電氣控制線路設(shè)計

陜西美鑫產(chǎn)業(yè)投資有限公司 楊克峰

電氣控制線路設(shè)計

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在電氣化控制中，線路設(shè)計是進行電氣設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)和調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電氣設(shè)備正常、可靠、安全運行的保證。因此，保證電氣控制中線路設(shè)計思想和設(shè)計原則的科學(xué)性和正確性，對確保電氣控制線路的可靠性，保障電氣設(shè)備的安全具有重要作用。本文，筆者結(jié)合工作實踐，對電氣控制線路設(shè)計原則和設(shè)計方法進行了探討，對于實際工作具有重要的指導(dǎo)作用。

一、電氣控制中線路設(shè)計原則

1.線路設(shè)計控制方式通用化原則。通用化是指線路設(shè)計方案能使生產(chǎn)機械加工不同性質(zhì)的對象。因此，在電路設(shè)計中要盡量選擇符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，并在長期實踐中得到廣泛應(yīng)用的控制方案，以滿足生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的要求。

2.線路設(shè)計控制電路電源可靠性原則。電源是電氣控制中所有設(shè)備得以運行的前提條件。線路設(shè)計中應(yīng)綜合考慮配電方案、線路布局、接地回路等因素，保證電源的負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；同時，還要有效避免控制系統(tǒng)中各電路間的干擾、振蘊及電路自身過熱等問題。通常，在線路控制簡單的情況下可選擇電網(wǎng)電源，在生產(chǎn)設(shè)備自動化程度高的情況下應(yīng)選擇直流電源。

3.線路設(shè)計控制電氣設(shè)備安全性原則。在線路設(shè)計滿足生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，控制電路應(yīng)力求經(jīng)濟、簡單，杜絕寄生電路以及電器依次動作。盡量避免同一條線路上多種電氣設(shè)備的同時使用，盡量減少不必要的觸點，以達到簡化線路、避免故障的目的，從而保證電氣設(shè)備控制線路的安全性。

二、電氣控制中線路設(shè)計的方法

經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法是電氣控制中線路設(shè)計常用的兩種方法。兩種方法各有特點，具體如下。

1.經(jīng)驗設(shè)計法。經(jīng)驗設(shè)計法在復(fù)雜線路設(shè)計中具有重要作用。這是因為，復(fù)雜線路設(shè)計需繪制大量線路圖，而且設(shè)計的線路需要經(jīng)過多次的協(xié)調(diào)修改后，才能保證整體線路的可靠運行；因此要求設(shè)計人員必須具備豐富的工作經(jīng)驗。

2.邏輯設(shè)計法。邏輯設(shè)計法是指以生產(chǎn)工藝的需求為前提，根據(jù)電動機的運行特點，將電器元件的運行狀態(tài)看作邏輯變量，通過邏輯運算設(shè)計出最簡單的邏輯表達式；結(jié)合邏輯表達式畫出相應(yīng)的控制線路，從而使各種動態(tài)的電器元件通過邏輯控制，得以有效運行。具體設(shè)計步驟如下。

（1）明確控制對象每個動作的啟動信號和停止信號。在進行整體邏輯變量系統(tǒng)設(shè)計前，要分析控制對象的工藝要求和工作狀態(tài)，把握在一個完整的工作循環(huán)過程中被控對象的工作過程和運行動作，進而明確控制對象每個動作的啟動信號和停止信號。

（2）確定電氣控制電路的邏輯函授。電氣控制中被控對象只有兩種對立而穩(wěn)定的工作狀態(tài)，即線圈的得電和失電，觸點的閉合和斷開。在明確控制對象每個動作的啟動信號和停止信號的基礎(chǔ)上，可將啟動信號和終止信號看為邏輯變量。其變化規(guī)律符合邏輯規(guī)律，因此，可通過邏輯運算設(shè)計出最簡單的邏輯表達式。

（3）根據(jù)邏輯表達式畫出工作循環(huán)圖和控制線路。根據(jù)對控制對象的工作狀態(tài)要求設(shè)計各動作間的聯(lián)系互動環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)及順序動作環(huán)節(jié)，把握每個控制的邏輯關(guān)系。再根據(jù)工藝要求將所有邏輯關(guān)系組成整體的邏輯方程，即邏輯表達式。最后，通過邏輯表達式畫出工作循環(huán)圖和控制線路，并分析控制對象各個動作的先后順序是否合理、互鎖，每一動作的啟動信號和停止信號的使用是否安全、可靠，保證線路設(shè)計的有效性。

三、實例分析

本文，筆者以某低壓配電系統(tǒng)控制線路設(shè)計為例，對電氣控制線路的設(shè)計進行具體說明。該低壓配電系統(tǒng)中，L1，L2，L3為3個變壓器進線開關(guān)，L4，L5為2個聯(lián)絡(luò)開關(guān)。生產(chǎn)工藝要求3臺變壓器不能并列運行。因此，控制線路設(shè)計的重點是保證任何2個變壓器進線開關(guān)在聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘的情況下，不能同時合閘。具體設(shè)計步驟如下。

1.明確控制對象每個動作的啟動信號的停止信號。該線路系統(tǒng)中，開關(guān)的的啟動信號和停止信號即觸點的閉合和斷開。用y表示開關(guān)的常開觸點，用n表示開關(guān)的常閉觸點。QC表示常開觸點的合閘線圈得電，開關(guān)可合閘；WC表示常開觸點的合閘線圈失電，開關(guān)不能合閘。

2.確定電氣控制電路的邏輯函數(shù)。l號變壓器進線開關(guān)L1不可以合閘的邏輯表達式為：

l號變壓器進線開關(guān)L1可以合閘的邏輯表達式為：

同理，可以依次計算出L2，L3，L4，，L5開關(guān)可以合閘和不可以合閘的邏輯表達式。

3.根據(jù)邏輯表達式畫出工作循環(huán)圖和控制線路。結(jié)合該實例中電氣聯(lián)鎖開關(guān)各動作間的互鎖環(huán)節(jié)，畫出工作循環(huán)圖和控制線路。l號變壓器進線開關(guān)L1的的控制線路如圖1所示。

同理，可以得出其他開關(guān)的線路圖。

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