電氣控制線路設計基礎

摘 要 只有優化電氣控制設備，電氣控制設備才能正常的使用。設計人員要把握電氣控制線路設計的原則，優化設計的方法、強化設計的要點，這三項內容是電氣控制線路設計的基礎。

【關鍵詞】電氣 控制線路 設計

隨著社會不斷的發展，人們越來越需要使用大量的電氣控制設備，電氣控制設備的使用需要電力系統的支持，優化電氣控制線路設計就是優化電氣控制設備使用的電力系統設計，只有優化電氣控制設備，電氣控制設備才能正常的使用。

1 電氣控制線路設計基礎的原則

1.1 標準化原則

應用標準化原則進行設計的目的有兩個：

（1）便于工作人員進行管理和維修，如果設計方法或使用的設備不標準，那么工作人員進行維修時，就需要花費大量的時間、精力來探索線路的設計原理及內在機理，這不利于工作人員開展電氣控制線路的維護及管理工作。

（2）便于拓展，如果設計的線路或使用的設備不標準，后續進行拓展可能會存在難題，比如工作人員要升級換代設備，可能會出現購買不到相應設備的問題。

1.2 經濟化原則

電氣控制線路既要具有拓寬性，又要具有經濟性。電氣控制線路設計的內容包含電力輸送、電力輸送控制、電力能源供給這三項內容的設計。三項內容的設計都必須滿足經濟化的原則，否則電力控制系統在應用時會耗費大量的能源，從而既帶來自然能源消耗多的問題，又帶來電力控制系統使用耗費成本大的問題。

1.3 穩定性原則

電氣控制線路必須具有穩定性。這是因為如果電氣線路穩定性不足，不僅會給用戶帶來不良的體驗，還會引發各種安全事故。比如斷路會引發火災事故，電壓過高會帶來人生安全事故等，電氣控制線路設計要優化線路設計方案確保電氣控制系統的運行安全。

2 電氣控制線路設計基礎的方法

2.1 設計理念

設計理念的核心為簡化線路。如果線路過于復雜，會帶來以下的問題：

（1）成本損耗的問題，線路越長，意味著電力輸送時，能耗消耗得越多，無論從環保的角度，或從節省成本的角度，都應盡可能縮短輸電線路。

（2）智能判斷的問題，如果線路分叉過多，線路判斷可能易出現故障，為此，應盡量避免出現線路交叉、循環、寄生等問題。

（3）線路耦合的問題，線路傳輸時，會產生電磁場，雖然線路外會套上絕緣管套，避免電磁場造成的干擾，但是由于種種原因，干擾的問題還是不可避免的，如果線路過于復雜，就會出現電磁干擾嚴重的問題。綜合以上的原因，電氣控制線路要盡量簡單。

2.2 設計方法

2.2.1 設計內容

電氣控制系統設計的內容主要包括兩個方面：

（1）與控制對象有關的內容，它包括設備的類型、型號、容量等。

（2）根據控制的需求設計控制線路、電器元件、設計電氣原理圖、地裝圖、互連圖。

以上的設計過程要依序進行，順序如下：分析控制對析，分析電氣設計任務書→確定傳輸方式及控制方案→選擇電動機→設計電氣原理圖→列出電器元件清單→設計操作系統計控制方法控制元件→繪制安裝圖及位置圖→編寫一系列操作文本。

2.2.2 設計條件

確定設計內容后，要讓設計條件一一齊備，為后續的設計打好基礎。電氣設計的條件如下：設計供電系統，讓電壓、頻率、容量、電流等條件滿足后續的設計要求，這是電氣控制系統設計的基礎；確定操作需要的元氣件設備，它們是操作系統設計的對象；設計操作系統，以PLC為例，要設計PLC的輸入控制、輸出控制、安全系統等，這是電氣控制系統設計的依據；設計電力拖動數據，包括電力設備的數量、負荷、調速、控制等方案，為電氣控制系統設計提供數據依據。確定以上設計條件后，繪制電氣控制系統設計圖，標明每項內容的參數。

2.2.3 設計要點

結合設計原則完成線路設計；結合項目差異性進行設計，部分電氣控制系統通用性較強，可以依照常規的設計方案來設計；部分電氣控制系統有特殊的要求，需要依照特殊的需求作專門的設計；控制的復雜程度影響線路的設計，線路的設計必須滿足控制的需求；在滿足項目功能需求的前提下，要考慮線路設計的工藝性。

3 電氣控制線路設計基礎的要點

3.1 負荷的設計

負荷的設計是電氣控制線路設計的重點。比如如果一味加大電氣控制線路的負荷量，那么雖然一定能滿足用戶的需求，但是卻會損耗大量的電能，帶來電力使用成本增加的問題；在設計負荷量的時候，如果設計負荷過小，則會出現各種使用故障，甚至帶來安全隱患。在設計電氣控制線路時，要在滿足需求的基礎上，結合拓展性，合理的設計線路負荷。負荷設計的要點為：以電氣控制線路需求為基礎，在分析電源能源需求總量、電力輸送損號、元器件使用及拓展的基礎上，科學的設定負荷。

3.2 線路的設計

線路的設計包含穩定性與安全性兩方面的內容。線路應從簡化線路、電氣控制線路對穩定性和安全性要求極高，這是由于電氣控制線路如果出現故障，會影響電氣設備運作的緣故，為此，電氣設計人員要從整體設計上保持電氣控制的安全性。比如當電氣控制系統出現故障以后，電氣線路需能自動閉合出現故障的線路，讓整個系統能正常運行；或者線路能自動閉合出現故障的線路后，開啟另一條線路，讓整條線路依然能成為一條閉合線路。線路設計是否穩定和安全決定了電氣控制線路設計的實用性。

3.3 調頻的設計

有些電氣設備在運行時，運轉的速度會發生變化，如果只有一條線路，就不能滿足電氣設備的調頻需求，為了發揮設備的調頻功能，電氣控制線路也要具有調頻性。電氣控制線路可以應用將設備分級的方式完成調頻。即設備提出一個調頻需求后，線路可立即切換到滿足設備運行的電氣線路上。

4 總結

電氣控制線路設計的方案是靈活多變的，然而它的設計也有其規律性。設計人員要把握電氣控制線路設計的原則，優化設計的方法、強化設計的要點，只有把握好這三方面的設計內容，才能設計出合理的電氣控制線路。

參考文獻

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作者簡介

黃元浦（2000-），男，河南省內鄉縣人。高中在讀。研究方向為電氣自動化。

作者單位

河南省南陽市油田實驗高中高三一班 河南省南陽市 473132endprint