【摘要】伴随着近些年我国工业技术的持续性发展，非标准自动化设备在各个行业中均有一定的普及，设备的设计人员在设计期间设计方案是否合理会直接决定设备的使用效益。只有科学、合理的实现设备的设计，才可以促使设备保持高使用质量。非标设备产品的设计和开发过程中涉及到的行业非常多，如电气、机械、材料、通讯以及计算机等，如何合理的应用这一些技术工程是保障非标设备产品使用效益的关键。对此，本文简要分析非标设备产品及其电气设计，希望可以为相关从业者提供理论帮助。
【关键词】非标设备；产品设计；电气设计
0、引言
企业在生产运行过程中需要借助各种高质量、高效率设备才可以保障生产综合效益，设备的高质量设计不仅是保障产品质量的关键，同时也是提升企业运行效率的有效途径，可以最大程度的节省人力资源成本，并推动企业持续稳定发展。但是，企业运行过程中部分生产设备往往会因为外界因素影响而产生使用限制，标准化的自动化设备无法满足实际的生产需求，这就为非标设备产品的市场形成了空间。对此，探讨非标设备产品及其电气设计具备显著实践性价值。
1、非标设备产品
非标设备产品当中自动化机械设备主要是通过动力部件、传动部件、执行部件、控制系统以及辅助构建等构成，非标设备产品被设计并研发出来的在于满足部分无法适用标准化设备产品的行业生产需求，并以提升产品质量以及综合工作效率为目的，提升产品的使用质量以及生产效率，确保单位的工作安全性并使工作效率得到显著提升，规避安全隐患的存在[1]。非标设备产品相对于标准化设备产品而言，具有较好的灵活性，可以根据实际需要，作出针对性的设计，实现多样化的生产需求，也因为如此，非标设备的设计难度也相对增加，产品设计的技术水平要求也会更高，提高设计工作水平、制作合理的设计方案显得非常重要。
2、非标设备产品电气设计
2.1控制方案的设计
首先需要全面了解设备的使用需求，掌握设备应用对象的特性，综合考量，作出初步的实施方案，再逐步细化，并结合机械设计师所提供的设计方案，尽可能提升产品的生产质量以及工作的效率[2]。按照机械结构采取最佳的电气设计方案。在方案设计期间，需要结合实际的生产相关问题，采用合理的控制技术，尽可能降低设备与人力资源的成本，并提升整体生产工作效率。在明确产品的工艺流程同时，需要尽可能满足生产机械与工艺方面对于电气设备的需求，并制定具体且行之有效的电气控制方案。在控制界面方面，需要尽可能提高人机交互的便捷性与人性化，从不同角度考虑，促使控制界面可以达到实用、安全、简洁以及人性化等方面的需求，以便于操作人员可以实现对设备的高质量、高效率操作。在控制柜以及线路、管路等方面的设计应当保持美观性与实用性，以便于后续的维护管理。在成本控制方面需要尽可能确保方案实用性，并在设计方案的选择时应当根据设备元件的选型等方面做好协同化的设计。在通信联网方面，需要综合考虑设备本身的功能，并做好整个工厂联网控制方面的情况分析，做好设备的升级分析，并保障控制系统的通信质量水平。
2.2项目完整性设计
在非标设备产品的设计期间需要做好设备负荷、图纸绘制以及元件清单、元件选型等方面的设计工作[3]。首先，需要按照电气设备的控制方案做好设备负荷量的计算，非标设备产品的负荷量计算方式可以参考利用系数法、二项式系数法、单位面积功率计算法等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆计算生产线的设备负荷的时，可以应用二次项系数法，二次项系数法在设备容量计算方面的可靠性较高，尤其是设备之间的容量差异比较大的情况下可以借助这一计算方式明确低压干线以及分支线的负荷量。对于单台设备的元件整体功率计算方面，可以结合需求系数法的方式进行计算，采用每一个设备元件的功率×系数方式，相加直接计算出具体的负荷量；其次，电气原理图和布置图的编制，电气原理图属于电气设备加工的主要依据，接线与检查并排查电路的故障期间也需要涉及到原理图。所以原理图的设计应当保持简明的结构、明确的标注、清晰的分层。非标设备产品的布置需要充分考虑安装与维修的间隙需求，尽可能保障美观与整洁性。虽然我国对于电气图纸有相关规定，但是不同行业、不同企业的绘制习惯并不相同，此时便需要根据图纸的实际使用需求、非标设备产品的特殊性等做好图纸绘制的针对性调整，但是必须保障美观与整洁的基础原则；再次，电气元件的选择。电气元件的选择应当保持安全、经济与可靠的基础原则。同时根据非标设备产品的使用需求判断其是否存在低温或防湿等特殊性的要求。
2.3软件编程
软件编程的主要方式可以采用PLC程序编程或HMI程序编程，无论是采用哪一种程序进行编程，都需要在基础功能实现的同时促使程序保持标准、模块化，尽可能以简化原则实现程序结构的优化。这样的变成方式不仅可以实现内存的节省，还可以进一步提升相应效率。标准化与模块化的程序可以更好的利于程序的调试、修改以及补充，同时也更利于使用者了解程序的特征。因为市场方面PLC与触摸屏的类型比较多，不同系列的程序编程环境以及使用方式并不相同，常规的PLC软件有西门子的S7、三菱的FX、Q系列等，近些年我国也有一定的产品上市。在具体非标设备产品设计期间，需要从经济、成本、效率、实用性等方面采取最佳的软件，提高设计综合效益。
3、非标电气设备的网络控制技术
近年来，PLC的网络化技术应用日益广泛，各大公司都推出了各自的Etherne~控制网络产品，使得工业自动化控制网络更加层次化和高效化。Ethemet是工厂自动化领域用于信息管理层上的网络，它的通信速率可达lOOMbDs[4]。通过增加以太网模块，PLC可以作为工厂局域网的一个节点，网络上的任何一台计算机都可以实现对它的监控。技术员可以坐在家里，对远在另一半球的设备进行监控和远程维修指导。Ethemet的广泛应用，物联网概念的推广，都使得设备智能化和自动化程度进一步提升。一套非标设备，采用什么样的网络方式要从设备的布局、成本和工厂自动化要求等方面来决定。传统的串行通信，在简单的现场短距离应用方面有成本上的优势。集成网口模块相对而言略贵一些，但是对于一个大型的生产线设备来说，只占其成本的很小比例。所以现在一些中大型的设备都具有了远程网络通信的功能，使得设备网络化越来越普及。
4、总结
综上所述，近些年随着我国经济的持续性发展，各种新产品、新设备不断出现，不同类型的非标设备需求量持续提高。对于各个行业而言，许多设备的实际使用与设计之间存在差异，这也为非标设备的设计、使用提出了更高的要求。在非标设备产品的设计方面仍然存在一些不足，进一步提高设备电气设计非常重要，今后需要进一步提高非标设备产品的针对性设计，提高电气设计的综合技术水平。
参考文献：
[1]李春凤.公差配合在非标设备设计制造中的应用[J].内燃机与配件，2018，22(14)：205-206.
[2]张军.基于非标自动化机械设备的创新设计探究[J].内燃机与配件，2019，31(11):167-168.
[3]晏明，马伟明，陈学兵，etal.重型弹性安装设备非标冲击试验考核方法研究[J].船舶力学，2018，14(7)：233-234.
[4]李学忠.工程机械非标产品常用可靠性设计和试验方法[J].建筑机械,2009(15):63-68.
论文作者:李娜
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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