1.2　电气控制电路

在生产工艺中，经常使用继电器控制系统，即把各种电器（继电器、接触器、按钮开关、行程开关、热继电器等元件），用导线按照所需的控制方式连接起来，用以满足生产工艺要求的自动控制线路。虽然生产工艺和生产过程不同，对控制线路的要求也不同，但是无论哪一种控制系统，都是由一些比较基本的典型控制线路变化或者组合而成的。因此，首先需要掌握基本的控制线路以及一些典型控制线路的工作原理、分析方法和设计方法，进而掌握复杂电气控制系统的分析方法和设计方法。

1.2.1　电路图图形、文字符号及绘制原则

电气控制线路是由许多电器元件按一定的控制要求连接起来的。在图中用不同的图形符号来表示各种电器元件，用不同的文字符号来说明图形符号所代表的电器元件的基本名称、用途、编号等信息。电气控制线路应该根据简明易懂的原则，采用国家规定的标准，用统一规定的图形符号、文字符号和标准画法进行绘制。

1. 常用电气图形符号和文字符号

电气控制系统图、电器元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准规定。国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准：GB 4728—84《电气图用图形符号》GB 6988—87《电气制图》和GB 7159—87《电气技术中的文字符号制订通则》。规定从1990年1月1日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须符合最新的国家标准。常用电气图形符号和文字符号如表1-1所示。

2. 电气控制线路的绘制原则

电气控制线路的表示方法有：电气原理图、安装接线图和电器布置图。由于它们的用途不同，绘制原则也有差别。电器布置图是按照电器实际位置绘制的分布图。安装接线图是实际接线的线路图，这种线路便于安装。电气原理图是根据工作原理绘制的，其目的是为了便于阅读和分析控制线路。电气原理图是电器元件的展开图，包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。

下面以图1-21所示的某机床的电气原理图为例，来说明电气原理图的规定画法和注意事项。

1）绘制电气原理图应遵循的原则

电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件，一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。

绘制电气原理图应遵循以下原则：

• □　所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。
• □　在电气原理图中，电器元件的布局应根据便于阅读的原则安排。主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方，辅助电路也用粗实线绘制在图面的右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列。
• □　在电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个时间继电器，可用KT1、KT2来区别。
• □　在电气原理图中，所有电器均按没有通电或没有外力作用时的状态画出，即按自然状态画出。对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点，按未受外力作用时的状态画出；控制器按手柄处于零位时的状态画出。
• □　在电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90°，但文字符号不可倒置。

2）画面图域的划分

图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路和阅读分析以避免遗漏而设置的。图区编号也可设置在图的下方。

图区编号下方的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。

3）符号位置的索引

符号位置的索引用图号、页次和图区编号的组合索引法，索引代号的组成如图1-22所示。

图号是指当某设备的电气原理图按功能多册装订时，每册的编号，一般用数字表示。

当某一元件相关的各符号元素出现在不同图号的图纸上，而每个图号仅有一页图纸时，索引代号中可省略“页号”及分隔符（·）。当某一元件相关的各符号元素出现在同一图号的图纸上，而该图号有几张图纸时，可省略“图号”和分隔符（/）。当某一元件相关的各符号元素出现在只有一张图纸的不同图区时，索引代号只用“图区”表示。

如图1-21所示的图区3中的KM常开触点下面的“7”即为最简单的索引代号。它指出了继电器KM的线圈位置在图区7。图1-21中接触器KM线圈及继电器KA线圈下方的文字是接触器KM和继电器KA相应触点的索引。在原理图中相应线圈下方，给出触点的图形符号，并在下面标明相应触点的索引代码，且对未使用的触点用“×”表明，有时也可采用省略的表示方法。

对接触器，上述表示法中各栏的含义如表1-2所示。

对继电器，上述表示法中各栏的含义如表1-3所示。

1.2.2　基本控制电路

三相异步电动机按转子结构的不同，可分为笼型和绕线式。笼型转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用。下面主要讲解三相笼型异步电动机的控制线路。

1. 单向全压启动、停止线路

三相异步电动机的启动控制有直接启动、降压启动和软启动等方式。直接启动又称为全压启动，即启动时电源电压全部施加在电动机定子绕组上。在电源容量足够大时，小容量笼型电动机可直接启动。直接启动的优点是电气设备少，线路简单。缺点是启动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其他用电设备的正常工作。

电动机能否直接全压启动有一定的规定。如果用电单位有独立的变压器，且在电动机启动频繁时，电动机容量小于变压器容量的20%，允许直接启动。如果电动机不经常启动，它的容量小于变压器容量的30%时，允许直接启动。如果没有独立的变压器（与照明共用），电动机直接启动时所产生的电压降不应超过线路电压的5%，一般小容量的异步电动机，如10kW以下的都是采用全压直接启动的。

1）点动控制

某些生产机械在安装或维修后常常需要试车和调整，即所谓的“点动”控制。其线路图如图1-23所示，当按下启动按钮时，KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机转动；松开按钮后，按钮自动复位，KM线圈断电使电动机停止转动。

2）连续控制

在实际生产中，往往要求电动机实现长时间连续转动，即连续运行，又称为长动控制。如图1-24所示为三相笼型异步电动机连续运行控制线路。接触器KM的辅助常开触点并接于启动按钮，当松开SB2时，按钮在复位弹簧的作用下自动复位，接触器KM的线圈通过其辅助常开触点的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种通过主令电器的常开触点和接触器（继电器）本身的常开触点相并联而使线圈保持通电的控制方式，称为自锁。起到自锁作用的辅助常开触点称自锁触点。由于有自锁的存在，可以使电动机连续运行；当停止信号出现后，由于自锁回路断开而不能自行启动。

2. 正反转控制线路

各种生产机械常常要求能完成上下、左右、前后等相反方向的运动，如工作台的前进、后退，电梯的上升、下降等，就要求电动机能可逆运行。根据三相异步电动机的原理可知，若将电动机三相电源进线中的任意两相对调，产生相反方向的旋转磁场，便可实现电动机反向运转。因此，可通过两个接触器来改变电动机定子绕组的电源相序来实现。其线路如图1-25所示。

如图1-25（a）所示是电动机正反转控制的主电路。KM1通电电机正转，KM2通电电机反转。

如图1-25（b）所示是由两个单向控制线路简单并联起来的。按下正转启动按钮SB2时，电动机正转；按下反转启动按钮SB3时，电动机反转。但如果误操作同时按下两个按钮，正反向接触器主触点同时闭合，将会使电动机绕组短路，如图1-25（b）中虚线所示。因此，任何时候都只能允许一个接触器通电工作。这就需要在电动机的正反转之间有一种相互制约的互锁关系。

如图1-25（c）所示是将正反向接触器的常闭辅助触点互串在对方之路当中。此时，任一接触器线圈先通电后，另一线圈电路中的辅助常闭触点立即断开，切断另一线圈的得电条件。我们把这种相互制约的连锁关系称为互锁。

有些生产工艺中，希望能直接实现正、反转的切换。可以将如图1-25（c）所示的线路稍作修改，采用两个复合按钮来控制，如图1-25（d）所示。在这个控制线路图中，既有接触器的互锁，又有按钮的互锁，这样就保证了电路的可靠工作。正转启动按钮SB2的常开触点用来使正转接触器KM1的线圈通电，其常闭触点串接在反转接触器KM2线圈的电路中，用来使之释放。反转启动按钮SB3的作用同SB2一样。复合按钮是先断后合的，也就是先断开常闭触点来切断另一电路的得电条件，再闭合常开触点来接通本电路。因此，需要改变电动机的运转方向时，就不必按下停止按钮了，直接按下正、反转按钮可实现运转方向的改变。

3. 自动循环控制线路

在生产实践中，有些生产机械的工作台需要自动往复运动，如龙门刨床、导轨磨床等。正、反转是实现自动循环的基本环节。

如图1-26（a）所示，要求小车在A、B两点之间做往复运动，当A处行程开关故障，小车能停在C处；当B处行程开关故障，小车要能停在D处。在该控制环节中，它是利用行程开关实现往复运动控制的，通常称为行程控制。

如图1-26（b）所示是自动循环往复控制的主电路。KM1为小车左行接触器线圈，KM2为小车右行接触器线圈。首先，小车要实现正、反转，其基本电路如图1-26（c）所示。当小车左行到A处时，小车碰到行程开关SQ1，左行停止并启动右行，则A点处行程开关对于KM1线圈回路来说相当于一个停止按钮的作用。在KM1回路中要串联一个SQ1的常闭辅助触点。对于KM2线圈回路来说，A点的行程开关则起到了启动按钮的作用，在KM2回路的启动按钮SB3处要并联SQ1的常开辅助触点。同理，SQ2的常闭辅助触点要串联在KM2回路中，而其常开辅助触点要并联在SB2上。若A处行程开关故障，要求能停在C点，所以SQ3也应当起到停止左行的作用，因此SQ3的常开辅助触点要串联在KM1回路中。D点与C点作用相同，也应同样放置。

机械式的行程开关容易损坏，现在多用接近开关或光电开关来取代行程开关实现行程控制。这种电路只适用于电动机容量较小、循环周期较长的拖动系统中。另外，在选择接触器容量时应比一般情况下选择的容量大一些。

4. 多地控制线路

有些生产设备通常需要在两地或两地以上的地点进行控制操作。比如，有些场合，为了能够集中管理，在中央控制台进行控制，而在每台设备检修或故障时，又要求在设备旁边控制。

在一个地点进行控制的时候，用一组启动和停止按钮。不难想象，在多地控制时就需要多组启动和停止按钮。同时要求多组按钮的连接原则必须是：任何地点都能启动，启动（常开）按钮要并联；任何地点都能停止，停止（常闭）按钮应串联。如图1-27所示为实现三地控制的控制电路，这一原则也适用于更多地点的控制。

5. 顺序控制线路

在实际生产中，有些拖动系统中的多台电动机要实现按先后顺序工作，也就是控制对象对控制线路提出了按顺序工作的联锁要求。如图1-28所示，M1为油泵电动机，M2为主拖动电动机。要求油泵先启动，然后主拖动电机启动。在控制电路中，将控制油泵电动机的接触器KM1的常开辅助触点串入控制主拖动电动机的接触器KM2的线圈电路中，只有当KM1先启动，且KM1的常开辅助触点闭合后，KM2才能启动，从而可以实现按顺序工作的联锁要求。依次类推，可以得到多个需要顺序控制的线路图。

如图1-28（a）所示是实现顺序工作的主电路。KM1通电，电动机M1运行；KM2通电，电动机M2运行。

如图1-28（b）所示，要求M1启动后t秒M2自行启动。可利用时间继电器的延时闭合常开触点来实现。按启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机M1启动，同时时间继电器KT线圈也通电。定时t秒到，时间继电器延时闭合的常开触点KT闭合，接触器KM2线圈通电并自锁，电动机M2启动，同时接触器KM2的常闭触点切断了时间继电器KT的线圈电源。

有些生产机械除了必须按顺序启动外，还要求按一定的顺序停止，如皮带运输机。启动时应先启动M1，再启动M2；停止时需先停止M2，再停止M1，这样才不会造成物料在皮带上的堆积，即“顺序启动，逆序停止”。要实现这个控制要求，只需在顺序启动控制电路图的基础上，将接触器KM2的一个辅助常开触点并联在停止按钮SB1的两端，如图1-29所示。这样，只有先按下SB3，电动机M2先停后，并联在停止按钮SB1两端的KM2的辅助常开触点打开，此时按下SB1，M1电动机才能停止，达到逆序停止的要求。

通过上面的例子可以看出，实现联锁控制的基本方法是采用反映某一运动的联锁触点控制另一运动的相应电器，从而达到联锁工作的要求。其普遍规律是：

• □　要求甲接触器动作而乙接触器不能动作，则必须将甲接触器的常闭辅助触点串联在乙接触器的线圈电路中。
• □　要求甲接触器动作后乙接触器才能动作，则必须将甲接触器的常开辅助触点串联在乙接触器的线圈电路中。
• □　要求乙接触器线圈先断电释放后才能使甲接触器线圈断电释放，则必须将乙接触器的常开辅助触点与甲接触器的线圈电路中的停止按钮的常闭触点并联。

1.2.3　降压启动控制线路

通常小容量的三相异步电动机均采用直接启动方式。较大容量的笼型异步电动机（大于10 kW）直接启动时，启动电流较大，会对电网产生冲击，所以必须采用降压方式来启动。即启动时将电压降低后加在电动机定子绕组上，启动后再将电压恢复到额定值。通过降低电压可以减小启动电流，但是同时也降低了启动转矩，因此此方法适用于空载或轻载启动。

降压启动方式有定子电路串电阻、星－三角形、自耦变压器、延边三角形和使用软启动器等多种。其中定子电路串电阻和延边三角形方法使用得较少，所以在这里主要介绍星－三角形、自耦变压器降压启动和使用软启动器的方法。

1. 星－三角形（Y－Δ）降压启动控制线路

星－三角形降压启动仅用于正常运行时为三角形绕组的电动机。启动时，将电动机定子绕组连接成星形（Y），此时电动机每相绕组的电压是电源电压的，所以启动转矩是三角形（Δ）接法的1/3，启动电流也是三角形启动时的1/3，达到了减小启动电流的目的。启动后，再将绕组换成三角形接法，电动机在额定电压下工作。

星－三角形降压启动控制线路如图1-30所示。启动过程由时间继电器控制。

星－三角形降压启动方法投资少，线路简单，启动电流对电网冲击小，但同时启动转矩只是原来三角形启动时的1/3，所以这种启动方法适用于小容量电动机和电动机在空载或轻载启动的场合。

2. 串自耦变压器降压启动控制线路

该控制方法是在电动机的定子绕组中串入自耦变压器，启动时，将电压降低后的自耦变压器的副边电压加到电动机的定子绕组上，启动完毕便将自耦变压器短接，此时电源电压（自耦变压器的原边电压）直接加到定子绕组，电动机全压运行。自耦变压器副边有2～3组抽头（40%UN，60% UN和80% UN），工作人员可根据负载选择不同的启动电压。串自耦变压器降压启动的控制线路如图1-31所示。启动时间由时间继电器设定。其动作原理与图1-31所示的原理类似。

串联自耦变压器启动的优点是，启动时对电网的电流冲击小，功率损耗小，启动转矩可通过改变抽头的位置得到改变。缺点是自耦变压器结构相对复杂，价格较高，且不允许频繁启动。这种方式主要用于启动较大容量的电动机。

综合以上几种启动方法可见，一般均按照时间原则实现降压启动。由于这种线路工作可靠，受外界因素（如负载、飞轮转动惯量以及电网电压）的影响较小，线路比较简单，因而在电动机启动控制线路中多采用时间控制其启动过程。

3. 软启动器降压启动控制线路

传统的三相异步电动机的启动线路比较简单，不需要增加额外的启动设备，但其启动电流冲击一般还是很大，启动转矩较小且固定不可调；电动机停机时都采用控制接触器触点断开，切掉电动机电源，电动机自由停车，这样也会造成剧烈的电网波动和机械冲击。因此这些方法经常用于对启动要求不高的场合。在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置。其主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调，另外具有电动机的多种保护等功能。

软启动器是把电力电子技术与自动控制技术（包括计算机技术）结合起来的控制技术。它由功率半导体器件和其他电子元器件组成。当电动机启动时，由电子电路控制晶闸管的导通角，使电动机的端电压以设定的速度逐渐升高，一直升到全电压，使电动机实现无冲击启动到控制电动机软启动的过程。当电动机启动完成并达到额定电压时，使三相旁路接触器闭合，电动机直接投入电网运行。在电动机停机时，也通过控制晶闸管的导通角，使电动机端电压慢慢降低至0，从而实现软停机。

下面介绍软启动的特性。

• □　启动电流以一定的斜率上升至设定值，对电网无冲击。
• □　启动过程中引入电流负反馈，启动电流上升至设定值后，使电动机启动平稳。
• □　不受电网电压波动的影响。由于软启动以电流为设定值，电网电压上下波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机的端电压，仍可维持启动电流恒值，保证电动机正常启动。
• □　针对不同负载对电动机的要求，可以无级调整启动电流设定值，改变电动机启动时间，实现最佳启动时间控制。

由于软启动器对电流实时监测，因此还具有对电动机和软启动器本身的热保护、限制转矩和电流冲击、三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能，并可实时检测并显示如电流、电压、功率因数等参数。

1.2.4　制动控制线路

当按下停止按钮后，三相异步电动机切除电源。由于惯性，转子要经过一段时间才能完全停止旋转，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求，对生产率的提高、工作安全等方面都有不良影响。为了能使运动部件准确停车、准确定位，要求能迅速停车，因此要求对电动机进行制动控制。制动控制方法一般有两大类，即机械制动和电气制动。机械制动是用机械装置施加外力强迫电动机迅速停车；电气制动实质上是当电动机停车时，给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。下面介绍电气制动控制线路，包括反接制动和能耗制动。

1. 反接制动控制线路

反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法，所以主电路与正、反转控制电路类似。在反接制动时，定子绕组产生相反方向的旋转磁场，即转子于定子旋转磁场的相对速度近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍。因此，制动迅速、效果好是反接制动的特点之一。但制动电流对电网的冲击大，一般要在电动机定子电路中串入反接制动电阻，以限制制动电流。在反接制动过程中，电动机的热损耗比较大，所以也限制了异步电动机每小时内反接制动的次数。

三相异步电动机单向反接制动的控制线路图如图1-32所示。

需要注意的是，反接制动的转矩与原来相反，所以当电动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会反向旋转。在制动过程中，电流、转速和时间三个参量都在变化，通常取速度和时间作为控制信号。这里介绍选取速度作为参变量控制反接制动的方法，为此采用了速度继电器来检测电动机的速度变化。在120～3000 r/m范围内速度继电器触点动作，当转速低于100 r/m时，其触点恢复原位。

合上刀开关QS，按下启动按钮SB2时，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机启动运行，速度继电器KS常开触点闭合，为制动作准备。制动时，按下复合按钮SB1，KM1线圈断电，KM2通电（KS常开触头尚未打开），KM2主触点闭合，定子绕组串入限流电阻R进行反接制动，n约等于100 r/m时，KS常开触点断开，KM2线圈断电，电动机制动结束。

2. 能耗制动控制线路

电动机的能耗制动就是在电动机断开三相交流电源后，在电动机的定子绕组上加一个直流电流，在定子内形成一固定磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。能耗制动可以用时间原则进行控制，也可以用速度原则进行控制。这里介绍选取时间作为参变量控制能耗制动的方法。

三相异步电动机单向能耗制动的控制线路图如图1-33所示。

当启动时，合上刀开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM1通电，电动机M启动运行。当制动时，按下复合按钮SB1，KM1断电，电动机M交流电源断开，KM2通电，M两相定子绕组通入直流电，开始能耗制动；KT通电t秒后，KT常闭触头断开，KM2失电，M直流电切断，能耗制动结束，KT断电。

如图1-34所示为电动机按时间原则控制的可逆运行的能耗制动控制线路图。

在其正常的正向运转过程中，需要停止时，可按下停止按钮SB1，使KM1断电，KM3和KT线圈通电并自锁。KM3常闭触点断开，起锁住电动机启动电路的作用；KM3常开触点闭合，使直流电压加至定子绕组，电动机进行正向能耗制动。电动机正向转速迅速下降，当其接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触点KT断开接触器KM3线圈电源。由于KM3常开辅助触点的复位，时间继电器KT线圈也随之失电，电动机正向能耗制动结束。反向启动与反向能耗制动其过程与上述正向情况相同。

按时间原则控制的能耗制动，一般适用于负载转速比较稳定的生产机械上。对于那些能够通过传动系统来实现负载速度变换或者加工零件经常变动的生产机械来说，采用速度原则控制的能耗制动则较为合适。

能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂，一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。

1.2.5　电气控制线路的设计方法

继电接触器控制系统控制线路具有简单经济、维护方便、抗干扰能力强等优点，在各种机械控制中使用比较广泛，所以必须正确地设计电气控制线路（主电路和控制电路），合理选择各种电器元件，才能保证生产设备加工工艺的要求。一般情况下，电气控制线路设计主要指控制电路的设计。

电气控制线路的设计通常有两种方法，即一般设计法和逻辑设计法。

1. 一般设计法

一般设计法又称为经验设计法。它主要是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制电路。这种方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制线路，掌握多种典型线路的设计资料，同时具有丰富的经验。在设计过程中往往还要经过多次反复的修改、试验，才能使线路符合设计的要求。即使这样，设计出来的线路可能还不是最简，所用的电气触点不一定最少，所得出的方案也不一定是最佳方案。

一般设计法的主要原则是：最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求；在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。应做到以下几点。

1）尽量减少电器的数量

尽量选用相同型号的电器和标准件，以减少备品量；尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的线路和环节。

2）尽量减少控制线路中电源的种类。

尽可能直接采用电网电压，以省去控制变压器。

3）尽量缩短连接导线的长度和数量。

设计控制线路时，应考虑各个元件之间的实际接线。

如图1-35（a）所示的接线是不合理的，因为按钮在操作台或面板上，而接触器在电气柜内，这样接线需要由电气柜二次引出接到操作台的按钮上。改为如图1-35（b）所示的接线后，可减少一些引出线。

4）正确连接触点

在控制电路中，应尽量将所有触点接在线圈的左端或上端，而线圈的右端或下端直接接到电源的另一根母线上（左右端和上下端是针对控制电路水平绘制或垂直绘制而言的）。这样可以降低线路内产生虚假回路的可能性，还可以简化电气柜的出线。

5）正确连接电器的线圈

在交流控制电路中不能串联两个电器的线圈，如图1-36（a）所示。因为每一个线圈上所分到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总是有先有后，不可能同时吸合。例如，交流接触器KM2吸合，由于KM2的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也显著增大，从而使另一接触器KM1的线圈电压达不到动作电压。因此，两个电器需要同时动作时，其线圈应该并联起来，如图1-36（b）所示。

6）尽量减少多个元件依次通电的接线

在图1-37（a）中，线圈KA3的接通要经过KA、KA1、KA2三个常开触点。改接成如图1-37（b）所示的连接后，则每一对线圈通电只需要经过一对常开触点，工作较可靠。

7）避免出现寄生电路

在控制线路的设计中，要注意避免产生寄生电路（或叫假电路）。如图1-38所示是一个具有指示灯和热保护的电动机正反转电路。正常工作时，该控制线路能完成正反转启动、停止和信号指示，但当电动机过载，热继电器动作时，控制线路就可能出现不能释放的故障。例如，此时电动机正转，FR动作其常闭触点断开，由于有指示灯的存在，如图1-38中虚线所示，可能使KM1不能释放，起不到电动机过载保护的作用。

8）注意电器之间的联锁和其他安全保护环节

在实际工作中，一般设计法还有许多要注意的地方，这里不再详细介绍。

2. 逻辑设计法

逻辑设计法是主要依据逻辑代数这一数学工具来分析、化简、设计电器控制线路的方法。它是根据生产工艺的要求，将执行元件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量，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；然后运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，使之成为需要的最简“与”“或”关系式，根据最简式画出电路结构图；最后作进一步的检查和完善，即能获得需要的控制线路。

在一般的控制线路中，电器的线圈或触点的工作存在两个物理状态，如接触器、继电器线圈的通电与断电，触点的闭合与断开。这两个物理状态是相互对立的。在逻辑代数中，把这种两个对立的物理状态的量称为逻辑变量。在继电接触式控制线路中，每一个接触器或继电器的线圈、触点以及控制按钮的触点都相当于一个逻辑变量，它们都具有两个对立的物理状态，故可采用逻辑0和逻辑1来表示。如图1-39所示为启—保—停电路。

在如图1-40所示的线路中，SB1为启动信号按钮，SB2为关断信号按钮，KA的常开触点为自保持信号。它的逻辑函数为

若把KA替换成一般控制对象K，启动／关断信号换成一般形式X，则式（1-1）的开关逻辑函数的一般形式为

扩展到一般控制对象：

X_开为控制对象的开启信号，应选取在开启边界线上发生状态改变的逻辑变量；X_关为控制对象的关断信号，应选取在控制对象关闭边界线上发生状态改变的逻辑变量。在线路图中使用的触点K为输出对象本身的常开触点，属于控制对象的内部反馈逻辑变量，起自锁作用，以维持控制对象得电后的吸合状态。

X_开和X_关一般要选短信号，这样可以有效防止启、停信号波动的影响，保证了系统的可靠性。

在某些实际应用中，为进一步增加系统的可靠性和安全性，X_开和X_关往往带有约束条件，如图1-40所示。

其逻辑函数为

式（1-3）基本上全面代表了控制对象的输出逻辑函数。由式（1-3）可以看出，对开启信号来说，开启的主令信号不止一个，还需要具备其他条件才能开启；对关断信号来说，关断的主令信号也不止一个，还需要具备其他关断条件才能关断。这样就增加了系统的可靠性和安全性。当然X_开约和X_关约也不一定同时存在，有时也可能X_开约或X_关约不止一个，关键是要具体问题具体分析。