制，但其触点可以控制较大的电流。
逻辑运算：包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）等基本运算，用于组合输入信号以决定输出。
逻辑函数的组成
输入变量：通常表示为A、B、C等，代表不同的输入信号状态（闭合或断开）。
输出变量：通常表示为Y或F，代表继电器的输出状态。
逻辑运算符：
与（AND）：表示所有输入条件都必须满足，输出才为真。在电路中，这通常通过串联触点实现。
或（OR）：表示至少一个输入条件满足，输出就为真。在电路中，这通常通过并联触点实现。
非（NOT）：表示输入条件的相反状态。在电路中，这可以通过使用继电器的常闭触点来实现。
逻辑函数的表达
逻辑函数可以用布尔代数表达式来表示，例如：
应用示例
考虑一个简单的电路，其中继电器KF的激活取决于两个开关SF1和SF2的状态。如果SF1闭合，或者SF2断开，KF将激活。这可以用逻辑函数表示为：
这意味着继电器KF的激活条件是SF1闭合或SF2断开。
设计步骤
- 确定控制要求：明确系统需要实现的功能和控制逻辑。
- 绘制逻辑图：使用逻辑符号表示输入、输出和逻辑运算。
- 编写逻辑表达式：根据逻辑图，写出描述控制逻辑的布尔代数表达式。
- 简化逻辑表达式：使用布尔代数规则简化表达式，以减少元件数量和复杂性。
- 实现电路设计：根据简化后的逻辑表达式，设计实际的电气控制电路。
（三）简单设计法的设计步骤
- 找出控制对象的开启信号、关断信号；
- 如果有约束条件，则找出相应的开启约束条件和关断约束条件；
- 把各种已知信号带入公式中，写出控制对象的逻辑函数（熟练后可省去该步）；
- 结合一般设计法的设计原则和逻辑函数，画出该控制对象的电气线路图。
- 最后根据工艺要求做进一步的检查工作。
关键：简单设计法的核心内容是找出控制对象的开启条件（短信号）和关断条件（短信号）， 然后所有的设计问题就很简单了，当然一些控制对象的开启条件和关断条件的短信号不容易找出来，这时就要采取一些其他技巧和措施配合使用才能解决问题。