關于機械和電氣控制系統的設計

孟令新

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，各行各業對機械設備的要求逐漸提升，機械和電氣控制系統的設計對機械設備實用性、安全性有著至關重要的影響。基于此，筆者在文中對機械和電氣控制系統的設計要點、原則、工藝進行了相應的闡述，希望為相關工作人員提供有效參考。

關鍵詞：機械設備；電氣控制系統；電氣設計

機械設備是我國工業生產中的重要組成部分，電氣控制系統目前也被廣泛應用在機械生產設備中。隨著市場經濟體制的改變，生產企業之間的競爭越發激烈，這就對電氣控制系統的設計提出了更高的要求，同時這也是電氣控制系統設計工作發展的重要契機。因此，探討機械和電氣控制系統的設計，具有重要的現實意義。

一、電氣控制系統的設計

（一）設計原則

電氣控制系統的設計是一項嚴謹的工作，所以在設計的過程中，必須要個遵守相關原則，筆者通過研究調查將其原則總結為以下幾點：首先，電氣控制系統的設計的最終目的，就是為了滿足生產工藝、生產成本控制、生產步驟控制的需要，這樣才能夠將電氣控制系統的作用最大限度發揮出來，所以設計人員在設計的過程中，必須將設計原理以及線路控制步驟作為設置基礎，將設計目的、設計要求作為工作中的導向內容。其次，為了方便機械設備后期的操作、調整、維修、改進，所以電氣控制系統的設計中的線路要盡可能的“簡化”，但是同時也要保證其功能完善。確保機械設備的實用性是電氣控制系統設計的最終目的，所以在設計的過程中可以策劃多個線路方案，然后選取其中最為簡單的設計方案。再次，機械設備在運行的過程中，具有一定的危險性，所以電氣控制系統設計要設置相應的保護措施，避免設備和工作人員因為設備短路、過載、斷路而受到傷害。

（二）設計程序

電氣控制系統設計的工作流程為：策劃設計方案

選擇電動機設計電氣控制電路

模擬實驗

選擇電器

施工設計

編寫技術資料。目前隨著社會高新技術的不斷發展，電動機、電路、電器的選擇已經逐漸多樣化，設計人員要結合企業的設計成本以及生產要求，選擇能耗最低、維修最方便的電路、電動機、電器。

二、電氣控制系統的設計方法

（一）邏輯設計法

邏輯設計法是指將邏輯代數和電器控制系統設計相互結合，根據機械設備的生產需求、功能需求，將電路中各個部分“模塊化”，比如其中的接觸器、觸電等等，然后應用邏輯代數將其中的邏輯關系表達出來，同時根據邏輯代數內容，繪制出相應的電路圖。這種設計方式對設計人員的要求比較高，但是其得出的方案具有較強的參考價值，是目前電氣控制系統設計廣泛應用的設計方式。

（二）分析設計法

分析設計法是指根據產品生產的工藝需求，對單元電路進行合理的選擇。目前我國這方面的技術已經比較完善，所以設計人員可以應用較為完善的電路，直接將其組裝起來，然后在這個基礎上根據用戶需求對其進行改進，使其成為符合要求的電器線路。如果缺少可參考的電路模板，設計人員也可以根據實際需求，在分析其需求的過程中進行電路設計，這種方式是較為傳統的設計模式，其最大的優點就是難度低，可以根據實際需求進行隨時調整，這也是電氣控制系統設計初學者應用最為廣泛的設計方法。但是分析設計法的缺點也較為明顯，用這種方法設計出的方案參考價值比較低，因此在應用分析設計法的過程中，要盡量設計出多種設計方案，然后在對其中最為合理的方案進行選取，這樣才能避免線路出現不正常工作的情況。

三、電器原理圖設計

電氣原理圖設計是電氣控制系統設計的重要組成部分，電氣原理圖設計目前主要有以下幾個步驟：首先，需要繪制出大致的電器原理框架圖，然后根據實際設計需求對其中的各個部分進行完善。在這個過程中，設計人員要嚴格遵守相應的設計順序，首先將主電路進行完善，其次對輔助電路進行完善，再次對保護機制進行完善，最后再對其進行測試、調試、修改。設計人員在完成了電氣原理圖之后，還要根據實際需求選擇相應的電器元件，同時擬出元器件明細表。

電器原理圖的設計是電氣控制系統設計中的核心內容，所以在設計的過程中，設計人員要嚴格遵守其設計原則，這樣才能確保機械設備正常運行。在實設計的過程中，首先根據需求對電源電壓進行合理選擇，380v和220v是目前經常選擇的電源電壓，應用這兩種電壓的設備所使用的電器元件、控制線路較為簡單。而控制電路較為復雜的時候，就可以選用48v、110V、24v的電源，為了確保運行時的安全性，設計人員還要設置相應的變壓器，這樣才能避免短路、過載現象的發生。此外，電器原理圖的設計要嚴格遵守我國的相關標準。

四、電器控制系統的工藝設計

（一）總體布置

首先設計人員要對電器設備的總體結構進行設計，其主要內容是繪制電器總布置圖、總安裝圖、總接線圖。這個步驟和文章上述的電氣原理圖設計有著緊密聯系，所以設計人員在設計的過程中要將其中的設計部分進行劃分，對電路圖中各個線路用不同符號標注出來。

（二）元件布置

一般情況下，在同一個單元的設計中，監視器元件的設計位置通常在機械設備的儀表盤下方；電器板下方所布置的電器元件通常質量比較大，而上方的電器元件質量比較小；同時設計人員還要考慮到電器元件布局的整潔、美觀程度，以此為后期的維護、修改提供便利。

（三）接線圖設計

在電氣控制裝置的接線圖中，一定要反映出設備整體的連接關系，接線圖中的各項信息要詳細的進行標注，而元器件的布置圖和接線圖二者要相互對應，電器元件的帶電部分也要用相應的標注方式進行處理。

（四）清單匯總

清單匯總是機械和電氣控制系統的設計的最后一個環節，對設計方案中所應用的材料、元器件、標準件都要進行詳細的記錄，進而為接下來的工作打下基礎。同時，設計人員還要編寫相應的使用說明書，對電器設備的參數、維護、調試、使用要進行詳細的說明，這樣才能使設計方案發揮最大的作用。

結束語：

綜上所述，機械和電氣控制系統設計是根據使用要求、國家標準、設計原則，策劃出相應的技術方案，筆者在文中對其要點進行了分析，希望為相關工作人員提供有效參考，進而為我國機械生產、設計行業的發展提供動力。