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摘要：在生产机械控制系统设计中，一般会根据电气控制原理设计与工艺设计开展。原理设计是保证生产工艺与生产机械要求得到满足的基础上，考量机械自动化水平与生产技术先进性。对于工艺设计，是为了保证设备制造、维修需要等得到充分满足，进而针对控制系统适用性与经济性等方面展开设计。对此，本文介绍了相应设计要点。
关键词：生产机械;电气控制;系统设计
前言：对于生产机械来讲，电气控制使用较为广泛。由此，借助将网络结构应用于控制系统中，开展远程控制，促使办公系统与控制系统之间能够有效开展数据交换，进而实现共享目标。设计电气控制系统过程中，需要对相关理论知识进行全面掌握，之后以原理为核心内容，合理思考设计流程。最后应该对设计要想进行充分把握，进而才可以保证控制系统合理性[1]。
1 电气控制系统设计
1.1一般设计原则
（1）保证电气控制充分满足生产工艺以及机械需求。进而才可以保证控制系统效能充分发挥出来，并将机械设备效用充分发挥出来。所以，需要在控制线路设计原理等方面进行充分把握，每一步设计均需要根据设计准则开展。
（2）基于相关要求满足基础上，控制线路需要保持良好可靠性、经济性、简单，同时便于维修、调整与操作。所有设计内容均是为了充分提高机械运行效率，其根本要求就是操作性与实用性，否则系统设计毫无意义。所以，开展系统设计过程中，需要科学选择线路以及相关环节。
（3）应该设计相应保护环节，确保控制系统运行过程中具有良好可靠性与安全性。可以选择过流、短路、过载以及其他方面安全指示灯设置，为生产设备、工作人员等方面设置保护措施，充分降低事故发生概率。
1.2基本设计内容
对于生产机械电气控制系统，主要涵盖两方面内容，即原理设计以及工艺设计。这两方面设计均是结合生产工艺与生产机械需要展开设计的，对生产机械效用程度以及美观程度等方面具有直接影响[2]。
2 控制系统原理设计
2.1控制系统原理电路设计方法
（1）分析设计。该方法主要指能够结合工艺生产需求，科学选择单元电路，或是将现阶段较为健全的电路根据具体要求进行组装处理，同时在实践中进行改进与补充，促使其能够形成完整线路满足相关控制条件。若是无现成典型环节，可以结合具体控制需要，进行分析并展开科学设计。所以，分析设计也被称作经验设计。该方法主要优点就是流程较不固定，较为灵活，方法较为简单，可以轻易掌握，在控制系统设计工作中较为广泛。但是该方法也存在一些缺点，比如解决方法并不一定为最优方法，对于设计人员的工作经验要求较为严格。
（2）逻辑设计。该方法主要是在电路设计工作中运用逻辑代数知识，根据生产机械相关需求，以逻辑变量角度看待电路中所有环节，例如主令电器、接触器以及触电等。之后根据电路控制需求借助逻辑代数，把不同逻辑的逻辑关系显示出来，之后进行简化处理，绘制电路图。该方法主要优点就是可以保证方案实用性，缺点在于难度较大，设计流程复杂，要求设计人员具有良好专业知识与技能。
2.2原理图设计
（1）一般步骤。原理图设计涵盖以下步骤：①对原理框图进行初步设计。②补充原理框图中不足之处，充分提高电路所有环节健全性。在此环节，应该充分遵循先后顺序，通常是由主电路进行设计，之后控制点，接着为辅助电路，其后为连锁以及保护，最后总体检查并及时进行优化。③绘制总原理图。⑤正确使用电器元件，并编制元器件的明细表[3]。
（2）原理图设计要点。进行原理图设计过程中，不仅需要保证一般原则得到充分满足，同时还应该对以下几点加以注意：①应该对控制电路电压数值以及电源类型多加注意。在简单电路中可以直接运用380v电源、220v电源，主要是由于其元器件较为简单。然而若是控制电路比较复杂，在实际操作过程中就需要采用24—110V电压，另外应该合理设置变压器，进而才能够为控制电路工作安全提供保障，需要保证电器元件可靠性与稳定性。
②应该对安全多加注意，特別需要对元件线圈与触点之间连接情况是否满足标准要求。例如下图。
通过上图能够发现，图中触点或是电器元件发生变化，其工作原理并未受到影响，然而并不代表其在工作实践中具有良好安全性。
3 控制系统工艺设计要点
（1）电气装置总体布置。该环节主要目的就是绘制电气总接线图、总布置图以及中安装图。要想完成该环节需要电气原理图提供保障，所以，要求根据相关标准对控制系统进行划分，之后根据操作难易情况，对划分条件进行处理，对之前各部分内容再次进行换分，对不同部分中进线号以及出线号进行整理处理，另外对其连接方式进行调整。
（2）元件布置图绘制。对于同一单元或是部件中，绘制布置图过程中应该充分遵循相关原则：①在仪表板中安装监视器件。②电器板上方器件与下方器件之间存在差异，上方主要设置发热元器件，下方主要安装大质量元器件。③进行元器件布局过程中，需要预留一部分，进而便于进行调整，例如接线以及布线等工作。
（3）绘制控制装置接线图。通过控制装置接线图，能够发现设备整体之间连接情况，在绘制主体过程中需要对以下几点加以注意：①应该积极根据《电气制图接线图和接线表》规定开展绘制工作。②对于接线图，应该明确标注导线信息。②在操作实践中，应该保证安装位置对应图纸标注位置。③接线图选择细线条对同一元器件中带电部分借助细实线进行处理[4]。
（4）电控柜以及非标准零件图设计。对于电控柜设计，一般涵盖2中结构，台式与立式。电控柜具有较多类型，结构也多种多样，所以，开展设计工作过程中需要做到取长补短，充分提高电控柜运行效果。
对于扶手、开关支架等非标准电器件，结合机械零件需求开展零件图绘制工作。
（5）清单汇总。在控制系统完成设计工作后，需要全面统计设计过程中应用的材料类型、水量等信息，例如元件清单等，进而才可以顺利开展下步工作。
（6）编撰说明书。对于说明书主要涵盖使用说明与设计说明，一般是对系统原理以及特点等信息进行阐述，设备调试以及维护等操作，便于工作人员正确操作设备，将机械最大效用充分发挥出来。
结语：由于生产机械具有繁杂的类型，因此电气控制方案存在差异，然而在控制系统设计原则以及方法等方面并无较大差异。开展设计工作室应该充分以科学的设计理念与工程实践为基础，进而才可以确保设计效率、质量。设计人员应该生产工艺与生产机械在控制系统中基本要求得到充分满足，设计工作应该充分结合实际情况，系统设计与机械设计之间应该互相配合，保证控制系统可以稳定运行。
参考文献
[1]郭选明. PLC控制在自动化生产设计中的应用——评《机械电气控制与PLC应用》[J]. 机械设计， 2020， 372（10）：156-156.
[2]杨红艳， 郭月江， 曲留虎，等. 电气控制电路设计的分析设计法研究[J]. 科学大众， 2020（04）：142-142.
[3]张成保， 钟波， 刘学峰，等. PJ-1型龙门式葡萄剪枝机液压与电控系统设计研究[J]. 中国农机化学报， 2018， 39（10）：32-37.
[4]杨佳男. 安全机械装置——安全相关电气控制系统功能安全的设计和评估[J]. 农家参谋， 2019， 613（06）：243-243.
关键词：生产机械;电气控制;系统设计
前言：对于生产机械来讲，电气控制使用较为广泛。由此，借助将网络结构应用于控制系统中，开展远程控制，促使办公系统与控制系统之间能够有效开展数据交换，进而实现共享目标。设计电气控制系统过程中，需要对相关理论知识进行全面掌握，之后以原理为核心内容，合理思考设计流程。最后应该对设计要想进行充分把握，进而才可以保证控制系统合理性[1]。
1 电气控制系统设计
1.1一般设计原则
（1）保证电气控制充分满足生产工艺以及机械需求。进而才可以保证控制系统效能充分发挥出来，并将机械设备效用充分发挥出来。所以，需要在控制线路设计原理等方面进行充分把握，每一步设计均需要根据设计准则开展。
（2）基于相关要求满足基础上，控制线路需要保持良好可靠性、经济性、简单，同时便于维修、调整与操作。所有设计内容均是为了充分提高机械运行效率，其根本要求就是操作性与实用性，否则系统设计毫无意义。所以，开展系统设计过程中，需要科学选择线路以及相关环节。
（3）应该设计相应保护环节，确保控制系统运行过程中具有良好可靠性与安全性。可以选择过流、短路、过载以及其他方面安全指示灯设置，为生产设备、工作人员等方面设置保护措施，充分降低事故发生概率。
1.2基本设计内容
对于生产机械电气控制系统，主要涵盖两方面内容，即原理设计以及工艺设计。这两方面设计均是结合生产工艺与生产机械需要展开设计的，对生产机械效用程度以及美观程度等方面具有直接影响[2]。
2 控制系统原理设计
2.1控制系统原理电路设计方法
（1）分析设计。该方法主要指能够结合工艺生产需求，科学选择单元电路，或是将现阶段较为健全的电路根据具体要求进行组装处理，同时在实践中进行改进与补充，促使其能够形成完整线路满足相关控制条件。若是无现成典型环节，可以结合具体控制需要，进行分析并展开科学设计。所以，分析设计也被称作经验设计。该方法主要优点就是流程较不固定，较为灵活，方法较为简单，可以轻易掌握，在控制系统设计工作中较为广泛。但是该方法也存在一些缺点，比如解决方法并不一定为最优方法，对于设计人员的工作经验要求较为严格。
（2）逻辑设计。该方法主要是在电路设计工作中运用逻辑代数知识，根据生产机械相关需求，以逻辑变量角度看待电路中所有环节，例如主令电器、接触器以及触电等。之后根据电路控制需求借助逻辑代数，把不同逻辑的逻辑关系显示出来，之后进行简化处理，绘制电路图。该方法主要优点就是可以保证方案实用性，缺点在于难度较大，设计流程复杂，要求设计人员具有良好专业知识与技能。
2.2原理图设计
（1）一般步骤。原理图设计涵盖以下步骤：①对原理框图进行初步设计。②补充原理框图中不足之处，充分提高电路所有环节健全性。在此环节，应该充分遵循先后顺序，通常是由主电路进行设计，之后控制点，接着为辅助电路，其后为连锁以及保护，最后总体检查并及时进行优化。③绘制总原理图。⑤正确使用电器元件，并编制元器件的明细表[3]。
（2）原理图设计要点。进行原理图设计过程中，不仅需要保证一般原则得到充分满足，同时还应该对以下几点加以注意：①应该对控制电路电压数值以及电源类型多加注意。在简单电路中可以直接运用380v电源、220v电源，主要是由于其元器件较为简单。然而若是控制电路比较复杂，在实际操作过程中就需要采用24—110V电压，另外应该合理设置变压器，进而才能够为控制电路工作安全提供保障，需要保证电器元件可靠性与稳定性。
②应该对安全多加注意，特別需要对元件线圈与触点之间连接情况是否满足标准要求。例如下图。
通过上图能够发现，图中触点或是电器元件发生变化，其工作原理并未受到影响，然而并不代表其在工作实践中具有良好安全性。
3 控制系统工艺设计要点
（1）电气装置总体布置。该环节主要目的就是绘制电气总接线图、总布置图以及中安装图。要想完成该环节需要电气原理图提供保障，所以，要求根据相关标准对控制系统进行划分，之后根据操作难易情况，对划分条件进行处理，对之前各部分内容再次进行换分，对不同部分中进线号以及出线号进行整理处理，另外对其连接方式进行调整。
（2）元件布置图绘制。对于同一单元或是部件中，绘制布置图过程中应该充分遵循相关原则：①在仪表板中安装监视器件。②电器板上方器件与下方器件之间存在差异，上方主要设置发热元器件，下方主要安装大质量元器件。③进行元器件布局过程中，需要预留一部分，进而便于进行调整，例如接线以及布线等工作。
（3）绘制控制装置接线图。通过控制装置接线图，能够发现设备整体之间连接情况，在绘制主体过程中需要对以下几点加以注意：①应该积极根据《电气制图接线图和接线表》规定开展绘制工作。②对于接线图，应该明确标注导线信息。②在操作实践中，应该保证安装位置对应图纸标注位置。③接线图选择细线条对同一元器件中带电部分借助细实线进行处理[4]。
（4）电控柜以及非标准零件图设计。对于电控柜设计，一般涵盖2中结构，台式与立式。电控柜具有较多类型，结构也多种多样，所以，开展设计工作过程中需要做到取长补短，充分提高电控柜运行效果。
对于扶手、开关支架等非标准电器件，结合机械零件需求开展零件图绘制工作。
（5）清单汇总。在控制系统完成设计工作后，需要全面统计设计过程中应用的材料类型、水量等信息，例如元件清单等，进而才可以顺利开展下步工作。
（6）编撰说明书。对于说明书主要涵盖使用说明与设计说明，一般是对系统原理以及特点等信息进行阐述，设备调试以及维护等操作，便于工作人员正确操作设备，将机械最大效用充分发挥出来。
结语：由于生产机械具有繁杂的类型，因此电气控制方案存在差异，然而在控制系统设计原则以及方法等方面并无较大差异。开展设计工作室应该充分以科学的设计理念与工程实践为基础，进而才可以确保设计效率、质量。设计人员应该生产工艺与生产机械在控制系统中基本要求得到充分满足，设计工作应该充分结合实际情况，系统设计与机械设计之间应该互相配合，保证控制系统可以稳定运行。
参考文献
[1]郭选明. PLC控制在自动化生产设计中的应用——评《机械电气控制与PLC应用》[J]. 机械设计， 2020， 372（10）：156-156.
[2]杨红艳， 郭月江， 曲留虎，等. 电气控制电路设计的分析设计法研究[J]. 科学大众， 2020（04）：142-142.
[3]张成保， 钟波， 刘学峰，等. PJ-1型龙门式葡萄剪枝机液压与电控系统设计研究[J]. 中国农机化学报， 2018， 39（10）：32-37.
[4]杨佳男. 安全机械装置——安全相关电气控制系统功能安全的设计和评估[J]. 农家参谋， 2019， 613（06）：243-243.