關(guān)于機械和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計

孟令新

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對機械設(shè)備的要求逐漸提升，機械和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計對機械設(shè)備實用性、安全性有著至關(guān)重要的影響。基于此，筆者在文中對機械和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要點、原則、工藝進行了相應(yīng)的闡述，希望為相關(guān)工作人員提供有效參考。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)備；電氣控制系統(tǒng)；電氣設(shè)計

機械設(shè)備是我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，電氣控制系統(tǒng)目前也被廣泛應(yīng)用在機械生產(chǎn)設(shè)備中。隨著市場經(jīng)濟體制的改變，生產(chǎn)企業(yè)之間的競爭越發(fā)激烈，這就對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求，同時這也是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計工作發(fā)展的重要契機。因此，探討機械和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，具有重要的現(xiàn)實意義。

一、電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計

（一）設(shè)計原則

電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計是一項嚴謹?shù)墓ぷ?，所以在設(shè)計的過程中，必須要個遵守相關(guān)原則，筆者通過研究調(diào)查將其原則總結(jié)為以下幾點：首先，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計的最終目的，就是為了滿足生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)成本控制、生產(chǎn)步驟控制的需要，這樣才能夠?qū)㈦姎饪刂葡到y(tǒng)的作用最大限度發(fā)揮出來，所以設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，必須將設(shè)計原理以及線路控制步驟作為設(shè)置基礎(chǔ)，將設(shè)計目的、設(shè)計要求作為工作中的導(dǎo)向內(nèi)容。其次，為了方便機械設(shè)備后期的操作、調(diào)整、維修、改進，所以電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計中的線路要盡可能的“簡化”，但是同時也要保證其功能完善。確保機械設(shè)備的實用性是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的最終目的，所以在設(shè)計的過程中可以策劃多個線路方案，然后選取其中最為簡單的設(shè)計方案。再次，機械設(shè)備在運行的過程中，具有一定的危險性，所以電氣控制系統(tǒng)設(shè)計要設(shè)置相應(yīng)的保護措施，避免設(shè)備和工作人員因為設(shè)備短路、過載、斷路而受到傷害。

（二）設(shè)計程序

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的工作流程為：策劃設(shè)計方案

選擇電動機設(shè)計電氣控制電路

模擬實驗

選擇電器

施工設(shè)計

編寫技術(shù)資料。目前隨著社會高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電動機、電路、電器的選擇已經(jīng)逐漸多樣化，設(shè)計人員要結(jié)合企業(yè)的設(shè)計成本以及生產(chǎn)要求，選擇能耗最低、維修最方便的電路、電動機、電器。

二、電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法

（一）邏輯設(shè)計法

邏輯設(shè)計法是指將邏輯代數(shù)和電器控制系統(tǒng)設(shè)計相互結(jié)合，根據(jù)機械設(shè)備的生產(chǎn)需求、功能需求，將電路中各個部分“模塊化”，比如其中的接觸器、觸電等等，然后應(yīng)用邏輯代數(shù)將其中的邏輯關(guān)系表達出來，同時根據(jù)邏輯代數(shù)內(nèi)容，繪制出相應(yīng)的電路圖。這種設(shè)計方式對設(shè)計人員的要求比較高，但是其得出的方案具有較強的參考價值，是目前電氣控制系統(tǒng)設(shè)計廣泛應(yīng)用的設(shè)計方式。

（二）分析設(shè)計法

分析設(shè)計法是指根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝需求，對單元電路進行合理的選擇。目前我國這方面的技術(shù)已經(jīng)比較完善，所以設(shè)計人員可以應(yīng)用較為完善的電路，直接將其組裝起來，然后在這個基礎(chǔ)上根據(jù)用戶需求對其進行改進，使其成為符合要求的電器線路。如果缺少可參考的電路模板，設(shè)計人員也可以根據(jù)實際需求，在分析其需求的過程中進行電路設(shè)計，這種方式是較為傳統(tǒng)的設(shè)計模式，其最大的優(yōu)點就是難度低，可以根據(jù)實際需求進行隨時調(diào)整，這也是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計初學(xué)者應(yīng)用最為廣泛的設(shè)計方法。但是分析設(shè)計法的缺點也較為明顯，用這種方法設(shè)計出的方案參考價值比較低，因此在應(yīng)用分析設(shè)計法的過程中，要盡量設(shè)計出多種設(shè)計方案，然后在對其中最為合理的方案進行選取，這樣才能避免線路出現(xiàn)不正常工作的情況。

三、電器原理圖設(shè)計

電氣原理圖設(shè)計是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，電氣原理圖設(shè)計目前主要有以下幾個步驟：首先，需要繪制出大致的電器原理框架圖，然后根據(jù)實際設(shè)計需求對其中的各個部分進行完善。在這個過程中，設(shè)計人員要嚴格遵守相應(yīng)的設(shè)計順序，首先將主電路進行完善，其次對輔助電路進行完善，再次對保護機制進行完善，最后再對其進行測試、調(diào)試、修改。設(shè)計人員在完成了電氣原理圖之后，還要根據(jù)實際需求選擇相應(yīng)的電器元件，同時擬出元器件明細表。

電器原理圖的設(shè)計是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中的核心內(nèi)容，所以在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員要嚴格遵守其設(shè)計原則，這樣才能確保機械設(shè)備正常運行。在實設(shè)計的過程中，首先根據(jù)需求對電源電壓進行合理選擇，380v和220v是目前經(jīng)常選擇的電源電壓，應(yīng)用這兩種電壓的設(shè)備所使用的電器元件、控制線路較為簡單。而控制電路較為復(fù)雜的時候，就可以選用48v、110V、24v的電源，為了確保運行時的安全性，設(shè)計人員還要設(shè)置相應(yīng)的變壓器，這樣才能避免短路、過載現(xiàn)象的發(fā)生。此外，電器原理圖的設(shè)計要嚴格遵守我國的相關(guān)標準。

四、電器控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計

（一）總體布置

首先設(shè)計人員要對電器設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，其主要內(nèi)容是繪制電器總布置圖、總安裝圖、總接線圖。這個步驟和文章上述的電氣原理圖設(shè)計有著緊密聯(lián)系，所以設(shè)計人員在設(shè)計的過程中要將其中的設(shè)計部分進行劃分，對電路圖中各個線路用不同符號標注出來。

（二）元件布置

一般情況下，在同一個單元的設(shè)計中，監(jiān)視器元件的設(shè)計位置通常在機械設(shè)備的儀表盤下方；電器板下方所布置的電器元件通常質(zhì)量比較大，而上方的電器元件質(zhì)量比較小；同時設(shè)計人員還要考慮到電器元件布局的整潔、美觀程度，以此為后期的維護、修改提供便利。

（三）接線圖設(shè)計

在電氣控制裝置的接線圖中，一定要反映出設(shè)備整體的連接關(guān)系，接線圖中的各項信息要詳細的進行標注，而元器件的布置圖和接線圖二者要相互對應(yīng)，電器元件的帶電部分也要用相應(yīng)的標注方式進行處理。

（四）清單匯總

清單匯總是機械和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié)，對設(shè)計方案中所應(yīng)用的材料、元器件、標準件都要進行詳細的記錄，進而為接下來的工作打下基礎(chǔ)。同時，設(shè)計人員還要編寫相應(yīng)的使用說明書，對電器設(shè)備的參數(shù)、維護、調(diào)試、使用要進行詳細的說明，這樣才能使設(shè)計方案發(fā)揮最大的作用。

結(jié)束語：

綜上所述，機械和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計是根據(jù)使用要求、國家標準、設(shè)計原則，策劃出相應(yīng)的技術(shù)方案，筆者在文中對其要點進行了分析，希望為相關(guān)工作人員提供有效參考，進而為我國機械生產(chǎn)、設(shè)計行業(yè)的發(fā)展提供動力。