陜西美鑫產(chǎn)業(yè)投資有限公司 楊克峰

電氣控制線路設(shè)計(jì)

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在電氣化控制中，線路設(shè)計(jì)是進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是電氣設(shè)備正常、可靠、安全運(yùn)行的保證。因此，保證電氣控制中線路設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則的科學(xué)性和正確性，對確保電氣控制線路的可靠性，保障電氣設(shè)備的安全具有重要作用。本文，筆者結(jié)合工作實(shí)踐，對電氣控制線路設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，對于實(shí)際工作具有重要的指導(dǎo)作用。

一、電氣控制中線路設(shè)計(jì)原則

1.線路設(shè)計(jì)控制方式通用化原則。通用化是指線路設(shè)計(jì)方案能使生產(chǎn)機(jī)械加工不同性質(zhì)的對象。因此，在電路設(shè)計(jì)中要盡量選擇符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，并在長期實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用的控制方案，以滿足生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝的要求。

2.線路設(shè)計(jì)控制電路電源可靠性原則。電源是電氣控制中所有設(shè)備得以運(yùn)行的前提條件。線路設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮配電方案、線路布局、接地回路等因素，保證電源的負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；同時(shí)，還要有效避免控制系統(tǒng)中各電路間的干擾、振蘊(yùn)及電路自身過熱等問題。通常，在線路控制簡單的情況下可選擇電網(wǎng)電源，在生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高的情況下應(yīng)選擇直流電源。

3.線路設(shè)計(jì)控制電氣設(shè)備安全性原則。在線路設(shè)計(jì)滿足生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，控制電路應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)、簡單，杜絕寄生電路以及電器依次動(dòng)作。盡量避免同一條線路上多種電氣設(shè)備的同時(shí)使用，盡量減少不必要的觸點(diǎn)，以達(dá)到簡化線路、避免故障的目的，從而保證電氣設(shè)備控制線路的安全性。

二、電氣控制中線路設(shè)計(jì)的方法

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法是電氣控制中線路設(shè)計(jì)常用的兩種方法。兩種方法各有特點(diǎn)，具體如下。

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在復(fù)雜線路設(shè)計(jì)中具有重要作用。這是因?yàn)椋瑥?fù)雜線路設(shè)計(jì)需繪制大量線路圖，而且設(shè)計(jì)的線路需要經(jīng)過多次的協(xié)調(diào)修改后，才能保證整體線路的可靠運(yùn)行；因此要求設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。

2.邏輯設(shè)計(jì)法。邏輯設(shè)計(jì)法是指以生產(chǎn)工藝的需求為前提，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，將電器元件的運(yùn)行狀態(tài)看作邏輯變量，通過邏輯運(yùn)算設(shè)計(jì)出最簡單的邏輯表達(dá)式；結(jié)合邏輯表達(dá)式畫出相應(yīng)的控制線路，從而使各種動(dòng)態(tài)的電器元件通過邏輯控制，得以有效運(yùn)行。具體設(shè)計(jì)步驟如下。

（1）明確控制對象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號和停止信號。在進(jìn)行整體邏輯變量系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，要分析控制對象的工藝要求和工作狀態(tài)，把握在一個(gè)完整的工作循環(huán)過程中被控對象的工作過程和運(yùn)行動(dòng)作，進(jìn)而明確控制對象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號和停止信號。

（2）確定電氣控制電路的邏輯函授。電氣控制中被控對象只有兩種對立而穩(wěn)定的工作狀態(tài)，即線圈的得電和失電，觸點(diǎn)的閉合和斷開。在明確控制對象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號和停止信號的基礎(chǔ)上，可將啟動(dòng)信號和終止信號看為邏輯變量。其變化規(guī)律符合邏輯規(guī)律，因此，可通過邏輯運(yùn)算設(shè)計(jì)出最簡單的邏輯表達(dá)式。

（3）根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出工作循環(huán)圖和控制線路。根據(jù)對控制對象的工作狀態(tài)要求設(shè)計(jì)各動(dòng)作間的聯(lián)系互動(dòng)環(huán)節(jié)、互鎖環(huán)節(jié)及順序動(dòng)作環(huán)節(jié)，把握每個(gè)控制的邏輯關(guān)系。再根據(jù)工藝要求將所有邏輯關(guān)系組成整體的邏輯方程，即邏輯表達(dá)式。最后，通過邏輯表達(dá)式畫出工作循環(huán)圖和控制線路，并分析控制對象各個(gè)動(dòng)作的先后順序是否合理、互鎖，每一動(dòng)作的啟動(dòng)信號和停止信號的使用是否安全、可靠，保證線路設(shè)計(jì)的有效性。

三、實(shí)例分析

本文，筆者以某低壓配電系統(tǒng)控制線路設(shè)計(jì)為例，對電氣控制線路的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體說明。該低壓配電系統(tǒng)中，L1，L2，L3為3個(gè)變壓器進(jìn)線開關(guān)，L4，L5為2個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。生產(chǎn)工藝要求3臺(tái)變壓器不能并列運(yùn)行。因此，控制線路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是保證任何2個(gè)變壓器進(jìn)線開關(guān)在聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘的情況下，不能同時(shí)合閘。具體設(shè)計(jì)步驟如下。

1.明確控制對象每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)信號的停止信號。該線路系統(tǒng)中，開關(guān)的的啟動(dòng)信號和停止信號即觸點(diǎn)的閉合和斷開。用y表示開關(guān)的常開觸點(diǎn)，用n表示開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。QC表示常開觸點(diǎn)的合閘線圈得電，開關(guān)可合閘；WC表示常開觸點(diǎn)的合閘線圈失電，開關(guān)不能合閘。

2.確定電氣控制電路的邏輯函數(shù)。l號變壓器進(jìn)線開關(guān)L1不可以合閘的邏輯表達(dá)式為：

l號變壓器進(jìn)線開關(guān)L1可以合閘的邏輯表達(dá)式為：

同理，可以依次計(jì)算出L2，L3，L4，，L5開關(guān)可以合閘和不可以合閘的邏輯表達(dá)式。

3.根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出工作循環(huán)圖和控制線路。結(jié)合該實(shí)例中電氣聯(lián)鎖開關(guān)各動(dòng)作間的互鎖環(huán)節(jié)，畫出工作循環(huán)圖和控制線路。l號變壓器進(jìn)線開關(guān)L1的的控制線路如圖1所示。

同理，可以得出其他開關(guān)的線路圖。

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