機(jī)械電氣控制電路邏輯如何設(shè)計(jì)

　　隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，大型機(jī)械的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)數(shù)量不斷提高，大型機(jī)械在其運(yùn)行過程中需要電氣電路的精確控制。接下來小編簡(jiǎn)單介紹一篇優(yōu)秀電氣工業(yè)論文。

　　電氣控制原理電路設(shè)計(jì)對(duì)電氣控制功能的實(shí)現(xiàn)具有重要的意義，電氣控制原理電路設(shè)計(jì)主要有兩種主流的設(shè)計(jì)方法，一種是分析設(shè)計(jì)方法，另一種是邏輯設(shè)計(jì)方法。不同的生產(chǎn)工藝對(duì)單元電路的設(shè)計(jì)要求也不同，分析設(shè)計(jì)法正是根據(jù)連鎖條件對(duì)已設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行組合，對(duì)組合而成的電路進(jìn)行完善和更改，形成一套完整的可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能的電路。有些時(shí)候已設(shè)計(jì)好的現(xiàn)成電路無法滿足設(shè)計(jì)和使用的需求，這時(shí)就要對(duì)功能需求進(jìn)行分析，并且對(duì)整體電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的融合。分析設(shè)計(jì)法具有諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)基本電路單元的理解要求很高，熟練的掌握各種電路單元的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)路徑便于完成所需求電路的設(shè)計(jì)，并且可以大幅度的提高設(shè)計(jì)的完成效率。擁有長(zhǎng)時(shí)間工作經(jīng)驗(yàn)的電路設(shè)計(jì)工作者可以輕車熟路的利用各種各樣的電路設(shè)計(jì)單元，并對(duì)這些電路設(shè)計(jì)單元進(jìn)行整合和重組，高質(zhì)量高效率的完成電路設(shè)計(jì)。分析設(shè)計(jì)法也有其方法上的弊端，弊端在于所進(jìn)行的設(shè)計(jì)是各種電路設(shè)計(jì)單元的重組。因此在功能的實(shí)現(xiàn)上不具有非常高的針對(duì)性和匹配性，因此對(duì)分析法設(shè)計(jì)出的電路應(yīng)該邊設(shè)計(jì)邊分析，反復(fù)的測(cè)試和更改，最終服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐。另外一種邏輯設(shè)計(jì)法的電路設(shè)計(jì)工具是邏輯代數(shù)，控制生產(chǎn)過程中機(jī)械的拖動(dòng)動(dòng)作和工藝流程是邏輯設(shè)計(jì)法要實(shí)現(xiàn)的目的，控制電路中的接觸器、繼電器、觸點(diǎn)以及主令電器是邏輯對(duì)象，控制電路中的接觸器、繼電器、觸點(diǎn)以及主令電器的開和關(guān)，接通和斷開是邏輯變量，以電路圖的方式簡(jiǎn)明的表達(dá)出相互之間的聯(lián)系和控制關(guān)系，具有理想和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但這種電氣控制電路的邏輯設(shè)計(jì)法相比于分析設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)過程復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，對(duì)新概念新思路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要有一定的工作經(jīng)驗(yàn)和理論功底，因此簡(jiǎn)單的常規(guī)設(shè)計(jì)中很少涉及。

　　1邏輯設(shè)計(jì)電源和電壓要求

　　當(dāng)進(jìn)行較為簡(jiǎn)單的大型機(jī)械控制電路邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，通常選用交流電源，電源電壓可以選擇220伏或者380伏，這種簡(jiǎn)單的控制電路中往往需要控制的電器元件少，因此在控制電路邏輯設(shè)計(jì)中無需對(duì)控制電源變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)電路中需要控制的電器元件多，控制線路復(fù)雜時(shí)，控制電源變壓器的設(shè)計(jì)則應(yīng)該融入控制電路邏輯設(shè)計(jì)中，此時(shí)電壓則可以控制為110伏以下。這種設(shè)計(jì)思路方便了維修操作，提高了電器元件的使用性能。在進(jìn)行電力傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)時(shí)，常采用直流電源的供電方式，電壓為220伏和110伏兩種，24伏的直流電源則可以應(yīng)用于電磁鐵和電磁離合器的工作。

　　2電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)的可靠性

　　2.1電氣元件可靠性

　　大型機(jī)械運(yùn)行的可靠性需要其控制電路邏輯設(shè)計(jì)具有可靠性，電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)滿足電氣控制電路的平穩(wěn)運(yùn)行，而電氣控制電路平穩(wěn)運(yùn)行最重要的是擁有可靠運(yùn)行的電氣元件，在對(duì)不同的使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選用不同性能的電氣元件。競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)是電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)中存在的兩種現(xiàn)象，在簡(jiǎn)單的控制電路中，電路會(huì)受到某一個(gè)信號(hào)的控制而發(fā)生穩(wěn)定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，此時(shí)常常只有一個(gè)電器元件發(fā)生狀態(tài)變化。復(fù)雜的電氣控制電路則完全不同，復(fù)雜的電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)考慮到發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的電器元件較多，則會(huì)引起電路競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。而對(duì)于開關(guān)電路，由于電器元件的釋放延時(shí)作用，也會(huì)出現(xiàn)開關(guān)元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，這種現(xiàn)象稱為“冒險(xiǎn)”。上述兩種現(xiàn)象所造成的后果是控制電路無法完成電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)所需要實(shí)現(xiàn)的功能，無法按照設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行特定的動(dòng)作，這就導(dǎo)致了電路控制失靈的情況。靜態(tài)分析針對(duì)觸電的接觸和斷開、電路電器的動(dòng)作來展開，而在電路邏輯設(shè)計(jì)過程中理想化的將其動(dòng)作過程所需要的時(shí)間設(shè)計(jì)為零，實(shí)際在電路進(jìn)行控制和動(dòng)作的過程中這種動(dòng)作所需要的時(shí)間是無法避免的。以接觸器和繼電器為例，從接觸器或者繼電器通電開始，到觸電閉合需要一段時(shí)間，同樣的道理在電路斷電后觸電的斷開還需要釋放時(shí)間。電路中電器元件的動(dòng)作時(shí)間和釋放時(shí)間都應(yīng)該融入電路控制邏輯設(shè)計(jì)之中，但往往因?yàn)楣逃械碾娖髟�件�?dòng)作延時(shí)區(qū)別于設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的人為延時(shí)，使得固有延時(shí)的控制和計(jì)算具有較大的難度，時(shí)間圖法可以有效的解決上述問題，對(duì)于電氣控制電路的邏輯設(shè)計(jì)和電路正常工作功能的實(shí)現(xiàn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　2.2電氣元件線圈和觸點(diǎn)的連接規(guī)定

　　在對(duì)大型機(jī)械的電氣控制電路進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意電器線圈的連接方式，對(duì)交流電壓線圈進(jìn)行串聯(lián)設(shè)計(jì)常常使電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)不具備可靠性，當(dāng)兩個(gè)線圈電壓相同時(shí)對(duì)線圈進(jìn)行串聯(lián)處理，并接于兩個(gè)線圈電壓之和的交流電源上時(shí)容易導(dǎo)致電壓分配不均的現(xiàn)象。電器元件位置設(shè)計(jì)和觸電位置的選擇也很重要，電器元件或者觸電的位置在串聯(lián)回路中進(jìn)行改變時(shí)，雖然還可以實(shí)現(xiàn)其應(yīng)該具備的功能，但是這樣的改變很可能帶來導(dǎo)線的長(zhǎng)短變化，電路原理未被改變但電路的安全性受到較大的影響。寄生電路的出現(xiàn)也較為常見，寄生電路指非正常接通的電路。這種寄生電路的產(chǎn)生條件是所設(shè)計(jì)的控制電路在正常工作的過程中有一條新的電路意外接通，這種寄生電路的出現(xiàn)嚴(yán)重影響電路的安全運(yùn)行和有效控制，因此必須防止寄生電路的出現(xiàn)。電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)的可靠性也和導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)，雖然增加導(dǎo)線的長(zhǎng)度絲毫不影響電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)的原理，也不能影響其功能的實(shí)現(xiàn)，但控制電路中的導(dǎo)線長(zhǎng)度增加時(shí)會(huì)造成額外的電能浪費(fèi)。產(chǎn)生更多的熱量，并且導(dǎo)線長(zhǎng)度的增加也導(dǎo)致可能出現(xiàn)斷路的可能性也變大，影響控制電路的可靠性。繼電器的選取在電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)中也非常關(guān)鍵，用來斷開或接通接觸器線圈時(shí)，繼電器則需要與接觸器進(jìn)行容量匹配，當(dāng)控制電路中的接觸器容量較大時(shí)，一種方法是設(shè)計(jì)大容量繼電器以滿足接觸器的長(zhǎng)期使用要求。另一種方法是增加中間繼電器的設(shè)計(jì)，與增加繼電器容量效果相同，都可以解決繼電器和接觸器的容量匹配問題。

　　3大型機(jī)械電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)原則

　　3.1安全性原則

　　大型機(jī)械電氣控制電路的邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到在控制電路出現(xiàn)問題時(shí)，如何保證操作人員人身安全，保證工作設(shè)備的設(shè)備使用安全，生產(chǎn)機(jī)械故障及時(shí)止損等，對(duì)控制電路進(jìn)行安全隱性設(shè)計(jì)可以保護(hù)人身安全不受到傷害，采取一定的保護(hù)措施以爭(zhēng)取將損失降到最低。常用的有漏電開關(guān)保護(hù)、過載、短路、過流、過壓、失壓、聯(lián)鎖與行程保護(hù)等措施，必要時(shí)還可設(shè)置相應(yīng)的指示信號(hào)。

　　3.2操作性原則

　　大型機(jī)械操作人員操作方便對(duì)電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)提出了非常高的要求，設(shè)計(jì)的最高境界就是將設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)便化和可操作化，這不僅僅需要對(duì)電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)原理進(jìn)行深入的研究和探討。還需要對(duì)已設(shè)計(jì)出的電路進(jìn)行整合，刪除多余設(shè)計(jì)，才能更好的服務(wù)于工作人員。電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)的維修性原則指的是對(duì)控制電路的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)該本著快速便捷的原則，維修困難一方面浪費(fèi)了大量的人力物力，也延長(zhǎng)了維修工作時(shí)間，降低了維修效率，這對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)生是一種阻礙。應(yīng)將電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)分為兩個(gè)模塊，其中一個(gè)模塊化設(shè)計(jì)是大模塊化設(shè)計(jì)，就是將整個(gè)控制電路分為幾個(gè)大模塊，在排除故障或者進(jìn)行維修時(shí)可以迅速的定位至某個(gè)大模塊，在大模塊之中還應(yīng)該進(jìn)行小模塊化設(shè)計(jì)，小模塊化設(shè)計(jì)改變了原有的維修方式，原有的維修方式是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的一樣一樣排除故障，而小模塊化可以將故障和缺陷再一次定位至小模塊，從而節(jié)約維修時(shí)間，提高維修效率。

　　3.3經(jīng)濟(jì)性原則

　　大型機(jī)械電氣控制電路還應(yīng)該具有經(jīng)濟(jì)性原則，經(jīng)濟(jì)性原則的前提是邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝所提出的要求，簡(jiǎn)單清晰的進(jìn)行控制電路設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)所需要的導(dǎo)線和電器也相應(yīng)的減少，體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性原則。還應(yīng)該對(duì)電器的數(shù)量和種類進(jìn)行控制，電器的種類應(yīng)該盡可能選取同型產(chǎn)品，這樣有利于節(jié)約成本。電器選用標(biāo)準(zhǔn)件來完成設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)件也可以降低成本。而電器的數(shù)量在電氣控制電路邏輯設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量減少，以避免不必要的浪費(fèi)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]白靜，張雪英.《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)實(shí)踐研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007(S1)：69-71.

　　[2]張永亮，肖山竹，盧煥章.基于電路邏輯設(shè)計(jì)的圖像處理[J].紅外技術(shù)，2008(02)：91-94.

　　[3]宋揚(yáng)，高杰.可編程分頻器電路的邏輯設(shè)計(jì)與功能驗(yàn)證[J].微處理機(jī)，2010，31(05)：13-16.

　　閱讀期刊：電氣工程應(yīng)用

　　《電氣工程應(yīng)用》以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”，理論聯(lián)系實(shí)際，開展教育科學(xué)研究和學(xué)科基礎(chǔ)理論研究，交流科技成果，促進(jìn)學(xué)院教學(xué)、科研工作的發(fā)展，為教育改革和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻(xiàn)。