摘要：随着建筑业的发展，电气控制设备的应用也越来越多，各种各样的控制线路被广泛应用于自动化领域中。作为电气控制的重要环节，电气控制线路对电气设备的设计、操作、生产等各方面都有重要的影响，也是整个电气设备组能够正常、可靠和安全地运行的重要保证。因此，电气控制线路的设计是电气控制的关键。
关键词：电气控制；线路；设计
1电气控制线路的设计基本要求
电气自动化控制同机器设备之间的配合显得十分必要，这对设计人员提出了要求：要深刻认识和理解机械结构与原理，同时要了解机械设计工艺，从而达到设计电气控制线路的要求。大多数机械设备的控制系统都属于电力拖动控制系统，在设计阶段的基本内容包括：1）确定电力拖动方案；2）对生产机械电力拖动自动控制线路进行设计；3）选择拖动电机以及电器元件，制定元件明细表；4）对生产机械电力装备进行施工设计；5）编写说明书与设计文件。
1.1熟悉所设计设备电气线路的总体技术要求及工作过程，取得电气设计的基本依据，最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制的要求。 优化设计方案、妥善处理机械与电气的关系，通过技术经济分析，选用性能价格比最佳的电气设计方案。在满足要求的前提下，设计出简单合理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。
1.2符合调速的要求。应该在考虑如调速范围、调速平滑性、机械特性硬度、转速调节级数及工作可靠性等生产机械的调速要求来选择拖动方案。当然前提是满足技术指标，进行经济比较，最后再确定最佳拖动方案。通常来说，调速范围D=2-3，调速级数≤2-4时，都会采用改变磁极对数的双速或多速笼式异步电动机拖动；调速范围D<3，且不要求平滑调速时，就使用绕线式转子感应电动机拖动，但是要注意的是这只适用于短时负载和重复短时负载的场合；调速范围D=3-10，且要求平滑调速时，如果容量不是很大，那完全可以使用带滑差离合器的异步电动机拖动系统。当然，如果在实际情况中发现要长期运转在低速时，就应该考虑采用晶闸管直流拖动系统；调速范围D=10-100时，可以考虑使用直流拖动系统或交流调速系统。从目前的情况看，变频调速和串级调速已得到了较为普遍的应用。
1.3 符合运行的要求。进行机电设备设计时，可以设计多种方案，进行设计的技术员会按照对机电设备的运行要求进行设计，然而，机电设备设计方案的不同会导致电气控制系统的一些参数有很明显的差异。所以，在对电气控制线路进行设计时，一定要综合性的、全面的进行考虑，以保证机电设备能够满足不同的控制需求。例如，电动机在不同的工作环境下的要求不同，有时需要转矩恒定，有时需要功率恒定等，这就需要设计人员把握好电气控制线路的设计，设计出最合适的电气控制线路。
1.4要保证电气控制线路的简单化，尽量删减没有必要的线路，降低设备维护和修理的难度。要设置控制保护装置，及时在操作发生重大失误时，机电设备不会发生安全事故。
2电气控制线路设计与应用
2.1分析设计法
分析设计法又称经验法，它对设计者自身的经验等要求较高。它主要是设计者根据机械设备的要求和实际过程，综合现有的一些典型环节，再结合设计者自身的经验设计出实际需要的控制路线方案。这种设计方法存在一定不足，例如：当设计出的线路方案无法满足现实需要时，设计者往往通过增加元件或者触电数量的方式解决问题，这会在一定程度上影响设计方案的可靠性和其设计线路的实际操作性能。一般简单的设计方案适合分析法，比较复杂的设计方案也可以用经验法，但是经验法要求设计者在设计复杂线路时，需具备丰富的实际经验。
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2.2逻辑设计法
所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计，按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量。 逻辑设计法往往能得到功能相同，但简单优化的控制电路。逻辑代数设计法是根据生产工艺的要求，把电器元件的动作状态视为逻辑变量，通过逻辑运算找出最简单的逻辑表达式，画出相应的控制线路，使线路使用的元件最少，逻辑代数设计法用于复杂控制线路的设计时具有明显的优势，当然这种设计的难度也比较大。在设计中对于比较简单的控制线路，而且电器元件也不多时，往往采用交流380V或220V电压供电，不附加控制电源变压器。此时动力电源电路中的过电压将直接引进控制线路，不利于控制电路中电器元件的可靠工作。同时控制电路电压较高，也不利于维护与安全操作。并且要考虑完善的保护环节。在电路设计完成后，一定要反复分析检查，避免产生寄生回路，影响电路工作的可靠性。
对于机器的选择，我们就要在电动机类型的选择中，优先考虑采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相交流异步电动机，如一般机床、自动生产线、传送带、风机及各类机泵等电力拖动场合，大量选用普通三相鼠笼式异步电动机；高起动转矩的三相鼠笼式异步电动机适用于某些纺织机械的压缩机及皮带运输机等；对于调速要求不高的有级调速机械，可选用双速或三速鼠笼式异步电动机。对于变压器的容量问题，主要控制变压器一般用于降低控制电路或辅助电路的电压，以保证控制电路安全可靠。选择控制变压器的原则为：控制变压器原、副边电压应与交流电源电压、控制电路电压、与辅助电路电压要求相符。应保证接于变压器副边的交流电磁器件在通电时能可靠地吸合。电路正常运行时，变压器温升不应超过允许温升。
2.3设计顺序
具体的电气控制线路在进行设计时，涉及电气设备正常运行相关专业设计人员必须要考虑运行主次的原则，一般电气设备控制线路设计的具体顺序应该是：主电路→控制电路→信号电路→局部照明电路→电气连锁。
其中，主电路是电气控制线路最核心的部分，其将会决定整个控制系统的好坏以及系统的反应速度；
控制电路可以看作是控制系统的一个开关，其能够控制整个控制系统的正常运行；
信号电路可以看作是电气控制系统的信息传输的线路，其主要负责对信号进行收集和传输；
局部的照明电路：则是属于整个电气控制系统的一个补充电路，它在整个电路当中也是起着非常重要的作用；
电气连锁：随科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的方向；从经济角度看，电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。
3设计控制线路时应注意的问题
3.1尽量减少连接导线。设计人员在设计控制电路时，必须考虑要电气设备各元器件的实际位置，应该在符合设计原则的基础上，尽可能减少配线时的连接导线。
3.2注意线圈设计的正确性。由于线圈的阻抗不同，为避免其电压的分配不均，减少不必要的经济损失，设计者需注意不能将其串联。两个线圈连接使用，加之电器触动的先后顺序，容易导致另一个线圈被烧毁。
3.3选择电器元件。在进行电气设备的总体布置时，按照国标规定，首先要根据设备电气控制电路图和设备控制操作要求，决定采用哪些电气控制装置，如控制柜、操纵台或悬挂操纵箱等，然后确定设备电气装置的安放位；尽可能把电气设备组装在一起，使其成为一台或几台控制装置。在电器元件选用中，尽可能选用性能优良、价格便宜的新型器件，同一用途尽可能选用相同型号。
参考文献
[1]杨克峰.电气控制线路设计[J].河南科技，2012.
[2]王伦娥.刍议电气控制线路设计基础[J].企业科技与发展月刊，2015（8）：107-108.
论文作者:周强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/16
标签：线路论文; 电气控制论文; 拖动论文; 电路论文; 电气论文; 控制系统论文; 电压论文; 《基层建设》2017年第24期论文;