基于電氣控制的設(shè)計發(fā)展與實踐應(yīng)用

徐 艷

（中國石油新疆培訓(xùn)中心（新疆技師學(xué)院），新疆 克拉瑪依 834000）

0 引 言

電力以高效、價廉等特點，極大地提高了生產(chǎn)、生活質(zhì)量水平。電氣自動化控制技術(shù)的不斷完善，改善了勞動者勞動生產(chǎn)的不安全性，為生產(chǎn)生活提供了更好、更高、更安全的便捷條件，使工作變得更加安全和高效[1]。

1 電氣控制線路的設(shè)計原則、要求與步驟

1.1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的原則

（1）設(shè)計的主導(dǎo)思路來源于生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝的要求，設(shè)計的目的主要是在生產(chǎn)中機械和工藝都能夠最大限度地實現(xiàn)其基本控制要求。

（2）在電氣控制系統(tǒng)中，設(shè)置的控制電壓要選擇標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。

（3）設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)一方面要滿足簡單、經(jīng)濟、合理的基本要求，另一方面也要便于操作，在維修中更加方便、安全、可靠。

（4）在生產(chǎn)機械設(shè)計中，采用機電結(jié)合控制的方式來實現(xiàn)電氣控制要求，要在工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等方面，滿足機械和電氣設(shè)計配合的基本要求。

（5）電器元件選用合理、正確，要保證電氣控制系統(tǒng)的安全可靠性。為適應(yīng)工藝的改進(jìn)，設(shè)備能力應(yīng)留有裕量。

1.2 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟

（1）首先，基于拖動方案和控制方式，確定設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖；

（2）設(shè)計原理框圖中各部分具體電路[2]。設(shè)計時需要遵從一定的順序，先是主電路，其次是控制電路和輔助電路，最后是聯(lián)鎖與保護(hù)、總體檢查；（3）根據(jù)電氣控制要求，正確繪制電氣原理圖；（4）根據(jù)電氣控制要求，合理正確地選用電器元件，并制定出元器件明細(xì)表。

在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中，為了確保總裝調(diào)試的成功，必須要保證每個獨立部分都達(dá)到了生產(chǎn)技術(shù)的設(shè)計需求，促使總體技術(shù)要求能夠得以實現(xiàn)。

1.3 電氣原理圖的設(shè)計要求

在電氣原理圖中，主要包括電源電路、主電路以及控制電路等。控制電路的設(shè)計是電氣原理圖設(shè)計的核心內(nèi)容。在滿足電氣要求的前提下，要以簡單合理、線路優(yōu)化、維修方便的特點完成電氣原理圖的正確設(shè)計[3]。在電氣原理圖設(shè)計中，有許多需要注意的問題。第一，設(shè)計前可以以電氣控制電路的總體要求為基本依據(jù)進(jìn)行主體設(shè)計，之后再根據(jù)細(xì)分要求不斷進(jìn)行分析和改進(jìn)，才能逐步完善電氣原理圖的具體要求。第二，電氣原理圖的設(shè)計必須考慮可行性，避免不必要的損失，并且要保證電氣控制線路的安全可靠。電氣原理圖的設(shè)計是為了滿足需求而產(chǎn)生的，要盡可能準(zhǔn)確地實現(xiàn)電氣功能需求。一般，普通的電氣原理圖設(shè)計要滿足起動、反向和制動三個方面的需求。如果是比較復(fù)雜的電氣原理圖，會要求其在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑調(diào)速，設(shè)計時要滿足各部分的一致配合，并必須要有相應(yīng)的保護(hù)和警報措施。

2 電氣控制線路的安裝

2.1 布置電器元件

設(shè)計電氣設(shè)備總體配置中，要以電氣控制線路圖和選定的電器元件為基本要求，進(jìn)行總裝配圖和接線圖的設(shè)置。依據(jù)電氣控制線路的連接特點，以方便接線為原則連接線路[4]。電氣元器件依據(jù)接觸器、中間繼電器、時間繼電器從左到右依次排開，確保在接線過程中避免出現(xiàn)交叉線情況，節(jié)省布線時間并保證線路的整體外觀性。

2.2 標(biāo)注位置

電氣原理圖和電器元件上要保持編號一致。接線工作中，端子要套上相應(yīng)的號碼管，之后需統(tǒng)一進(jìn)出線的方向，以保證接線的正確，也更便于檢查控制線路。

2.3 檢測方法

依據(jù)電氣原理圖完成線路接線時，要仔細(xì)檢查所有導(dǎo)線與元器件接線端子接觸是否良好、有無松動現(xiàn)象，檢查接線端子有無壓導(dǎo)線絕緣層，最后檢查有無超過規(guī)定的裸露導(dǎo)線。線路外觀檢查完后檢測線路的通斷，這里可以使用數(shù)字萬用表的蜂鳴檔和電阻檔位。通過檢測可以判斷控制電路，明確其連接是否正常。萬用表紅黑表筆以兩只熔斷器為測量點，然后將數(shù)字萬用表置于電阻擋（R×2K）的檔位。按下啟動按鈕后，若有相應(yīng)的電阻顯示，表示按下啟動按鈕時控制電路接通。然后再按下交流接觸器的動觸點，萬用表有電阻顯示，表示控制電路能實現(xiàn)自鎖控制。如果按下啟動按鈕后按下停止按鈕出現(xiàn)萬用表指針回到“∞”位置的現(xiàn)象，則表示能夠順利斷開控制電路。對比萬用表對兩點之間的電阻值，可以明確判斷電路是否有斷接、虛接、短路等問題。

3 電氣控制的發(fā)展與應(yīng)用

進(jìn)入21世紀(jì)，電氣與電子技術(shù)、計算機與檢測技術(shù)以及自動控制理論隨著科技的發(fā)展更加成熟。電氣控制自動化技術(shù)水平的不斷提升，使生產(chǎn)電氣自動化控制方式發(fā)生了深刻變革[5]。PLC以結(jié)構(gòu)簡單、操作方便快捷、維修方便、高可靠性等優(yōu)點，使其與DCS相互吸收彼此特點逐步同化，廣泛應(yīng)用于數(shù)字化油田領(lǐng)域。

PLC編程實例。以施耐德為例，實現(xiàn)PLC對三相異步電動機雙重聯(lián)鎖控制線路的改造，如圖1所示。

圖1 三相異步電動機雙重連鎖正反轉(zhuǎn)控制

輸入輸出端口設(shè)置，如表1所示。

表1 輸入輸出端口設(shè)置

編程思路。第一，正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1常開觸頭與KM1輔助常開觸頭先并聯(lián)，再與停止按鈕SB3常閉觸頭和反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2常閉觸頭、KM2輔助常閉觸頭、KM1線圈串聯(lián)。第二，反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2常開觸頭與KM2輔助常開觸頭先并聯(lián)，再與停止按鈕SB3常閉觸頭和正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1常閉觸頭、KM1輔助常閉觸頭、KM2線圈串聯(lián)。需要注意，熱繼電器常閉觸頭不再梯形圖中參與編程。

繪制梯形圖，如圖2所示。指令表則如表2所示。

圖2 梯形圖

表2 指令表

4 結(jié) 論

電氣控制線路設(shè)計是電氣控制的重要環(huán)節(jié)，對電氣設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、操作等有著直接或間接影響，而電氣自動化控制的發(fā)展將會滿足生產(chǎn)技術(shù)提出的更高需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王明磊.《電力拖動控制線路》教學(xué)探索[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012，（10）：270-271.

[2] 徐松林.電力拖動控制線路在安裝中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（15）：141.

[3] 高 欣.電力拖動控制線路在安裝中的運用分析[J].科技展望，2016，（27）：86.

[4] 李建軍.電力拖動控制線路在安裝中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014，（9）：124.

[5] 黃幼珍.“電力拖動控制線路”一體化課堂教學(xué)改革探析[J].職業(yè)教育研究，2014，（8）：85-87.