电路与电技术第7章继电接触器控制电路及逻辑设计ppt课件

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1、目录教学目标7.1 继电接触器控制系统概述继电接触器控制系统概述 三相刀开关三相刀开关 熔断器熔断器 流接触器的主触点流接触器的主触点 热继电器的发热元件热继电器的发热元件 负载负载(电动机或照明灯电动机或照明灯)熔断器熔断器 按钮按钮 交流接触器交流接触器 继电器等部件继电器等部件承受大电流承受大电流系统组成系统组成主电路主电路控制电路控制电路功能：功能：完成设计要求的被控对象的正常运完成设计要求的被控对象的正常运行行应用：应用：电动机的起动、停顿、正转、反转、电动机的起动、停顿、正转、反转、制动及调速等制动及调速等开展：开展：传统积木式组合传统积木式组合 结合逻辑原理设计结合逻辑原理设计

2、（简便、接线短、器件少、控制速度较（简便、接线短、器件少、控制速度较快）快）7.2 低压控制电器低压控制电器简称：低压电器，工作电压在简称：低压电器，工作电压在500V以下以下作用：接通、断开和保护电路作用：接通、断开和保护电路分类：分类：低压低压电器电器开关电器开关电器主令电器主令电器执行电器执行电器保护电器保护电器配电配电控电控电7.2.1 开关电器开关电器1、闸刀开关、闸刀开关简称：刀开关简称：刀开关(QS),俗称闸刀俗称闸刀,手动控制器。手动控制器。功能：接通电源、直接起动小容量的电功能：接通电源、直接起动小容量的电动机、直接接通照明线路。动机、直接接通照明线路。分类：单刀、双刀和三刀

3、。分类：单刀、双刀和三刀。组成结构：刀片动触点）、刀座静组成结构：刀片动触点）、刀座静触点）、瓷质底板和胶木盖触点）、瓷质底板和胶木盖三三刀刀双双刀刀胶木盖胶木盖瓷质瓷质底板底板刀刀片片刀刀座座图：闸刀开关图：闸刀开关（a外形图（b内部结构国产国产HH3铁壳开关铁壳开关功能：快速接通和分断负载功能：快速接通和分断负载特点：铁壳开，开关不闭合开关闭，铁壳特点：铁壳开，开关不闭合开关闭，铁壳打不开打不开“连锁装置”图：铁壳开关图：铁壳开关速动速动弹簧弹簧熔断器熔断器夹座夹座闸刀闸刀转轴转轴手柄手柄铁壳铁壳闸刀开关安装注意闸刀开关安装注意第一第一 保证用电安全：保证用电安全：电源接刀座静触点）电源接

4、刀座静触点）负载接刀片动触点）负载接刀片动触点）第二第二 避免误合闸：避免误合闸：合闸时，刀片向上。合闸时，刀片向上。2、组合开关、组合开关俗称俗称:转换开关转换开关(SC),刀片可通过手柄转刀片可通过手柄转动。动。功能功能:直接起动、停止小容量电动机和直接起动、停止小容量电动机和控制局部照明设备。控制局部照明设备。组成结构：多层动触片和静触片分别组成结构：多层动触片和静触片分别装在胶木盒内而组成。装在胶木盒内而组成。应用特点：结构简单、体积小、操作应用特点：结构简单、体积小、操作方便可靠，不便用于远距离控制组合方便可靠，不便用于远距离控制组合开关，开关，一般用作机床的电源开关等一般用作机床的

5、电源开关等。(a)(a)结构解剖图结构解剖图组合开关结构图组合开关结构图动、静触片动、静触片之间接通与之间接通与断开断开(b)(b)示意图示意图手柄手柄转轴转轴弹簧弹簧凸轮凸轮绝缘绝缘垫板垫板绝缘杆绝缘杆动触片动触片静触片静触片接线柱接线柱3、自动空气断路器、自动空气断路器又称为自动空气开关或空气开关又称为自动空气开关或空气开关QF）功能：一种常用的低压保护电器，用于低功能：一种常用的低压保护电器，用于低压的交直流配电系统。压的交直流配电系统。工作原理：当电路发生过载、短路和失压工作原理：当电路发生过载、短路和失压故障时，立即动作，使开关断开，切断电故障时，立即动作，使开关断开，切断电路。故障

6、排除以后，将手柄扳到合闸位置路。故障排除以后，将手柄扳到合闸位置就可恢复供电。就可恢复供电。分类：按组装型式分为塑料外壳分类：按组装型式分为塑料外壳DZ型型和框架和框架DW型。型。自动空气断路器结构组成自动空气断路器结构组成正常状态：主触点闭合正常状态：主触点闭合故障故障：主触点切断电路故障故障：主触点切断电路7.2.2 主令电器主令电器1、按钮、按钮SB）主令电器之一，一种手动控制电器。主令电器之一，一种手动控制电器。功功 能：接通或断开控制电路。能：接通或断开控制电路。远距离操作接触器、继电器及远距离操作接触器、继电器及其它自动电器。其它自动电器。结构组成：上下两对动、静触片和按钮帽结构组

7、成：上下两对动、静触片和按钮帽 种种 类：单按钮类：单按钮、复合按钮、复合按钮主要型号：主要型号：LA18、LA19、LAY3系列系列按钮外形、结构示意图和电路符号按钮外形、结构示意图和电路符号 动断触点动断触点（常闭）（常闭）动合触点动合触点 （常开）（常开）断开或闭合遵循先断后合原则断开或闭合遵循先断后合原则2、行程开关、行程开关ST）一种将生产机械运动部件的机械位一种将生产机械运动部件的机械位移变为电信号的自动切换电器。移变为电信号的自动切换电器。功能：对机械运动部件的电气控制。功能：对机械运动部件的电气控制。应用：各类机床、起重设备应用：各类机床、起重设备品种：传动杆式直动式）品种：传

8、动杆式直动式）单滚轮式单滚轮式 双滚轮式和电子式。双滚轮式和电子式。行程开关的外形、结构图及电路符号行程开关的外形、结构图及电路符号开关因运动部件上的长、短撞块的撞动而动作。开关因运动部件上的长、短撞块的撞动而动作。其触点通、断速度与撞块碰撞速度有关其触点通、断速度与撞块碰撞速度有关。(0.4m/min)7.2.3 执行电器执行电器包括接触器和各类继电器。包括接触器和各类继电器。1、交流接触器、交流接触器接触器接触器KM是一种远距离控制的自动电器，是一种远距离控制的自动电器，利用电磁吸力产生动作。动作一次需要时利用电磁吸力产生动作。动作一次需要时间约为间约为100ms。KM分类：交流接触器和直

9、流接触器。分类：交流接触器和直流接触器。二者区别：二者区别：交流交流KM的吸引线圈通入交流电的吸引线圈通入交流电,主触主触点接在交流主电路中；点接在交流主电路中；直流直流KM的吸引线圈通入直流电，主触的吸引线圈通入直流电，主触点接在直流主电路中。点接在直流主电路中。交流接触器结构示意图交流接触器结构示意图两大部分：两大部分：电磁铁和触点电磁铁和触点交流接触器工作原理图交流接触器工作原理图 通入交流电，主触点闭合，辅助触点同时动作。通入交流电，主触点闭合，辅助触点同时动作。线圈失电或者电压过低，各触点恢复原状。线圈失电或者电压过低，各触点恢复原状。三对三对两对两对图：交流接触器的图形符号图：交流

10、接触器的图形符号主触点和辅助触点比较：主触点和辅助触点比较：主触点画在主电路中，仅动合一种状主触点画在主电路中，仅动合一种状态。接触面必须较大，保证大电流流过。态。接触面必须较大，保证大电流流过。辅助触点画在控制电路中，控制电流辅助触点画在控制电路中，控制电流较小，接触面较小。较小，接触面较小。使用注意：使用注意：1、电源电压是否与交流接触器吸引、电源电压是否与交流接触器吸引线圈的额定电压一致；线圈的额定电压一致；2、当几个交流接触器或继电器同时、当几个交流接触器或继电器同时使用时，它们的吸引线圈必须并联而不使用时，它们的吸引线圈必须并联而不能串联。能串联。2、继电器继电器继电器一种自动电器继

11、电器一种自动电器输入量输入量:电量电压或电流）电量电压或电流）非电量温度、时间、速度、压力等）非电量温度、时间、速度、压力等）输出量输出量:触点动作触点动作(通和断通和断)分分 类类:交流继电器交流继电器(电磁式电磁式,电子式电子式,气动式等气动式等)直流继电器直流继电器功功 能能:传递信号、指令和同时控制多传递信号、指令和同时控制多个电路，它可以根据某物理量的变化个电路，它可以根据某物理量的变化温度变化、时间变化等等来动作，温度变化、时间变化等等来动作，也可以用作控制小容量电动机或其他也可以用作控制小容量电动机或其他电气执行元件。电气执行元件。主要型号：主要型号：JZ7交流）、交流）、JZ8

12、交直流）、交直流）、3TH系列、系列、JTX小型通用继电器。小型通用继电器。中间继电器中间继电器(KA)（a a外形外形（b b图形符号图形符号3、触点上通过的电流大小是否超过额定、触点上通过的电流大小是否超过额定 值等。值等。中间继电器选用注意事项中间继电器选用注意事项1、吸引线圈的额定电压与电源电压的等、吸引线圈的额定电压与电源电压的等 级是否一致；级是否一致；2、触点的数量是否满足控制要求；、触点的数量是否满足控制要求；时间继电器时间继电器KT）一种利用电磁、机械或电子电路的方法一种利用电磁、机械或电子电路的方法实现触点延时接通或断开的控制电器。实现触点延时接通或断开的控制电器。品种：电

13、磁式、空气式、电动式、电子品种：电磁式、空气式、电动式、电子式等。式等。空气式时间继电器：空气式时间继电器：利用空气阻尼作用，从而达到触点延时利用空气阻尼作用，从而达到触点延时闭合或断开的目的，由电磁系统、延时机闭合或断开的目的，由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。构和触点三部分组成。包括包括“通电延时型通电延时型和和“断电延时型两种。断电延时型两种。通电延时型的结构原理图通电延时型的结构原理图包括一对瞬动触点和一对延时触点。包括一对瞬动触点和一对延时触点。触点闭合由吸引线圈通断电决定。触点闭合由吸引线圈通断电决定。延时时间：从吸引线圈通电到延时微动开关动作为止。延时时间：从吸引线圈通电到延

14、时微动开关动作为止。调节延时时间（b b结构原理图结构原理图通电延时型的结构原理图通电延时型的结构原理图调节延时时间（a a外形外形（c c图形符号图形符号包括一对瞬动触点和一对延时触点。包括一对瞬动触点和一对延时触点。触点闭合由吸引线圈通断电决定。触点闭合由吸引线圈通断电决定。延时时间：从吸引线圈通电到延时微动开关动作为止。延时时间：从吸引线圈通电到延时微动开关动作为止。断电延时型结构原理图断电延时型结构原理图将继电器的铁心倒装即可。将继电器的铁心倒装即可。延时时间延时时间:从吸引线圈失电到延时微动开关动作从吸引线圈失电到延时微动开关动作图：断电时延型空气式时间继图：断电时延型空气式时间继电

15、器的结构原理图电器的结构原理图线圈通、掉电，线圈通、掉电，杠杆运动，开杠杆运动，开关动作关动作图：断电时延型空气式时间继电器的图：断电时延型空气式时间继电器的图形符号图形符号 热继电器热继电器FR）一种利用电流热效应工作的自动电器，它在电路中能起到过载保护的作用。当电流超过额定值的20%时，热继电器能自动切断主电路，保护电动机免受长时间过载的危害。（a a外形图外形图热继电器原理图和图形符号热继电器原理图和图形符号 过载时过载时,电流超额电流超额,发热元件发热使双金属片脱离发热元件发热使双金属片脱离扣板。扣板。动断触点断开动断触点断开,吸引线圈失电吸引线圈失电,主电路断开。主电路断开。正常时，

16、复位按钮使动断触点闭合，热继电器恢复正常时，复位按钮使动断触点闭合，热继电器恢复工作。工作。发热发热元件元件（a)a)结构原理图结构原理图（a)a)图形符号图形符号不能作短路保护！不能作短路保护！7.2.4 保护电器保护电器熔断器是电路中最常用、最简便、最有效的保护熔断器是电路中最常用、最简便、最有效的保护电器，它被串接在被保护的电路中，其功能是进电器，它被串接在被保护的电路中，其功能是进行短路保护。行短路保护。熔断器由熔体和外壳组成。熔断器由熔体和外壳组成。熔体熔丝或熔片用电阻率较高的易熔体熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金如铅锡合金制成，俗称保险丝。熔合金如铅锡合金制成，俗称保险丝。保护过程

17、：当电路发生故障短路或严重过载保护过程：当电路发生故障短路或严重过载时，通过熔体的电流超过了熔体的额定值，使熔时，通过熔体的电流超过了熔体的额定值，使熔体过热而迅速熔断，切断被保护电路、电路中的体过热而迅速熔断，切断被保护电路、电路中的电气设备、导线和器件，以免被烧坏。电气设备、导线和器件，以免被烧坏。常用的熔断器结构图常用的熔断器结构图(b)(b)插入式熔断器插入式熔断器(c)(c)螺旋式熔断器螺旋式熔断器(d)(d)图形符号图形符号(a)(a)管式熔断器管式熔断器选用原则：选用原则：照明线路含小电器）照明线路含小电器）熔丝额定电流熔丝额定电流线路上所有照明灯、电器线路上所有照明灯、电器的工

18、作电流。的工作电流。非频繁起动的电动机非频繁起动的电动机熔丝额定电流熔丝额定电流电动机的起动电流电动机的起动电流/2.5 频繁起动的电动机频繁起动的电动机 熔丝额定电流熔丝额定电流电动机的起动电流电动机的起动电流（1.62）几台电动机合用时几台电动机合用时 熔丝额定电流熔丝额定电流最大容量电动机的起动电流最大容量电动机的起动电流2.5+其他电动机的额定电流之和其他电动机的额定电流之和 控制电路控制电路熔丝额定电流熔丝额定电流(1.62.5)同时工作继电同时工作继电器所有的吸持功率之和器所有的吸持功率之和控制电路的电压）控制电路的电压）7.3 电动机的正转、点动及两地控制电动机的正转、点动及两地

19、控制关于控制电路的电气原理图的说明：关于控制电路的电气原理图的说明：为了表达清楚、读图方便，各种电器都用为了表达清楚、读图方便，各种电器都用同一的国标符号来表示。同一的国标符号来表示。在不同的工作阶段，各个电器的状态是不在不同的工作阶段，各个电器的状态是不同的。同的。电气原理图按照最新国家标准，采用自左电气原理图按照最新国家标准，采用自左至右的纵向排列。至右的纵向排列。7.3.1电动机的正转控制电动机的正转控制其工作次序：其工作次序：按下按下SB2 按下按下SB1 KM得电自锁得电自锁 KM失电失电电动机正转电电动机正转电 动机停动机停转转 三相笼型电动机的起、停控制电气原理图三相笼型电动机的

20、起、停控制电气原理图 图：电动机的正转控制电路图图：电动机的正转控制电路图三个保护功能三个保护功能 短路保护短路保护 一旦电路发生短路事故，熔丝一旦电路发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停止运行。立即熔断，电动机立即停止运行。过载保护过载保护 热继电器起到过载保护作用。热继电器起到过载保护作用。失压保护失压保护 交流接触器起到失压零压交流接触器起到失压零压保护作用。保护作用。7.3.2电动机的点动和两地控制电动机的点动和两地控制1、点动控制、点动控制电动机的正转控制线路中，撤去自锁回路，就电动机的正转控制线路中，撤去自锁回路，就构成点动控制。构成点动控制。工作原理：工作原理：按下按钮按下按

21、钮SB2接通控制线路，电动机起动接通控制线路，电动机起动运行；松开按钮运行；松开按钮SB2，控制电路即断开，电，控制电路即断开，电动机立即停止运行。动机立即停止运行。应用：应用：吊车吊车电动机点动控制电路图电动机点动控制电路图最简单复合按钮SB3点动和自锁中间继电器点动 2、两地及多地起动控制、两地及多地起动控制在生产过程中为了操作方便，往往一台在生产过程中为了操作方便，往往一台生产设备有几个操作台，每个操作台生产设备有几个操作台，每个操作台都能正常操作生产设备。都能正常操作生产设备。多地起动、停止控制电路多地起动、停止控制电路a）启动按钮，吸引线圈得电，启动按钮，吸引线圈得电，主触点和自锁触

22、点闭合，主触点和自锁触点闭合，电动机正常运行；电动机正常运行；停止按钮使吸引线圈失电，停止按钮使吸引线圈失电，主电路断开，主电路断开，电动机停止运行。电动机停止运行。停止按钮停止按钮启动按钮启动按钮起动按钮串联控制电路起动按钮串联控制电路b）有些大型机械设备，为了保证操作人员安全，要求几个操作者同时按下起动按钮，电动机才能起动运行。7.4 电动机的正反转控制和行程控制电动机的正反转控制和行程控制作用：带动机械运动的电动机具有正反转的作用：带动机械运动的电动机具有正反转的功能功能 基本方法：改变电源的相序。基本方法：改变电源的相序。对使用的电器及控制电路的两个基本要求对使用的电器及控制电路的两个

23、基本要求 需要设置两个交流接触器，一个控制电动需要设置两个交流接触器，一个控制电动机的正转，另一个控制电动机的反转。机的正转，另一个控制电动机的反转。在控制电路中两个交流接触器千万不能同在控制电路中两个交流接触器千万不能同时接通，否则将会造成严重的相间短路事故。时接通，否则将会造成严重的相间短路事故。7.4.1电动机的正反转控制电动机的正反转控制1、无互锁的电动机正反转控制电路、无互锁的电动机正反转控制电路主电路主电路(a)含有两对交流接触器的主触点，含有两对交流接触器的主触点，其中有两相主触点是换相连接。其中有两相主触点是换相连接。电路缺点：电路缺点：电动机从正转改变为反转必须按一电动机从正

24、转改变为反转必须按一次停止按钮和一次起动按钮，浪费时间；次停止按钮和一次起动按钮，浪费时间；万一操作时按错按钮，容易出现主万一操作时按错按钮，容易出现主触点与同时闭合的情况，造成电源短路。触点与同时闭合的情况，造成电源短路。2、有互锁的电动机正反转控制电路、有互锁的电动机正反转控制电路b）特点：电气互锁。特点：电气互锁。两个交流接触器的辅助动断触点、两个交流接触器的辅助动断触点、分别串接在对方的吸引线圈控制分别串接在对方的吸引线圈控制电路中，形成相互制约的控制。电路中，形成相互制约的控制。改进：解决了按错按钮引起短路改进：解决了按错按钮引起短路问题：仍需手动按按钮。问题：仍需手动按按钮。3 3

25、、按钮互锁的电动机正反转控制电路、按钮互锁的电动机正反转控制电路按钮机械互锁：在电路中采用相互制约的按钮机械互锁：在电路中采用相互制约的接法以实现互锁。接法以实现互锁。过程如下：过程如下：7.4.2 电动机的行程控制电动机的行程控制行程开关：用于实现工作台的自动往复运行程开关：用于实现工作台的自动往复运动动。行程控制：利用行程开关按照机械设备运行程控制：利用行程开关按照机械设备运动部件的行程位置进行的控制。动部件的行程位置进行的控制。行程控制电路行程控制电路7.5 电动机的顺序控制和时间控制电动机的顺序控制和时间控制7.5.1 电动机的顺序起动电动机的顺序起动1、多台电动机同时起动、停止控制电

26、、多台电动机同时起动、停止控制电路路图图7.5.1a）三台电动机三台电动机M1、M2、M3同时起动和同时停止的控制电路。同时起动和同时停止的控制电路。图b是两台电动机既能实现同时起动、停顿，又能分别单独起动的控制电路。2、多台电动机顺序起动控制电路、多台电动机顺序起动控制电路顺序控制：顺序控制：装有多台电动机的生产机械设备在工作装有多台电动机的生产机械设备在工作中将根据生产工艺的要求各台电动机按一中将根据生产工艺的要求各台电动机按一定的顺序起动和停止。定的顺序起动和停止。多种方式：多种方式：顺序起动顺序停止顺序起动顺序停止顺序起动同时停止顺序起动同时停止顺序起动分别停止等顺序起动分别停止等图7

27、.5.2 顺序起动控制电路（a a顺序起动分别停止的控制电路顺序起动分别停止的控制电路动作次序：动作次序：（b b顺序起动同时停止的控制电路顺序起动同时停止的控制电路动作次序：动作次序：（c c是顺序起动、同时停止的控制电路是顺序起动、同时停止的控制电路动作次序：动作次序：考虑？考虑？7.5.2 电动机的时间控制电动机的时间控制1、笼型异步电动机的、笼型异步电动机的Y起动控制电路起动控制电路对象：正常运行时定子绕组采用对象：正常运行时定子绕组采用联结大功率联结大功率笼型异步电动机笼型异步电动机 目的：减小起动电流目的：减小起动电流 原理：采用通电延时型时间继电器原理：采用通电延时型时间继电器

28、图图7.5.3 7.5.3 笼型异步电动机笼型异步电动机Y Y起动控制电路起动控制电路（a主电路当主触点当主触点KM1和和KM3同时同时闭合，而闭合，而KM2断开时，电动机断开时，电动机的定子绕组为的定子绕组为Y联结；联结；当主触点当主触点KM1和和KM2同时同时闭合，而闭合，而KM3断开时，电动机断开时，电动机的定子绕组为的定子绕组为联结。联结。（b b带电切换的带电切换的Y-Y-降压起动控制电路降压起动控制电路启动次序：启动次序：缺点：切换时，电流较大，易产生电弧将主触点烧坏，缺点：切换时，电流较大，易产生电弧将主触点烧坏，而发生粘结现象，未及时发现处理，电路发生短路事故。而发生粘结现象，

29、未及时发现处理，电路发生短路事故。（c c改进型控制电路改进型控制电路起动次序：优点：切换时，优点：切换时，KM1断开电源，避免出现拉弧烧断开电源，避免出现拉弧烧坏主触点现象，切换完成后，电源又自动恢复坏主触点现象，切换完成后，电源又自动恢复供电。供电。2、自耦变压器降压起动控制电路、自耦变压器降压起动控制电路实现方式：依靠自耦变压器的降压作用实现方式：依靠自耦变压器的降压作用图图7.5.4 自耦变压器降压起动控制电路图自耦变压器降压起动控制电路图 自耦变压器降压起动控制电路的动作次序：自耦变压器降压起动控制电路的动作次序：解决交流接触器解决交流接触器KM2的辅助触点数不足的辅助触点数不足 3

30、、笼型异步电动机的能耗制动控制电路、笼型异步电动机的能耗制动控制电路工作原理：工作原理：当电动机脱离三相交流电源后，立即在当电动机脱离三相交流电源后，立即在定子绕组里通入一组直流电流，使之产生定子绕组里通入一组直流电流，使之产生一个静止的磁场，由于惯性、转子继续转一个静止的磁场，由于惯性、转子继续转动，产生的感应电流与静止磁场相互作用动，产生的感应电流与静止磁场相互作用而产生制动转矩。电动机停止运行时，必而产生制动转矩。电动机停止运行时，必须立即切除通入的直流电流。三相交流电须立即切除通入的直流电流。三相交流电源与直流电源之间必须采用互锁环节。源与直流电源之间必须采用互锁环节。图图7.5.5

31、7.5.5 电动机能耗制动的控制电路电动机能耗制动的控制电路动作次序：动作次序：*7.6 7.6 继电接触器控制电路的逻辑继电接触器控制电路的逻辑设计基础设计基础7.6.1 引言引言经验设计法：经验设计法：根据生产工艺的要求选择适当的基根据生产工艺的要求选择适当的基本单元电路，按各部分的联锁条件组本单元电路，按各部分的联锁条件组合起来，并加以补充和修改，综合成合起来，并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整电路。满足控制要求的完整电路。逻辑设计法：利用逻辑代数来进行电气控逻辑设计法：利用逻辑代数来进行电气控制电路的设计，即根据生产机械的控制对制电路的设计，即根据生产机械的控制对象及工艺要求，

32、将执行器件指电磁阀、象及工艺要求，将执行器件指电磁阀、接触器等需要的工作信号以及主令电器接触器等需要的工作信号以及主令电器指行程开关、按钮等的接通或断开状指行程开关、按钮等的接通或断开状态作为逻辑变量，并根据控制要求，将它态作为逻辑变量，并根据控制要求，将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，们之间的关系用逻辑函数关系式来表达，经过逻辑函数的化简，使之成为所需的最经过逻辑函数的化简，使之成为所需的最简与或关系式，最后画出与最简式所相应简与或关系式，最后画出与最简式所相应的电气控制电路。的电气控制电路。7.6.2 逻辑代数的基本运算逻辑代数的基本运算1、逻辑变量、逻辑变量输入变量：字母输入变量：

33、字母A、B、C表示。表示。输出变量：字母输出变量：字母F表示。表示。输出变量与输入变量之间存在一种因果关系。输出变量与输入变量之间存在一种因果关系。变量取值只能是变量取值只能是0或或1。0和和1表示两种不同的逻辑状态。表示两种不同的逻辑状态。例如：例如：1表示开关的闭合状态，表示开关的闭合状态，0表示开关的断开状态。表示开关的断开状态。2、三种基本的逻辑运算、三种基本的逻辑运算 与运算与运算由两个或更多个开关相互串联而完成的一种由两个或更多个开关相互串联而完成的一种逻辑运算，如图逻辑运算，如图7.6.3所示。所示。只有当开关只有当开关A与与B都闭合时，电路才接通，白都闭合时，电路才接通，白炽灯

34、才会亮。设炽灯才会亮。设F=1，表示灯亮；，表示灯亮；F=0，表示灯灭。，表示灯灭。A=B=1，表示开关都闭合；，表示开关都闭合；A=B=0，表示开关都，表示开关都断开。断开。逻辑关系式：F=AB （7.6.1）式中“”表示与运算。对应的真值表对应的真值表ABF000010100111与运算真值表与运算真值表 或运算或运算由两个或多个开关相并联而完成的逻辑由两个或多个开关相并联而完成的逻辑运算，如图运算，如图7.6.4所示。所示。在两个并联开关中，只要有一个或一个在两个并联开关中，只要有一个或一个以上开关闭合，电路就接通，灯就亮。以上开关闭合，电路就接通，灯就亮。或运算逻辑关系式或运算逻辑关系

35、式F=A+B F=A+B （7.6.27.6.2）式中式中“+”“+”表示或运算。表示或运算。或运算的真值表见表或运算的真值表见表ABF000011101111或运算真值表或运算真值表 非运算非运算开关与白炽灯并联而完成的逻辑运算，开关与白炽灯并联而完成的逻辑运算，如图如图7.6.5所示。所示。当开关当开关A闭合，则白炽闭合，则白炽F灯灭；当开关灯灭；当开关A断开，则白炽灯断开，则白炽灯F就亮。就亮。AF 或运算逻辑关系式或运算逻辑关系式:式中式中“”“”即在输入信号开关上加即在输入信号开关上加横线横线“-”“-”，表示求反运算，或称非运算。，表示求反运算，或称非运算。非运算的真值表见表非运算

36、的真值表见表A(,FfA B C）AF0110非运算真值表非运算真值表3 3、逻辑函数及其表示方法、逻辑函数及其表示方法 逻辑函数逻辑函数当当AB取任何一组状态，取任何一组状态，F就有一个确定的状就有一个确定的状态与之相对应。态与之相对应。F称为输出逻辑变量，称为输出逻辑变量，AB称称为输入逻辑变量。为输入逻辑变量。输出与输入之间的逻辑函数关系可表示为：输出与输入之间的逻辑函数关系可表示为：（7.6.4）继电接触器控制电路逻辑函数的表达式继电接触器控制电路逻辑函数的表达式输入逻辑变量：继电器或接触器的动合、动输入逻辑变量：继电器或接触器的动合、动断触点状态。断触点状态。输出逻辑变量：继电器或接

37、触器吸引线圈的输出逻辑变量：继电器或接触器吸引线圈的通断状态。通断状态。表达式统一的标准：表达式统一的标准：A、SB、SQ、KM、KA分别表示按钮、行分别表示按钮、行程开关、接触器、继电器的动合触点，并程开关、接触器、继电器的动合触点，并用下面图形符号表示。用下面图形符号表示。B、/SB、/SQ、/KM、/KA 分别表示按钮、分别表示按钮、行程开关、接触器、继电器的动断触点，行程开关、接触器、继电器的动断触点，并用下面图形符号表示。并用下面图形符号表示。1(233)KMfSBSBSBSBKMFRC、受控元件的原始状态为受控元件的原始状态为0状态，如线圈状态，如线圈失电、行程开关未受压等；受控元

38、件的受失电、行程开关未受压等；受控元件的受激状态为激状态为1状态，如线圈得电、行程开关受状态，如线圈得电、行程开关受压等。压等。D、触点闭合状态为触点闭合状态为1状态，触点断开状态状态，触点断开状态为为0状态。状态。E、继电器、接触器、行程开关、按钮的触继电器、接触器、行程开关、按钮的触点串联用点串联用“”表示，并联用表示，并联用“+”表示。表示。例如，三相异步电动机正转控制、点动调整例如，三相异步电动机正转控制、点动调整的控制电路，如下图。的控制电路，如下图。根据逻辑关系写出根据逻辑关系写出标准逻辑表达式：标准逻辑表达式：图：三相异步电动机正转控制、图：三相异步电动机正转控制、点动调制的控制

39、电路点动调制的控制电路7.6.3 逻辑设计的基本概念逻辑设计的基本概念机械加工工艺和常用技术术语 1、工步组合机床动力头的加工进程图也称循环图如图7.6.9所示。加工过程分成若干个步骤逐步进行，在每一步骤中进行特定的机械动作。在机械工程中，把这种特定机械动作的步骤称为工步，并以其特定的机械动作来命名。表表7.6.4 7.6.4 各执行器件的通断情况，可用执行各执行器件的通断情况，可用执行器件动作节拍表来表示器件动作节拍表来表示.2、程序、程序对应于各电气执行元件工作状态组合的对应于各电气执行元件工作状态组合的一种稳定状态。一种稳定状态。一般用对应于该程序特点的机械动作命名。一般用对应于该程序特

40、点的机械动作命名。若两个程序皆对应于同一执行元件工作状态的若两个程序皆对应于同一执行元件工作状态的组合，但中间被其他程序隔开，那么这是两组合，但中间被其他程序隔开，那么这是两个不同的程序。个不同的程序。若所有执行元件都处于失电状态，则称为若所有执行元件都处于失电状态，则称为“零零程序。程序。注意：执行元件动作节拍表，反映了生产机械注意：执行元件动作节拍表，反映了生产机械对电气控制的要求，应预先提供。对电气控制的要求，应预先提供。7.6.4 检测元件的状态表检测元件的状态表各检测元件在各程序中的状态列表。列写的规则：在一个程序中检测元件处于原始状态不受压），则在该元件所占格子中填写0空）；若处于

41、受激状态受压），则写1。作为程序转换主令信号的检测元件，它的状态转换标志着电气控制电路转入新的程序，在相应的程序分界线上面粗线表示，并专门列出转换主令一栏，以记录转入各程序的转换主令信号。在一个程序中，检测元件的状态发生变化，即从 0或从01，则在相应的格中填写1或表中空格处为0）。7.6.5 继电器逻辑函数的列写继电器逻辑函数的列写1、继电器的通断表、继电器的通断表2、继电器逻辑函数的列写、继电器逻辑函数的列写列写如图7.6.10所示电路的逻辑函数：K AS B K A S Qf 第一步：根据控制电路可写出继电器吸引线圈KA的得电逻辑函数表达式式中，SB为开启主令信号，用X开主表示；KA为自

42、锁触点；/SQ为关断主令信号，用X开主表示。这时一个开启从优的逻辑函数表达式，可写成如下通式：fKA=X开主+KAX关主 （7.6.5）KA1KA2KA3SBKA1SQ4SQ5KA2SQ3KPKA3SQ1fff第二步：现根据继电器通断表，写出第二步：现根据继电器通断表，写出KA1、KA2、KA3线圈得电的逻辑函数表达式：线圈得电的逻辑函数表达式：第三步：并画出对应的电气控制电路图，第三步：并画出对应的电气控制电路图，如图如图7.6.11所示：所示：K A(K AfX XX X 开约开主 关主 关约）3、逻辑函数表达式的检查、逻辑函数表达式的检查即在指定的开、关边界线处，是否会误开启；在指定的开

43、、关边界线内，是否会误关断。详细：是否会误开启 是否会误关断4、逻辑函数表达式的改进、逻辑函数表达式的改进考虑电路的安全性和可靠性，在控制电路中必须增加约束条件，所以可将式7.6.5改进为：（7.6.6）式中，X开约指开启时的约束信号；X关约是指关断时的约束信号。改进两点：改进两点：X开主要与一个开主要与一个X开约因子，才构成的开开约因子，才构成的开启条件。启条件。X关主要或一个关主要或一个X关约因子，才构成的关关约因子，才构成的关断条件。断条件。改进电路：改进电路：7.6.5 无记忆功能执行元件逻辑函数无记忆功能执行元件逻辑函数的列写的列写无记忆功能元件，无自锁触点，只能依靠输入逻无记忆功能

44、元件，无自锁触点，只能依靠输入逻辑变量的触点来实现在开关边界内保持取值为辑变量的触点来实现在开关边界内保持取值为1。列写逻辑函数表达式方法：列写逻辑函数表达式方法：“逐段覆盖法逐段覆盖法”在开启边界线和关断边界线找出一个取值发生在开启边界线和关断边界线找出一个取值发生转换的逻辑变量。转换的逻辑变量。把选定的逻辑变量究竟是组成或函数还是组成把选定的逻辑变量究竟是组成或函数还是组成与函数。与函数。检查检查KA组成的逻辑函数取组成的逻辑函数取1范围是否已覆盖边范围是否已覆盖边界线的内部，若未覆盖，则可重复前两步骤再组界线的内部，若未覆盖，则可重复前两步骤再组成一个新的逻辑函数，直到边界线内部被这些逻

45、成一个新的逻辑函数，直到边界线内部被这些逻辑函数取辑函数取1的范围全部覆盖住为止。的范围全部覆盖住为止。*7.7 继电接触器控制电路的逻辑继电接触器控制电路的逻辑设计方法设计方法7.7.1 继电器的设置方法继电器的设置方法1、问题的提出、问题的提出2、程序特征数、程序特征数3、待相区分组、待相区分组4、设置继电器的方法、设置继电器的方法 辅助特征数辅助特征数 设置继电器的方法设置继电器的方法 7.7.2逻辑设计方法的步骤逻辑设计方法的步骤 充分调查研究，按生产工艺要求作出工作进程图。作出检测元件状态表转换表其中执行元件动作节拍表是已知的）。划出待相区分组，设置继电器。列写继电器与执行元件的逻辑

46、函数表达式。画出电气控制电路。进一步检查、简化和完善控制电路。【例7.7.1】用逻辑设计法设计组合机床动力头加工工件的电气控制电路。【解】【解】作出工作进程图作出工作进程图:作出转换表作出转换表K A 1K A 2K A 3K M 1K M 2K M 3K M 4S BS Q 1 S Q 2K A 1(S Q 3K A 3)S Q 5K A 1K A 2(S Q 4K A 3)S Q 3K A 2K A 3(S Q 1K A 2)K A 1 K A 2K A 2K A 3K A 2K A 3K A 1K A 1 K A 2K A 3fffffff 列写继电器与执行元件的逻辑函数表达列写继电器与执行元件的逻辑函数表达式式:画出电气控制电路画出电气控制电路:NoImage 结论：经实际调试，此控制电路符合生产工艺要求，并消除了误动作现象，可交付使用。