电气控制线路的设计

浅述电气控制线路设计作者：朱娜来源：《城市建设理论研究》2013年第15期摘要：作为电气控制的重要环节，它对于电气设备的生产、设计以及操作等方面都有着直接或间接的作用。

因此，电气控制线路的设计是电气控制的关键。

基于此，本文针对电气控制线路设计基础进行了简要探析。

关键词：电气控制线路;设计方法;探析中图分类号： TM726 文献标识码： A 文章编号：前言电气控制线路设计的优劣直接关系到控制系统性能的好坏，电气工程技术人员必须要掌握电气控制线路的设计方法和设计原则，以便在设计的过程中能及时调整设计方案，使设计出的控制线路达到最佳，本文主要对经验设计法进行分析。

一、电气控制线路的设计应遵循的基本原则经验设计法是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。

这种设汁方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的典型控制线路，拥有多种控制线路的设计资料，同时具有丰富的设计经验。

采用经验设计法设计控制线路时，应注意以下几个原则。

1、应最大限度地了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求设计之前，电气设计人员要调查清楚生产工艺要求、每一道程序的工作情况和运动变化规律、所需要的保护措施，并对同类或接近产品进行调查、分析、综合，作为具体设计电气控制线路的依据。

在满足生产工艺要求前提下，控制线路力求简单、经济。

2.1 尽量选取标准的或经过实践检验的线路和环节。

2.2 应减少不必要的触头以简化线路，这样也可以提高可靠性。

在简化过程中，主要着眼于同类性质的合力，同时应注意触头的额定电流是否允许。

2.3 尽量减少连接导线的数量和长度。

将电器元件触头的位置合理安排，可减少导线根数和缩短导线的长度，以简化接线，如图1中，启动按钮和停止按钮放置在操作台上，而接触器放置在电气柜内。

从按钮到接触器要经过较远的距离，所以必须把启动按钮和停止按钮直接连接，这样可减少连接线。

2.4 尽量减少电器元件的数量和采用标准件，并尽可能选用相同型号。

电气控制线路设计原则伴随着我国改革开放脚步坚实稳定的迈进，国民经济的持续上升发展，我国的工业技术也在大跨步的前进。

智能化的工业市场是目前的主要发展方向，而智能化的工业缺少不了电气控制自动化。

如今电气自动化控制已经运用到了很多领域，尤其在工业技术方面被越来越广泛的应用。

此项技术的运用不仅加快了工业市场的发展，同时节约了大量的人力物力，降低了生产成本。

在电气控制自动化中，最重要的一个方面就是电气控制线路的设计。

而电气设计线路的设计原则就是重中之重，把握住设计原则，才能使电气自动化更加先进更加高效的应用。

本文在介绍电气控制内容的基础上，重点分析电气控制线路的设计原则和方法。

标签：电气控制;线路设计;基础方法;设计原则引言中国对工业的大力发展，推动了电气控制自动化的发展，而随着人们要求的提高和对技术的钻研，电气控制自动化也在向着高度先进化和精密化发展，尤其是计算机的引入，将电气控制系统与计算机技术、自动控制技术、网络技术等结合在一起，更进一步推动了电气行业的发展，是科学技术的先进产物。

在制造电气自动化控制系统的时候，一项很重要的技术就是电气控制线路的设计，一套先进的自动化控制系统离不开优秀的线路设计，线路设计的优劣不仅关系着工业发展的速度更加体现在生产的效率上。

然而，电气控制系统的线路设计并不是盲目的，也不是随心所欲的，它的设计需要遵循一定的原则，讲究一定的方式发法。

一、电气控制线路介绍首先对于电气控制系统而言，它属于低压电路控制系统，由许多的低压控制设备组成，例如低压继电器、接触器、电源开关等。

其次一个电器控制系统最根本的功能就是可以在人工辅助情况下实现自动控制，更高层次的功能则是可以在人将功能设计完毕后，完全由电气控制系统自行完成一系列的生产过程，无论是启停还是生产过程，都不需要人的参与，真正实现自动化生产。

同时，电气控制线路也分为简单的控制线路和复杂的控制线路，对于自动化程度越高的电气控制系统，它的线路設计也越复杂，要求更高。

控制系统的电气线路设计与布线技术控制系统是现代工业中广泛应用的一种自动控制系统。

在设计和布线过程中，电气线路的设计和布线技术是至关重要的。

本文将探讨控制系统的电气线路设计与布线技术，并提供一些建议和指导原则。

一、电气线路设计1. 定义系统需求：在设计电气线路之前，需明确控制系统的需求和功能。

这包括确定输入和输出信号类型、电气负载以及安全要求等。

只有明确了系统需求，才能进行精确的电气线路设计。

2. 选择合适的元件：根据系统需求，选择合适的电气元件，包括传感器、执行器、开关等。

确保选用的元件能够满足系统的功能要求，并具备稳定可靠的性能。

3. 进行电气线路图设计：根据系统需求和选用的元件，进行电气线路图的设计。

电气线路图应清晰明了，包括各个元件的连线、电源接入点以及控制信号的路径等。

4. 考虑电气干扰和电磁兼容性：在设计电气线路时，需考虑电气干扰和电磁兼容性问题。

合理布置线路、使用屏蔽材料和滤波器，可以减小电气干扰和提高电磁兼容性。

5. 确定信号与功率的分离：根据系统设计的需要，将控制信号与功率进行分离。

这可以提高系统的稳定性和安全性，防止控制信号对负载产生干扰。

二、电气线路布线技术1. 合理布局：在进行电气线路布线时，需要合理布局，将线路分区，并根据信号传输的路径和距离，选择合适的线缆进行布线。

同时，避免线路的交叉和相互干扰。

2. 接地技术：合理的接地技术能够减小电气干扰和提高系统的抗干扰能力。

在电气线路的布线过程中，需确保良好的接地，并避免接地线和信号线的交叉，以减小干扰。

3. 前置功率模块布置：在控制系统中，前置功率模块是控制信号与负载之间的桥梁。

在布线过程中，需注意将前置功率模块与控制器之间的信号线和电源线分开布置，防止干扰引起的误操作或电气失效。

4. 优化布线路径：优化布线路径可减小线路长度，降低电气损耗和干扰。

通过选择合适的线路走向，减少线缆的交叉，可以提高整个系统的可靠性和性能。

总结：控制系统的电气线路设计与布线技术是确保系统正常运行和稳定性的关键因素。

第七节 电气控制线路设计在大量使用各种各样的生产机械，如车床、铣床、磨床、刨床、钻床、风机、水泵和起重机等，这些生产机械一般是由电动机来拖动的。

不同的生产机械，对电动机的控制要求不同。

电气控制的主要任务就是实现电动机的起动、制动、正反转和调速等运行方式的控制及对电动机的保护，以满足生产工艺的要求，实现生产过程自动化。

电气控制线路是一种由接触器、继电器、按钮和开关等电器元件组成的有触点、断续作用的控制系统，这种控制系统具有控制线路简单、维修方便、便于掌握和价格低廉等优点，在电气控制领域获得广泛的应用。

随着微电子技术的发展，生产机械的电气控制逐渐向无触点、弱电化、连续控制和微机控制方向发展。

不同生产机械的控制要求是不同的，所要求的控制线路也是千变万化、多种多样，但它们都有一些具有基本规律的基本环节和基本单元所组成，熟悉这些基本的控制环节是掌握电气控制的基础。

只要能掌握这些基本的控制环节，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握控制线路的基本分析方法。

一、电气控制线路的绘制原则电气控制线路图有两种表示方法，一种是电气原理图，一种是电气安装接线图。

1.电气原理图电气原理图是根据电路工作原理，用规定的图形符号和文字符号绘制出来的表示各个电器连接关系的线路图。

为了简单清楚地表明电路功能，将原理图采用电器元件展开的形式绘制。

电气原理图根据通过电流的大小可分为主电路和控制电路。

电动机、发电机及其相连的电器元件组成的通过大电流的电路称为主电路。

接触器、继电器线圈及联锁电路、保护电路、信号电路等通过较小电流的电路称为控制电路。

图7-1所示为CW6140车床电气控制线路原理图，其主电路是从三相电源经刀开关、接触器主触点到电动机。

控制电路由按钮、接触器线圈、辅助触点、照明灯、照明变压器和保护电器等组成。

在绘制电气原理图时，一般应遵循以下原则：1)电气控制线路根据电路通过的电流大小可分为主电路和控制电路。

主电路包括从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的部分。

电气控制线路的设计方法及设计步骤电气控制线路的设计有两种方法：一是经验法，二是逻辑法。

这里重点介绍经验法。

经验法根据生产机械工艺要求和工作过程，利用各种典型环节，加以适当补充和修改，综合成所需电路。

它的特点是无固定的设计程序和设计模式，灵活性很大，主要靠经验进行。

要求设计人员必须熟悉大量的控制线路基本环节，同时具有丰富的设计经验。

在设计过程往往要经过多次反复修改、试验，才能使线路符合设计要求。

即使这样，设计出来的线路也可能不是最简的，使用的电器及触点也不一定最少，所得出的方案也不一定是最佳的。

一般不太复杂的继电接触器控制系统都可以按照这种方法进行设计，这种方法易于掌握，便于推广，但设计速度慢，设计方案需要反复修改，必要时要对整个电气控制线路进行模拟实验。

生产机械电气控制线路设计包含主电路、控制电路和辅助电路设计。

①主电路设计。

主要考虑电动机的启动、点动、正反转、调速和制动。

②控制电路设计。

包括基本控制线路和控制线路特殊部分的设计，以及选择控制参量和确定控制原则。

主要考虑如何满足电动机的各种运转功能和生产工艺要求。

③联结各单元环节。

构成满足整机生产工艺要求，实现生产过程自动、半自动及调整的控制线路。

④联锁保护环节设计。

主要考虑如何完善整个控制线路的设计，包含各种联锁环节以及短路、过载、过流、失压等保护环节。

⑤辅助电路设计。

包括照明、声及光指示、报警等电路的设计。

⑥线路的综合审查。

反复审查所设计的控制线路是否满足设计原则和生产工艺要求。

在条件允许的情况下，进行模拟实验，逐步完善整个电气控制线路的设计，直到满足生产工艺要求。

电气控制线路设计及实例分析一、简介二、电气控制线路设计步骤1、了解设备工作原理和要求：首先需要了解所控制的设备的工作原理和控制要求，包括输入输出信号的特点和范围，以及设备的工作模式等。

这是设计电气控制线路的基础。

2、选择控制元件：根据设备的工作原理和要求，选择合适的控制元件，如开关、继电器、传感器等。

需要考虑元件的电气特性和可靠性。

3、确定控制回路结构：根据设备的控制要求和元件的特性，确定控制回路的结构。

通常包括控制信号的产生、传输、处理和继电器等元件的选择和安装。

4、绘制电气控制图：根据控制回路的结构，使用电气图符和符号，绘制电气控制图。

电气控制图应清晰、准确地表达控制回路的结构和各个元件之间的连接关系。

5、进行电气控制线路的布线和接线：根据电气控制图，进行电气控制线路的布线和接线。

布线和接线应符合电气安全规范，减少干扰和误操作的可能。

6、进行电气控制线路的调试和测试：完成电气控制线路的布线和接线后，需要进行电气控制线路的调试和测试，以确保线路的正常工作和稳定性。

可以通过模拟信号和实际设备进行测试。

7、对电气控制线路进行优化和改进：在实际使用中，对电气控制线路进行优化和改进，提高设备的控制效率和安全性。

可以通过改变控制元件和参数，优化控制策略等方式实现。

三、电气控制线路设计实例分析以一个自动化生产线的电气控制线路设计为例，进行实例分析。

该自动化生产线由多个工作站组成，每个工作站需要进行自动控制。

整个生产线的主要任务是将原材料进行分配和加工，最终得到成品。

1、了解设备工作原理和要求：每个工作站的具体工作原理和控制要求不同，需要了解每个工作站的输入输出信号特点和范围，以及工作模式等。

2、选择控制元件：对于每个工作站，根据其控制要求选择适合的控制元件，如开关、继电器等。

比如，在装配工作站中可以使用继电器实现电机的正反转控制。

3、确定控制回路结构：根据每个工作站的控制要求和元件的特性，确定每个工作站的控制回路结构。

电气控制线路设计安装与调试课程设计一、课程目标本课程旨在帮助学生掌握电气控制线路的设计、安装和调试技能，有效提高其在工作中的实际应用能力。

同时，课程培养学生的团队协作能力和创新能力，使其具备在电气控制方面的核心竞争力。

二、课程大纲1. 电气控制基础知识1.1 电气符号及其意义1.2 电气元件的分类、特点及应用1.3 电磁原理及其应用1.4 电气控制系统的基本概念和组成2. 电气控制线路的设计2.1 电气控制线路的基本要求2.2 电气控制线路的设计流程2.3 电气控制线路的绘制3. 电气控制线路的安装3.1 电气控制线路的安装要求3.2 电气控制线路的安装步骤3.3 电气控制线路的接线方法及注意事项4. 电气控制线路的调试4.1 电气控制线路的调试流程4.2 电气控制线路的调试方法4.3 常见电气控制线路故障的排除及处理三、课程实践1. 实验一以PLC为控制核心，搭建自动化生产线模型，完成对生产线的控制。

2. 实验二以电气控制系统为基础，完成对蒸馏塔的温度、压力、液位的控制。

3. 实验三以电子感应器为控制核心，搭建智能家居控制系统，实现对灯光、音乐、窗帘的智能控制。

四、课程评估1. 日常评估1.1 课堂表现（占比30%）1.2 作业完成情况（占比30%）1.3 实验操作及报告（占比20%）2. 期末考核2.1 实验操作与报告（占比30%）2.2 理论考试（占比70%）五、教材推荐•《电气自动化技术基础》•《电气控制线路设计与实践》•《PLC控制技术》六、结语本课程集理论学习与实践操作于一体，旨在为学生提供一种全面、系统的电气控制线路设计与实践的课程体验。

通过课程的学习，学生将会真正掌握电气控制线路设计、安装和调试技能，为其在工作中的实际应用能力打下坚实的基础。