楊慧慧

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學院 電氣工程系，河南 焦作 454000）

0 引 言

隨著科學技術(shù)的快速更新和發(fā)展，企業(yè)對生產(chǎn)力效率的需求也日漸增大，催化了工業(yè)生產(chǎn)電氣化和電氣自動化技術(shù)的廣泛應用。電氣控制技術(shù)是電學的基本技術(shù)和核心技術(shù)。電氣線路設計在電氣設備設計、生產(chǎn)、操作和調(diào)控的過程中有著關鍵性作用。良好的電氣線路設計可以保障電力系統(tǒng)的有序運行，直接影響線路性能的好壞。因此，設計人員在設計電氣線路時要充分考慮線路的合理性和科學性，保證電氣線路運行效果良好，確保電氣設備的安全使用。

1 電氣控制線路設計原則

1.1 電氣控制線路設計中控制方式的通用原則

通用化是在生產(chǎn)機械加工過程中，線路設計方案可以生產(chǎn)出不同屬性的產(chǎn)品。這對電路設計標準提出了更高要求。電路設計中，要盡可能符合設計標準，在長期反復實踐中得到有效的控制方案，達到生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝均符合要求的目的。

1.2 電氣控制線路設計中控制電路電源的可靠性原則

電氣控制中，電源是所有電氣設備順利運行的前提。在電氣控制電路設計過程中，設計人員需要對線路的配電方案、總體布局、接地線路等因素進行綜合、全面考慮，確保電路電源的負載量在預計范圍之內(nèi)。此外，需要考慮電路的其他問題，如電路間的相互干擾、電路過熱等，規(guī)避可能造成的事故和隱患?？刂齐娐冯娫丛O計要遵循可靠性原則，在線路控制較為簡單的情況下選擇電網(wǎng)電源，生產(chǎn)設備高度自動化的情況下選擇直流電源，從而提高控制電路電源的可靠性。

1.3 電氣控制線路設計中控制電氣設備的安全性原則

在電路控制線路設計滿足電氣設備生產(chǎn)需求的前提下，應滿足經(jīng)濟實用、無寄生電路、簡單可靠的原則[1]。要避免各類電氣設備在同一條線路上同時使用，并且盡可能減少觸點。此外，要簡化設計電路，有效避免電路故障的發(fā)生，確保電器設備控制線路的安全性。

2 電氣控制線路的設計方法

2.1 經(jīng)驗設計法

在復雜電氣控制線路設計中，經(jīng)驗設計法起著重要作用。由于復雜線路設計的難度較高，設計人員需要繪制大量的線路圖。線路圖要經(jīng)過多次修改和反復實踐協(xié)調(diào)，才能保證整體的準確性和可靠性。因此，在復雜線路設計時，為了保證線路性能良好，設計人員必須具備豐富的工作經(jīng)驗。

2.2 邏輯設計法

邏輯設計法指以生產(chǎn)對象的需求為設計前提，按照生產(chǎn)設備運行特點和規(guī)律，在設計過程中將電器元件看作邏輯變量，經(jīng)過一些邏輯運算得出最簡邏輯表達式，然后畫出相應的控制線路圖。電路圖可以通過邏輯控制各種動態(tài)的電器元件，保持控制線路良好的性能。

具體的設計步驟如下。

（1）明確控制對象動作的每個啟動信號和停止信號。設計整體邏輯線路變量系統(tǒng)前，對控制對象的生產(chǎn)工藝需求和生產(chǎn)狀態(tài)進行分析，保證控制對象的工作和動作狀態(tài)在一個完整的系統(tǒng)工作周期內(nèi)完成。

（2）明確電氣控制線路的邏輯函數(shù)關系。電氣控制線路的控制對象工作狀態(tài)有兩種——線圈得電和線圈失電，觸點閉合和觸點斷開。這兩種關系相互獨立且穩(wěn)定。設計人員可以在邏輯變量系統(tǒng)中將控制對象每個動作的啟動信號和停止信號看作邏輯變量。啟動信號和停止信號的變化規(guī)律應符合邏輯變量系統(tǒng)的邏輯規(guī)律。因此，可通過邏輯運算得出控制線路的最簡邏輯表達式。

（3）按照最簡邏輯表達式畫出邏輯變量系統(tǒng)的工作循環(huán)圖和控制線路。以控制對象的工作狀態(tài)在工作循環(huán)中對控制對象各個動作之間的關聯(lián)、互動、互鎖及動作順序為基礎，把握好每個動作之間的邏輯關系，依照生產(chǎn)工藝的需求，將各個被控對象之間的邏輯關系整合成整體邏輯變量系統(tǒng)的邏輯方程，即系統(tǒng)的邏輯表達式。根據(jù)所得的邏輯表達式畫出邏輯變量系統(tǒng)的工作循環(huán)圖和控制線路，分析各個被控對象之間動作的順序是否合理、互鎖，以及每個被控對象動作的啟動和停止信號安全性能是否可靠，以保證控制線路運行良好有效[2]。

3 電氣控制線路設計的優(yōu)化策略

3.1 電氣控制線路的表示方法

通常情況下，電氣控制線路有三種主要表示方法。第一，電氣原理圖。電氣原理圖用來表明設備電氣工作原理、各電器元件的作用以及相互之間關系的表示方式。運用電氣原理圖的方法和技巧，對分析電氣線路、排除機床電路故障十分有益。電氣原理圖一般由主電路、控制電路、保護、配電電路等幾部分組成。因此，想要從電氣原理圖中獲取更多，需要掌握準確的讀圖方法。通過整體的控制線路實現(xiàn)對各個控制線路之間的快速切換控制，各個控制線路之間可以共用電器元件。第二，電氣接線?？刂凭€路的電氣接線主要根據(jù)電器元件的實際分布位置和安裝情況決定。實際操作過程中，要充分展示電器元件的位置、各種接線和配線方式。第三，電器布置圖?？刂齐娐返碾娖鞑贾脠D能清晰指出電氣系統(tǒng)中各個電器元件和電器的具體分布位置，分為三個主要組成部分：機床電器設置布置圖、控制柜設置布置圖和控制板電氣設備布置圖。控制電路設計依靠進出線接線端口，連通裝置內(nèi)部和外部設備設施的接線。裝置內(nèi)部接線與裝置內(nèi)部的接線端連接。在電器布置圖中，要注意仔細分辨粗細不一的設計輪廓線，從而在短時間內(nèi)快速分辨出不同線路。

3.2 電氣控制線路設計應盡可能從簡

設計電氣控制線路時，在保證電器系統(tǒng)正常運行的前提下，盡可能減少線路設計，使電氣控制線路線路布局盡量簡潔[3]。既可以減少線路設計的成本投入，還能使設計更加環(huán)保。要做到電氣控制線路設計簡潔，需要從三個方面入手。第一，配置電氣控制線路電線時，要嚴格按照電器元件的使用功率和電壓來配置，電線使用要符合全新的檢驗標準。第二，在不影響電器元件正常工作狀態(tài)的情況下，盡可能減少導線連接的使用，長度控制在最低狀態(tài)，避免造成不必要的浪費。為了不影響布局美觀，盡量使用串聯(lián)。此外，操作臺上應該設置好啟動按鈕和關閉按鈕。在電氣柜上安裝接觸器，并注意按鈕與接觸器之間的距離。一般來說，按鈕與接觸器之間的距離都較長。因此，將啟動按鈕和關閉按鈕安裝在一起，以使導線的連接更加簡潔；第三，盡可能選擇使用同一型號的標注構(gòu)建，最大程度降低電器元件的使用。

3.3 電氣控制線路設計優(yōu)化主電路的設計

在電氣控制線路設計中設計優(yōu)化主電路時，需要注意到以下三點。第一，充分了解電氣控制電路的設計任務和設計思路，結(jié)合客戶的設計要求，在滿足客戶需求的基礎上，結(jié)合實際操作情況和控制任務，詳細分析整個控制線路，制定科學可靠的設計方案。第二，適當參考現(xiàn)有的控制線路設計，在一定程度上提高工作效率。第三，主電路的設計優(yōu)化要嚴格遵守優(yōu)化原理，保證設計的合理性。

4 結(jié) 論

在電氣控制線路設計和優(yōu)化過程中，設計人員要盡可能探索和發(fā)現(xiàn)，從而設計出更加合理、科學、安全、可靠的控制線路，在經(jīng)濟和美觀的角度上，保證控制線路的優(yōu)化。