摘要：机械和电气控制系统设计涉及多种学科内容，需要在熟练掌握机械和电气控制系统结构原理的基础上，并利用科学的方法进行设计，才能可以切实确保机械和电气控制系统设计的合理性与有效性。为了满足生产机械和生产工艺的基本要求，本文从原理设计和工艺设计两个方面入手，并结合机械自动化程度和生产技术的先进性，对机械和电气控制系统进行了全面的设计，既保证了机械和电气控制系统的实用性和经济性，同时又为机械和电气控制系统制造、使用和维修奠定了良好的基础。
关键词：机械和电气控制系统；设计；分析
引言
机械和电气控制系统的设计是一项复杂而艰巨的任务，对设计人员的专业技术知识和设计技能要求极高，在设计过程中，不得出现任何的失误，否则将直接影响机械和电气控制系统投入使用的效果。因此，在进行机械和电气控制系统设计时，应综合考虑各方面因素的影响，严格控制每一个设计环节的质量，从根本上消除设计误差，保证机械和电气控制系统的使用性能，最大限度提高系统生产的效率，确保系统生产质量。
1、机械和电气控制系统需遵循的原则
生产机械种类繁多，不同的机械类型所选用的电气控制系统设计方案存在很大的差异，因此，在进行机械和电气控制系统设计时，应树立正确的设计理念，并将结合以往的设计实践经验，切实确保机械和电气控制系统设计的效率和质量。同时在设计时，秉承可行性与合理性的原则，满足生产机械和工艺对电气控制系统的基本要求，将机械和电气控制系统设计与实际起来紧密结合，在设计中增加必要的保护环节，为实际的生产作业打下坚实的基础，使机械和电气控制系统能够稳定、安全的运作，提高生产的效率。
2、机械和电气控制系统设计
2.1 明确系统设计内容
在进行机械和电气控制系统设计时，应根据实际的电气控制要求，合理的编制设计方案，广泛的收集与设计相关的资料，包括设计材料消耗单、机械和电气控制系统使用说明书以及图片样本等，其中图片样本资料又包括电气原理图、电气组建划分图、控制面板图、器件安装底板图以及电气元件布置图等。在确定系统设计方案后，要针对性的选择设计需要的电动机类型，同时进行原理图设计，明确各种技术参数，认真检查核实设计参数。然后再选择所需要的电气元件，认真编写系统设计说明书。此外，为了保证保证机械和电气控制系统的质量，应严格控制各项设计指标，采用先进的设计工艺，在系统设计完成后对其进行反复的调试和测验，及时发现设计问题并予以改正和完善，直到满足预期的设计标准为止。
2.2 电路设计
2.2.1 选择合适的设计方法
在进行机械和电气控制系统电路设计时经常会用到分析设计法和逻辑设计法，在利用分析设计法进行电路设计时，需要对系统设计的具体需求进行综合的分析，选取基本的单元电路，按照事先制定好的电路设计图将单元电路准确的组装起来，根据设计需求进行修改和改进，使组装的电路切实满足控制和设计要求。分析设计法具有操作简单、不受固定程序干扰的特点，在熟练掌握机械和电气控制系统设计基本环节的基础上，综合的分析影响机械和电气控制系统电路设计的各种影响因素，可以最大限度的节省设计的时间。但是这一方法会受设计人员的影响，如果设计人员的经验不足或者是设计理论知识和技能缺乏，那么将无法切实保证机械和电气控制系统电路设计的完整性和可靠性。因此，在进行机械和电气控制系统电路设计时，应进项反复的检查与审核，当发现问题时及时作出调整，提高机械和电气控制系统电路设计的质量。逻辑设计法是利用逻辑代数，并结合生产机械的工艺要求，将控制电路设计的各个环节看成逻辑变量，用多个逻辑关系是将各个变量之间的关系表达出来，然后将这些逻辑关系进行化简处理，最后制定出合理的电路设计图。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过逻辑设计法所得到的电路设计方法其质量更高，但是其设计难度比较大，设计环节复杂，需要设计人员具备很强的逻辑能力，因此，在机械和电气控制系统设计中很少被单独的使用。
2.2.2 明确电路电源的种类及电压数值等内容
在进行机械和电气控制系统电路设计时应充分的了解和掌握生产机械的性能、结构以及电气控制系统的运行原理，并对控制方式和启动、制动等进行合理的设计。一般情况下，对于比较简单的机械和电气控制系统的电路，由于其包含的元、器件数量不多，可以直接采用220V或者是380V电源。对于相对复杂的控制电路，则需要结合实际情况选择24V、48V或110V的电源，并适当的增加控制电源器变压器的数量，保证机械和电气控制系统控制电路运行的安全性和可靠性。此外，还要对控制电路中元、器件的安装位置和触头位置进行合理的安排，保证电器线圈的正确连接，切实符合国家相关规定要求。
2.3 工艺设计
2.3.1 电气设备总体布置设计
在进行机械和电气控制系统电气设备总体布置设计时，需要首先将控制系统分为若干个部件，根据部件组装和设计的复杂程度再将各个部件分成若干个单元，将功能相似的元件组装在一起，对各个部分所许需要的进线线路的线号进行编制和排列，与接线相关的控制电气设备应设置在同一个单元内，确定合适的线路连接方式，将强弱电分开连接，为后续设计作业做好装备。
2.3.2 绘制元、器件布置图
元、器件布置图在绘制时应根据原理设计图进行，布置图中的监视器件应在仪表板上，在电气板的上方应安装发热器件，在电气板的下放要安装体积较大或者质量较重的元、器件。同时注意需要经常检查或调试的元、器件应安装在合适的位置，不要过低或者是过高，以免影响元、器件检查调试作业的顺利开展。此外，为了减少或避免强电及外界因素的干扰，应在弱电部分加装屏蔽设施和隔离设施。
2.3.3 绘制电气控制接线图
在绘制电气控制接线图时，应严格按照国家相关规定，并结合电气元、器件布置图，确保接线图中的各个元器件的设计位置与实际的安装位置始终保持一致。元器件和接线座上的标注应与原理图上的标注的符号和颜色应统一，不得擅自更改，以免影响整体的设计效果。同时使用细线条进行接线图的绘制，将接线的关系和去向清楚的表达出来。在修改接线图时，一定要将清除干净原有的痕迹，以免造成混淆。目前，最常用的接线图的画法有直接接线画法和符号标注画法两种，其中直线接线画法比较适用于元、器件数量较少且接线的关系相对简单的情况，符号标注画法则适用于元、器件数量过多且接线关系较为复杂的情况，利用符号标准能够确切的表达出连线的关系。
3、结语
生产机械其种类和结构即使再复杂，其机械和电气控制系统的设计方法和设计原则基本上都是一致的，都是需要在合理的设计理念和设计实践基础上进行的。同时在设计过程中应严格按照国家有关规定，选择合适的设计方法，有效的控制各个环节的设计质量。设计人员在设计过程中应互相合作，取长补短，弥补自身不足，最大限度的保证机械和电气控制系统的设计的合理性和科学性，为机械和电气控制系统的稳定、安全运行提供必要的保障。
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论文作者:罗江波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/10
标签：控制系统论文; 电气论文; 机械论文; 接线论文; 器件论文; 电路论文; 画法论文; 《基层建设》2017年第15期论文;