淺談電氣控制技術(shù)中線路的設(shè)計與應(yīng)用

孔莉莉

【摘? ? 要】電氣控制線路設(shè)計是電氣控制的重要組成部分，電氣控制線路應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)，用以保護電網(wǎng)、電動機、控制電器及其他電路元件，避免因誤操作而發(fā)生事故。電氣控制線路的設(shè)計直接會影響到整個控制系統(tǒng)的性能和安全。常用的保護環(huán)節(jié)有短路、過流、過載、過壓、失壓、弱磁、超速和極限保護等。因此作為電氣工程技術(shù)人員必須掌握電氣控制線路設(shè)計的原則和方法，這樣才能在設(shè)計過程中不斷對設(shè)計方案進行調(diào)整和優(yōu)化，使電氣控制線路能夠滿足使用的需求。

【關(guān)鍵詞】電氣控制技術(shù)? 線路設(shè)計? 應(yīng)用

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2019.08.059

現(xiàn)代電氣控制技術(shù)是綜合了多門學(xué)科技術(shù)的綜合性技術(shù)。其中，電氣控制線路設(shè)計在電氣控制技術(shù)中有至關(guān)重要的核心地位，它是機電工作發(fā)展的基礎(chǔ)。在生產(chǎn)中，機械設(shè)備的使用效能與其電氣自動化的程度有著密切的關(guān)系，尤其是機電一體化已成為現(xiàn)代機械工業(yè)發(fā)展的總趨勢。簡單有效的操控是每個生產(chǎn)企業(yè)的期望，設(shè)備的效率是企業(yè)最為看重的條件，電氣控制線路的設(shè)計能夠從根本上提高企業(yè)效率。

一、電氣控制線路設(shè)計的基本原則與思路

基本原則：1.了解生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制線路的要求。設(shè)計前電氣設(shè)計人員要調(diào)查清楚生產(chǎn)工藝要求、每道程序的工作情況和運動變化規(guī)律、所需要的保護環(huán)節(jié)，并對同類或接近產(chǎn)品進行調(diào)查、分析、綜合，作為具體設(shè)計電氣控制線路的依據(jù)。2.以滿足生產(chǎn)要求為前提，合理選用元器件，控制線路力求簡單、方便、經(jīng)濟、實用性強。3.必須確保證控制線路工作的可靠性和安全性?；舅悸罚?.首先將控制系統(tǒng)的輸入、輸出電器元件的狀態(tài)用狀態(tài)變量進行表示。2.然后根據(jù)控制要求列出狀態(tài)變量的邏輯表達式。3.簡化邏輯表達式。4.最后根據(jù)邏輯表達式繪制控制線路。

二、電氣控制線路設(shè)計的內(nèi)容

機電一體化已成為生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的一種趨勢，電氣自動化控制同機器設(shè)備之間的配合顯得十分必要，這對設(shè)計人員提出了要求：要深刻認識和理解機械結(jié)構(gòu)與原理，了解機械設(shè)計工藝，從而達到設(shè)計電氣控制線路的要求。大多數(shù)機械設(shè)備的控制系統(tǒng)都屬于電力拖動控制系統(tǒng)，在設(shè)計階段的基本內(nèi)容包括：1.確定電力拖動方案;2.對生產(chǎn)機械電力拖動自動控制線路進行設(shè)計;3.選擇拖動電機以及電器元件，制定元件明細表;4.對生產(chǎn)機械電力裝備進行施工設(shè)計;5.編寫說明書與設(shè)計文件。

三、電氣控制路線的設(shè)計方法與應(yīng)用

電氣控制線路的設(shè)計方法主要有兩種：一是分析設(shè)計法，二是邏輯設(shè)計法。在電氣控制線路的設(shè)計上控制線路都要遵循主次原則，設(shè)計人員要先進行主電路的設(shè)計，之后再設(shè)計輔助電路。在完成設(shè)計工作后，要進行控制電路的檢查、維護工作，以確保線路設(shè)計的合理性和安全性。最后，要根據(jù)實際需求選擇正確的適合設(shè)備工作的電氣設(shè)備型號和規(guī)格，做到電氣控制線路設(shè)計嚴謹、完善。

1.分析設(shè)計法。分析設(shè)計法是指根據(jù)機械設(shè)備的工藝要求與工作過程，將現(xiàn)有的典型環(huán)節(jié)聚集，根據(jù)經(jīng)驗加以補充與修改，進而綜合成所需的控制線路。當無法找到現(xiàn)成電路時，應(yīng)當對部分或者整個電路進行自行設(shè)計。但是這種設(shè)計方法存在以下缺點：當試圖畫出的線路無法達到要求時，往往會通過增加電氣元件、觸電數(shù)量的辦法進行解決，因此所設(shè)計的線路未必是最簡單而又經(jīng)濟的。在設(shè)計中由于考慮不周可能引起差錯，進而影響線路的可靠性或者工作性能。盡管存在不足，一些簡單的線路設(shè)計依然采用分析設(shè)計法，對于一些較為復(fù)雜的線路則一般采用邏輯設(shè)計法。

2.邏輯設(shè)計法。邏輯代數(shù)設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，把電器元件的動作狀態(tài)視為邏輯變量，通過邏輯運算找出最簡單的邏輯表達式，畫出相應(yīng)的控制線路使線路使用的元件最少，邏輯代數(shù)設(shè)計法用于復(fù)雜控制線路的設(shè)計時具有明顯的優(yōu)勢，這種設(shè)計的難度也比較大。邏輯設(shè)計法是用邏輯代數(shù)式同真值表相互結(jié)合，對控制線路進行綜合分析，即根據(jù)控制要求中對設(shè)計人員提出的執(zhí)行元件及主令電器的工作狀態(tài)表，從中找到主令電器觸電同執(zhí)行元件線圈之間的邏輯關(guān)系，然后以主令電器的觸電為邏輯自變量，以執(zhí)行元件線圈為邏輯應(yīng)變量，進而給出有關(guān)邏輯代數(shù)式，最后根據(jù)邏輯代數(shù)式做出電路。因為邏輯代數(shù)式能夠經(jīng)由有關(guān)計算法則進行化簡運算，所以，邏輯設(shè)計法一般可以得到結(jié)構(gòu)簡單，功能相同的較優(yōu)的電氣控制電路。邏輯代數(shù)設(shè)計法根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)工藝的需要，以電氣元件的動作狀態(tài)作為邏輯變量，經(jīng)過邏輯運算尋找出最簡單的邏輯表達式，使得畫出的控制線路中使用較少的元件，該方法用于復(fù)雜控制線路設(shè)計中具有明顯的優(yōu)勢，同時有一定的難度。設(shè)計電氣控制線路的過程中，對于一些采用元件不多的較簡單的控制線路，其供電電壓往往采用380V或者220V，不再附加變壓器。這樣會使得控制線路直接引進動力電源電路中的過電壓，這對于控制電路中電器元件可靠性工作產(chǎn)生隱患?？紤]到線路完善保護的環(huán)節(jié)，在設(shè)計完成之后必須反復(fù)檢查分析，確保沒有寄生回路的存在，杜絕可靠性影響因素的出現(xiàn)。

四、設(shè)計控制線路時應(yīng)注意的問題

第一，量減少連接導(dǎo)線。設(shè)計人員住設(shè)計控制電路時，必須考慮電氣設(shè)備各元器件的實際位置，在符合設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，盡可能減少配線時的連接導(dǎo)線。第二，連接電器的線圈。從理論上看，電壓線圈一般不能串聯(lián)使用，原因在于它們的阻抗不盡相同，即使是兩個不同型號線圈，在外加電壓是它們的額定電壓之和的理想情況下也不能這樣連接。因為電器動作足有先后的，而當一個接觸器先動作時其線圈阻抗增大，該線圈上的電壓降增大使另一個接觸器不能吸合，如果情況嚴重還可能使線圈燒毀。第三，控制線路中鹿避免出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是線路動作過程中意外接通的電路。盡可能減少電器數(shù)量、采用標準件和相同型號的電器盡量減少不必要的觸點以簡化線路，提高線路可靠性。

總之，電氣控制線路設(shè)計對整個電氣控制有十分重要的意義，在電氣控制線路的設(shè)計中詳細了解生產(chǎn)工藝，對于電氣控制線路的要求可以為電氣控制設(shè)計指明方向，同時注意設(shè)計的過程中應(yīng)堅持簡單、經(jīng)濟的原則，確保電氣控制設(shè)計的安全性和可靠性，這樣才能最大限度的發(fā)揮電氣控制線路的作用。

參考文獻

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