生產機械電氣控制系統設計研究論文

摘要：生產機械的電氣控制系統設計主要是針對電氣控制的原理設計以及工藝設計兩個部分進行的。前者主要是以為了滿足生產機械、生產工藝的基本要求為前提而對機械的自動化程度以及生產技術的先進性做出考量;而工藝設計則是為了滿足設備的製造、使用以及維修的需要，從而對電氣控制系統的外觀以及經濟實用性等進行設計。

關鍵詞：生產機械；電氣控制系統；設計分析

在生產機械電氣控制系統設計實踐中，已經定型的機牀和機械設備可以不用通過設計、製造一些專用的生產設備，或者對原有的機械設備進行技術改造，其它種類的機械就需要進行設計製造，主要是通過介紹經驗設計法及邏輯設計法來實現對生產機械電氣控制系統的設計，從而能夠對生產機械的電氣控制系統的設計規律及方法進行分析和研究。

1電氣控制系統的設計

在設計電氣控制系統的過程中，需要根據實際電氣控制的要求編制和設計出機械製造、機械使用以及機械維修過程中需要用到的資料（包含了外購件的目錄、材料消耗清單以及機械説明書等）以及圖片樣本（包含了電氣原理圖、電氣元件的佈置圖、電氣組建的劃分圖、電氣系統安裝接線圖、控制面板圖、電氣箱圖、非標準件的加工圖以及元件、器件的安裝底板圖）等。根據電氣設計任務書的方案可以確立電力設計方案，然後針對性的選擇所涉及到的電動機類型，並且設計出合理的原理圖，然後通過計算得到主要的技術參數並且核實;選擇需要的電氣元件、器件後製定相關的明細表，編寫出機械設計的説明書。在設計內容過程時，要嚴格的對原理圖進行設計，因為原理圖是生產機械電氣控制系統的關鍵，能夠為後續的的工藝設計以及技術資料的制定提供行之有效的憑證。為了提高製造電氣控制系統的效率，並將原理設計環節所涉及到的技術達到指標，必須採取工藝設計，來為機械的調試、使用以及維護提供切實可行的圖樣資料[1]。其所需的資料內容包含了電氣系統總的佈置圖、安裝圖以及接線圖的設計；電氣組建的佈置圖、安裝圖、接線圖的設計，電氣箱、非標準元件、操作枱的設計，電氣元件、器件清單，機械的使用和維護説明書。

2電氣控制系統中電氣控制原理的電路設計

經驗設計法也可以稱之為分析設計法，其主要是根據具體的生產要求來選擇基本的單元電路，或者將已經完備的電路設計按照一定的條件組合起來，在一定基礎上根據實際情況進行修改和補充，使其成為一個滿足控制要求和設計要求的完整電路，該種方法的優點是設計簡單，不受固定的程序的困擾，整個過程是建立在電氣控制系統設計基本環節的掌握程度以及較高的電氣控制系統電路分析能力的基礎上，能夠快速提高工作的效率。因此在平常的設計中，經驗設計法獲得了廣泛的應用，但是，經驗設計法有其侷限性:設計出來的電氣控制系統的方案可能會出現漏洞，或者因為設計人員經驗的不足而造成影響設計方案的完整性，間接的影響了電氣控制系統的可靠性。所以，在實際的設計過程中，必須要經過反覆審核檢查，在一定條件下最好通過模擬實驗來確定設計方案。當問題發生時作出適時的調整修改直到電氣控制系統電路的設計滿足生產要求。而邏輯設計法則是在電路設計中根據生產機械的工藝需要來利用邏輯代數，把控制電路中的各環節當做邏輯變量，然後根據電路控制的要求把邏輯變量之間的關係通過各邏輯關係式進行表達，在簡化邏輯關係式後設計出相應的電路設計圖。邏輯設計法的優勢在於能夠將設計方案最佳化，但是不足之處在於在實際使用過程中，設計難度較高且過程複雜，有時還可能需要結合新的理念，因此在常規的設計當中，邏輯設計法需要結合其它方法一起使用。原理圖設計在滿足生產工藝的'要求時必須充分了解和掌握機械的性能、結構及其實際情況，然後通過控制方式、反向、啟動、調速、制動等考量並且設計出聯鎖和保護裝置，然後控制電路電源的種類和電壓數值。一般簡單的電氣控制電路包含的元件和器件不是很複雜，可以直接採用220V的電源或者380V的電源；但如果控制電路較為複雜，就必須將控制電壓根據實際情況降到24V、48V或者110V，並且要採用控制電源的變壓器，以此確保電氣控制電路在工作時的安全可靠性，實現的提前就是必須要保證電氣元件、器件的穩定和可靠性[2]。元器件的連接不僅要符合國家的相關規定，還需要合理的安排位置和觸頭的位置，以便正確的連接電器線圈。

3電氣控制系統中的工藝設計

電氣設備設計需要根據之前制定好的原理設計圖，將控制系統劃分成若干個部件，然後根據實際情況將各個部件劃分為若干個單元，然後整理好各個部分涉及到的進線及出線，並調整好連接方式。一般情況下，電氣控制系統設計單元劃分時應注意：相似功能的元件需要組合在一起;而且，為了減少單元間的連線，接線相關的控制電器應該在同一單元內；為了防止受到外界因素的干擾，需要分開強弱電；為了便於調試和檢查，經常需要調節、維護的易損元件、器件應當組合在同一單元內。元件、器件佈置圖的繪製是依據原理設計圖來制定的，在繪製時應當按照以下原則進行：監視器件應當安裝在儀表板上；在電器板上方需要安裝發熱元件，而下方安裝體積較大或者較重的元件和器件；需要經常調試和檢查的元件和器件在安裝時不能太高或太低，為避免受到強電以及外界的干擾，需要對弱電部分加裝屏蔽設施和隔離設施。電氣控制接線圖的繪製時需要根據電氣元件、器件的佈置圖以及國家的相關規定採取以下原則：接線圖中各元器件的位置應當與實際安裝位置一致；元器件和接線座上的標註應該與原理圖中的標註一致；繪製時應當採用細線條，以便清楚地表示出接線的關係和去向。

4結論

因為生產機械的種類繁雜，所以相關的電氣控制方案也不一，但是電氣控制系統的設計方法和原則是一致的。電氣控制系統設計工作必須建立在合理的設計理念以及工程實踐上，才能確保設計的高質量、高效率。在設計過程中需要滿足生產機械和工藝對電氣控制系統的基本要求，電氣控制系統的設計要與實際的情況緊密結合，電氣控制系統的設計要和機械的設計相配合，確保設計的電氣控制系統能夠安全地工作，具備合理性、相融性、可行性、可靠性。