電器控制電路設(shè)計(jì)方法的比較研究

顧擁軍

摘 要：電路設(shè)計(jì)在日常生活中的電路控制應(yīng)用是最為關(guān)鍵且重要的一個(gè)步驟，文章主要講述了電路設(shè)計(jì)常用的邏輯設(shè)計(jì)法、電器工作流程圖法以及經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在電路控制中的運(yùn)用，針對(duì)上述三種方法進(jìn)行了分析對(duì)比，分別闡述了它們的作用，以期望能夠?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電路設(shè)計(jì)；電器控制；方法比較

1 邏輯設(shè)計(jì)法

一般情況下，都是使用線圈斷電或者線圈通電的方法，來(lái)分析、判斷繼電器、接觸器的電路控制情況。線圈和電源相接的核動(dòng)力是構(gòu)成線圈斷電、通電的最基本條件，以及動(dòng)斷觸頭的實(shí)際狀態(tài)。決定電路控制情況的關(guān)鍵性因素是觸頭的通斷電狀態(tài)，一般情況下，觸頭只有兩種狀態(tài)，一種是觸頭切斷，另外一種是觸頭接通。通常以I和O來(lái)表示電磁離合器、電磁鐵、電磁閥、繼電器、接觸器等元件的通電狀態(tài)，I表是線圈正處于通電狀態(tài)，O表示線圈正處于斷電狀態(tài)。有的時(shí)候，可以將點(diǎn)券的斷電狀態(tài)或者通電狀態(tài)當(dāng)做是上述原件的通電、斷電狀態(tài)。

當(dāng)繼電器以及接觸器二者的觸頭處于閉合狀態(tài)時(shí)，既可以默認(rèn)為線圈正處于通電狀態(tài)下；當(dāng)觸頭處于斷開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，即可以默認(rèn)為線圈正處于斷電狀態(tài)下。即，反之，可以將I默認(rèn)為觸頭和控制按鈕正處于閉合狀態(tài)下，可以將O默認(rèn)為觸頭和控制按鈕正處于斷開(kāi)狀態(tài)下?！癐”和“0”都分別表示了兩種具有對(duì)立性質(zhì)的物理狀態(tài)，將自然界中存在的一種規(guī)律映射出來(lái)——邏輯代數(shù)。邏輯代數(shù)的作用就在于能夠合理地設(shè)計(jì)出接觸器及繼電器的系統(tǒng)，把電路中的各個(gè)原件的作用發(fā)揮出來(lái)，盡可能做到少使用原件。雖然這樣的設(shè)計(jì)要求對(duì)于一個(gè)電路設(shè)計(jì)工作者而言極具挑戰(zhàn)性，但是只要設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中，將邏輯設(shè)計(jì)法的優(yōu)勢(shì)全部發(fā)揮出來(lái)，相信問(wèn)題還是能夠迎刃而解的，邏輯設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)如下所述：（1）邏輯運(yùn)算：利用邏輯函數(shù)將元件的控制狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)的關(guān)鍵是用來(lái)表示觸頭狀態(tài)的邏輯變量，運(yùn)用非邏輯或者邏輯的來(lái)進(jìn)行基本預(yù)案算，根據(jù)計(jì)算所得結(jié)果即可將繼電器和接觸器的電路結(jié)構(gòu)表示出來(lái)，由此可見(jiàn)，將邏輯運(yùn)算運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅十分的方便，而且還非常的便捷。（2）簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)：簡(jiǎn)化邏輯函數(shù)的作用主要在于將繼電器和接觸器的電路簡(jiǎn)化。通常情況下采用公式法進(jìn)行化簡(jiǎn)，利用基本定律，簡(jiǎn)化擴(kuò)項(xiàng)、因子以及多余項(xiàng)的運(yùn)用方法。（3）簡(jiǎn)化邏輯代數(shù)：在電路實(shí)際組合成時(shí)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)的具體因素需要考慮到以下兩點(diǎn)：第一點(diǎn)，由于觸電容量有一定的局限性，因此需要特別注意檢查負(fù)責(zé)斷電任務(wù)的觸電容量。第二點(diǎn)，在電路邏輯能夠被多余觸點(diǎn)所使用的情況下，不需要對(duì)多余觸點(diǎn)進(jìn)行化簡(jiǎn)。（4）繼電器開(kāi)關(guān)的邏輯函數(shù)：在電路中，繼電器的主要被當(dāng)做開(kāi)關(guān)線路使用，符合邏輯規(guī)律，邏輯函數(shù)的輸出變量主要是利用繼電器中執(zhí)行函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，邏輯變量以檢測(cè)信號(hào)、邏輯變量輸出、中間單元的反饋觸頭用來(lái)表示中間單元、輸出邏輯變量、檢測(cè)信號(hào)的反饋觸頭來(lái)表示，并且可以按照規(guī)律那邏輯函數(shù)表達(dá)出來(lái)。

邏輯設(shè)計(jì)法步驟的主要內(nèi)容為：對(duì)于加工工藝的過(guò)程首先進(jìn)行充分的研究和分析，然后制定出工作示意圖或者是工作循環(huán)圖，依照制定出來(lái)的工作圖，再把執(zhí)行元件的街拍表以及檢測(cè)狀態(tài)表繪制出來(lái)，將其同意稱作轉(zhuǎn)換表。已經(jīng)把轉(zhuǎn)換表中元件邊界線，將中間記憶元件設(shè)定好，然后再把中間記憶元件的邏輯函數(shù)做出來(lái)，之后用再根據(jù)這個(gè)函數(shù)，初步將電路的結(jié)構(gòu)圖建立起來(lái)，最后再對(duì)電路結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行進(jìn)一步完善處理。在對(duì)電路結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行完善的過(guò)程中，必須將聯(lián)鎖、保護(hù)等結(jié)構(gòu)添加進(jìn)去，此外，還需特別注意電路是否符合電路控制的相關(guān)要求，觀察是否有觸頭、回路競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象存在[1]。

2 電器工作流程圖法

2.1 電器工作流程圖

在繪制電器工作流程圖的時(shí)候，需要遵循從左到右的原則。首先，需要在左側(cè)將控制電路的文字按鈕“SB”、繼電器“KA”、接觸器“KM”等符號(hào)列出來(lái)，然后依照電器時(shí)間順序從左到右畫(huà)出不同電器的狀態(tài)框，分別為黑框、白框、按鈕框，將其狀態(tài)狂和位于左側(cè)的電器畫(huà)在統(tǒng)一水平位置上，與此同時(shí)，還應(yīng)該將對(duì)應(yīng)的電氣文字符號(hào)畫(huà)出來(lái)。黑框即為電器動(dòng)作，白框即為電器釋放，按鈕框即為點(diǎn)動(dòng)按鈕。若是控制電路，其狀態(tài)框要與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行連接，如果是非控制電路，那么就需要將狀態(tài)狂和虛線連接起來(lái)。電流的工作流程圖可分為兩個(gè)階段狀態(tài)下的圖紙，一個(gè)是啟動(dòng)階段，另外一個(gè)是停止階段，這兩個(gè)階段分別表示了電流的兩種正常工作狀態(tài)[2]。

2.2 導(dǎo)通邏輯表達(dá)式

表達(dá)電器流程圖的公式是導(dǎo)通邏輯表達(dá)式。電器中的線圈要保持通電則必須要求電器起動(dòng)而不釋放。導(dǎo)通邏輯表達(dá)式是一種必不可少的邏輯式，但其中所存在的問(wèn)題有兩個(gè)：（1）起動(dòng)的條件無(wú)法覆蓋電器整個(gè)周期的工作運(yùn)行，在這樣的情況下，釋放條件還未得到滿足就自行釋放。要想防止這樣的情況出現(xiàn)，需要對(duì)起動(dòng)條件加入自鎖的功能。（2）假如電器條件所對(duì)應(yīng)的某個(gè)電器不同兩種狀態(tài)，則表明電器條件不能滿足唯一性。其主要的處理方法有：第一，找出能夠與其他電器條件進(jìn)行區(qū)分的邏輯條件進(jìn)行復(fù)合，形成電器條件的唯一性。第二，當(dāng)沒(méi)有可以使用的邏輯條件時(shí)，可以通過(guò)電器條件的增加來(lái)制造邏輯復(fù)合的唯一性。

2.3 電器控制電路圖

在繪制電路控制圖的過(guò)程中，需要將電路控制圖左側(cè)的一個(gè)文字符號(hào)來(lái)表達(dá)線圈，然后將電路控制圖右側(cè)一行的文字符號(hào)都繪制成按要求連接的觸頭。凡是標(biāo)有反符號(hào)的觸頭，一律不得將其化成常開(kāi)觸頭，應(yīng)該將其畫(huà)成常閉合觸頭。假如在釋放的條件下，有延時(shí)觸頭出現(xiàn)，那么不能用圖形復(fù)活來(lái)直接飆到文字符號(hào)，必須要通過(guò)等效處理之后，才能挪出延時(shí)符號(hào)，將反符號(hào)求出來(lái)，最后才能夠順利完成圖形符號(hào)的轉(zhuǎn)化。

3 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法主要是基于豐富的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的，因此具有一定的靈活性。在使用在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來(lái)對(duì)控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要特別注意以下幾點(diǎn)：（1）盡可能的實(shí)現(xiàn)工藝和機(jī)械生產(chǎn)對(duì)電路控制的相關(guān)要求。首先，要先了解生產(chǎn)需求，讓控制電路的相關(guān)設(shè)計(jì)工作者對(duì)相似或者同來(lái)產(chǎn)品進(jìn)行研究、分析、綜合，之后再作出控制電路的設(shè)計(jì)詳細(xì)要求，當(dāng)一件通過(guò)之后，再能將其當(dāng)做控制電路的實(shí)際依據(jù)。（2）滿足了生產(chǎn)要求時(shí)盡量選擇常用或者能夠掌握的緩解和電路，縮短控制電路與電氣之間的連接線的長(zhǎng)度，使電氣的標(biāo)準(zhǔn)元件使用數(shù)量減少，此外，還需要避免使用型號(hào)相同的元件，盡量減少?zèng)]有必要的看出點(diǎn)，在電器工作的時(shí)候，至打開(kāi)必要通電的電路，盡可能的避免意外及節(jié)省電能。（3）電路設(shè)計(jì)要保障電器控制的安全性，選用電器壽命長(zhǎng)。結(jié)構(gòu)結(jié)實(shí)等電器，當(dāng)控制電路設(shè)計(jì)工作人員再對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要將觸點(diǎn)線圈正確連接好，以免造成寄生回路的產(chǎn)生。

4 電器控制電路設(shè)計(jì)方法比較

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法相對(duì)于邏輯設(shè)計(jì)法而言，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法操作起來(lái)比較方便、比較快捷，只要求電路控制設(shè)計(jì)工作人員能夠熟悉的掌握電路控制的相關(guān)內(nèi)容，并且能夠掌握多種類型不用的典型電路設(shè)計(jì)，此外，還要求設(shè)計(jì)工作人員要有非常豐富的控制電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。雖然經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的操作簡(jiǎn)單快捷，且對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求也不是很高，但是，在設(shè)計(jì)控制電路的時(shí)候，常常還會(huì)出現(xiàn)較多問(wèn)題，需要反復(fù)進(jìn)行多次的試驗(yàn)和更改才達(dá)到電器控制電路的基本設(shè)計(jì)要求。然而，使用邏輯設(shè)計(jì)法所設(shè)計(jì)出來(lái)的控制電路比較具有合理性，更加適用于比較復(fù)雜的控制電路設(shè)計(jì)中，但是，其邏輯設(shè)計(jì)法的工作難度比較大，不容易短時(shí)間地掌握。電器工作流程圖法的設(shè)立思路也較為簡(jiǎn)單易懂，且對(duì)設(shè)計(jì)人員所具備的經(jīng)驗(yàn)要求不高，有一定的靈活性。同時(shí)，可以根據(jù)控制電路的設(shè)計(jì)需求，合理的增加輔助電器，因此，使用此種方法的設(shè)計(jì)結(jié)果不具有唯一性。

參考文獻(xiàn)

[1]張文義，王大偉，王榮豫.電器控制電路設(shè)計(jì)方法的比較研究[J].低壓電器，2013（12）：39-42.

[2]馬慶銀.選煤廠低壓變頻調(diào)速裝置應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)[J].選煤技術(shù)，2014（4）：73-76.