楊和威（太重（天津）濱海重型機(jī)械有限公司,天津　300450）

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電氣控制線路的設(shè)計(jì)分析

楊和威
（太重（天津）濱海重型機(jī)械有限公司,天津300450）

摘 要：電氣控制系統(tǒng)以一項(xiàng)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(jì)的過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn)，許多許多配套的設(shè)備，多種電力設(shè)備形成一個(gè)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(shí)際，對(duì)電氣控制線路的組成以及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并且明確一些設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

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

1　主要功能與組成

一般來(lái)講，高壓設(shè)備以及大電流的設(shè)備具有體積大的特點(diǎn)，而且都采用專門的操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。特別是出現(xiàn)一些故障的時(shí)候，需要進(jìn)行開關(guān)的自動(dòng)控制，以此來(lái)切斷開關(guān)，防止發(fā)生危險(xiǎn)。所以自動(dòng)控制設(shè)備對(duì)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(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障，一般來(lái)講主要是超過(guò)電力設(shè)備以及線路自身的負(fù)荷，這樣就會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)出現(xiàn)，所以建立一套對(duì)此進(jìn)行控制的自動(dòng)化系統(tǒng)十分重要，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)此的調(diào)整和保護(hù)。

電是一種看不見(jiàn)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(tīng)信號(hào)，來(lái)反映是否帶電，時(shí)刻監(jiān)視設(shè)備的帶電情況，這樣才能實(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)定量的測(cè)量，所以還需要完善一些定量測(cè)量的設(shè)備。

電力設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，還需要一套完善的制動(dòng)系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，這樣可以實(shí)現(xiàn)操作的便捷以及安全，諸如設(shè)計(jì)一些切能耗制動(dòng)、電源反接制動(dòng)，倒拉反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。

最后是故障檢測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)。大型電力設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)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(jì)一些電力監(jiān)控設(shè)備，以此來(lái)進(jìn)行故障的預(yù)警和檢測(cè)，這樣才能保障設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則

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

（2）立足實(shí)際需要，設(shè)計(jì)方案要合理。設(shè)計(jì)方案要堅(jiān)持實(shí)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(shí)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(jì)的前提。電力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)安全十分重要，電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)的基本任務(wù)、內(nèi)容

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)電氣控制系統(tǒng)的原理圖以及構(gòu)成圖，資料主要是每個(gè)組成部分的詳細(xì)說(shuō)明。

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括兩個(gè)方面，一個(gè)是設(shè)計(jì)原理，另一個(gè)是具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和工藝。

（1）原理設(shè)計(jì)內(nèi)容。首先是擬訂電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書。任務(wù)書主要是以設(shè)計(jì)目標(biāo)為導(dǎo)向。其次要確定電力拖動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)。這是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。第三是設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)。這樣便于設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)化。第四是選擇電器元件，選擇過(guò)程一定要認(rèn)真仔細(xì)。最后是根據(jù)前面幾種要求編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

（2）工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容。首先是根據(jù)總體目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)大的框架，設(shè)計(jì)電氣總布置圖、總安裝圖與總接線圖。其次是按照每個(gè)分目標(biāo)設(shè)計(jì)組件布置圖、安裝圖和接線圖。第三是設(shè)計(jì)電氣箱、操作臺(tái)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(hù)說(shuō)明書，對(duì)設(shè)備的使用維護(hù)做出說(shuō)明。

2.3電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟

（1）擬訂設(shè)計(jì)任務(wù)書。設(shè)計(jì)任務(wù)書十分重要，是整個(gè)系統(tǒng)的依據(jù)，也是整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，同是整個(gè)系統(tǒng)的進(jìn)行驗(yàn)收的依據(jù)。整個(gè)任務(wù)書的設(shè)計(jì)由多個(gè)部門共同完成。

電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(dòng)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(hù)要求。第四是設(shè)備的自動(dòng)化程度、運(yùn)行穩(wěn)定性等。第五是預(yù)警系統(tǒng)的要求，諸如操作臺(tái)、照明、信號(hào)指示、報(bào)警方式等要求。第六是設(shè)備的驗(yàn)收以及標(biāo)準(zhǔn)。

（2）確定電力拖動(dòng)方案。電力拖動(dòng)十分重要，是一個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，電力拖動(dòng)方案選擇是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，決定著許多其他要素的設(shè)計(jì)。最主要的是拖動(dòng)方式的選擇，要根據(jù)實(shí)際需要選擇獨(dú)立拖動(dòng)或是集中拖動(dòng)，二者存在很大的差別。其次是調(diào)速方案的選擇。一般來(lái)講，大型電力設(shè)備、重型電力設(shè)備應(yīng)該采用無(wú)級(jí)變速，這是由這些設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)決定的。精密機(jī)械設(shè)備也應(yīng)采用無(wú)級(jí)調(diào)速，這樣可以保證其精準(zhǔn)性。對(duì)于一般無(wú)特殊要求的中小型設(shè)備，可選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，這樣經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。第三是電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)要與負(fù)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(jī)械的負(fù)載特性，所以要根據(jù)實(shí)際情況選擇恒功率負(fù)載或是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，這樣才能最大限度的發(fā)揮其效能。

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

（4）選擇控制方式?？刂品绞揭獙?shí)現(xiàn)拖動(dòng)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(jī)械電力拖動(dòng)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制等方面發(fā)展，控制方式越來(lái)越多?？刂品绞降倪x擇應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，最大限度地滿足工藝的要求。

（5）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，并合理選用元器件，編制元器件明細(xì)表。

（6）設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的各種施工圖紙。（7）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。

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