合理选出基本环节,并进行联系 机床的电气控制线路在进行设计时,已经制定好一些功能和要求,按照功能要求,可以罗列出不同的控制单元,假如把工作看作连续的,那么就涉及自保持环节;假如线路中要设定好时间,则要进行延时设置控制;假如线路中要进行正反向动作,那么离不开正反转控制功能。如果需要更复杂的功能,也可以把基本线路控制组合在一起,其具体数量按照实际情况而定。如果要对多台电动机进行单线控制,则需要一定数目的自保持控制环节;延时控制环节的数量和其步骤数量是一致的;顺序控制的级数永远小于自保持环节的数量;保护环节的数量和种类也是一致的。比如需要一个配备了定时器功能的电动机控制回路,要求电动机在工作一段时间后自动暂停,则可以对基本控制环节进行组合,选择自保持环节和延时控制环节即可。图1为基本环节的选择和组合示意图。
选择好基本环节后,还需要把选择的基本环节进行联系。实际上,每一个基本环节都包括受令环节和发令环节,不同的部分,其输入量和输出量有所区别。目的是要把不同的单元组合成有机的整体,每一个基本环节联系在一起不仅仅是结构上的关系,在动作上保持控制链,在结构上构成联锁。上文中提到的短时控制电动机线路,其中的延时控制是位于电动机启动后,所以要把自保持控制的输出和延时控制的输入联系在一起。而且延时控制要在延时结束后将电动机暂停工作,也就是切断自保持控制的功能。
进行线路的简化 因为不同的基本线路、不同的控制环节都具有独立性,每一个控制单元组合在一起有可能出现复杂又繁琐的线路情况,所以线路需要进行简化。实际上线路简化是有章可循的,可以利用逻辑代数法,也就是按照现有的线路,将其罗列出逻辑表达式,之后将其代入计算公式中,再将表达式进行简化,按照简化之后的表达式再重新绘制线路。该方法适合比较复杂的线路。除此之外还有一个方法,就是直接化简法,和代数中提出公因式有很多类似的地方。此方法的规律如下:
1)串联支路中不同的元件是等价的,所以只要是在同一个串联支路中,不同的元件是可以进行等价调换的,以此变化其位置和顺序;
2)并联支路的位置也存在等价性,就是说其功能和支路不存在必然的关系,所以支路没有顺序,可以进行调换;
3)并联中路中相同的元件能够把它们都调到总回路上;
4)如果该支路不导通则删除;
5)如果支路断开则可以当作是线路短路;
6)并联回路中如果是不同的支路但是功能一样,则删除并保留一条支路;
7)串联回路中如果是不同的支路但是功能一样,则删除并保留一条支路。
所以对线路进行简化的规律可以按照以上所述,将不同元件的位置进行调换,可以把支路中元件的触头进行合并,删除不导通的支路;如果功能相同的支路可以删除仅保留一条,以此实现线路简化。图2是对图1中基本线路进行简化后的线路。
对简化后的线路进行检查 对于图2经过简化后的线路,还有个环节至关重要,就是对线路中有无故障问题进行检查,是否存在线路故障,是否存在不合理之处,有没有寄生线路,触头的位置是否安装正确,还有就是要对线路动作过程是否和设计时的要求相符合。对于本例而言,先打开启动按钮,接触器KM1和继电器KT相互吸合,然后电动机运转一段时间,KT的触头执行动作,中间继电器KM2发生动作,并且导致接触器KM1和时间继电器KT线圈回路断开,接触器KM1和时间继电器KT释放。因为KM2线路对于KT触头实际上是起到一个自保持作用,所以KT释放之后没有引发KM2失去电。
如果出现一些较特殊的情况,比如误操作等,也要进行详细分析。对组合之后的线路进行检查,比如按钮SBQ持续按下不放开,那么电动机是否就会一直工作?经过详细分析和论证,发现按钮SBQ是否按下去,KM2动作之后线路断开,因此电动机不会出现上文中提到的情况。假如设计要求中指定在意外情况时,按下按钮SBQ不松开,则电动机运转丝毫不受到时间的影响,那么接触器KM线圈回路中KM2触头移动到SBQ的并联支路上,KM2动作时不必断开按钮支路,具体如图3所示。
组合时要重视的问题
1)控制单元的电源尤其要注意不能接入到同一个回路中,避免线路更加复杂,并且让组合后的线路更为稳定可靠。
2)对线路中各个环节的输入和输出进行确定,每一个控制单元利用输入和输出从而组成一个动作支路,如果动作支路的数量较多,或者是存在许多分支,那么要适当补充控制单元的输出触头的输出量,也可以在控制单元的输入位置进行触头接法的转换。
3)基本线路中的控制单元要按照不同的功能对继电器、接触器的型号进行确定,比如上文提到的例子中,假如延时环节控制的并非电动机的停止,而是控制的另外一台电动机的启动,那么可以直接把中间继电器KM2更换成接触器即可,以此实现对另外一台电动机的启停进行控制的功能。
4)组合的线路中需要对每一个基本环节进行简化,假如简化后不科学不合理,那么很有可能出现寄生线路。什么叫做寄生线路?也就是在正常回路之外,还留存其他的通路,如果这个通路接通后,则有可能产生误动作。对寄生线路进行分析和查找存在一定的难度,尤其在相对来说比较复杂的线路中,线路存在的状态非常复杂,在不同的状态下有不同的操作,不同的操作又会产生不同的情况,所以很有可能隐藏着不容易被发现的电流通路,在进行线路组合和设计的过程中尤其要注意这种情况。
5)对控制线路进行改进,或者是对基本线路进行组合,然后对线路的功能进行分析,其中有可能存在一些之前没有考虑清楚的情况,或者是在功能的实现方面存在一些障碍。比如上文中提到的例子中,按钮不松开有可能出现的延时问题,假如线路中出现故障,那么要采用一定的对策进行预防。假如是功能的实现方面存在一些细节方面的问题,比如触头的数量有误,并联线圈无法正常匹配等,那么要针对不同的问题和设计时的要求,对线路进行整改。
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