试论继电接触式控制系统设计

摘要：控制系统应满足生产机械的工艺要求，在设计之前必须对生产机械的：性能、结构特点和实际情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反门设置各种联锁及保护装置。

生产机械电气控制系统是生产机械不可缺少的组成部分，它对生产机械能否正确与可靠地工作起着决定性的作用。一般，电气控制系统应满足生产机械加工工艺的要求，线路安全可靠操作和维护方便，设备投资少等。为此，必须正确地设计控制电路，合理地选择电器元件。

对于比较简单的控制线路，往往直接采用交流380V~220v电压，不用控制电源变压器口采用这一方案。动力电源电路中的过电压将直接引进控制线路，这对元件的可靠工作不利。另外，由于控制线路电压较高，对维护与安全不利，因此必须引起注意。对干比较复杂的控制线路，当机床电气系统的电磁线圈超过5个小时，控制电路应采用控制电源变压器，将控制电压降到10v或24V。这种方案对维修与操作元件的作用可靠均有利。对于操作比较频繁的直流电力传动的控制线路，常用直流电源供电。若控制电压过高，在电器线圈断电的瞬间将产生很高的过电压(可达额定电压的十倍以上)，这将对电器的作可靠性及使用寿命有影响。若控制电压过低时，电器触头不易可靠地接通，影响系统的正常工作。直流电磁铁及电磁离合器的控制线路，常用24V直流电源供电。

在保证控制线路工作的可靠性上，电器应可靠、牢固、稳定并符合使用环境条件，电器元件的工作时间要小(需延时的除外)，如线圈的吸引和释放时间应不影响线路的工作。电器元件要正确联接电器的线圈，触头联接不正确，会使控制线路发生误动作，有时造成严重的事故。

线圈的连接两个交流接触器串联接干交流电路中，由于接触器线圈上的电压是依线圈阻抗大小正比分配的，即便是两个型号相同的交流接触器也不能按串联后接于其两倍额定电压的交流电源上，这是因为当其中一个接触器先工作后，这个接触器的阻抗要比没吸合的接勉器的阻抗大，这个接触器线圈电压达不到共额定电压而不吸合。同时线路电流将增加，有可能将线圈烧毁，所以，应将线圈并联后再缠到其额定电压值的交流电源上。触头的联接设计时应分布在不同位置。电器触头尽量按到同一组上，以免在电器触头上引起短路。交流接触器是两个行程控制线路，在电器控制线路中，应尽量将所有电器的联触头按在线圈的左端，线圈的右端直接按到电源。这样，可以减少在线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化控制屏的出线和外部连接。

在设计控制线路，应考虑电器触头的接通和分断能力。如果容量不够，可在线路中加接中间继电器，增加线路中触头数目。增加接通能力用多触头并联，增加分断能力用多触头串联。控制线路的换接应当尽可能在电流较小的控制电路内进行，这样安全可靠。

减少被控制的负载或电器在接迈时所经过酶触头数、电器的触头发生故障电路，就不能正常工作，这可通过触头韵合理布置来达到，每二一继电器的接通就只需经过一对触头，工作较为可靠，尽量减少控制线路所用的控制电器数量和触头数量在满足动作要求的条件下，所用的电器越少、触头越少，控制线路的故障机会率就越低，工作的可靠性也就越高。经过合并后都可以减少而简化成线路，但是在合并触头时应当注意触头的额定电流是否允许利用转换触头。两对触头可以合并一对转换触头而成为右线路。这种方法只适用干有转换触头的中间继电器。利用半导体二极管的单向导电性可以有效地减少触头数。所示电路是等效的。由干b和d应用了半导体二极管，减少了触头数目。这种方法用于弱电电器控制线路中既经济又可靠。目前已在自动化磨床上应用。减少连接导线设计控制线路时，将各电器触头的位置合理安排，可以减少连接导线的数量。特别要注意，同一电器的不同触头在线路中应尽可能具有更多的公共连接线，这样可以简化接线上减少导线段数和缩短导线的长度。行程开关是装在机床上的多继电器与时间继电器，是装在控制盘上的要经过较长的距离。防止寄生电路控制电路在正常工作或事故情况下，发生意外接通的电路称为寄生电路。若控制电路中存在寄生电路将破坏电器和线路的工作顺序，造成误动作。具有指示灯和热保护的电动机正，反转时控制线路丁在正常情况工作时，能完成起动、正反转和停止的操作控翻。信号灯可以指示电动机的工作状态在电动机过热使触头断开，会出现寄生电路。因电动机不能得到过热保护口如把触头移到它串联，可防止触电路。

继电按触式控制线路在事故情况，应保证操作人员的安全和电气设备、生产机械的安全，并有效地制止事故的扩大。在设计控制线路时，为了避免由干线路故障引起事故的可能性，必须在线路内采取一定的保护措施以确保安全。常用的保护措施有短路保护、过热过电流保护飞零电压保护、终端保护、联锁保护、油压保护及其一些事故信号等。

电气控制设备应考虑操作衙车、维修安全方便，有隔离电器、避免带电检修。控制线路可迅速而方便地由一种控制方式转换到另一种控制方式，电器元件应留有备用触头，应留有备用电器元件，以便检修、调整和改接线用。

在满足生产要求的前提下，控制线路应力求简其和经济。尽量选用标准的环节，在保证正常工作的前提尽量减少元件的连接导线数量。

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