电气控制线路设计

陕西美鑫产业投资有限公司 杨克峰

电气控制线路设计

陕西美鑫产业投资有限公司 杨克峰

在电气化控制中，线路设计是进行电气设备设计、生产和调控的关键环节，是电气设备正常、可靠、安全运行的保证。因此，保证电气控制中线路设计思想和设计原则的科学性和正确性，对确保电气控制线路的可靠性，保障电气设备的安全具有重要作用。本文，笔者结合工作实践，对电气控制线路设计原则和设计方法进行了探讨，对于实际工作具有重要的指导作用。

一、电气控制中线路设计原则

1.线路设计控制方式通用化原则。通用化是指线路设计方案能使生产机械加工不同性质的对象。因此，在电路设计中要尽量选择符合设计标准要求，并在长期实践中得到广泛应用的控制方案，以满足生产设备、生产工艺的要求。

2.线路设计控制电路电源可靠性原则。电源是电气控制中所有设备得以运行的前提条件。线路设计中应综合考虑配电方案、线路布局、接地回路等因素，保证电源的负载在标准范围内；同时，还要有效避免控制系统中各电路间的干扰、振蕴及电路自身过热等问题。通常，在线路控制简单的情况下可选择电网电源，在生产设备自动化程度高的情况下应选择直流电源。

3.线路设计控制电气设备安全性原则。在线路设计满足生产需要的基础上，控制电路应力求经济、简单，杜绝寄生电路以及电器依次动作。尽量避免同一条线路上多种电气设备的同时使用，尽量减少不必要的触点，以达到简化线路、避免故障的目的，从而保证电气设备控制线路的安全性。

二、电气控制中线路设计的方法

经验设计法和逻辑设计法是电气控制中线路设计常用的两种方法。两种方法各有特点，具体如下。

1.经验设计法。经验设计法在复杂线路设计中具有重要作用。这是因为，复杂线路设计需绘制大量线路图，而且设计的线路需要经过多次的协调修改后，才能保证整体线路的可靠运行；因此要求设计人员必须具备丰富的工作经验。

2.逻辑设计法。逻辑设计法是指以生产工艺的需求为前提，根据电动机的运行特点，将电器元件的运行状态看作逻辑变量，通过逻辑运算设计出最简单的逻辑表达式；结合逻辑表达式画出相应的控制线路，从而使各种动态的电器元件通过逻辑控制，得以有效运行。具体设计步骤如下。

（1）明确控制对象每个动作的启动信号和停止信号。在进行整体逻辑变量系统设计前，要分析控制对象的工艺要求和工作状态，把握在一个完整的工作循环过程中被控对象的工作过程和运行动作，进而明确控制对象每个动作的启动信号和停止信号。

（2）确定电气控制电路的逻辑函授。电气控制中被控对象只有两种对立而稳定的工作状态，即线圈的得电和失电，触点的闭合和断开。在明确控制对象每个动作的启动信号和停止信号的基础上，可将启动信号和终止信号看为逻辑变量。其变化规律符合逻辑规律，因此，可通过逻辑运算设计出最简单的逻辑表达式。

（3）根据逻辑表达式画出工作循环图和控制线路。根据对控制对象的工作状态要求设计各动作间的联系互动环节、互锁环节及顺序动作环节，把握每个控制的逻辑关系。再根据工艺要求将所有逻辑关系组成整体的逻辑方程，即逻辑表达式。最后，通过逻辑表达式画出工作循环图和控制线路，并分析控制对象各个动作的先后顺序是否合理、互锁，每一动作的启动信号和停止信号的使用是否安全、可靠，保证线路设计的有效性。

三、实例分析

本文，笔者以某低压配电系统控制线路设计为例，对电气控制线路的设计进行具体说明。该低压配电系统中，L1，L2，L3为3个变压器进线开关，L4，L5为2个联络开关。生产工艺要求3台变压器不能并列运行。因此，控制线路设计的重点是保证任何2个变压器进线开关在联络开关合闸的情况下，不能同时合闸。具体设计步骤如下。

1.明确控制对象每个动作的启动信号的停止信号。该线路系统中，开关的的启动信号和停止信号即触点的闭合和断开。用y表示开关的常开触点，用n表示开关的常闭触点。QC表示常开触点的合闸线圈得电，开关可合闸；WC表示常开触点的合闸线圈失电，开关不能合闸。

2.确定电气控制电路的逻辑函数。l号变压器进线开关L1不可以合闸的逻辑表达式为：

l号变压器进线开关L1可以合闸的逻辑表达式为：

同理，可以依次计算出L2，L3，L4，，L5开关可以合闸和不可以合闸的逻辑表达式。

3.根据逻辑表达式画出工作循环图和控制线路。结合该实例中电气联锁开关各动作间的互锁环节，画出工作循环图和控制线路。l号变压器进线开关L1的的控制线路如图1所示。

同理，可以得出其他开关的线路图。

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