對(duì)電氣控制線路設(shè)計(jì)的研究

摘 要：作為電氣設(shè)計(jì)中必需的一個(gè)環(huán)節(jié)，電氣控制線路的設(shè)計(jì)對(duì)于保證電氣系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性有著決定性的作用，尤其是在后期的電氣設(shè)備維護(hù)以及設(shè)備的正常使用上，所以，設(shè)計(jì)電氣控制線路的過程中，其基本的一些要求是必須要了解和掌握的。因此，文章將簡(jiǎn)單地介紹設(shè)計(jì)電氣控制線路的目的，其次對(duì)其設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行分析，最終，提出可靠的、合理的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：電氣控制；線路設(shè)計(jì)；研究

由于社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，德國率先提出了“工業(yè)4.0”的概念，為了順應(yīng)時(shí)代潮流，我國也相應(yīng)地提出“中國制造2025”的戰(zhàn)略計(jì)劃。然而在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械制造智能化非常依賴一個(gè)國家的電氣化水平，隨著機(jī)電一體化的不斷發(fā)展，在機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，電氣控制線路的設(shè)計(jì)是其中最為重要的。因此必須要保證電氣控制線路的設(shè)計(jì)是合理的，才能保證機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。

1 設(shè)計(jì)電氣控制線路的目的

1.1 符合負(fù)載的要求

在進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將整個(gè)系統(tǒng)的最大負(fù)載考慮進(jìn)去。如果機(jī)電設(shè)備在進(jìn)行大功率的輸出時(shí)，電氣控制線路承受不了那么高的負(fù)載，那么機(jī)電設(shè)備就會(huì)發(fā)生故障，輕則設(shè)備損壞，重則造成人員傷亡。但是，在電氣控制線路的設(shè)計(jì)過程中，也不能為了提高線路的最大負(fù)載而采用負(fù)載高高的線路，因?yàn)檫@樣會(huì)增加投入的資金，提高設(shè)計(jì)成本，造成資源的浪費(fèi)。因此，在進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員務(wù)必要綜合地進(jìn)行考慮，保證電氣控制線路的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

1.2 符合運(yùn)行的要求

進(jìn)行機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，可以設(shè)計(jì)多種方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的技術(shù)員會(huì)按照對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而，機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)方案的不同會(huì)導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)的一些參數(shù)有很明顯的差異。所以，在對(duì)電氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要綜合性的、全面的進(jìn)行考慮，以保證機(jī)電設(shè)備能夠滿足不同的控制需求。例如，電動(dòng)機(jī)在不同的工作環(huán)境下的要求不同，有時(shí)需要轉(zhuǎn)矩恒定，有時(shí)需要功率恒定等，這就需要設(shè)計(jì)人員把握好電氣控制線路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出最合適的電氣控制線路。

1.3 符合調(diào)速的要求

一般情況下，機(jī)電設(shè)備在不同工作環(huán)境下，對(duì)速度的要求也不同，當(dāng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同時(shí)，此時(shí)，對(duì)設(shè)備內(nèi)部的電氣控制線路的需求也不同。所以，在進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)的過程中，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的技術(shù)人員務(wù)必要按照電氣控制設(shè)備對(duì)于不同條件下設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度的要求來進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)，使得機(jī)電設(shè)備在不同的環(huán)境下，都能夠確保電氣控制線路不發(fā)生故障，能夠正常的、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 設(shè)計(jì)電氣控制線路的原則

由于進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)過程中，能夠有多種控制方案進(jìn)行選擇，進(jìn)行設(shè)計(jì)的技術(shù)人員在從中進(jìn)行選取時(shí)，務(wù)必要把握三條原則：第一，簡(jiǎn)單方便；第二，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠；第三，可靠性強(qiáng)。

2.1 適應(yīng)拖動(dòng)需求

由于進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇很多方案，但是用來衡量控制線路是否合理的一個(gè)十分重要的標(biāo)準(zhǔn)就是其是否滿足經(jīng)濟(jì)性要求。例如，當(dāng)控制系統(tǒng)的邏輯比較簡(jiǎn)單且容易理解的時(shí)候，其加工的程序同樣比較可靠，那么就能夠采取繼電——接觸控制的方案。因?yàn)檫@個(gè)方案是最符合經(jīng)濟(jì)性要求的，同時(shí)它也能實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能。反之，若控制系統(tǒng)具有非常復(fù)雜的邏輯關(guān)系，其加工的程序不可靠，還很復(fù)雜，這時(shí)候，就應(yīng)該采取使用編程序控制器的方案。

2.2 適應(yīng)通用化程序

在機(jī)械生產(chǎn)加工過程中，不同機(jī)床加工的零件的通用化程度。例如某些專用機(jī)床，它們通常只能加工單一的零件，所以其通用化程度是相當(dāng)?shù)偷?，但是，這類專用機(jī)床卻能夠保證比較高水平的自動(dòng)化，所以對(duì)于這類機(jī)電設(shè)備，固定式的電氣控制線路是比較適合的；另外，通用機(jī)床能夠進(jìn)行小批量的生產(chǎn)和加工不同的零件，那么對(duì)于這類通用機(jī)床，最好選用編程控制器等控制方式，因?yàn)檫@樣通用機(jī)床就可以編寫不同的加工程序來進(jìn)行不同零件的加工。并且采取這樣的方式很符合實(shí)際情況，非常的靈活方便[1]。

2.3 保證電源可靠

在機(jī)電設(shè)備中，電氣控制方案的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)保證其供電設(shè)施的可靠性。例如，機(jī)電設(shè)備的控制要求比較簡(jiǎn)單，那么電氣控制電路的設(shè)計(jì)也就比較簡(jiǎn)單，那么供電設(shè)備就能夠使用機(jī)電設(shè)備電網(wǎng)的電源。但是，如果機(jī)電設(shè)備的控制要求很復(fù)雜，并且，電氣控制線路也是很復(fù)雜，那么就應(yīng)當(dāng)隔離其供電設(shè)施，使機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性降低。另外，如果機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化程度非常高，需要供電設(shè)施能夠有比較高的可靠性，那么設(shè)計(jì)人員可以采用單獨(dú)的直流電源對(duì)其進(jìn)行供電。這樣不僅保證了機(jī)電設(shè)備的可靠性，還使得設(shè)備的維護(hù)和修理變得更加方便。

3 設(shè)計(jì)電氣控制線路的方法

電氣控制線路的設(shè)計(jì)影響著人們的日常生活，還與人們的生命財(cái)產(chǎn)相互關(guān)聯(lián)，因此是十分重要的。若要確保電氣控制線路的安全性、穩(wěn)定性，那么在進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該全面的考慮電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[2]。

3.1 設(shè)計(jì)要求

（1）一定要滿足機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行要求。

（2）要保證電氣控制線路的簡(jiǎn)單化，盡量刪減沒有必要的線路，降低設(shè)備維護(hù)和修理的難度。

（3）要設(shè)置控制保護(hù)裝置，及時(shí)在操作發(fā)生重大失誤時(shí)，機(jī)電設(shè)備不會(huì)發(fā)生安全事故。

（4）在不同的環(huán)境下，保證機(jī)電設(shè)備能夠正常運(yùn)作。

3.2 設(shè)計(jì)方法

（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本思路是：依據(jù)機(jī)電設(shè)備的需求，安裝控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，設(shè)計(jì)出典型并且直接的電氣控制線路。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單方便；其缺點(diǎn)是：在控制要求比較復(fù)雜的情況下，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)要求很高。

（2）邏輯設(shè)計(jì)法。邏輯設(shè)計(jì)法的基本思路是：利用邏輯的方法進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)。邏輯設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)出的控制線路通常會(huì)是科學(xué)的、合理的，并且能夠減少電子元件的使用。

3.3 設(shè)計(jì)順序

在進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)時(shí)，通常其設(shè)計(jì)的先后順序分別是：主電路，控制電路，信號(hào)電路。

其中，主電路是電氣控制線路最核心的部分，其將會(huì)決定整個(gè)控制系統(tǒng)的好壞以及系統(tǒng)的反應(yīng)速度；控制電路可以看作是控制系統(tǒng)的一個(gè)開關(guān)，其能夠控制整個(gè)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行；信號(hào)電路可以看作是電氣控制系統(tǒng)的信息傳輸?shù)木€路，其主要負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行收集和傳輸。

4 結(jié)束語

電氣控制線路是電氣控制系統(tǒng)重要的組成部分之一，其設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)，因此必須要采取科學(xué)、合理、有效的設(shè)計(jì)方法，以確保控制系統(tǒng)正常的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]莫少榮.電氣控制線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的探究[J].科技傳播，2011（2）.

[2]王倫娥.芻議電氣控制線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].企業(yè)科技與發(fā)展月刊，2015（8）：107-108.

作者簡(jiǎn)介：楊蕊萍（1993，6-），女，本科，籍貫：自貢，成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院在讀學(xué)生，研究方向：電氣工程。