电气控制线路设计基础分析

徐刚

摘 要：电气设备和系统网络的运转是支撑工业加工生产的重要基础，自动化水平提高，人们在生产中也更加注重电气系统的自动化发展趋势。电气设备要想能够自行处理可能出现的故障或者问题，保持持续正常运转，就要增强其自动控制能力，因此有必要对电气控制在线路设计中需要注意的问题详加讨论，对于线路设计的基础准则以及相应的设计理念、方法进行分析和总结。

关键词：电气控制；线路设计；分析

中图分类号：TM64 文献标志码：A

0 引言

工业的深度发展使得自动化技术的进步速度变快，管理成本和人力成本的逐步提升、社会需求量增大，对于质量标准的要求也更高，人们需要更高端的工业产品。这就促成了自动化控制系统的形成和发展，通过精密的程序系统来控制机械设备进行生产加工，提高质量标准，也相应促进了电气自动化的发展，并引发人们对其控制线路规划与设计方面的思考和分析。

1 电气控制的线路规划基本准则

现如今的很多机械设备与电气设备的功能联系更为紧密了，要提高机械设备生产加工的高度自动化，就必须做好电气控制方面的线路设计工作，将机械生产设备与电气设备的某些功能相融合，引入控制线路的设计理念，并要遵循其设计规划的基本准则。

首先，要根据设备在生产加工中的实际控制以及防护需求，尽最大努力满足各种需求和条件，确保其各项控制功能发挥应有的功效。

其次，在保证满足生产加工所需要的各种控制需求以及运行条件的基础上，还要通过分析和研究，进一步简化整个线路设计方案，节约建设成本，使控制系统运行更为顺畅。

再次，设计人员要对控制线路的设计方案进行仔细推敲与评估，要对其运行的合理性与安全性进行反复的论证和测试，达到规定的指标才能够进行下一阶段的工作。

最后，设计人员还要考虑到以控制线路为基础的控制系统在操作上是否较为简便和快捷，确保运维更为方便。

2 在电气控制的线路设计中应重点关注的事项

控制线路是系统和设备运行的基础，各种线路的组合搭配，成套体系的运转要符合基本的控制原理和实际需求，以科学分析的角度和方法，确保线路设计方案更为科学合理。与此同时，还要详细的了解以往各类机械装备和设施在应用过程中出现的各种问题，当时是如何解决的？又是如何加以改进的？这样才能对设备有一个更为清晰和系统性的了解和认识，使得设计方案更具有可靠性。我们在线路设计工作中要重点关注的事项有以下几个方面：

（1）控制线路上有很多微型的装置和元器件，在这些装置的选用上要确保其质量和性能符合要求，并且在数量上要尽量做到节约使用，最好要采用相同规格与型号的元器件装置。这样做的目的是减少触头的数量，能够大大简化整个线路，保证线路运转更为顺畅和富有效率，避免因为复杂的线路元器件在运行中导致各种故障和问题，既能够满足基本的运行需求，还能够降低设计成本。

（2）在线路的设计中会涉及数量较多的导线，所以在设计中要尽量避免使用过多的导线装置，并且要缩减由导线相互连接的线路长度，这样做能够确保各个电气设备、装置之间连接的安全性以及可靠性。

（3）在整个控制线路的支路设计中，按照设计原理是不能在支路上串联连接两个元器件线圈装置的，即使能够满足其电压数值相加等于额外增加的电压值的情况也是不被允许的，这就涉及线圈装置上的阻抗与其额定电压之间的正比例关系，因此要选择合理的线圈连接方式，一般采用并联模式，而不是串联模式。

（4）在线路中，两个元器件的连接是其中的关键环节。连接中会有很多触头存在，这些触头所在的位置间距有大有小，如果两个触头之间的距离较为接近时，在连接操作中出现了不合理的环节，那么该段线路在运行中就会出现异常情况，严重时甚至会引发安全隐患和安全事故。触头部位在正常工作中会产生电弧，但是所采用的触头如果其电位并不相同，那么就很可能出现飞弧的现象，这种现象的出现会导致断路故障，控制线路就无法正常运行。所以在连接元器件过程中，要利用线圈和触头进行连接，防止上述不良情况的发生。

（5）在控制线路通电开始运转期间，个别的元器件装置会丧失其应有的作用，但是一直处于通电的状态，对电力能源是一种很大的浪费，还会导致线路和设备发生更多的空载损耗，造成设备本身出现一些损害，加快老化速度。所以在能够适应并满足整个控制系统的正常运转条件时，要及时对这些丧失原本作用的元器件设备进行更换或者直接拆除，防止其造成更多電能的浪费，保护设备的安全运行。

（6）在线路连接各种元器件组成控制线路的工作中，也会出现连接失误的情况。不应该连接在一起的元器件被错误连接在一起，那么就会造成寄生模式的线路出现，这类线路是无法满足正常的控制系统运行需求，还会引发其他正常线路的异常运转情况，造成整个线路运转出现各类问题或者故障，对于整个的自动化运转程序造成混乱。所以设计者在工作中要切实掌握各部门线路的连接情况，依据基本原理，防止这种寄生线路的出现。

（7）电气控制在线路设计中，设计者的目标就是为了提升整个线路在运行期间的可靠性以及稳定性，确保系统安全和高效，而要达到这个目标，设计人员就要在选用何种元器件装置时务必做到合理选择、适量选用。机械设备以及电气装置的工作状态一般会持续相当长的时间，运转周期很长，有时也会超出运行的负荷，因此就要求所选用的元器件具备经久耐用的性能质量，材质更要坚固实用，并且其内部的结构设计更为合理，具备较强的防干扰性能。此外，在继电设备的选用中，也要注重其规格与型号是否满足整个控制线路的要求。

（8）控制线路中应具备必要的保护环节。控制线路中应该具备必要的保护环节，以保证线路即使在出现误操作的情况下也不至于造成事故。一般应根据线路来具体设计选用过载、短路、过流、过压、失压和欠压等保护环节，在必要时还应考虑加设合闸、断开、事故、安全等报警以及指示信号。除了注意以上几个问题外，还需要注意在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，还要有机械联锁，这样完善的保护措施可以使线路安全可靠。

3 电气控制线路的设计方法

电气控制线路的设计方法一般来说分两种，即分析设计法和逻辑设计法。分析设计法是指设计方案要通过分析、比较和筛选，甚至还需要通过试验来验证，从而确定出最终方案。这种方法虽然具有设计简单、程序非固定等优点，但是却不一定是最佳的设计方案。因为这种设计方法对电气设计人员的经验要求比较高，因此也被称为经验设计法。同样当设计者的经验不足或者考虑不周详时就可能直接影响电路的可靠性，这样势必要对该设计进行反复修改，直到线路动作完全正确能满足生产工艺要求为止。由此可见，经验设计法的成本往往会较高，设计周期也会较长一些。而逻辑设计法是较为经济、合理的设计方法，它是根据生产工艺的要求，将各电器元件的动作状态看作成逻辑变量，通过逻辑运算得出最简单的逻辑表达式，从而画出相应的控制线路。

结语

通过以上的分析与研究，可以看出电气控制线路的设计基础在控制系统当中的地位是相当重要的。直接影响着电气控制与设备的可靠运行。这就要求设计人员既要遵循正确的设计原则，同时要根据工程实际出发，结合自身经验做出相应的变通，才能避免设计得不合理与错误，以确保整个设计更加准确实效、经济可靠。

参考文献

[1]丁俊纳.基于电气控制线路教学方法研究[J].中国新通信， 2017（13）：17.

[2]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播，2011（1）：67.