生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)討論

王銀峰

摘 要：生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是由兩部分內(nèi)容所構(gòu)成，即電氣控制原理的電路設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)。其中電氣控制原理的電路設(shè)計(jì)是為了達(dá)到生產(chǎn)機(jī)械最基本性的要求，而針對(duì)機(jī)械自動(dòng)化程度和生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)性所作出的設(shè)計(jì)；工藝設(shè)計(jì)則是為了達(dá)到設(shè)備制造、應(yīng)用與維修等方面的需求，來(lái)針對(duì)電氣控制系統(tǒng)的外觀、實(shí)用性等所采取的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)機(jī)械；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

在具體的生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，只有已定型的機(jī)床與機(jī)械設(shè)備無(wú)需再進(jìn)行設(shè)計(jì)以外，常常還要結(jié)合自身企業(yè)的實(shí)際需求，來(lái)設(shè)計(jì)并制造出適用于本企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，亦或是針對(duì)原裝設(shè)備采取技術(shù)改造。本文將基于對(duì)設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容的介紹，進(jìn)一步提出了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與邏輯設(shè)計(jì)兩種對(duì)電氣控制原理電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，并最終就針對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的外觀與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容展開(kāi)了具體分析。

1 設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容

1.1 設(shè)計(jì)原則

鑒于生產(chǎn)機(jī)械的類(lèi)型較為多樣化，因而與之相關(guān)的電氣控制方案也并非完全一致，然而其在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中所采用的設(shè)計(jì)方法與原則卻基本是相同的。全部的設(shè)計(jì)工作均應(yīng)當(dāng)基于正確化的設(shè)計(jì)理念與工程實(shí)踐層面上，只有這樣方可確保設(shè)計(jì)工作的高質(zhì)量完成。在開(kāi)展具體的設(shè)計(jì)工作之時(shí)，必須要按照相應(yīng)的原則來(lái)實(shí)施，應(yīng)當(dāng)能夠符合于生產(chǎn)機(jī)械與工藝對(duì)于電氣控制系統(tǒng)所提出的基礎(chǔ)要求，確保具備實(shí)踐操作性；電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)同實(shí)際情況密切結(jié)合，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理；保證設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)可穩(wěn)定運(yùn)行，具備良好的安全性。

1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.2.1 原理設(shè)計(jì)

在原理設(shè)計(jì)方面具體包括了對(duì)于設(shè)計(jì)任務(wù)的制定；設(shè)計(jì)原理圖，同時(shí)針對(duì)其中的核心參數(shù)信息予以制定并實(shí)施；編制機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；明確電力設(shè)計(jì)方案，同時(shí)選取適宜的電動(dòng)機(jī)；針對(duì)所需應(yīng)用到的電氣元件予以選取，同時(shí)制定出明細(xì)內(nèi)容。

1.2.2 工藝設(shè)計(jì)

為促使制造電氣控制系統(tǒng)過(guò)程的設(shè)計(jì)過(guò)程的效率更高，同時(shí)促使原理設(shè)計(jì)當(dāng)中的各項(xiàng)技術(shù)性要求能夠得到具體落實(shí)，便應(yīng)切實(shí)做好相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)，只有這樣方可給予機(jī)械調(diào)試、應(yīng)用與維護(hù)工作提供參考資料。其中具體包括如下幾方面內(nèi)容：各電氣組合構(gòu)建的布置圖紙、安裝與接線圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；整體電氣系統(tǒng)的布置、安裝與接線圖紙；各部分電氣元件、器件清單；機(jī)械應(yīng)用及保養(yǎng)維護(hù)說(shuō)明書(shū)等。

2 電路設(shè)計(jì)

2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

這一方法也經(jīng)常被稱(chēng)作為分析設(shè)計(jì)法。此種方法主要是依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求來(lái)選取出基本的單元電路或成熟電路設(shè)計(jì)并依據(jù)相應(yīng)的條件將之予以合并，同時(shí)在這一基礎(chǔ)之上結(jié)合具體狀況予以修改與增添內(nèi)容，促使其成為一項(xiàng)能夠符合于控制與設(shè)計(jì)要求的電路系統(tǒng)。此種設(shè)計(jì)方法最為突出的優(yōu)勢(shì)即為方法簡(jiǎn)便，掌握起來(lái)比較容易，有助于提升工作效率。但其缺點(diǎn)也十分明顯，即采用這一方法所設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)很可能存在考慮不全面的狀況，進(jìn)而造成系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。因而在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)展開(kāi)反復(fù)性的審核驗(yàn)證，在確保條件許可的基礎(chǔ)上實(shí)施模擬驗(yàn)證，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)予以更正，直至電氣控制系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2 邏輯設(shè)計(jì)法

這一方法是采取邏輯代數(shù)，依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工藝要求，把控制擋路當(dāng)中各環(huán)節(jié)視作為一個(gè)個(gè)具體的邏輯變量，同時(shí)依據(jù)控制要求將各變量間的關(guān)系采用邏輯關(guān)系式予以標(biāo)識(shí)，而后通過(guò)對(duì)關(guān)系式的簡(jiǎn)化處理來(lái)給定與之所對(duì)應(yīng)的電路設(shè)計(jì)圖。

應(yīng)用邏輯設(shè)計(jì)方法可確保所獲得設(shè)計(jì)方案達(dá)到最優(yōu)化，然而在具體應(yīng)用之時(shí)，其設(shè)計(jì)難度極大，過(guò)程也十分復(fù)雜，甚至還要應(yīng)用到部分新概念，因而在一般的設(shè)計(jì)工作中這一方法應(yīng)用較少。

3 工藝設(shè)計(jì)

3.1 總體布置設(shè)計(jì)

此環(huán)節(jié)需要依據(jù)先前所確定出的原理設(shè)計(jì)圖，來(lái)把控制系統(tǒng)分為多個(gè)分部件，而后依據(jù)其復(fù)雜性，再將各個(gè)部件劃分成不同的單元，對(duì)各部分牽涉到進(jìn)線與出線作出調(diào)節(jié)，同時(shí)調(diào)節(jié)連接方式。在對(duì)單元?jiǎng)澐种畷r(shí)應(yīng)注意以下3方面的內(nèi)容：

（1）功能較為接近的元件可予以合并。

（2）為縮短單元連線，與接線有關(guān)的控制電器應(yīng)安排在同一單元當(dāng)中。

（3）為方便調(diào)試，應(yīng)當(dāng)將需經(jīng)常進(jìn)行調(diào)試的元件安排到同一單元之中。

3.2 繪制元件、器件布置圖

此環(huán)節(jié)是依據(jù)原理設(shè)計(jì)圖所具體實(shí)施的，在進(jìn)行布置圖繪制之時(shí)應(yīng)當(dāng)把握以下4項(xiàng)要求：

（1）將監(jiān)視器安排設(shè)置于儀表板之上。

（2）于電氣板上端，進(jìn)行發(fā)熱元件的安裝，在下方則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行體積或重量較大的元件安裝。

（3）要經(jīng)常性予以調(diào)試和檢驗(yàn)的元件在進(jìn)行安裝之時(shí)應(yīng)確保高度適中。

（4）為避免強(qiáng)電情況所產(chǎn)生的不利影響，需針對(duì)弱電部分增加安裝屏蔽或隔離設(shè)備。

3.3 繪制電氣控制接線圖

在對(duì)電氣控制接線圖進(jìn)行繪制之時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)電氣元件、器件布設(shè)與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，把握以下幾項(xiàng)原則：

（1）在接線圖當(dāng)中每一部分的元件安裝位置均應(yīng)當(dāng)同實(shí)際情況完全相同。

（2）應(yīng)當(dāng)盡可能的確保元器件以及接線座當(dāng)中的標(biāo)注與原理圖像完全相同。

（3）在進(jìn)行接線圖繪制時(shí)可選用細(xì)線條進(jìn)行處理，從而確保各部分的接線關(guān)系與方向能夠得到明確的表示。

接線圖的繪制方法主要有符號(hào)標(biāo)注與直接接線兩種方式。若元器件數(shù)量較多同時(shí)各個(gè)接線部分的關(guān)系較為復(fù)雜之時(shí)則可采用符號(hào)標(biāo)注的方法進(jìn)行標(biāo)示；在電氣系統(tǒng)當(dāng)中的元器件數(shù)量相對(duì)偏少亦或是接線關(guān)系比較簡(jiǎn)便之時(shí)，便可采取直接接線方法來(lái)將各部分的接線連接起來(lái)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作必須要基于合理化的設(shè)計(jì)理念與工程實(shí)踐基礎(chǔ)之上，只有這樣方可確保設(shè)計(jì)工作達(dá)到較高的質(zhì)量水準(zhǔn)。在開(kāi)展實(shí)際的設(shè)計(jì)工作之時(shí)還應(yīng)當(dāng)盡量滿(mǎn)足于生產(chǎn)機(jī)械與工藝對(duì)于電氣控制系統(tǒng)所提出的要求，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與真實(shí)的情況密切聯(lián)系，與機(jī)械設(shè)計(jì)互相協(xié)調(diào)，保證所設(shè)計(jì)出的電氣控制系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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（作者單位：中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司修造廠）