電氣控制線路設計基礎分析

徐剛

摘 要：電氣設備和系統網絡的運轉是支撐工業加工生產的重要基礎，自動化水平提高，人們在生產中也更加注重電氣系統的自動化發展趨勢。電氣設備要想能夠自行處理可能出現的故障或者問題，保持持續正常運轉，就要增強其自動控制能力，因此有必要對電氣控制在線路設計中需要注意的問題詳加討論，對于線路設計的基礎準則以及相應的設計理念、方法進行分析和總結。

關鍵詞：電氣控制；線路設計；分析

中圖分類號：TM64 文獻標志碼：A

0 引言

工業的深度發展使得自動化技術的進步速度變快，管理成本和人力成本的逐步提升、社會需求量增大，對于質量標準的要求也更高，人們需要更高端的工業產品。這就促成了自動化控制系統的形成和發展，通過精密的程序系統來控制機械設備進行生產加工，提高質量標準，也相應促進了電氣自動化的發展，并引發人們對其控制線路規劃與設計方面的思考和分析。

1 電氣控制的線路規劃基本準則

現如今的很多機械設備與電氣設備的功能聯系更為緊密了，要提高機械設備生產加工的高度自動化，就必須做好電氣控制方面的線路設計工作，將機械生產設備與電氣設備的某些功能相融合，引入控制線路的設計理念，并要遵循其設計規劃的基本準則。

首先，要根據設備在生產加工中的實際控制以及防護需求，盡最大努力滿足各種需求和條件，確保其各項控制功能發揮應有的功效。

其次，在保證滿足生產加工所需要的各種控制需求以及運行條件的基礎上，還要通過分析和研究，進一步簡化整個線路設計方案，節約建設成本，使控制系統運行更為順暢。

再次，設計人員要對控制線路的設計方案進行仔細推敲與評估，要對其運行的合理性與安全性進行反復的論證和測試，達到規定的指標才能夠進行下一階段的工作。

最后，設計人員還要考慮到以控制線路為基礎的控制系統在操作上是否較為簡便和快捷，確保運維更為方便。

2 在電氣控制的線路設計中應重點關注的事項

控制線路是系統和設備運行的基礎，各種線路的組合搭配，成套體系的運轉要符合基本的控制原理和實際需求，以科學分析的角度和方法，確保線路設計方案更為科學合理。與此同時，還要詳細的了解以往各類機械裝備和設施在應用過程中出現的各種問題，當時是如何解決的？又是如何加以改進的？這樣才能對設備有一個更為清晰和系統性的了解和認識，使得設計方案更具有可靠性。我們在線路設計工作中要重點關注的事項有以下幾個方面：

（1）控制線路上有很多微型的裝置和元器件，在這些裝置的選用上要確保其質量和性能符合要求，并且在數量上要盡量做到節約使用，最好要采用相同規格與型號的元器件裝置。這樣做的目的是減少觸頭的數量，能夠大大簡化整個線路，保證線路運轉更為順暢和富有效率，避免因為復雜的線路元器件在運行中導致各種故障和問題，既能夠滿足基本的運行需求，還能夠降低設計成本。

（2）在線路的設計中會涉及數量較多的導線，所以在設計中要盡量避免使用過多的導線裝置，并且要縮減由導線相互連接的線路長度，這樣做能夠確保各個電氣設備、裝置之間連接的安全性以及可靠性。

（3）在整個控制線路的支路設計中，按照設計原理是不能在支路上串聯連接兩個元器件線圈裝置的，即使能夠滿足其電壓數值相加等于額外增加的電壓值的情況也是不被允許的，這就涉及線圈裝置上的阻抗與其額定電壓之間的正比例關系，因此要選擇合理的線圈連接方式，一般采用并聯模式，而不是串聯模式。

（4）在線路中，兩個元器件的連接是其中的關鍵環節。連接中會有很多觸頭存在，這些觸頭所在的位置間距有大有小，如果兩個觸頭之間的距離較為接近時，在連接操作中出現了不合理的環節，那么該段線路在運行中就會出現異常情況，嚴重時甚至會引發安全隱患和安全事故。觸頭部位在正常工作中會產生電弧，但是所采用的觸頭如果其電位并不相同，那么就很可能出現飛弧的現象，這種現象的出現會導致斷路故障，控制線路就無法正常運行。所以在連接元器件過程中，要利用線圈和觸頭進行連接，防止上述不良情況的發生。

（5）在控制線路通電開始運轉期間，個別的元器件裝置會喪失其應有的作用，但是一直處于通電的狀態，對電力能源是一種很大的浪費，還會導致線路和設備發生更多的空載損耗，造成設備本身出現一些損害，加快老化速度。所以在能夠適應并滿足整個控制系統的正常運轉條件時，要及時對這些喪失原本作用的元器件設備進行更換或者直接拆除，防止其造成更多電能的浪費，保護設備的安全運行。

（6）在線路連接各種元器件組成控制線路的工作中，也會出現連接失誤的情況。不應該連接在一起的元器件被錯誤連接在一起，那么就會造成寄生模式的線路出現，這類線路是無法滿足正常的控制系統運行需求，還會引發其他正常線路的異常運轉情況，造成整個線路運轉出現各類問題或者故障，對于整個的自動化運轉程序造成混亂。所以設計者在工作中要切實掌握各部門線路的連接情況，依據基本原理，防止這種寄生線路的出現。

（7）電氣控制在線路設計中，設計者的目標就是為了提升整個線路在運行期間的可靠性以及穩定性，確保系統安全和高效，而要達到這個目標，設計人員就要在選用何種元器件裝置時務必做到合理選擇、適量選用。機械設備以及電氣裝置的工作狀態一般會持續相當長的時間，運轉周期很長，有時也會超出運行的負荷，因此就要求所選用的元器件具備經久耐用的性能質量，材質更要堅固實用，并且其內部的結構設計更為合理，具備較強的防干擾性能。此外，在繼電設備的選用中，也要注重其規格與型號是否滿足整個控制線路的要求。

（8）控制線路中應具備必要的保護環節。控制線路中應該具備必要的保護環節，以保證線路即使在出現誤操作的情況下也不至于造成事故。一般應根據線路來具體設計選用過載、短路、過流、過壓、失壓和欠壓等保護環節，在必要時還應考慮加設合閘、斷開、事故、安全等報警以及指示信號。除了注意以上幾個問題外，還需要注意在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯鎖，還要有機械聯鎖，這樣完善的保護措施可以使線路安全可靠。

3 電氣控制線路的設計方法

電氣控制線路的設計方法一般來說分兩種，即分析設計法和邏輯設計法。分析設計法是指設計方案要通過分析、比較和篩選，甚至還需要通過試驗來驗證，從而確定出最終方案。這種方法雖然具有設計簡單、程序非固定等優點，但是卻不一定是最佳的設計方案。因為這種設計方法對電氣設計人員的經驗要求比較高，因此也被稱為經驗設計法。同樣當設計者的經驗不足或者考慮不周詳時就可能直接影響電路的可靠性，這樣勢必要對該設計進行反復修改，直到線路動作完全正確能滿足生產工藝要求為止。由此可見，經驗設計法的成本往往會較高，設計周期也會較長一些。而邏輯設計法是較為經濟、合理的設計方法，它是根據生產工藝的要求，將各電器元件的動作狀態看作成邏輯變量，通過邏輯運算得出最簡單的邏輯表達式，從而畫出相應的控制線路。

結語

通過以上的分析與研究，可以看出電氣控制線路的設計基礎在控制系統當中的地位是相當重要的。直接影響著電氣控制與設備的可靠運行。這就要求設計人員既要遵循正確的設計原則，同時要根據工程實際出發，結合自身經驗做出相應的變通，才能避免設計得不合理與錯誤，以確保整個設計更加準確實效、經濟可靠。

參考文獻

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