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生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計研究論文
摘要:生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計主要是針對電氣控制的原理設(shè)計以及工藝設(shè)計兩個部分進(jìn)行的。前者主要是以為了滿足生產(chǎn)機(jī)械、生產(chǎn)工藝的基本要求為前提而對機(jī)械的自動化程度以及生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性做出考量;而工藝設(shè)計則是為了滿足設(shè)備的制造、使用以及維修的需要,從而對電氣控制系統(tǒng)的外觀以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等進(jìn)行設(shè)計。
關(guān)鍵詞:生產(chǎn)機(jī)械;電氣控制系統(tǒng);設(shè)計分析
在生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計實(shí)踐中,已經(jīng)定型的機(jī)床和機(jī)械設(shè)備可以不用通過設(shè)計、制造一些專用的生產(chǎn)設(shè)備,或者對原有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,其它種類的機(jī)械就需要進(jìn)行設(shè)計制造,主要是通過介紹經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法及邏輯設(shè)計法來實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計,從而能夠?qū)ιa(chǎn)機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)律及方法進(jìn)行分析和研究。
1電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計
在設(shè)計電氣控制系統(tǒng)的過程中,需要根據(jù)實(shí)際電氣控制的要求編制和設(shè)計出機(jī)械制造、機(jī)械使用以及機(jī)械維修過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(jī)械說明書等)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(tǒng)安裝接線圖、控制面板圖、電氣箱圖、非標(biāo)準(zhǔn)件的加工圖以及元件、器件的安裝底板圖)等。根據(jù)電氣設(shè)計任務(wù)書的方案可以確立電力設(shè)計方案,然后針對性的選擇所涉及到的電動機(jī)類型,并且設(shè)計出合理的原理圖,然后通過計算得到主要的技術(shù)參數(shù)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(xì)表,編寫出機(jī)械設(shè)計的說明書。在設(shè)計內(nèi)容過程時,要嚴(yán)格的對原理圖進(jìn)行設(shè)計,因?yàn)樵韴D是生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,能夠?yàn)楹罄m(xù)的的工藝設(shè)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(tǒng)的效率,并將原理設(shè)計環(huán)節(jié)所涉及到的技術(shù)達(dá)到指標(biāo),必須采取工藝設(shè)計,來為機(jī)械的調(diào)試、使用以及維護(hù)提供切實(shí)可行的圖樣資料[1]。其所需的資料內(nèi)容包含了電氣系統(tǒng)總的布置圖、安裝圖以及接線圖的設(shè)計;電氣組建的布置圖、安裝圖、接線圖的設(shè)計,電氣箱、非標(biāo)準(zhǔn)元件、操作臺的設(shè)計,電氣元件、器件清單,機(jī)械的使用和維護(hù)說明書。
2電氣控制系統(tǒng)中電氣控制原理的電路設(shè)計
經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法也可以稱之為分析設(shè)計法,其主要是根據(jù)具體的生產(chǎn)要求來選擇基本的單元電路,或者將已經(jīng)完備的電路設(shè)計按照一定的條件組合起來,在一定基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改和補(bǔ)充,使其成為一個滿足控制要求和設(shè)計要求的完整電路,該種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計簡單,不受固定的程序的困擾,整個過程是建立在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計基本環(huán)節(jié)的掌握程度以及較高的電氣控制系統(tǒng)電路分析能力的基礎(chǔ)上,能夠快速提高工作的效率。因此在平常的設(shè)計中,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法獲得了廣泛的應(yīng)用,但是,經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法有其局限性:設(shè)計出來的電氣控制系統(tǒng)的方案可能會出現(xiàn)漏洞,或者因?yàn)樵O(shè)計人員經(jīng)驗(yàn)的不足而造成影響設(shè)計方案的完整性,間接的影響了電氣控制系統(tǒng)的可靠性。所以,在實(shí)際的設(shè)計過程中,必須要經(jīng)過反復(fù)審核檢查,在一定條件下最好通過模擬實(shí)驗(yàn)來確定設(shè)計方案。當(dāng)問題發(fā)生時作出適時的調(diào)整修改直到電氣控制系統(tǒng)電路的設(shè)計滿足生產(chǎn)要求。而邏輯設(shè)計法則是在電路設(shè)計中根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝需要來利用邏輯代數(shù),把控制電路中的各環(huán)節(jié)當(dāng)做邏輯變量,然后根據(jù)電路控制的要求把邏輯變量之間的關(guān)系通過各邏輯關(guān)系式進(jìn)行表達(dá),在簡化邏輯關(guān)系式后設(shè)計出相應(yīng)的電路設(shè)計圖。邏輯設(shè)計法的優(yōu)勢在于能夠?qū)⒃O(shè)計方案最佳化,但是不足之處在于在實(shí)際使用過程中,設(shè)計難度較高且過程復(fù)雜,有時還可能需要結(jié)合新的理念,因此在常規(guī)的設(shè)計當(dāng)中,邏輯設(shè)計法需要結(jié)合其它方法一起使用。原理圖設(shè)計在滿足生產(chǎn)工藝的要求時必須充分了解和掌握機(jī)械的性能、結(jié)構(gòu)及其實(shí)際情況,然后通過控制方式、反向、啟動、調(diào)速、制動等考量并且設(shè)計出聯(lián)鎖和保護(hù)裝置,然后控制電路電源的種類和電壓數(shù)值。一般簡單的電氣控制電路包含的元件和器件不是很復(fù)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(fù)雜,就必須將控制電壓根據(jù)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的安全可靠性,實(shí)現(xiàn)的提前就是必須要保證電氣元件、器件的穩(wěn)定和可靠性[2]。元器件的連接不僅要符合國家的相關(guān)規(guī)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圈。
3電氣控制系統(tǒng)中的工藝設(shè)計
電氣設(shè)備設(shè)計需要根據(jù)之前制定好的原理設(shè)計圖,將控制系統(tǒng)劃分成若干個部件,然后根據(jù)實(shí)際情況將各個部件劃分為若干個單元,然后整理好各個部分涉及到的進(jìn)線及出線,并調(diào)整好連接方式。一般情況下,電氣控制系統(tǒng)設(shè)計單元劃分時應(yīng)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,接線相關(guān)的控制電器應(yīng)該在同一單元內(nèi);為了防止受到外界因素的干擾,需要分開強(qiáng)弱電;為了便于調(diào)試和檢查,經(jīng)常需要調(diào)節(jié)、維護(hù)的易損元件、器件應(yīng)當(dāng)組合在同一單元內(nèi)。元件、器件布置圖的繪制是依據(jù)原理設(shè)計圖來制定的,在繪制時應(yīng)當(dāng)按照以下原則進(jìn)行:監(jiān)視器件應(yīng)當(dāng)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(diào)試和檢查的元件和器件在安裝時不能太高或太低,為避免受到強(qiáng)電以及外界的干擾,需要對弱電部分加裝屏蔽設(shè)施和隔離設(shè)施。電氣控制接線圖的繪制時需要根據(jù)電氣元件、器件的布置圖以及國家的相關(guān)規(guī)定采取以下原則:接線圖中各元器件的位置應(yīng)當(dāng)與實(shí)際安裝位置一致;元器件和接線座上的標(biāo)注應(yīng)該與原理圖中的標(biāo)注一致;繪制時應(yīng)當(dāng)采用細(xì)線條,以便清楚地表示出接線的關(guān)系和去向。
4結(jié)論
因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)械的種類繁雜,所以相關(guān)的電氣控制方案也不一,但是電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法和原則是一致的。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計工作必須建立在合理的設(shè)計理念以及工程實(shí)踐上,才能確保設(shè)計的高質(zhì)量、高效率。在設(shè)計過程中需要滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制系統(tǒng)的基本要求,電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要與實(shí)際的情況緊密結(jié)合,電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計要和機(jī)械的設(shè)計相配合,確保設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)能夠安全地工作,具備合理性、相融性、可行性、可靠性。