电气控制课程设计指导书

实 验 指 导 书

《电气控制与仪表课程设计》

课程设计

学 院： 学 号： 专业（方向）年级： 学 生 姓 名：

福建农林大学机电工程学院电气工程系

2007年 9 月 1 日

第一节 概述

要能够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，必须经过反复的实践，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，在高等工科应用型人才培养中尤其要重视工艺设计。由于初次从事设计工作，工艺要求不能过高，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，个人的工艺设计，只要求完成其中的一部份内容。

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。在设计工程中，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。

第二节 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装置的设计实践，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观念。

课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务的同时要注意多方面能力的培养与提高，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） 查阅图书资料、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。

在课程设计教学中，应以学生为主，充分发挥自主性和创造精神。教师的指导作用主要体现在工作方法、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，拟定设计任

务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。

2） 在方案确定过程中（是重要一环）应主动提出问题，以取得指导老师的帮助，在此

阶段提倡广泛讨论，做到思路开阔，依据充分。在具体设计过程中，要求多思考，主要参数的确定，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、元件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。

第三节 课程设计任务与设计方法

一、 设计任务书

课程设计要求是以设计任务书形式表达，按要求，其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） 连锁、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气元件。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，设计中主要是以电气设备总体配制图‘电器板元件布置图、接线图、控制面板布置图、接线图、电气箱以及主要加工零件如电气安装底板、控制面板等为练习对象。对于每位设计者来说只要求完成其中一部份。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，要表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，一原理设计和工艺设计两部分，分别进行设计。 （一） 原理图设计的步骤 1） 根据要求拟定设计任务。

2） 根据拖动要求设计主电路。在绘制主电路时，可从以下及方面来考虑： 1每台电动机的控制机方式，○应根据其容量及拖动负载性质考虑其起动要求，选择适当的起动线路。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。

根据运动要求决定转向控制。

根据各台电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护或过电流控制措施。

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。 设置短路保护及其他必要的电气保护。

考虑其他特殊要求：调速要求、主电路参数测量、信号检测等。 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设置必要的连锁{包括同一台电动机各动作之间的动作连锁}。

④设置短路保护以及设计任务中要求的位置保护{如极限位、越位、相对位置等保护}、电压保护、电流保护和各种物理量保护{温度、压力、流量等}。

⑤根据拖动要求，设计特殊要求控制环节，如自动抬刀、变速、与自动循环、工艺参数测量等控制。

⑥按需要设计应急操作。

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、补充和完善。主要包括以下内容 ①校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾或遗漏。

②检查接触器、继电器、主令电路的触头使用是否合理，是否超过电器元件允许的数量。 ③检查连锁要求能否实现。 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、合理的选择个电器元件，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《电器制图》标准绘制电器原理线路图并按GB5094 《电器技术中的项目代号》要求标住器件的项目代号，按GB4884-85《绝缘导线的标记》的要求对线路进行统一标号 （二）工艺设计步骤

1）根据电器设计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，绘制电器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（如电器安装板、控制面版、电源、放大器等0

3）根据元件布置图及电器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的方式。

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第六章内容，各种图纸的设计过程和绘制要求也可以参考设计举例。

第四节 课程设计参考题选 推荐以下设计课题供自选：

课题一 专用镗孔机床的电气控制系统设计

1. 机床概况 改设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。其加工效率的要求均

较高，宜采用专用设备。机床主运动采用动力头，由Y100L-6型（1.5KW.4A）三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工（有镗孔与铰孔加工选择），加工动作流程如图8-11所示。

图8-11加工动作流程图

进给系统采用液压控制，为提高功效进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型（750W、1.9A）,由电磁阀（YV1~YV4）控制进给速度，其