关于机械和电气控制系统的设计

孟令新

摘要：随着社会经济的不断发展，各行各业对机械设备的要求逐渐提升，机械和电气控制系统的设计对机械设备实用性、安全性有着至关重要的影响。基于此，笔者在文中对机械和电气控制系统的设计要点、原则、工艺进行了相应的阐述，希望为相关工作人员提供有效参考。

关键词：机械设备；电气控制系统；电气设计

机械设备是我国工业生产中的重要组成部分，电气控制系统目前也被广泛应用在机械生产设备中。随着市场经济体制的改变，生产企业之间的竞争越发激烈，这就对电气控制系统的设计提出了更高的要求，同时这也是电气控制系统设计工作发展的重要契机。因此，探讨机械和电气控制系统的设计，具有重要的现实意义。

一、电气控制系统的设计

（一）设计原则

电气控制系统的设计是一项严谨的工作，所以在设计的过程中，必须要个遵守相关原则，笔者通过研究调查将其原则总结为以下几点：首先，电气控制系统的设计的最终目的，就是为了满足生产工艺、生产成本控制、生产步骤控制的需要，这样才能够将电气控制系统的作用最大限度发挥出来，所以设计人员在设计的过程中，必须将设计原理以及线路控制步骤作为设置基础，将设计目的、设计要求作为工作中的导向内容。其次，为了方便机械设备后期的操作、调整、维修、改进，所以电气控制系统的设计中的线路要尽可能的“简化”，但是同时也要保证其功能完善。确保机械设备的实用性是电气控制系统设计的最终目的，所以在设计的过程中可以策划多个线路方案，然后选取其中最为简单的设计方案。再次，机械设备在运行的过程中，具有一定的危险性，所以电气控制系统设计要设置相应的保护措施，避免设备和工作人员因为设备短路、过载、断路而受到伤害。

（二）设计程序

电气控制系统设计的工作流程为：策划设计方案

选择电动机设计电气控制电路

模拟实验

选择电器

施工设计

编写技术资料。目前随着社会高新技术的不断发展，电动机、电路、电器的选择已经逐渐多样化，设计人员要结合企业的设计成本以及生产要求，选择能耗最低、维修最方便的电路、电动机、电器。

二、电气控制系统的设计方法

（一）逻辑设计法

逻辑设计法是指将逻辑代数和电器控制系统设计相互结合，根据机械设备的生产需求、功能需求，将电路中各个部分“模块化”，比如其中的接触器、触电等等，然后应用逻辑代数将其中的逻辑关系表达出来，同时根据逻辑代数内容，绘制出相应的电路图。这种设计方式对设计人员的要求比较高，但是其得出的方案具有较强的参考价值，是目前电气控制系统设计广泛应用的设计方式。

（二）分析设计法

分析设计法是指根据产品生产的工艺需求，对单元电路进行合理的选择。目前我国这方面的技术已经比较完善，所以设计人员可以应用较为完善的电路，直接将其组装起来，然后在这个基础上根据用户需求对其进行改进，使其成为符合要求的电器线路。如果缺少可参考的电路模板，设计人员也可以根据实际需求，在分析其需求的过程中进行电路设计，这种方式是较为传统的设计模式，其最大的优点就是难度低，可以根据实际需求进行随时调整，这也是电气控制系统设计初学者应用最为广泛的设计方法。但是分析设计法的缺点也较为明显，用这种方法设计出的方案参考价值比较低，因此在应用分析设计法的过程中，要尽量设计出多种设计方案，然后在对其中最为合理的方案进行选取，这样才能避免线路出现不正常工作的情况。

三、电器原理图设计

电气原理图设计是电气控制系统设计的重要组成部分，电气原理图设计目前主要有以下几个步骤：首先，需要绘制出大致的电器原理框架图，然后根据实际设计需求对其中的各个部分进行完善。在这个过程中，设计人员要严格遵守相应的设计顺序，首先将主电路进行完善，其次对辅助电路进行完善，再次对保护机制进行完善，最后再对其进行测试、调试、修改。设计人员在完成了电气原理图之后，还要根据实际需求选择相应的电器元件，同时拟出元器件明细表。

电器原理图的设计是电气控制系统设计中的核心内容，所以在设计的过程中，设计人员要严格遵守其设计原则，这样才能确保机械设备正常运行。在实设计的过程中，首先根据需求对电源电压进行合理选择，380v和220v是目前经常选择的电源电压，应用这两种电压的设备所使用的电器元件、控制线路较为简单。而控制电路较为复杂的时候，就可以选用48v、110V、24v的电源，为了确保运行时的安全性，设计人员还要设置相应的变压器，这样才能避免短路、过载现象的发生。此外，电器原理图的设计要严格遵守我国的相关标准。

四、电器控制系统的工艺设计

（一）总体布置

首先设计人员要对电器设备的总体结构进行设计，其主要内容是绘制电器总布置图、总安装图、总接线图。这个步骤和文章上述的电气原理图设计有着紧密联系，所以设计人员在设计的过程中要将其中的设计部分进行划分，对电路图中各个线路用不同符号标注出来。

（二）元件布置

一般情况下，在同一个单元的设计中，監视器元件的设计位置通常在机械设备的仪表盘下方；电器板下方所布置的电器元件通常质量比较大，而上方的电器元件质量比较小；同时设计人员还要考虑到电器元件布局的整洁、美观程度，以此为后期的维护、修改提供便利。

（三）接线图设计

在电气控制装置的接线图中，一定要反映出设备整体的连接关系，接线图中的各项信息要详细的进行标注，而元器件的布置图和接线图二者要相互对应，电器元件的带电部分也要用相应的标注方式进行处理。

（四）清单汇总

清单汇总是机械和电气控制系统的设计的最后一个环节，对设计方案中所应用的材料、元器件、标准件都要进行详细的记录，进而为接下来的工作打下基础。同时，设计人员还要编写相应的使用说明书，对电器设备的参数、维护、调试、使用要进行详细的说明，这样才能使设计方案发挥最大的作用。

结束语：

综上所述，机械和电气控制系统设计是根据使用要求、国家标准、设计原则，策划出相应的技术方案，笔者在文中对其要点进行了分析，希望为相关工作人员提供有效参考，进而为我国机械生产、设计行业的发展提供动力。