而进给运动为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速性质与生产机械的负载特性相适应，以使电动机获得充分合理的使用。如双速笼型异步电动机，当定子绕组由三角形联接改成双星形联接时，转速增加一倍，功率却增加很少，适用于恒功率传动；对于低速为星形联接的双速电动机改成双星形联接后，转速和功率都增加一倍，而电动机输出的转矩保持不变，适用于恒转矩传动。
4-3 电气控制原理图设计方法有几种？常用什么方法？电气控制原理图的要求有哪些？
答：电气控制原理图的设计方法有分析设计法和逻辑设计法两种。分别介绍如下： （一）分析设计法
分析设计法是根据生产工艺的要求选择适当的基本控制环节或将比较成熟的电路按各部分的联锁条件组合起来，并经补充和修改，将其综合成满足控制要求的完整电路，当没有现成典型环节可运用时，可根据控制要求边分析边设计。由于这种设计方法是以熟练掌握各种电气控制电路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制电路的经验为基础，故又称经验设计法。
（二）、逻辑设计法
逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来进行电路设计。它是从工艺资料（工作循环图、液压系统图等）出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触头的闭合与断开，以及主令元件的接通与断开等看成逻辑变量，并根据控制要求，将这些逻辑变量关系表示为逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简，然后按化简后的逻辑函数式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和完善，以期获得最佳设计方案，使设计出的控制电路既符合工艺要求，又达到线路简单、工作可靠、经济合理的要求。
常用方法为分析设计方法。
电气控制原理图设计应满足以下要求： 1）电气控制电路满足生产工艺要求。
2）尽量减少控制电路中电流、电压的种类，控制电压选择标准电压等级。 3）确保电气控制电路工作的可靠性和安全性。 4）应具有必要的保护。
5）应简洁方便 电路设计要考虑操作、使用、调试与维修的方便，力求简单经济。 4-4 采用分析设计法，设计一个以行程原则控制的机床控制电路。要求工作台前进时主轴电动机正转，工作台后退时主轴电动机反转，依次循环。
29
答：该电路应有二台电动机，一台是主轴电动机M1，另一台是工作台拖动电动机，其电气控制电路见题4-4图。
4-4图 题 4-5 某机床由两台三相笼型异步电动机M1与M2拖动，其拖动要求是：
1）M1容量较大，采用???减压起动，停车带有能耗制动； 2）M1起动后经20s后方允许M2起动（M2容量较小可直接起动）； 3）M2停车后方允许M1停车；
4）M1与M2起动、停止均要求两地控制，试设计电气原理图并设置必要的电气保护。
题4-5图 4-6 如何绘制电气设备的总装配图、总接线图及电器部件的布置图与接线图？ 答：总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式来表达的，图中应以示意方式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系、走线方式及使用管线要求。
总装配图、总接线图是进行分部设计和协调各部分组成一个完整系统的依据。总体设计要使整个系统集中、紧凑，同时要考虑对发热厉害、噪声振动大的电气部件应离操作者较远位置，电源紧急停止控制应安放在方便而明显的位置，对于多工位加工的大型设备，应考虑多处操作等。
电气元件布置图是指某些电器元件按一定的原则组合。如电气控制箱中的电器板、控制面板、放大器等。电器元件布置图的设计依据是部件原理图。同一组件中的电器元件的布置应注意：
1）体积大和较重的电器元件安装在电器板的下方，发热元件安放在电器板的上方。 2）强电弱电分开并加以屏蔽，以防干扰。
3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装高度要适宜。
4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利加工、安装和配线。
30
5）电器元件之间应留有一定间距，若采用板前走线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护。
各电器元件位置确定以后，便可绘制电器布置图。布置图是根据电器元件的外形尺寸按比例绘制，并标明各元件间距尺寸。同时，还要根据本部件进出线的数量和导线规格，来选择适当接线端子板和接插件，按一定顺序标上进出线的接线号。
电气部件接线图是根据部件电气原理图及电器元件布置图来绘制的。它表示了成套装置的连接关系，是电气安装和查线的依据。接线图应按以下要求绘制：
1）接线图和接线表的绘制应符合GB6988中5-86《电气制图接线图和接线表》的规定。 2）电气元件按外形绘制，并与布置图一致，偏差不要太大。
3）所有电气元件及其引线应标注与电气原理图相一致的文字符号及接线号。 4）在接线图中同一电器元件的各个部分（触头、线圈等）必须画在一起。
5）电气接线图一律采用细实线，走线方式有板前走线与板后走线两种，一般采用板前走线。对于简单电气控制部件，电器元件数量较少，接线关系不复杂，可直接画出元件内的连线。但对于复杂部件，电器元件数量多，接线较复杂时，一般是采用走线槽，只要在各电器元件上标出接线号，不必画出各元件之间连线。
6）接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色要求。 7）部件的进出线除大截面导线外，都应经过接线端子板，不得直接进出。 4-7 设计说明书及使用说明书应包含哪些主要内容？
答：设计及使用说明书应包含以下主要内容： 1）拖动方案选择依据及本设计的主要特点。 2）主要参数的计算过程。
3）设计任务书中要求的各项技术指标的核算与评价。 4）设备调试要求与调试方法。使用、维护要求及注意事项。
31
第五章 可编程序控制器及其工作原理
5-1 可编程序控制器具有哪些特点？
答：可编程序控制器特点： 1）抗干扰能力强，可靠性高；
2）控制系统结构简单、通用性强、应用灵活； 3）编程方便，易于使用； 4）功能完善，扩展能力强；
5）PLC控制系统设计、安装、调试方便； 6) 维修方便，维修工作量小；
7) 体积小、重量轻，易于实现机电一体化。
5-2 整体式PLC、组合式PLC由哪几部分组成？各有何特点？
答：整体式结构的PLC是将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I∕O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。另外还有独立的I/O扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成PLC不同配置与主机配合使用。整体式结构的PLC结构紧凑、体积小、成本低、安装方便。小型机常采用这种结构。
组合式结构的PLC是将CPU、输入单元、输出单元、电源单元、智能I∕O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块可以插在带有总线的底板上。装有CPU的模块称为CPU模块，其他称为扩展模块。组合式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。 5-3 PLC控制与继电器控制比较，有何相同之处？有何不同之处？
答：PLC控制与继电器控制的比较见下表：
比较项目 控制功能的实现 继电接触器控制 由继电器和接触器采用接线方式来完成控制功能 对生产工艺过程变更的适应性 控制速度 计数及其他特殊功能 安装、施工 适应性差，需重新设计，改变电器元件及接线 低，靠机械动作实现 一般没有 连线多，施工繁琐 PLC控制 各种控制功能是通过编制的程序来实现的 适应性强，只需对程序进行修改 极快，靠微处理器进行处理 有 安装容易，施工方便 32