電氣控制線路的設(shè)計分析

楊和威（太重（天津）濱海重型機械有限公司,天津　300450）

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電氣控制線路的設(shè)計分析

楊和威
（太重（天津）濱海重型機械有限公司,天津300450）

摘 要：電氣控制系統(tǒng)以一項復(fù)雜的系統(tǒng)，也被稱為電氣設(shè)備二次控制回路。在設(shè)計的過程中，不同的電器設(shè)備的控制回路差別很大，而且各種回路的控制方式也存在很大的差別。由于控制線路的復(fù)雜性，所以要想保證設(shè)備的正常安全運轉(zhuǎn)，許多許多配套的設(shè)備，多種電力設(shè)備形成一個完整的組合，這樣稱為控制回路或二次回路。本文立足自己的工作實際，對電氣控制線路的組成以及設(shè)計進行分析，并且明確一些設(shè)計的要點。

關(guān)鍵詞：電氣; 控制線路; 設(shè)計原理; 工藝設(shè)計

1　主要功能與組成

一般來講，高壓設(shè)備以及大電流的設(shè)備具有體積大的特點，而且都采用專門的操作系統(tǒng)來進行控制。特別是出現(xiàn)一些故障的時候，需要進行開關(guān)的自動控制，以此來切斷開關(guān)，防止發(fā)生危險。所以自動控制設(shè)備對高壓以及大電流的電力設(shè)備十分重要。

電氣設(shè)備與線路在運行過程中會發(fā)生故障，一般來講主要是超過電力設(shè)備以及線路自身的負荷，這樣就會導(dǎo)致危險出現(xiàn)，所以建立一套對此進行控制的自動化系統(tǒng)十分重要，以此來實現(xiàn)對此的調(diào)整和保護。

電是一種看不見的東西，要想明確一套設(shè)備或者線路是否帶電，需要設(shè)置一種明確的視聽信號，來反映是否帶電，時刻監(jiān)視設(shè)備的帶電情況，這樣才能實現(xiàn)有效的電氣監(jiān)視。電氣監(jiān)視系統(tǒng)一般采用定性監(jiān)視的方法，直觀地反映電氣設(shè)備的帶電情況。，但是對一些具體的參數(shù)諸如電壓、電流、頻率和功率的大小等并不能實現(xiàn)定量的測量，所以還需要完善一些定量測量的設(shè)備。

電力設(shè)備在運行的過程中，還需要一套完善的制動系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)對電機的控制，這樣可以實現(xiàn)操作的便捷以及安全，諸如設(shè)計一些切能耗制動、電源反接制動，倒拉反接制動和再生發(fā)電制動等。

最后是故障檢測和預(yù)警系統(tǒng)。大型電力設(shè)備在運行的過程中，由于承受著十分巨大的沖擊，所以有可能出現(xiàn)故障。所以電力設(shè)備本身要設(shè)計一些電力監(jiān)控設(shè)備，以此來進行故障的預(yù)警和檢測，這樣才能保障設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。

2　系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則

（1）首先，要最大限度的符合電力設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的要求，同時符合現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)機械，不能違背現(xiàn)有的技術(shù)條件。

（2）立足實際需要，設(shè)計方案要合理。設(shè)計方案要堅持實用原則，考慮到投入和產(chǎn)出的關(guān)系，不能盲目追求一些不切實際的東西，要符合成本控制的要求。

（3）要確保電力控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，這是一切設(shè)計的前提。電力設(shè)備的運轉(zhuǎn)安全十分重要，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計也是基于這一目的，所以電氣控制系統(tǒng)自身的安全性和穩(wěn)定性一定要保證。

2.2電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)、內(nèi)容

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)事先確定好的方案，準(zhǔn)備好相應(yīng)的圖紙和資料。圖紙是整個電氣控制系統(tǒng)的原理圖以及構(gòu)成圖，資料主要是每個組成部分的詳細說明。

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容包括兩個方面，一個是設(shè)計原理，另一個是具體的設(shè)計環(huán)節(jié)和工藝。

（1）原理設(shè)計內(nèi)容。首先是擬訂電氣設(shè)計任務(wù)書。任務(wù)書主要是以設(shè)計目標(biāo)為導(dǎo)向。其次要確定電力拖動方案，選擇電動機。這是很重要的一個環(huán)節(jié)。第三是設(shè)計電氣控制原理圖，計算主要技術(shù)參數(shù)。這樣便于設(shè)計的精準(zhǔn)化。第四是選擇電器元件，選擇過程一定要認真仔細。最后是根據(jù)前面幾種要求編寫設(shè)計說明書，對整個設(shè)計進行詳細的說明。

（2）工藝設(shè)計內(nèi)容。首先是根據(jù)總體目標(biāo)設(shè)計一個大的框架，設(shè)計電氣總布置圖、總安裝圖與總接線圖。其次是按照每個分目標(biāo)設(shè)計組件布置圖、安裝圖和接線圖。第三是設(shè)計電氣箱、操作臺及非標(biāo)準(zhǔn)元件。第四是根據(jù)需要列出所需元件的清單。最后是根據(jù)總體要求編寫使用維護說明書，對設(shè)備的使用維護做出說明。

2.3電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟

（1）擬訂設(shè)計任務(wù)書。設(shè)計任務(wù)書十分重要，是整個系統(tǒng)的依據(jù)，也是整個電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)，同是整個系統(tǒng)的進行驗收的依據(jù)。整個任務(wù)書的設(shè)計由多個部門共同完成。

電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)書中，主要包括以下內(nèi)容：首先是設(shè)備的基本情況，包括名稱、結(jié)構(gòu)以及工藝要求等。其次是電力拖動的方式及控制要求等。第三是設(shè)備的安全情況，諸如聯(lián)鎖、保護要求。第四是設(shè)備的自動化程度、運行穩(wěn)定性等。第五是預(yù)警系統(tǒng)的要求，諸如操作臺、照明、信號指示、報警方式等要求。第六是設(shè)備的驗收以及標(biāo)準(zhǔn)。

（2）確定電力拖動方案。電力拖動十分重要，是一個重點環(huán)節(jié)，電力拖動方案選擇是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，決定著許多其他要素的設(shè)計。最主要的是拖動方式的選擇，要根據(jù)實際需要選擇獨立拖動或是集中拖動，二者存在很大的差別。其次是調(diào)速方案的選擇。一般來講，大型電力設(shè)備、重型電力設(shè)備應(yīng)該采用無級變速，這是由這些設(shè)備的運行特點決定的。精密機械設(shè)備也應(yīng)采用無級調(diào)速，這樣可以保證其精準(zhǔn)性。對于一般無特殊要求的中小型設(shè)備，可選用三相籠型異步電動機，這樣經(jīng)濟實惠。第三是電動機調(diào)速性質(zhì)要與負載特性適應(yīng)。上面我們論述了調(diào)速方案的選擇，調(diào)速方案的選擇決定了生產(chǎn)機械的負載特性，所以要根據(jù)實際情況選擇恒功率負載或是恒轉(zhuǎn)矩負載，這樣才能最大限度的發(fā)揮其效能。

（3）拖動電動機的選擇基本原則。這一過程要求選擇要符合自己的設(shè)計方案，符合使用的要求。首先根據(jù)生產(chǎn)機械調(diào)速的要求選擇電動機的種類。其次電動機要盡可能得到利用。最后是電動機的結(jié)構(gòu)形式要符合設(shè)計要求。

（4）選擇控制方式?？刂品绞揭獙崿F(xiàn)拖動方案的控制要求。隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)機械電力拖動的控制方式從傳統(tǒng)的繼電接觸器控制向PLC控制、CNC控制、計算機網(wǎng)絡(luò)控制等方面發(fā)展，控制方式越來越多。控制方式的選擇應(yīng)在經(jīng)濟、安全的前提下，最大限度地滿足工藝的要求。

（5）設(shè)計電氣控制原理圖，并合理選用元器件，編制元器件明細表。

（6）設(shè)計電氣設(shè)備的各種施工圖紙。（7）編寫設(shè)計說明書和使用說明書。

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DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.170