生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計討論

王銀峰

摘 要：生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是由兩部分內(nèi)容所構(gòu)成，即電氣控制原理的電路設(shè)計與工藝設(shè)計。其中電氣控制原理的電路設(shè)計是為了達到生產(chǎn)機械最基本性的要求，而針對機械自動化程度和生產(chǎn)技術(shù)先進性所作出的設(shè)計；工藝設(shè)計則是為了達到設(shè)備制造、應(yīng)用與維修等方面的需求，來針對電氣控制系統(tǒng)的外觀、實用性等所采取的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)機械；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計

在具體的生產(chǎn)實踐當(dāng)中，只有已定型的機床與機械設(shè)備無需再進行設(shè)計以外，常常還要結(jié)合自身企業(yè)的實際需求，來設(shè)計并制造出適用于本企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，亦或是針對原裝設(shè)備采取技術(shù)改造。本文將基于對設(shè)計原則與內(nèi)容的介紹，進一步提出了經(jīng)驗設(shè)計與邏輯設(shè)計兩種對電氣控制原理電路進行設(shè)計的方法，并最終就針對生產(chǎn)機械的外觀與經(jīng)濟實用性等工藝設(shè)計內(nèi)容展開了具體分析。

1 設(shè)計原則與內(nèi)容

1.1 設(shè)計原則

鑒于生產(chǎn)機械的類型較為多樣化，因而與之相關(guān)的電氣控制方案也并非完全一致，然而其在整體設(shè)計過程中所采用的設(shè)計方法與原則卻基本是相同的。全部的設(shè)計工作均應(yīng)當(dāng)基于正確化的設(shè)計理念與工程實踐層面上，只有這樣方可確保設(shè)計工作的高質(zhì)量完成。在開展具體的設(shè)計工作之時，必須要按照相應(yīng)的原則來實施，應(yīng)當(dāng)能夠符合于生產(chǎn)機械與工藝對于電氣控制系統(tǒng)所提出的基礎(chǔ)要求，確保具備實踐操作性；電氣控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)同實際情況密切結(jié)合，保證設(shè)計的科學(xué)、合理；保證設(shè)計電氣控制系統(tǒng)可穩(wěn)定運行，具備良好的安全性。

1.2 設(shè)計內(nèi)容

1.2.1 原理設(shè)計

在原理設(shè)計方面具體包括了對于設(shè)計任務(wù)的制定；設(shè)計原理圖，同時針對其中的核心參數(shù)信息予以制定并實施；編制機械設(shè)計說明書；明確電力設(shè)計方案，同時選取適宜的電動機；針對所需應(yīng)用到的電氣元件予以選取，同時制定出明細內(nèi)容。

1.2.2 工藝設(shè)計

為促使制造電氣控制系統(tǒng)過程的設(shè)計過程的效率更高，同時促使原理設(shè)計當(dāng)中的各項技術(shù)性要求能夠得到具體落實，便應(yīng)切實做好相應(yīng)的工藝設(shè)計，只有這樣方可給予機械調(diào)試、應(yīng)用與維護工作提供參考資料。其中具體包括如下幾方面內(nèi)容：各電氣組合構(gòu)建的布置圖紙、安裝與接線圖紙設(shè)計；整體電氣系統(tǒng)的布置、安裝與接線圖紙；各部分電氣元件、器件清單；機械應(yīng)用及保養(yǎng)維護說明書等。

2 電路設(shè)計

2.1 經(jīng)驗設(shè)計法

這一方法也經(jīng)常被稱作為分析設(shè)計法。此種方法主要是依據(jù)實際的生產(chǎn)需求來選取出基本的單元電路或成熟電路設(shè)計并依據(jù)相應(yīng)的條件將之予以合并，同時在這一基礎(chǔ)之上結(jié)合具體狀況予以修改與增添內(nèi)容，促使其成為一項能夠符合于控制與設(shè)計要求的電路系統(tǒng)。此種設(shè)計方法最為突出的優(yōu)勢即為方法簡便，掌握起來比較容易，有助于提升工作效率。但其缺點也十分明顯，即采用這一方法所設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)很可能存在考慮不全面的狀況，進而造成系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。因而在實際設(shè)計時應(yīng)當(dāng)展開反復(fù)性的審核驗證，在確保條件許可的基礎(chǔ)上實施模擬驗證，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時予以更正，直至電氣控制系統(tǒng)達到設(shè)計要求。

2.2 邏輯設(shè)計法

這一方法是采取邏輯代數(shù)，依據(jù)生產(chǎn)機械工藝要求，把控制擋路當(dāng)中各環(huán)節(jié)視作為一個個具體的邏輯變量，同時依據(jù)控制要求將各變量間的關(guān)系采用邏輯關(guān)系式予以標(biāo)識，而后通過對關(guān)系式的簡化處理來給定與之所對應(yīng)的電路設(shè)計圖。

應(yīng)用邏輯設(shè)計方法可確保所獲得設(shè)計方案達到最優(yōu)化，然而在具體應(yīng)用之時，其設(shè)計難度極大，過程也十分復(fù)雜，甚至還要應(yīng)用到部分新概念，因而在一般的設(shè)計工作中這一方法應(yīng)用較少。

3 工藝設(shè)計

3.1 總體布置設(shè)計

此環(huán)節(jié)需要依據(jù)先前所確定出的原理設(shè)計圖，來把控制系統(tǒng)分為多個分部件，而后依據(jù)其復(fù)雜性，再將各個部件劃分成不同的單元，對各部分牽涉到進線與出線作出調(diào)節(jié)，同時調(diào)節(jié)連接方式。在對單元劃分之時應(yīng)注意以下3方面的內(nèi)容：

（1）功能較為接近的元件可予以合并。

（2）為縮短單元連線，與接線有關(guān)的控制電器應(yīng)安排在同一單元當(dāng)中。

（3）為方便調(diào)試，應(yīng)當(dāng)將需經(jīng)常進行調(diào)試的元件安排到同一單元之中。

3.2 繪制元件、器件布置圖

此環(huán)節(jié)是依據(jù)原理設(shè)計圖所具體實施的，在進行布置圖繪制之時應(yīng)當(dāng)把握以下4項要求：

（1）將監(jiān)視器安排設(shè)置于儀表板之上。

（2）于電氣板上端，進行發(fā)熱元件的安裝，在下方則應(yīng)當(dāng)進行體積或重量較大的元件安裝。

（3）要經(jīng)常性予以調(diào)試和檢驗的元件在進行安裝之時應(yīng)確保高度適中。

（4）為避免強電情況所產(chǎn)生的不利影響，需針對弱電部分增加安裝屏蔽或隔離設(shè)備。

3.3 繪制電氣控制接線圖

在對電氣控制接線圖進行繪制之時應(yīng)當(dāng)依據(jù)電氣元件、器件布設(shè)與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，把握以下幾項原則：

（1）在接線圖當(dāng)中每一部分的元件安裝位置均應(yīng)當(dāng)同實際情況完全相同。

（2）應(yīng)當(dāng)盡可能的確保元器件以及接線座當(dāng)中的標(biāo)注與原理圖像完全相同。

（3）在進行接線圖繪制時可選用細線條進行處理，從而確保各部分的接線關(guān)系與方向能夠得到明確的表示。

接線圖的繪制方法主要有符號標(biāo)注與直接接線兩種方式。若元器件數(shù)量較多同時各個接線部分的關(guān)系較為復(fù)雜之時則可采用符號標(biāo)注的方法進行標(biāo)示；在電氣系統(tǒng)當(dāng)中的元器件數(shù)量相對偏少亦或是接線關(guān)系比較簡便之時，便可采取直接接線方法來將各部分的接線連接起來。

4 結(jié)語

針對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計工作必須要基于合理化的設(shè)計理念與工程實踐基礎(chǔ)之上，只有這樣方可確保設(shè)計工作達到較高的質(zhì)量水準(zhǔn)。在開展實際的設(shè)計工作之時還應(yīng)當(dāng)盡量滿足于生產(chǎn)機械與工藝對于電氣控制系統(tǒng)所提出的要求，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)與真實的情況密切聯(lián)系，與機械設(shè)計互相協(xié)調(diào)，保證所設(shè)計出的電氣控制系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定的運行。

參考文獻

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（作者單位：中鐵十二局集團第三工程有限公司修造廠）