电气控制线路设计
电气控制线路设计【1】
摘要：讨论电气控制线路设计要求与方法，针对设计中易出现的问题给予合理化的改造，以达到设计控制电路尽善尽美的目的。
关键词：主电路 控制电路 电动机 接触器 保护环节
一、前言
在生产中，机械设备的使用效能与电气自动化的程度有密切关系，尤其是机电一体化已成为现代机械工业发展的总趋势，所以要搞好几点工作就应当掌握生产工艺电气控制线路的设计。
首先要了解生产工艺对电器控制提出的要求，其次要了解生产机械的结构、工作环境和操作人员的要求等。
在进行具体线路的设计时，一般应先设计主电路，然后设计控制电路，信号电路及局部照明电路等，初步设计完成后，应仔细检查，看线路是否符合设计要求，并尽可能使之完善和简化，最后选择电气型号和规格。
二 、设计讨论
1.控制线路的设计要求
不同用途的电气控制线路，其控制要求也不尽相同。
一般应满足以下几点要求：
1.1应能满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作;
1.2线路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路;
1.3操作、调整和检修方便;
1.4具有各种必要的保护装置和连锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故。
2.控制线路的设计方法
电气控制线路设计方法有两种，一种是经过效验设计法，它是根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法，采用典型环节线路直接进行设计。
这两种方法比较简单，但对比较复杂的线路，设计人员必须具有丰富的工作经验，需绘制大量的线路图并经过多次修改后才能得到符合要求的控制线路;另一种为逻辑设计法，在此不做讨论。
对于各种控制线路，都有一个共同的规律，拖动生产机械的电动机的启动与停止均由接触器主触头控制，而主触头的动作则由控制回路中 接触器线圈的通电与断电决定，线圈的通电与断电则由线圈所在的控制回路中一些常开常闭触点组成的“与”、“或”、“非”等条件来控制。
下面我们以经验设计法设计控制线路。
某机床有左右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动，另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动，加工工艺是在开始工作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令滑台快速返回到原位置自动停车。
要求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后启动，而在滑台电动机正向停车时也停车。
2.1电路设计
3.尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器。
当控制额支路较多，而触点数目不够时，可采用中间继电器增加控制支路的数量。
4.多个点起的依次动作问题
在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制线路。
5.可逆线路连锁
在繁琐的操作可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电器连锁，而且要有机械连锁。
6.要有完善的保护措施
在电气线路控制中，为保证操作人员、电气设备及生产机械的安全，一定要有完善的保护措施、常用的保护环节有漏电、短路、过载、过流、过压、失压、低电压等保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。
四、结论
电气控制线路设计灵活性强，要经常性的读解、分析书本中典型的控制电路。
在设计完电路后 ，务必反复校核，然后再模拟板上进行实操接线，观察是否能安全、可靠、稳定的运行，合理化试车成功的控制电路在机械加工和化工生产中节约了人力、物力资源，给一个企业创造了良好的生产工作环境。
参考文献
[1]《电气控制技术》 化学工业出版社.
[2]《电气设计自动化》 高等教育出版社.
电气控制线路设计基础【2】
【摘要】电气控制线路设计属于电气控制中的一个重要部分，它对于电气设备的生产、设计以及操作等方面都有着直接或间接的作用。
由此可见，做好电气控制线路的设计工作，便成为了做好电气控制的一个关键环节。
基于此，本文针对电气控制线路设计基础进行了一番探析。
【关键词】电气控制;线路设计;基础
1.电气拖动方案的确定原则
电气控制线路的设计中一个最基本的环节便是电气拖动，因此，所确定的电气拖动方案是否合理科学，将直接关系着整个电气控制路线的设计。
在电气拖动方案的确定时，我们应该从以下几个原则加以考虑：
1.1电气无调速要求的机械生产
如果电气的机械生产无调速要求或者电气起动不频繁，则可以考虑鼠笼式异步电动机;若拖动装置中的负载静转矩很大，则应该考虑绕线式异步电动机;如果负载相对平稳、容量比较大且起停的次数也很少时，应该考虑充分发挥电动机的优点，比如效率高、效率因素高，一般可以采用同步电动机。
1.2电气要求调速的机械生产
对于电气的机械生产有调速要求，则应该考虑其调速的平滑性、调速的范围、机械的特性硬度、转速的调节级数、工作的可靠程度等，应该根据这些方面的要求进行拖动方案的选择。
不过，不管选择何种拖动方案，都要符合自身的经济技术要求，抉择的拖动方案尽量要经济有效。
一般而言(调速的范围用D表示)，当D=2-3，调速的级数≤2-4时，则可以采用磁极对数能够改变的双速或多速笼式异步电动机;当D<3，且平滑调速没有要求时，可以使用绕线式转子感应电动机;当D=3-10，并且对于平滑调速有要求时，应该使用带有滑差离合器的异步电动机。
当然，在实际生产生活中，还应该根据相关的实际情况进行抉择。
1.3确定电动机调速的性质
在实际的生产与运用过程中，电动机的调速性质必须适应机械生产的负载特性。
双速笼异步电动机的定子绕组连接方式如果从△改为了YY接法，转速就会相应转为高速，但功率的变化却不大，因此适用于恒定功率的电机传动;如果从Y变为了YY接法，此时电动机输出的转矩不变，则可以适用于恒定转矩的电机传动。
而直流他励电动机，可以改变其电枢电压调速为恒定转矩输出，将其励磁调速改为功率调速。
2.电气控制方案的确定原则
关于电气设备控制方案种类繁多，因此，相关的工作人员在方案的设计与确定时应充分考虑其是否可靠、简便、实用于经济等。
具体而言，电气控制方案的确定原则包括以下几个方面：
2.1控制方案应同拖动需求相适应
经济效益是电气控制是否科学的一个重要指标，如果电气控制的逻辑较为简单，而且加工的程序也比较稳定，那么可以用继电—接触控制的方式;反之若加工程序复杂而且逻辑也比较繁琐则应该采用编程序控制器。
2.2控制方案应同通用化程序相适应
通用化所指的的是机械的生产加工针对不同的对象采用的通用化程度。
对于那些种类一种甚至几种部件的专用机床生产而言，通用化程度普遍不高，但也在情理之中，因为它能够保持自身高速的自动化程度，这种机床一般适用较为固定的控制型电路中;而那生产小批量或单件零件的加工机床，则可以采用数字程序或编程控制器加以控制，这样便可以根据不同的加工对象设置不同的加工程序，十分灵活与通用。
2.3控制方案应同电路控制电源相适应
设计的控制方案还应该同电路的控制电源相适应，一般而言，对于不复杂的控制电路，可以采用电网电源，如果元件较多且电路也比较复杂，则应该对电网电压进行隔离降压处理，尽量减少故障的发生。
在当前，很多生产设备的自动化程度越来越高，这就要求大部分电路控制采用直流电源，这样操作与维修都比较方便，而且能节省部分安装的空间。
3.电气控制线路的设计方法
电气控制线路关系重大，不仅关系着我们的日常生活，同时也与我们的生命财产安全息息相关。
如何才能保障电气控制路线的便捷、高效、安全，那就需要仔细考虑其设计方法。
在电气控制线路的设计方法上，本文主要从以下几个方面展开探讨：
3.1设计的具体要求
电气控制的线路设计具体要求包括：
(1)要满足机械生产的工艺规范与标准，按照相关的顺序进行操作。
(2)线路设计越简单越好，尽量减少不必要的线路，避免出现问题后线路繁杂而检修困难。
(3)操作、调节以及检修应该符合方便原则。
(4)要安装必要的保护装置与联锁环节，这样即使出现了错误操作也不会导致重大事故。
(5)必须符合环境的使用条件，确保工作安全、可靠、稳定进行。
3.2设计的具体方法
从目前来看，电气控制线路的设计方法可以归纳为以下两种：
(1)经验设计法。
指的是依照相关的工艺生产要求，根据控制电动机的方法，使用较为典型的线路直接设计。
这种设计比较简单，操作也很方便，但其缺点也是显而易见的，比如在复杂的线路中，不仅需要工作人员有很强的工作经验，绘制出种类繁多的线路图，而且可能会出现多次修改，才能达到相关的线路控制要求。
(2)逻辑设计法。
指的是采用逻辑代数的方式进行设计，这种方法设计出来的线路结构比较合理，并且在一定程度上节省了使用的元件数量。
3.3设计顺序
电气控制线路在设计的时候，相关工作人员必须考虑主次原则，其线路的设计顺序应为：主电路→控制电路→信号电路→局部照明电路。
(1)主电路：主电路属于整个电气控制系统的主要部分，也可以说是它的灵魂，因为主电路贯穿了整个系统工程。
在主电路的设计时，要注意电路的电压与电流是否能承受过载、接地是否恰当等。
比如，假设电动机采用的是三相鼠笼式异步电动机，则可以通过接触器控制起动与停止，此外线路中还必须有短路、过载、缺相以及欠压保护。
(2)控制电路：控制电路属于电气控制系统的一个闸门，它左右着整个系统的运行。
在它的设计上，要考虑是否安全、方便以及适用。
为了操作方便，我们往往会在线路中设置总停按钮，考虑到某些电气设备需要重载起动，为了防止起动时重载过大引起了热继电器动作，则可以采取以下两个办法加以处理：第一，把热继电器的整定电流调大，尽量让其在起动时不会发生动作;第二，在起动的时候，将热继电器的发热元件采取短接方式，等起动之后再接入。
(3)信号电路：信号电路属于信号的传输通道，其作用是采集信号以及传输信号，包含的范围相对较广，在具体的信号电路设计的时候，要考虑其周围电磁对它的影响，尽量避开那些强辐射与电磁感应较强的地方。
此外，信号接收与传送装置尽量选择先进且实用的类型。
(4)局部照明电路：局部照明电路属于电气控制系统的一个补充，它也起着非常重要的作用。
对于局部照明而言，要做好相关的照明路线的构造设计(一般为图纸设计方式)，这是局部照明电路的一个重要指向，只有设计出了完善的局部照明路线，才能更好的将其运用在具体的操作中。
3.4设计中注意的问题
为了确保线路的设计简便、可靠、准确，因此在具体的设计中应该注意以下问题：
(1)尽量减少连接导线的数量。
相关的工作人员在进行控制线路的设计时，应该充分考虑电气设备的元件所处的实际位置，在符合了设计原则的基础上，尽可能地减少连接导线的数量。
(2)必须正确连接电器的线圈，一般而言不能将电压线圈串联使用，那是一种不正确的连接方式。
(3)控制线路中切勿出现寄生线路，寄生线路属于意外连接的一种电路方式，它对于线路起不到保护的作用，反而是一种累赘。
(4)尽量减少使用的电器数量，在采用标准件与相同型号的电器时要做好触电处的简化工作，以此提高线路的可靠性。