淺析電氣智能控制的線路設(shè)計(jì)

任丹華

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司)

淺析電氣智能控制的線路設(shè)計(jì)

任丹華

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司)

近年來，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械化水平不斷提升, 機(jī)電一體化的進(jìn)程也在不斷加快，而各種智能化系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提升了機(jī)械設(shè)備的使用效率，而各類電氣智能控制實(shí)施的基礎(chǔ)就是其線路.在電氣智能控制系統(tǒng)中線路設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)運(yùn)行的重要橋梁，承擔(dān)著非常重要的任務(wù)，在電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作中要充分考慮各類影響因素，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的電氣智能控制系統(tǒng)的線路。

電氣智能控制系統(tǒng)；線路設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；方法

1 引言

隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電氣智能控制系統(tǒng)在國民生產(chǎn)生活中占據(jù)了非常重要的位置，相應(yīng)的電氣智能控制系統(tǒng)取得了較大發(fā)展，正在逐步取代原有的簡單控制方式，而這些都是以良好的線路傳輸為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，所以說電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)是各類系統(tǒng)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其安全性、經(jīng)濟(jì)性、有效性會(huì)直接影響設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營狀態(tài)。因此，需要慎重對(duì)待電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作從根本上提高設(shè)備運(yùn)行效率[1]。

2 電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作

2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

日常生產(chǎn)生活過程中，電氣智能控

制系統(tǒng)與設(shè)備使用效率間有非常密切的聯(lián)系，兩者間的配合工作必須順暢.因此，這就對(duì)電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)人員提出了相應(yīng)要求，在線路設(shè)計(jì)過程中，要充分認(rèn)識(shí)和理解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、制造工藝，才能設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理的線路系統(tǒng)。當(dāng)前多數(shù)設(shè)備使用的是電力拖動(dòng)，在電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般包括以下幾個(gè)方面：

①確定設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間具體電力拖動(dòng)方案；

②設(shè)計(jì)設(shè)備的電力拖動(dòng)自控線路；

③選擇拖動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置和各類元器件，并編制元件明細(xì)表；

④對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工設(shè)計(jì)；

⑤編寫系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件與說明書。

2.2 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.2.1 了解設(shè)備系統(tǒng)，明確生產(chǎn)需求

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作開展以前，要了解待控制設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)，明確生產(chǎn)正常需求，才能得出最基本的控制線路要求，然后根據(jù)這些要求確立正確的線路設(shè)計(jì)方向，最后深入現(xiàn)場調(diào)查同類產(chǎn)品，收集整理相關(guān)資料，對(duì)具體控制方式進(jìn)行選擇，并綜合考量設(shè)備起動(dòng)、制動(dòng)、反向、調(diào)速等要求，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)鎖保護(hù)裝置[2]。

2.2.2 保障生產(chǎn)需求，力求經(jīng)濟(jì)有效

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作在保障實(shí)際生產(chǎn)需求的前提下，要對(duì)相關(guān)線路進(jìn)行控制，力求控制線路簡單、高效、經(jīng)濟(jì)。盡量選擇常用、標(biāo)準(zhǔn)并經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的的線路、環(huán)節(jié)，降低導(dǎo)線長度、數(shù)量，合理安排設(shè)備位置，注意各類電器柜、限位開關(guān)、操作臺(tái)間的實(shí)際接線。

2.2.3 掌握設(shè)計(jì)方法，制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)工作能夠表明機(jī)械電氣控制系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)等意圖，相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于實(shí)際電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、使用、維修提供重要參照。電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循簡明易懂原則，嚴(yán)格依照規(guī)定的方法、符號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中要同步完善電氣智能控制系統(tǒng)原理圖、安裝圖，制定科學(xué)合理的電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)工作提供便利。

2.3 設(shè)計(jì)方法

2.3.1 分析法

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)采用分析法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮設(shè)備工藝要求、工作流程，聚集典型環(huán)節(jié)，根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充和修改，才能綜合形成所需的電氣智能控制系統(tǒng)的線路。若不能找到現(xiàn)成的線路系統(tǒng)，就要對(duì)這部分甚至全部電氣智能控制系統(tǒng)的線路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

在使用分析法進(jìn)行電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)時(shí)，若不能通過線路實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，多會(huì)增加電氣元件、觸點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行解決，造成設(shè)計(jì)出來的線路較為復(fù)雜并且經(jīng)濟(jì)性不足。若不能全面進(jìn)行設(shè)計(jì)統(tǒng)籌很容易出現(xiàn)問題和錯(cuò)誤，直接影響電氣智能控制系統(tǒng)運(yùn)行的性能，但仍要認(rèn)識(shí)到簡單的電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)仍舊可以采用分析法進(jìn)行線路設(shè)計(jì)[3]。

2.3.2 邏輯法

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)采用邏輯法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合了邏輯代數(shù)式、真值表相關(guān)邏輯學(xué)內(nèi)容。通過對(duì)電氣智能控制系統(tǒng)的線路的綜合分析，結(jié)合電氣智能控制系統(tǒng)的要求對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件、主令電器工作狀態(tài)間的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析，將主令電器的觸點(diǎn)狀態(tài)作為邏輯自變量，執(zhí)行元件線圈狀態(tài)作為邏輯應(yīng)變量，給出相應(yīng)的邏輯代數(shù)式，根據(jù)代數(shù)式設(shè)計(jì)電路。由于邏輯代數(shù)式能夠依照相關(guān)法則進(jìn)行化簡運(yùn)算，因此采用邏輯法設(shè)計(jì)的線路能夠得到結(jié)構(gòu)簡單、功能優(yōu)良的電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)結(jié)果。

邏輯法進(jìn)行電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)可以充分考慮生產(chǎn)工藝需求，將各個(gè)元器件的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的邏輯變量，通過一定的計(jì)算法則確立最為簡便的邏輯表達(dá)式，減少了控制線路中的元件數(shù)量，對(duì)于復(fù)雜控制回路的線路設(shè)計(jì)具有非常明顯的優(yōu)勢。但是由于牽涉到邏輯運(yùn)算方面的知識(shí)，其設(shè)計(jì)難度較大。

2.4 設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)過程中，要保證線路設(shè)計(jì)簡單、準(zhǔn)確、高效，在具體的電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)過程中要從以下幾個(gè)方面入手：

2.4.1 力求線路簡單

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮各個(gè)元器件的具體位置，減少線路長度、數(shù)量，避免出現(xiàn)寄生性電路。

2.4.2 對(duì)于簡單線路的處理方式

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)中，對(duì)于采用較少元器件的線路，其供電電壓一般采用基本的工業(yè)或居民用電電壓，不再單獨(dú)附加變壓器，很可能會(huì)在控制線路中出現(xiàn)過電壓情況，容易影響控制電路中電器元件的可靠性。此外由于供電電壓較高，不利于線路維護(hù)及正常操作，這部分的簡單線路在設(shè)計(jì)完成過后要進(jìn)行反復(fù)檢驗(yàn)分析，杜絕一切影響線路運(yùn)行可靠性的因素出現(xiàn)[4]。

2.4.3 電壓線圈需注意的內(nèi)容

首先在電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)過程中，要選擇科學(xué)合理的線圈形式，確保電壓線圈處于并聯(lián)使用的狀態(tài)，因?yàn)樵陔姎庵悄芸刂葡到y(tǒng)中各個(gè)電氣元件的運(yùn)行順序是不同的，首先使用的線圈電壓會(huì)出現(xiàn)增大的情況，并且不同類型的線圈內(nèi)阻存在差異，分配到線圈的電壓因?yàn)殡娮钄?shù)值的不同會(huì)出現(xiàn)不同的電壓數(shù)值，從而出現(xiàn)了一定的電壓差，而這個(gè)電壓差很容易引起線圈損毀，所以針對(duì)電壓線圈必須并聯(lián)使用。

2.4.4 電感量存在差異的線圈需要注意的內(nèi)容

不同電感量的電氣線圈要使用接觸器觸點(diǎn)進(jìn)行控制，若這些線圈進(jìn)行并聯(lián)時(shí)，通電狀態(tài)下似乎可以安全使用，一旦出現(xiàn)斷電，電感量較弱的線圈會(huì)迅速釋放，造成相關(guān)系統(tǒng)持續(xù)呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，影響設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)語

電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)較為靈活多變，不存在固定的模式、方法，在日常設(shè)計(jì)過程中要注意總結(jié)、發(fā)現(xiàn)，遵照科學(xué)合理的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合工程實(shí)際情況才能設(shè)計(jì)最為有效 的線路方案。線路是電氣智能控制系統(tǒng)的存在的基礎(chǔ)，會(huì)對(duì)電氣智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用、運(yùn)行等方面產(chǎn)生直接影響，因此，做好電氣智能控制系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)，綜合工程需求和設(shè)計(jì)要求制定最為科學(xué)合理的方案才能充分保障電氣智能控制系統(tǒng)的運(yùn)營。

[1] 吳桂林. 電氣控制線路設(shè)計(jì)的重要性及優(yōu)化策略. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2014(12)：3.

[2] 仇輝. 電氣控制線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)探析. 山東工業(yè)技術(shù),2015(12)：1.

[3] 唐亦敏. 電氣控制線路設(shè)計(jì)的相關(guān)問題及解決策略. 電子技術(shù)與軟件工程 ,2014(16)：256.

[4] 王宏亮；王雙林；周鴻亮. 論電氣控制線路設(shè)計(jì)的應(yīng)用. 山東工業(yè)技術(shù) ,2017(14)：170.

Analysis of Electrical Intelligent Control Circuit Design

REN Dan-hua

(China Construction Group East China Exploration and Design Research Institute Co., Ltd.)

in recent years, modern science and technology development, improve the mechanization level of all walks of life,electromechanical integration process is accelerating, and the application of intelligent systems, enhance the efficiency of the use of machinery and equipment, and various electrical intelligent control implementation is based on the circuit, the electric circuit design in intelligent control system as an important bridge system running, bear the important task, in the electric circuit design of intelligent control system for work should fully consider various influencing factors, design a scientific and reasonable control system of intelligent electric circuit.

electrical intelligent control system; circuit design; design principles; methods