淺析繼電接觸式控制系統設計

【論文關鍵詞】控制系統 變壓器 接觸器
論文摘要：控制系統應滿足生產機械的工藝要求，在設計之前必須對生產機械的：效能、結構特點和實際情況有充分的瞭解，並在此基礎上來考慮控制方式，起動、反門設定各種聯鎖及保護裝置。 　　
　　生產機械電氣控制系統是生產機械不可缺少的組成部分，它對生產機械能否正確與可靠地工作起著決定性的作用。一般，電氣控制系統應滿足生產機械加工工藝的要求，線路安全可靠操作和維護方便，裝置投資少等。為此，必須正確地設計控制電路，合理地選擇電器元件。
　　對於比較簡單的控制線路，往往直接採用交流380V~220v電壓，不用控制電源變壓器口採用這一方案。動力電源電路中的過電壓將直接引進控制線路，這對元件的可靠工作不利。另外，由於控制線路電壓較高，對維護與安全不利，因此必須引起注意。對幹比較複雜的控制線路，當機床電氣系統的電磁線圈超過5個小時，控制電路應採用控制電源變壓器，將控制電壓降到10v或24V。這種方案對維修與操作元件的作用可靠均有利。對於操作比較頻繁的直流電力傳動的控制線路，常用直流電源供電。若控制電壓過高，在電器線圈斷電的瞬間將產生很高的過電壓（可達額定電壓的十倍以上），這將對電器的作可靠性及使用壽命有影響。若控制電壓過低時，電器觸頭不易可靠地接通，影響系統的正常工作。直流電磁鐵及電磁離合器的控制線路，常用24V直流電源供電。
　　在保證控制線路工作的可靠性上，電器應可靠、牢固、穩定並符合使用環境條件，電器元件的工作時間要小（需延時的除外），如線圈的吸引和釋放時間應不影響線路的工作。電器元件要正確聯接電器的線圈，觸頭聯接不正確，會使控制線路發生誤動作，有時造成嚴重的事故。
　　線圈的連線兩個交流接觸器串聯接幹交流電路中，由於接觸器線圈上的電壓是依線圈阻抗大小正比分配的，即便是兩個型號相同的交流接觸器也不能按串聯後接於其兩倍額定電壓的交流電源上，這是因為當其中一個接觸器先工作後，這個接觸器的阻抗要比沒吸合的接勉器的阻抗大，這個接觸器線圈電壓達不到共額定電壓而不吸合。同時線路電流將增加，有可能將線圈燒燬，所以，應將線圈並聯後再纏到其額定電壓值的交流電源上。觸頭的聯接設計時應分佈在不同位置。電器觸頭儘量按到同一組上，以免在電器觸頭上引起短路。交流接觸器是兩個行程控制線路，在電器控制線路中，應儘量將所有電器的聯觸頭按線上圈的左端，線圈的右端直接按到電源。這樣，可以減少線上路內產生虛假迴路的可能性，還可以簡化控制屏的出線和外部連線。
　　在設計控制線路，應考慮電器觸頭的接通和分斷能力。如果容量不夠，可線上路中加接中間繼電器，增加線路中觸頭數目。增加接通能力用多觸頭並聯，增加分斷能力用多觸頭串聯。控制線路的換接應當儘可能在電流較小的控制電路內進行，這樣安全可靠。
　　減少被控制的負載或電器在接邁時所經過酶觸頭數、電器的觸頭髮生故障電路，就不能正常工作，這可通過觸頭韻合理佈置來達到，每二一繼電器的接通就只需經過一對觸頭，工作較為可靠，儘量減少控制線路所用的控制電器數量和觸頭數量在滿足動作要求的條件下，所用的電器越少、觸頭越少，控制線路的故障機會率就越低，工作的可靠性也就越高。經過合併後都可以減少而簡化成線路，但是在合併觸頭時應當注意觸頭的額定電流是否允許利用轉換觸頭。兩對觸頭可以合併一對轉換觸頭而成為右線路。這種方法只適用幹有轉換觸頭的中間繼電器。利用半導體二極體的單向導電性可以有效地減少觸頭數。所示電路是等效的。由幹b和d應用了半導體二極體，減少了觸頭數目。這種方法用於弱電電器控制線路中既經濟又可靠。目前已在自動化磨床上應用。減少連線導線設計控制線路時，將各電器觸頭的位置合理安排，可以減少連線導線的數量。特別要注意，同一電器的不同觸頭線上路中應儘可能具有更多的公共連線線，這樣可以簡化接線上減少導線段數和縮短導線的長度。行程開關是裝在機床上的多繼電器與時間繼電器，是裝在控制盤上的要經過較長的距離。防止寄生電路控制電路在正常工作或事故情況下，發生意外接通的電路稱為寄生電路。若控制電路中存在寄生電路將破壞電器和線路的工作順序，造成誤動作。具有指示燈和熱保護的電動機正，反轉時控制線路丁在正常情況工作時，能完成起動、正反轉和停止的操作控翻。訊號燈可以指示電動機的工作狀態在電動機過熱使觸頭斷開，會出現寄生電路。因電動機不能得到過熱保護口如把觸頭移到它串聯，可防止觸電路。
　　繼電按觸式控制線路在事故情況，應保證操作人員的安全和電氣裝置、生產機械的安全，並有效地制止事故的擴大。在設計控制線路時，為了避免由幹線路故障引起事故的可能性，必須線上路內採取一定的保護措施以確保安全。常用的保護措施有短路保護、過熱過電流保護飛零電壓保護、終端保護、聯鎖保護、油壓保護及其一些事故訊號等。
　　電氣控制裝置應考慮操作衙車、維修安全方便，有隔離電器、避免帶電檢修。控制線路可迅速而方便地由一種控制方式轉換到另一種控制方式，電器元件應留有備用觸頭，應留有備用電器元件，以便檢修、調整和改接線用。
　　在滿足生產要求的前提下，控制線路應力求簡其和經濟。儘量選用標準的環節，在保證正常工作的前提儘量減少元件的連線導線數量。
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