電氣控制線路設計基礎分析

徐剛

摘 要：電氣設備和系統(tǒng)網(wǎng)絡的運轉是支撐工業(yè)加工生產(chǎn)的重要基礎，自動化水平提高，人們在生產(chǎn)中也更加注重電氣系統(tǒng)的自動化發(fā)展趨勢。電氣設備要想能夠自行處理可能出現(xiàn)的故障或者問題，保持持續(xù)正常運轉，就要增強其自動控制能力，因此有必要對電氣控制在線路設計中需要注意的問題詳加討論，對于線路設計的基礎準則以及相應的設計理念、方法進行分析和總結。

關鍵詞：電氣控制；線路設計；分析

中圖分類號：TM64 文獻標志碼：A

0 引言

工業(yè)的深度發(fā)展使得自動化技術的進步速度變快，管理成本和人力成本的逐步提升、社會需求量增大，對于質量標準的要求也更高，人們需要更高端的工業(yè)產(chǎn)品。這就促成了自動化控制系統(tǒng)的形成和發(fā)展，通過精密的程序系統(tǒng)來控制機械設備進行生產(chǎn)加工，提高質量標準，也相應促進了電氣自動化的發(fā)展，并引發(fā)人們對其控制線路規(guī)劃與設計方面的思考和分析。

1 電氣控制的線路規(guī)劃基本準則

現(xiàn)如今的很多機械設備與電氣設備的功能聯(lián)系更為緊密了，要提高機械設備生產(chǎn)加工的高度自動化，就必須做好電氣控制方面的線路設計工作，將機械生產(chǎn)設備與電氣設備的某些功能相融合，引入控制線路的設計理念，并要遵循其設計規(guī)劃的基本準則。

首先，要根據(jù)設備在生產(chǎn)加工中的實際控制以及防護需求，盡最大努力滿足各種需求和條件，確保其各項控制功能發(fā)揮應有的功效。

其次，在保證滿足生產(chǎn)加工所需要的各種控制需求以及運行條件的基礎上，還要通過分析和研究，進一步簡化整個線路設計方案，節(jié)約建設成本，使控制系統(tǒng)運行更為順暢。

再次，設計人員要對控制線路的設計方案進行仔細推敲與評估，要對其運行的合理性與安全性進行反復的論證和測試，達到規(guī)定的指標才能夠進行下一階段的工作。

最后，設計人員還要考慮到以控制線路為基礎的控制系統(tǒng)在操作上是否較為簡便和快捷，確保運維更為方便。

2 在電氣控制的線路設計中應重點關注的事項

控制線路是系統(tǒng)和設備運行的基礎，各種線路的組合搭配，成套體系的運轉要符合基本的控制原理和實際需求，以科學分析的角度和方法，確保線路設計方案更為科學合理。與此同時，還要詳細的了解以往各類機械裝備和設施在應用過程中出現(xiàn)的各種問題，當時是如何解決的？又是如何加以改進的？這樣才能對設備有一個更為清晰和系統(tǒng)性的了解和認識，使得設計方案更具有可靠性。我們在線路設計工作中要重點關注的事項有以下幾個方面：

（1）控制線路上有很多微型的裝置和元器件，在這些裝置的選用上要確保其質量和性能符合要求，并且在數(shù)量上要盡量做到節(jié)約使用，最好要采用相同規(guī)格與型號的元器件裝置。這樣做的目的是減少觸頭的數(shù)量，能夠大大簡化整個線路，保證線路運轉更為順暢和富有效率，避免因為復雜的線路元器件在運行中導致各種故障和問題，既能夠滿足基本的運行需求，還能夠降低設計成本。

（2）在線路的設計中會涉及數(shù)量較多的導線，所以在設計中要盡量避免使用過多的導線裝置，并且要縮減由導線相互連接的線路長度，這樣做能夠確保各個電氣設備、裝置之間連接的安全性以及可靠性。

（3）在整個控制線路的支路設計中，按照設計原理是不能在支路上串聯(lián)連接兩個元器件線圈裝置的，即使能夠滿足其電壓數(shù)值相加等于額外增加的電壓值的情況也是不被允許的，這就涉及線圈裝置上的阻抗與其額定電壓之間的正比例關系，因此要選擇合理的線圈連接方式，一般采用并聯(lián)模式，而不是串聯(lián)模式。

（4）在線路中，兩個元器件的連接是其中的關鍵環(huán)節(jié)。連接中會有很多觸頭存在，這些觸頭所在的位置間距有大有小，如果兩個觸頭之間的距離較為接近時，在連接操作中出現(xiàn)了不合理的環(huán)節(jié)，那么該段線路在運行中就會出現(xiàn)異常情況，嚴重時甚至會引發(fā)安全隱患和安全事故。觸頭部位在正常工作中會產(chǎn)生電弧，但是所采用的觸頭如果其電位并不相同，那么就很可能出現(xiàn)飛弧的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會導致斷路故障，控制線路就無法正常運行。所以在連接元器件過程中，要利用線圈和觸頭進行連接，防止上述不良情況的發(fā)生。

（5）在控制線路通電開始運轉期間，個別的元器件裝置會喪失其應有的作用，但是一直處于通電的狀態(tài)，對電力能源是一種很大的浪費，還會導致線路和設備發(fā)生更多的空載損耗，造成設備本身出現(xiàn)一些損害，加快老化速度。所以在能夠適應并滿足整個控制系統(tǒng)的正常運轉條件時，要及時對這些喪失原本作用的元器件設備進行更換或者直接拆除，防止其造成更多電能的浪費，保護設備的安全運行。

（6）在線路連接各種元器件組成控制線路的工作中，也會出現(xiàn)連接失誤的情況。不應該連接在一起的元器件被錯誤連接在一起，那么就會造成寄生模式的線路出現(xiàn)，這類線路是無法滿足正常的控制系統(tǒng)運行需求，還會引發(fā)其他正常線路的異常運轉情況，造成整個線路運轉出現(xiàn)各類問題或者故障，對于整個的自動化運轉程序造成混亂。所以設計者在工作中要切實掌握各部門線路的連接情況，依據(jù)基本原理，防止這種寄生線路的出現(xiàn)。

（7）電氣控制在線路設計中，設計者的目標就是為了提升整個線路在運行期間的可靠性以及穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)安全和高效，而要達到這個目標，設計人員就要在選用何種元器件裝置時務必做到合理選擇、適量選用。機械設備以及電氣裝置的工作狀態(tài)一般會持續(xù)相當長的時間，運轉周期很長，有時也會超出運行的負荷，因此就要求所選用的元器件具備經(jīng)久耐用的性能質量，材質更要堅固實用，并且其內部的結構設計更為合理，具備較強的防干擾性能。此外，在繼電設備的選用中，也要注重其規(guī)格與型號是否滿足整個控制線路的要求。

（8）控制線路中應具備必要的保護環(huán)節(jié)。控制線路中應該具備必要的保護環(huán)節(jié)，以保證線路即使在出現(xiàn)誤操作的情況下也不至于造成事故。一般應根據(jù)線路來具體設計選用過載、短路、過流、過壓、失壓和欠壓等保護環(huán)節(jié)，在必要時還應考慮加設合閘、斷開、事故、安全等報警以及指示信號。除了注意以上幾個問題外，還需要注意在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，還要有機械聯(lián)鎖，這樣完善的保護措施可以使線路安全可靠。

3 電氣控制線路的設計方法

電氣控制線路的設計方法一般來說分兩種，即分析設計法和邏輯設計法。分析設計法是指設計方案要通過分析、比較和篩選，甚至還需要通過試驗來驗證，從而確定出最終方案。這種方法雖然具有設計簡單、程序非固定等優(yōu)點，但是卻不一定是最佳的設計方案。因為這種設計方法對電氣設計人員的經(jīng)驗要求比較高，因此也被稱為經(jīng)驗設計法。同樣當設計者的經(jīng)驗不足或者考慮不周詳時就可能直接影響電路的可靠性，這樣勢必要對該設計進行反復修改，直到線路動作完全正確能滿足生產(chǎn)工藝要求為止。由此可見，經(jīng)驗設計法的成本往往會較高，設計周期也會較長一些。而邏輯設計法是較為經(jīng)濟、合理的設計方法，它是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，將各電器元件的動作狀態(tài)看作成邏輯變量，通過邏輯運算得出最簡單的邏輯表達式，從而畫出相應的控制線路。

結語

通過以上的分析與研究，可以看出電氣控制線路的設計基礎在控制系統(tǒng)當中的地位是相當重要的。直接影響著電氣控制與設備的可靠運行。這就要求設計人員既要遵循正確的設計原則，同時要根據(jù)工程實際出發(fā)，結合自身經(jīng)驗做出相應的變通，才能避免設計得不合理與錯誤，以確保整個設計更加準確實效、經(jīng)濟可靠。

參考文獻

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