《电气控制与可编程序控
制器》 课程设计指导书
目 录
第一部分 课程设计要求、设计方法及参考选题........................... 1
一、课程设计的目的和要求 ........................................ 1 二、课程设计任务、工作量与设计方法 .............................. 2
（一）设计任务书............................................. 2 （二）设计方法及步骤......................................... 2 三、课程设计举例 ................................................ 3
（一）设计任务书............................................. 3 （二）设计过程............................................... 5
第二部分 课程设计参考题选.......................................... 16
课题一 专用镗孔机床的电气控制系统设计 .......................... 16 课题二 千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 ................ 17 课题三 机械手电气控制系统设计 .................................. 18 课题四 全自动双面钻电气控制系统设计 ............................ 19 课题五 机械手PC控制系统设计 ................................... 20 课题六 专用榫齿铣电气控制系统设计 .............................. 20
第一部分 课程设计要求、设计方法及参考选题
要能胜任电气控制系统的设计工作，按要求完成好设计任务，仅仅掌握电气设计的基础知识是不够的，必须经过反复实践，深入生产现场，不断积累经验．课程设计正是为这一目的而安排的一个实践性教学环节，它是一项初步的工程训练。通过集中1～2周时间的设计工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法．课程设计题目不要太大，尽可能取自生产中实用的电气控制装置。
本指导书主要讨论课程设计应达到的目的、要求、设计内容、深度及应完成的工作量。并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤。
本指导书还收集了较多的设计参考题，可作为课程设计练习题，直接供设计者自由选取。命题结合生产需要，具有真实感。设计中应严格要求，力求做到图纸资料规范化。
电气设计包含原理设计与工艺设计两个方面不能忽视任何一面，在高等院校教学中尤其要重视工艺设计。由于初次从事设计工作，工艺设计要求不能过高，不能面面俱到。设计工作量，说明书等要求与毕业设计应有较大的区别，电气控制课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产，各人的工艺设计只要求完成其中一部分内容。
课程设计原则上应做到一人一题和自由选题．在几个人共选一个课题的情况下各人的设计要求及工艺设计内容，绘图种类，应有所区别。要强调独立完成，以学生自身的独立工作为主，教师指导帮助为辅。在设计过程中，适当组织针对性参观，并配以多种形式有助于开拓设计思路的讲座。
一、课程设计的目的和要求
课程设计主要目的，是通过某一生产设备的电气控制系统的设计实践，了解一般电气控制设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往学习的内容，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体现念。
课程设计应强调以能力培养为主，月提高，主要包括以下几方面： ①独立工作能力和创造力。
②综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力． ③查阅图书资科、产品手册和各种工具书的能力． ④工程绘图能力．
⑤写技术报告和编制技术资料的能力。
在课程设计数学中，应以学生为主体，充分发挥自己的自主性和创造精神。作用主要是体现在工作方法、思维方法的引导。
为保证顺利完成设计任务，提出如下要求：
①在接受设计任务并选定课题后，应根据设计要求和应完成的设计内容，查阅图书 和制定工作进度计划，确定各阶段应完成的工作，妥善安排时间。
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②在方案确定过程中(是最重要一环)应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，阶段提倡广泛讨论，做到思路开阔，依据充分。在具体设计过程小，要求多想、少问，参数的确定，要经过计算论证。
③所有电气图纸的绘制必须符合国家有关标准的规定，包括线条、图形符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、图例：明细表以至图纸的折叠和装订。
④说明书要求文字通顺、简练、字迹端正、整洁。 ⑤应在规定时间内完成所有的设计任务。
⑥条件允许情况下，对自己的设计线路进行试验论证，考虑进一步改进的可能．
二、课程设计任务、工作量与设计方法
（一）设计任务书
课程设计要求是以设计任务书形式表达，由设计者自己拟订。设计任务书应包含以下内容：
①设备的名称、用途、基本构造、动作原理以及工艺过程的简单介绍。 ②拖动方式、运动部件的动作顺序、各动作要求和控制要求。 ③联锁、保护要求。
④照明、指示、报警等辅助要求。 ⑤应绘制的图纸。 ⑥说明书要求。
原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电器元件。工艺设计目的是为了得到电气设备制造过程中需要的施工图纸，其类型数量很多，设计中主要以电气设备总体配置图、电器板元件布置图、接线图、控制面板布置因、接线固、电气箱以及主要加工零件如电器安装底板、控制表板等为练习对象。对于每位设计者来说只要求完成其中一部分。原理图及工艺图纸均应按要求绘制，元件布置图应标注总体尺寸、安装尺寸和相对位置尺寸。接线图的编号应与原理图一致，要标明组件所有进出线编号、配线规格、进出线的接线方式(采用端子板或接插件)。 （二）设计方法及步骤
在接到设计任务书后，依原理设计和工艺设计两部分， 1．原理图设计的步骤 （1）根据要求拟订设计任务。
（2）根据拖动要求设计主电路。在绘制主电路时，可从以下几方面来考虑： ①每台电动机的控制方式应根据其容量及按动负载性质考虑其起动要求，
的起动线路。对于一般小容量(7kw以下)起动负载不大时，可直接起动，对大容量电动机应考虑采用降压起动。
②根据运动要求决定转向控制。
③根据各台电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护成过电流控制指施． ④根据拖动负载及工艺要求决定停车时是否需要制动控制，并决定采用何种制动方式。 ⑤设置短路保护及其他必要的电气保护。
⑥考虑其他特殊要求；调速要求、主电路参数测量、信号检测等．
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（3）根据主电路的控制要求设计控制回路，其设计方法是， ①正确选择控制电路电压种类及大小。
②根据每台电动机的起动、运行、调速、制动及保护要求，依次绘制各控制环节(选择适当的基本单元控制线路)。
③设置必要的联锁(包括同一台电动机各动作之间以及各台电动机之间的动作联锁)。 ④设置短路保护以及设计任务中要求助位置保护（如极限位、越位、相对位置等保护)、电压保护、电脑保护和各种物理量保护(温度、压力、流量等)。
⑤根据施动要求，设计特殊要求控制环节，如自动抬刀、变速与自动循环量等控制。 ⑥按需要设置应急操作。
（4）根据照明、指示、报警等要求设计辅助电路。 （5）总体检查、修改、补充与完善．主要包括以下内釉 ①校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾成遗漏。
②检查接触器、继电器、主令电器的触头使用是否合理，是否超过电器元件允许的数量。 ③检查联锁要求能否实现。 ④检查各种保护是否完善。
⑤检查发生误操作所引起的后果与防范措施。 （6）进行必要的参数计算。
（7）正确、合理地选择各电器元件，按规定格式编制元件目录表。
（8）根据完善后的设计草图，按GB6988《电气制图》标准绘制电气原理线路图，并按GB5094《电气技术中的项目代号》要求标注器件的项目代号，按GB4884—85《绝缘导线的标记》的要求对线路进行统一编号。
2．工艺设计步骤
①根据电气设备的总体配置及电器元件的分布状况和操作要求划分电器组件，绘制电气控制系统的总装配图和总接线图：
②根据电器元件的型号、外型尺寸、安装尺寸、绘制每一组件的元器件布置图(如电器安装扳、按制面板、电源、放大器等)。
③根据元件布置图及电气原理编号绘制组件接线图，统计组件进出线的数量、编号以及各组件之间的连接方式。
④绘制并修改工艺设计草图后，便可按机械、电气制图要求绘制工程图纸。最后依设计过程和设计结果编写设计说明书及使用说明书。
以上简单介绍了原理设计与工艺设计的步骤，其中每一步的设计要求与具体内容可参阅方承远主编的《工厂电气控制技术》一书中第八章的有关内容，各种图纸的设计过程和绘制要求也可以参考设计举例，这里不再重复。
三、课程设计举例
设计题目：电镀车间专用行车电气控制装置设计 （一）设计任务书
1．专用设备基本情况介绍
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