生產(chǎn)機械電氣控制系統設計研究論文

生產(chǎn)機械電氣控制系統設計研究論文

　　摘要：生產(chǎn)機械的電氣控制系統設計主要是針對電氣控制的原理設計以及工藝設計兩個(gè)部分進(jìn)行的。前者主要是以為了滿(mǎn)足生產(chǎn)機械、生產(chǎn)工藝的基本要求為前提而對機械的自動(dòng)化程度以及生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性做出考量;而工藝設計則是為了滿(mǎn)足設備的制造、使用以及維修的需要，從而對電氣控制系統的外觀(guān)以及經(jīng)濟實(shí)用性等進(jìn)行設計。

　　關(guān)鍵詞：生產(chǎn)機械；電氣控制系統；設計分析

　　在生產(chǎn)機械電氣控制系統設計實(shí)踐中，已經(jīng)定型的機床和機械設備可以不用通過(guò)設計、制造一些專(zhuān)用的生產(chǎn)設備，或者對原有的機械設備進(jìn)行技術(shù)改造，其它種類(lèi)的機械就需要進(jìn)行設計制造，主要是通過(guò)介紹經(jīng)驗設計法及邏輯設計法來(lái)實(shí)現對生產(chǎn)機械電氣控制系統的設計，從而能夠對生產(chǎn)機械的電氣控制系統的設計規律及方法進(jìn)行分析和研究。

　　1電氣控制系統的設計

　　在設計電氣控制系統的過(guò)程中，需要根據實(shí)際電氣控制的要求編制和設計出機械制造、機械使用以及機械維修過(guò)程中需要用到的資料（包含了外購件的目錄、材料消耗清單以及機械說(shuō)明書(shū)等）以及圖片樣本（包含了電氣原理圖、電氣元件的布置圖、電氣組建的劃分圖、電氣系統安裝接線(xiàn)圖、控制面板圖、電氣箱圖、非標準件的加工圖以及元件、器件的安裝底板圖）等。根據電氣設計任務(wù)書(shū)的方案可以確立電力設計方案，然后針對性的選擇所涉及到的電動(dòng)機類(lèi)型，并且設計出合理的原理圖，然后通過(guò)計算得到主要的技術(shù)參數并且核實(shí);選擇需要的電氣元件、器件后制定相關(guān)的明細表，編寫(xiě)出機械設計的說(shuō)明書(shū)。在設計內容過(guò)程時(shí)，要嚴格的對原理圖進(jìn)行設計，因為原理圖是生產(chǎn)機械電氣控制系統的關(guān)鍵，能夠為后續的的工藝設計以及技術(shù)資料的制定提供行之有效的憑證。為了提高制造電氣控制系統的效率，并將原理設計環(huán)節所涉及到的技術(shù)達到指標，必須采取工藝設計，來(lái)為機械的調試、使用以及維護提供切實(shí)可行的圖樣資料[1]。其所需的資料內容包含了電氣系統總的布置圖、安裝圖以及接線(xiàn)圖的設計；電氣組建的布置圖、安裝圖、接線(xiàn)圖的設計，電氣箱、非標準元件、操作臺的設計，電氣元件、器件清單，機械的使用和維護說(shuō)明書(shū)。

　　2電氣控制系統中電氣控制原理的電路設計

　　經(jīng)驗設計法也可以稱(chēng)之為分析設計法，其主要是根據具體的生產(chǎn)要求來(lái)選擇基本的單元電路，或者將已經(jīng)完備的電路設計按照一定的條件組合起來(lái)，在一定基礎上根據實(shí)際情況進(jìn)行修改和補充，使其成為一個(gè)滿(mǎn)足控制要求和設計要求的完整電路，該種方法的優(yōu)點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單，不受固定的程序的困擾，整個(gè)過(guò)程是建立在電氣控制系統設計基本環(huán)節的掌握程度以及較高的電氣控制系統電路分析能力的基礎上，能夠快速提高工作的效率。因此在平常的設計中，經(jīng)驗設計法獲得了廣泛的應用，但是，經(jīng)驗設計法有其局限性:設計出來(lái)的電氣控制系統的方案可能會(huì )出現漏洞，或者因為設計人員經(jīng)驗的不足而造成影響設計方案的完整性，間接的影響了電氣控制系統的可靠性。所以，在實(shí)際的設計過(guò)程中，必須要經(jīng)過(guò)反復審核檢查，在一定條件下最好通過(guò)模擬實(shí)驗來(lái)確定設計方案。當問(wèn)題發(fā)生時(shí)作出適時(shí)的調整修改直到電氣控制系統電路的設計滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。而邏輯設計法則是在電路設計中根據生產(chǎn)機械的工藝需要來(lái)利用邏輯代數，把控制電路中的各環(huán)節當做邏輯變量，然后根據電路控制的要求把邏輯變量之間的關(guān)系通過(guò)各邏輯關(guān)系式進(jìn)行表達，在簡(jiǎn)化邏輯關(guān)系式后設計出相應的電路設計圖。邏輯設計法的優(yōu)勢在于能夠將設計方案最佳化，但是不足之處在于在實(shí)際使用過(guò)程中，設計難度較高且過(guò)程復雜，有時(shí)還可能需要結合新的理念，因此在常規的設計當中，邏輯設計法需要結合其它方法一起使用。原理圖設計在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的要求時(shí)必須充分了解和掌握機械的性能、結構及其實(shí)際情況，然后通過(guò)控制方式、反向、啟動(dòng)、調速、制動(dòng)等考量并且設計出聯(lián)鎖和保護裝置，然后控制電路電源的種類(lèi)和電壓數值。一般簡(jiǎn)單的電氣控制電路包含的元件和器件不是很復雜，可以直接采用220V的電源或者380V的電源；但如果控制電路較為復雜，就必須將控制電壓根據實(shí)際情況降到24V、48V或者110V，并且要采用控制電源的變壓器，以此確保電氣控制電路在工作時(shí)的安全可靠性，實(shí)現的提前就是必須要保證電氣元件、器件的穩定和可靠性[2]。元器件的連接不僅要符合國家的相關(guān)規定，還需要合理的安排位置和觸頭的位置，以便正確的連接電器線(xiàn)圈。

　　3電氣控制系統中的工藝設計

　　電氣設備設計需要根據之前制定好的原理設計圖，將控制系統劃分成若干個(gè)部件，然后根據實(shí)際情況將各個(gè)部件劃分為若干個(gè)單元，然后整理好各個(gè)部分涉及到的進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)，并調整好連接方式。一般情況下，電氣控制系統設計單元劃分時(shí)應注意：相似功能的元件需要組合在一起;而且，為了減少單元間的連線(xiàn)，接線(xiàn)相關(guān)的控制電器應該在同一單元內；為了防止受到外界因素的干擾，需要分開(kāi)強弱電；為了便于調試和檢查，經(jīng)常需要調節、維護的易損元件、器件應當組合在同一單元內。元件、器件布置圖的繪制是依據原理設計圖來(lái)制定的，在繪制時(shí)應當按照以下原則進(jìn)行：監視器件應當安裝在儀表板上；在電器板上方需要安裝發(fā)熱元件，而下方安裝體積較大或者較重的元件和器件；需要經(jīng)常調試和檢查的元件和器件在安裝時(shí)不能太高或太低，為避免受到強電以及外界的干擾，需要對弱電部分加裝屏蔽設施和隔離設施。電氣控制接線(xiàn)圖的繪制時(shí)需要根據電氣元件、器件的布置圖以及國家的相關(guān)規定采取以下原則：接線(xiàn)圖中各元器件的位置應當與實(shí)際安裝位置一致；元器件和接線(xiàn)座上的標注應該與原理圖中的標注一致；繪制時(shí)應當采用細線(xiàn)條，以便清楚地表示出接線(xiàn)的關(guān)系和去向。

　　4結論

　　因為生產(chǎn)機械的種類(lèi)繁雜，所以相關(guān)的電氣控制方案也不一，但是電氣控制系統的設計方法和原則是一致的。電氣控制系統設計工作必須建立在合理的設計理念以及工程實(shí)踐上，才能確保設計的高質(zhì)量、高效率。在設計過(guò)程中需要滿(mǎn)足生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制系統的基本要求，電氣控制系統的設計要與實(shí)際的情況緊密結合，電氣控制系統的設計要和機械的設計相配合，確保設計的電氣控制系統能夠安全地工作，具備合理性、相融性、可行性、可靠性。