电器控制系统设计基本步骤优化

2023-06-15 理论教育版权反馈

【摘要】：电器控制系统设计的基本步骤如下：1.拟订设计任务书拟订设计任务书是一个十分重要而且必须认真对待的问题。设计任务书除作为整个系统设计的依据外，同时还是今后设备竣工验收的依据。其也是电气控制原理图设计及电器元件选择的依据。由此可见，正确选择电动机容量，是保证电器控制系统实现安全可靠、经济运行的前提。

电器控制系统设计的基本步骤如下：

1.拟订设计任务书

拟订设计任务书是一个十分重要而且必须认真对待的问题。在很多情况下，设计任务下达部门对本系统的功能要求、技术指标只能描述一个粗略轮廓，涉及设备使用中应达到的各种具体的技术指标及其他各项基本要求，实际是由技术领导部门、设备使用部门及承担机电设计任务部门等几方面共同协商，最后以技术协议形式予以确定的。

电气设计任务书中，除简要说明所设计设备的型号、用途、工艺过程、动作要求，传动参数、工作条件外，还应说明以下主要技术指标及要求：

（1）控制精度、生产效率要求。

（2）电气传动基本特性，如运动部件数量、用途、动作顺序、负载特性、调速指标、起动、制动要求等。

（3）自动化程度要求。

（4）稳定性及抗干扰要求。

（5）联锁条件及保护要求。

（6）电源种类、电压等级、频率及容量等要求。

（7）目标成本与经费限额。

（8）验收标准及验收方式。

（9）其他要求。如设备布局、安装要求、操作台布置、照明、信号指示、报警方式等等。

设计任务书除作为整个系统设计的依据外，同时还是今后设备竣工验收的依据。

2.选择拖动方案

电力拖动方案与控制方式的确定是设计的重要部分，因为只有在总体方案正确的前提下，才能保证生产设备各项技术指标实施的可能性。在设计过程中即使个别控制环节或工艺图样设计不当，可以通过不断改进、反复试验来达到设计要求；若总体方案出现错误，则整个设计必须重新开始。因此在电气设计主要技术指标确定并以任务书格式下达后，必须认真做好调查研究工作，要注意借鉴已经获得成功并经过生产考验的类似设备或生产工艺，列出几种可能的方案，并根据自己的条件和工艺要求进行比较分析后作出决定。

所谓电力拖动方案是指根据零件加工精度、加工效率要求、生产机械的结构、运动部件的数量、运动要求、负载性质、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、传动方式以及拟订电动机起动、运行、调速、转向、制动等控制要求。其也是电气控制原理图设计及电器元件选择的依据。

3.选择电动机

拖动方案确定后，电动机的选择是非常重要的。电动机的选择主要包括电动机的额定功率（容量）、额定电压、额定转速、种类及型式等。

选择电动机的基本原则是：

（1）要满足生产机械负载的要求

电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载特性相适应，以保证加工过程中运行稳定并具有一定的调速范围与良好的起动、制动性能。

（2）从经济上看是最合理的

工作过程中电动机容量能得到充分利用，即温升尽可能达到或接近额定温升值。

（3）电动机的结构形式应满足机械设计提出的安装要求，并能适应其周围环境的工作条件。

由此可见，正确选择电动机容量，是保证电器控制系统实现安全可靠、经济运行的前提。准确选择电动机额定容量是一个多因素、较为复杂的过程，不仅需要一定的理论分析为依据，还需要经过试验校准。电动机的容量如果选得过大，电动机就得不到充分利用，则不仅设备投资费用增加，而且电动机经常处于欠载运行，运行效率和功率因数（对异步电动机而言）都会下降；反之，如果容量选得过小，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另一方面电动机经常在过载下运行，时间长了将缩短电动机的寿命，另外还可能出现起动困难、经受不起冲击负载等故障。

选择电动机容量的常用方法有统计类比法、工程估算法，这两种方法都具有较大的容量裕度，存在一定程度的浪费。

除确定电动机的容量外，正确地选择电动机的类型、额定电压及额定转速等，对节约投资、节能及提高综合经济效益都是十分重要的。

4.选择控制方式

拖动方案确定之后，拖动电动机的类型、数量及其控制要求就已基本确定，采用什么方法去实现这些控制要求就是控制方式的选择问题。随着电气技术、电子技术、计算机技术、检测技术以及自动控制理论的迅速发展和机械结构与工艺水平的不断提高，已使生产机械电力拖动的控制方式发生了深刻的变革。从传统的继电器-接触器控制向顺序控制、可编程逻辑控制、计算机联网控制等方面发展，各种新型的工业控制器及标准系列控制系统也不断出现，可供选择的控制方式较多，系统复杂程度差异也很大。

5.设计电器控制原理图并合理选用元器件，编制元器件目录清单

6.设计电器设备制造、安装、调试所必需的各种施工图样，并以此为根据编制各种材料定额清单

7.编写说明书

【任务小结】

通过该任务的实施，对电器控制系统设计的具体原则、内容和步骤有了较深入的了解。

1.电器控制系统设计的一般原则：介绍了在电器控制系统设计过程中应遵循六条原则。

2.电器控制系统设计的基本任务与内容：介绍了电器控制系统设计的基本任务和内容，详述了原理设计的内容和工艺设计的内容。

3.电器控制系统设计的基本步骤：介绍了电器控制系统设计的基本步骤，共分七步进行。