電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)方法與探索

李海月

（焦作市技師學(xué)院，焦作 454000）

0 引言

伴隨著我們國(guó)家社會(huì)科技生活水平的快速提升，各個(gè)領(lǐng)域都得到了快速的發(fā)展，電氣控制設(shè)備的應(yīng)用也逐漸廣泛起來(lái)。在一些自動(dòng)化的領(lǐng)域，控制線(xiàn)路得到了廣泛的應(yīng)用。而電氣控制設(shè)備是電氣控制中的重要組成部分，在電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、操作中都有著非常重要的作用和影響。所以電氣控制對(duì)于電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)要求非常嚴(yán)格，在不同的實(shí)踐都有著重要的應(yīng)用。這也是電氣控制線(xiàn)路對(duì)目前生產(chǎn)建設(shè)所帶來(lái)的重要性體現(xiàn)。

1 電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)的兩種類(lèi)型

1.1 電氣原理設(shè)計(jì)方法中的分析設(shè)計(jì)法

分析設(shè)計(jì)法主要體現(xiàn)在根據(jù)生產(chǎn)工藝的特別要求，選擇適合的單元電路（基本控制環(huán)節(jié)）或成熟的電路。通過(guò)不同環(huán)節(jié)的連鎖條件進(jìn)行組合，并作出修改和補(bǔ)充，最終構(gòu)成完整且滿(mǎn)足控制要求的線(xiàn)路。在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)沒(méi)有典型線(xiàn)路時(shí)，可以通過(guò)對(duì)控制要求的研究，逐步的分析和設(shè)計(jì)，將主令信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的變換和組合，在特定條件下獲取執(zhí)行元件的工作信號(hào)[1]。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)的改變觸點(diǎn)組合方式和增減元器件，以實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)系統(tǒng)的控制要求和工作條件，通過(guò)不斷的修改最終得到理想、合適的控制線(xiàn)路。這設(shè)計(jì)方法主要體現(xiàn)在對(duì)各種電氣控制線(xiàn)路的熟練掌握上，還需要有充足的閱讀分析控制線(xiàn)路經(jīng)驗(yàn)，所以這種分析設(shè)計(jì)法往往又被稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。分析設(shè)計(jì)法較為突出的特點(diǎn)是沒(méi)有固定化的設(shè)計(jì)程序，同時(shí)設(shè)計(jì)的方法較為簡(jiǎn)單，可以被學(xué)習(xí)者快速的掌握，對(duì)于一些已經(jīng)有工作經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)人員而言，也能利用分析設(shè)計(jì)法快速的完成任務(wù)，所以在電氣的設(shè)計(jì)中廣泛的使用。但是分析設(shè)計(jì)法也存在著一定的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方法難以達(dá)到最佳效果，此外在對(duì)各項(xiàng)因素考慮不周、經(jīng)驗(yàn)不足時(shí)也會(huì)影響線(xiàn)路的可靠性。

1.2 電氣原理設(shè)計(jì)方法中的邏輯設(shè)計(jì)法

邏輯設(shè)計(jì)法通過(guò)邏輯代數(shù)的形式進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)，也就是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和拖動(dòng)，把執(zhí)行元件工作信號(hào)和主令電器的狀態(tài)如斷開(kāi)或接通等看作變量，并依據(jù)要求將其中的關(guān)系使用邏輯形式的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行表達(dá)，在利用函數(shù)公式以及運(yùn)算的規(guī)律對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，使之成為一種關(guān)系式或需要的狀態(tài)，最后通過(guò)簡(jiǎn)式將電力結(jié)構(gòu)圖畫(huà)出來(lái)，并進(jìn)行完善與檢查，利用這種方式得到需要的線(xiàn)路控制[2]。這種邏輯設(shè)計(jì)法可以獲得經(jīng)濟(jì)、理想的設(shè)計(jì)方案，其各個(gè)元件可以得到充分的發(fā)揮，并且所用的元件數(shù)量較低，如果出現(xiàn)給定條件變化后，也能夠及時(shí)將電路變化的規(guī)律加以指出，所以在進(jìn)行復(fù)雜形態(tài)的控制線(xiàn)路時(shí)，可以有效的凸顯出優(yōu)點(diǎn)來(lái)。任何一種控制線(xiàn)路，在控制條件和控制對(duì)象間均可以使用邏輯函數(shù)式進(jìn)行表示，所以這種邏輯設(shè)計(jì)法一方面可以用于線(xiàn)路設(shè)計(jì)，另一方面也可以應(yīng)用與讀圖分析和線(xiàn)路簡(jiǎn)化。邏輯代數(shù)的讀圖法有點(diǎn)在于不同控制元件之間關(guān)系一目了然，不會(huì)出現(xiàn)遺漏與讀錯(cuò)的問(wèn)題。

2 電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

由于電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)沒(méi)有固定的設(shè)計(jì)模式，所以往往使用一些經(jīng)典的控制線(xiàn)路組合完成基本要求，再根據(jù)生產(chǎn)工藝逐漸對(duì)其控制功能加以完善，并添加合適的保護(hù)環(huán)節(jié)進(jìn)行保護(hù)[3]。所以在利用分析設(shè)計(jì)法進(jìn)行控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)時(shí)，要注意如下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：（1）首先要做到生產(chǎn)工藝和機(jī)械對(duì)控制線(xiàn)路要求的具體情況。在設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)人員就要對(duì)生產(chǎn)工藝、工序中的具體工作情況、保護(hù)措施等進(jìn)行綜合的分析比對(duì)，并將其作為設(shè)計(jì)依據(jù)。（2）在滿(mǎn)足工藝要求的前提下，讓線(xiàn)路設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔。

提升控制線(xiàn)路在工作時(shí)的安全性和可靠性。為了確保整個(gè)控制線(xiàn)路在工作中的安全性與可靠性，在選擇元件的過(guò)程中，要選擇電器與機(jī)械壽命時(shí)間長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗干擾、動(dòng)作可靠的電器，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還要注意對(duì)一些細(xì)節(jié)部位的優(yōu)化與完善。

在設(shè)計(jì)中添加必要且充分的保護(hù)環(huán)節(jié)。（1）短路保護(hù)。在控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，一般采用斷路器或熔斷器作為電氣控制線(xiàn)路的短路保護(hù)。如果電動(dòng)機(jī)的容量比較小，可以不必外設(shè)熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)，而如果電動(dòng)機(jī)的容量大，控制電路就需要單獨(dú)的使用熔斷器作為短路保護(hù)[4]。（2）過(guò)流保護(hù)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大或不正確啟動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過(guò)電流故障。過(guò)電流比短路電流小。一般情況下過(guò)電流保護(hù)應(yīng)用在直流電動(dòng)機(jī)控制線(xiàn)路中，使用接觸器和過(guò)電流繼電器進(jìn)行搭配使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣控制線(xiàn)路的效果與電氣操作以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)有著直接的影響和關(guān)系，所以在電氣控制設(shè)計(jì)階段的工作人員，要有效的對(duì)研究范圍和研究力度加以深化和增強(qiáng)力度，基于實(shí)際的實(shí)踐工作狀態(tài)，利用自身對(duì)電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格遵守和改善電氣控制線(xiàn)思路，使用最為有效的策略，保證電氣控制線(xiàn)路的有效性、準(zhǔn)確性與科學(xué)性。此外邏輯設(shè)計(jì)中的將功能較復(fù)雜的主控系統(tǒng)分解成一些彼此之間有聯(lián)系的控制單元，使用邏輯設(shè)計(jì)將每個(gè)單位的控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)加以完善，并利用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法將單元進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使兩種方式進(jìn)行組合，這也是一種快捷的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以較為經(jīng)濟(jì)的獲得理想方面，這種各個(gè)元件都可以發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并且在條件變化中，也可以較為容易的將電流變化的規(guī)律凸顯出來(lái)，適合在復(fù)雜線(xiàn)路設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)。