电气控制线路的设计分析

杨和威（太重（天津）滨海重型机械有限公司,天津　300450）



电气控制线路的设计分析

杨和威
（太重（天津）滨海重型机械有限公司,天津300450）

摘 要：电气控制系统以一项复杂的系统，也被称为电气设备二次控制回路。在设计的过程中，不同的电器设备的控制回路差别很大，而且各种回路的控制方式也存在很大的差别。由于控制线路的复杂性，所以要想保证设备的正常安全运转，许多许多配套的设备，多种电力设备形成一个完整的组合，这样称为控制回路或二次回路。本文立足自己的工作实际，对电气控制线路的组成以及设计进行分析，并且明确一些设计的要点。

关键词：电气; 控制线路; 设计原理; 工艺设计

1　主要功能与组成

一般来讲，高压设备以及大电流的设备具有体积大的特点，而且都采用专门的操作系统来进行控制。特别是出现一些故障的时候，需要进行开关的自动控制，以此来切断开关，防止发生危险。所以自动控制设备对高压以及大电流的电力设备十分重要。

电气设备与线路在运行过程中会发生故障，一般来讲主要是超过电力设备以及线路自身的负荷，这样就会导致危险出现，所以建立一套对此进行控制的自动化系统十分重要，以此来实现对此的调整和保护。

电是一种看不见的东西，要想明确一套设备或者线路是否带电，需要设置一种明确的视听信号，来反映是否带电，时刻监视设备的带电情况，这样才能实现有效的电气监视。电气监视系统一般采用定性监视的方法，直观地反映电气设备的带电情况。，但是对一些具体的参数诸如电压、电流、频率和功率的大小等并不能实现定量的测量，所以还需要完善一些定量测量的设备。

电力设备在运行的过程中，还需要一套完善的制动系统，以此来实现对电机的控制，这样可以实现操作的便捷以及安全，诸如设计一些切能耗制动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等。

最后是故障检测和预警系统。大型电力设备在运行的过程中，由于承受着十分巨大的冲击，所以有可能出现故障。所以电力设备本身要设计一些电力监控设备，以此来进行故障的预警和检测，这样才能保障设备的安全运转。

2　系统设计要点

2.1电气控制系统设计的一般原则

（1）首先，要最大限度的符合电力设备正常运转的要求，同时符合现有的生产工艺和生产机械，不能违背现有的技术条件。

（2）立足实际需要，设计方案要合理。设计方案要坚持实用原则，考虑到投入和产出的关系，不能盲目追求一些不切实际的东西，要符合成本控制的要求。

（3）要确保电力控制系统的安全性和稳定性，这是一切设计的前提。电力设备的运转安全十分重要，电气控制系统的设计也是基于这一目的，所以电气控制系统自身的安全性和稳定性一定要保证。

2.2电气控制系统设计的基本任务、内容

电气控制系统设计的基本任务是根据事先确定好的方案，准备好相应的图纸和资料。图纸是整个电气控制系统的原理图以及构成图，资料主要是每个组成部分的详细说明。

电气控制系统设计的内容包括两个方面，一个是设计原理，另一个是具体的设计环节和工艺。

（1）原理设计内容。首先是拟订电气设计任务书。任务书主要是以设计目标为导向。其次要确定电力拖动方案，选择电动机。这是很重要的一个环节。第三是设计电气控制原理图，计算主要技术参数。这样便于设计的精准化。第四是选择电器元件，选择过程一定要认真仔细。最后是根据前面几种要求编写设计说明书，对整个设计进行详细的说明。

（2）工艺设计内容。首先是根据总体目标设计一个大的框架，设计电气总布置图、总安装图与总接线图。其次是按照每个分目标设计组件布置图、安装图和接线图。第三是设计电气箱、操作台及非标准元件。第四是根据需要列出所需元件的清单。最后是根据总体要求编写使用维护说明书，对设备的使用维护做出说明。

2.3电气控制系统设计的一般步骤

（1）拟订设计任务书。设计任务书十分重要，是整个系统的依据，也是整个电气控制系统的设计依据，同是整个系统的进行验收的依据。整个任务书的设计由多个部门共同完成。

电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容：首先是设备的基本情况，包括名称、结构以及工艺要求等。其次是电力拖动的方式及控制要求等。第三是设备的安全情况，诸如联锁、保护要求。第四是设备的自动化程度、运行稳定性等。第五是预警系统的要求，诸如操作台、照明、信号指示、报警方式等要求。第六是设备的验收以及标准。

（2）确定电力拖动方案。电力拖动十分重要，是一个重点环节，电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要内容之一，决定着许多其他要素的设计。最主要的是拖动方式的选择，要根据实际需要选择独立拖动或是集中拖动，二者存在很大的差别。其次是调速方案的选择。一般来讲，大型电力设备、重型电力设备应该采用无级变速，这是由这些设备的运行特点决定的。精密机械设备也应采用无级调速，这样可以保证其精准性。对于一般无特殊要求的中小型设备，可选用三相笼型异步电动机，这样经济实惠。第三是电动机调速性质要与负载特性适应。上面我们论述了调速方案的选择，调速方案的选择决定了生产机械的负载特性，所以要根据实际情况选择恒功率负载或是恒转矩负载，这样才能最大限度的发挥其效能。

（3）拖动电动机的选择基本原则。这一过程要求选择要符合自己的设计方案，符合使用的要求。首先根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。其次电动机要尽可能得到利用。最后是电动机的结构形式要符合设计要求。

（4）选择控制方式。控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的迅速发展，生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控制向PLC控制、CNC控制、计算机网络控制等方面发展，控制方式越来越多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下，最大限度地满足工艺的要求。

（5）设计电气控制原理图，并合理选用元器件，编制元器件明细表。

（6）设计电气设备的各种施工图纸。（7）编写设计说明书和使用说明书。

参考文献：

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[2]邢晓莉.浅谈常用生产机械电气控制线路的教学方法[J].职业, 2010(32).

[3]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播,2011(02).

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