電氣控制線路設計

陜西美鑫產業投資有限公司 楊克峰

電氣控制線路設計

陜西美鑫產業投資有限公司 楊克峰

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

一、電氣控制中線路設計原則

1.線路設計控制方式通用化原則。通用化是指線路設計方案能使生產機械加工不同性質的對象。因此，在電路設計中要盡量選擇符合設計標準要求，并在長期實踐中得到廣泛應用的控制方案，以滿足生產設備、生產工藝的要求。

2.線路設計控制電路電源可靠性原則。電源是電氣控制中所有設備得以運行的前提條件。線路設計中應綜合考慮配電方案、線路布局、接地回路等因素，保證電源的負載在標準范圍內；同時，還要有效避免控制系統中各電路間的干擾、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電源，在生產設備自動化程度高的情況下應選擇直流電源。

3.線路設計控制電氣設備安全性原則。在線路設計滿足生產需要的基礎上，控制電路應力求經濟、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，從而保證電氣設備控制線路的安全性。

二、電氣控制中線路設計的方法

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

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

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

（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設計前，要分析控制對象的工藝要求和工作狀態，把握在一個完整的工作循環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定的工作狀態，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上，可將啟動信號和終止信號看為邏輯變量。其變化規律符合邏輯規律，因此，可通過邏輯運算設計出最簡單的邏輯表達式。

（3）根據邏輯表達式畫出工作循環圖和控制線路。根據對控制對象的工作狀態要求設計各動作間的聯系互動環節、互鎖環節及順序動作環節，把握每個控制的邏輯關系。再根據工藝要求將所有邏輯關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，保證線路設計的有效性。

三、實例分析

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

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

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

l號變壓器進線開關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開關可以合閘和不可以合閘的邏輯表達式。

3.根據邏輯表達式畫出工作循環圖和控制線路。結合該實例中電氣聯鎖開關各動作間的互鎖環節，畫出工作循環圖和控制線路。l號變壓器進線開關L1的的控制線路如圖1所示。

同理，可以得出其他開關的線路圖。

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