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机械电气控制电路逻辑如何设计

作者:核心期刊目录查询 发布时间:2019-02-08

随着我国工业的不断发展,大型机械的生产质量和生产数量不断提高,大型机械在其运行过程中需要电气电路的精确控制。接下来小编简单介绍一篇优秀电气工业论文。 电气控制原理电路设计对电气控制功能的实现具有重要的意义,电气控制原理电路设计主要有两种主流

  随着我国工业的不断发展,大型机械的生产质量和生产数量不断提高,大型机械在其运行过程中需要电气电路的精确控制。接下来小编简单介绍一篇优秀电气工业论文。

电气工程应用

  电气控制原理电路设计对电气控制功能的实现具有重要的意义,电气控制原理电路设计主要有两种主流的设计方法,一种是分析设计方法,另一种是逻辑设计方法。不同的生产工艺对单元电路的设计要求也不同,分析设计法正是根据连锁条件对已设计好的电路进行组合,对组合而成的电路进行完善和更改,形成一套完整的可以实现设计功能的电路。有些时候已设计好的现成电路无法满足设计和使用的需求,这时就要对功能需求进行分析,并且对整体电路进行分析和设计的融合。分析设计法具有诸多优点,对基本电路单元的理解要求很高,熟练的掌握各种电路单元的设计方法和实现路径便于完成所需求电路的设计,并且可以大幅度的提高设计的完成效率。拥有长时间工作经验的电路设计工作者可以轻车熟路的利用各种各样的电路设计单元,并对这些电路设计单元进行整合和重组,高质量高效率的完成电路设计。分析设计法也有其方法上的弊端,弊端在于所进行的设计是各种电路设计单元的重组。因此在功能的实现上不具有非常高的针对性和匹配性,因此对分析法设计出的电路应该边设计边分析,反复的测试和更改,最终服务于生产实践。另外一种逻辑设计法的电路设计工具是逻辑代数,控制生产过程中机械的拖动动作和工艺流程是逻辑设计法要实现的目的,控制电路中的接触器、继电器、触点以及主令电器是逻辑对象,控制电路中的接触器、继电器、触点以及主令电器的开和关,接通和断开是逻辑变量,以电路图的方式简明的表达出相互之间的联系和控制关系,具有理想和经济的优点,但这种电气控制电路的逻辑设计法相比于分析设计法设计过程复杂,设计难度大,对新概念新思路的技术实现需要有一定的工作经验和理论功底,因此简单的常规设计中很少涉及。

  1逻辑设计电源和电压要求

  当进行较为简单的大型机械控制电路逻辑设计时,通常选用交流电源,电源电压可以选择220伏或者380伏,这种简单的控制电路中往往需要控制的电器元件少,因此在控制电路逻辑设计中无需对控制电源变压器进行设计,当电路中需要控制的电器元件多,控制线路复杂时,控制电源变压器的设计则应该融入控制电路逻辑设计中,此时电压则可以控制为110伏以下。这种设计思路方便了维修操作,提高了电器元件的使用性能。在进行电力传动部分的设计时,常采用直流电源的供电方式,电压为220伏和110伏两种,24伏的直流电源则可以应用于电磁铁和电磁离合器的工作。

  2电气控制电路逻辑设计的可靠性

  2.1电气元件可靠性

  大型机械运行的可靠性需要其控制电路逻辑设计具有可靠性,电气控制电路逻辑设计应满足电气控制电路的平稳运行,而电气控制电路平稳运行最重要的是拥有可靠运行的电气元件,在对不同的使用环境进行设计时应该选用不同性能的电气元件。竞争和冒险是电气控制电路逻辑设计中存在的两种现象,在简单的控制电路中,电路会受到某一个信号的控制而发生稳定状态之间的转变,此时常常只有一个电器元件发生状态变化。复杂的电气控制电路则完全不同,复杂的电气控制电路逻辑设计考虑到发生状态转变的电器元件较多,则会引起电路竞争现象。而对于开关电路,由于电器元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性,这种现象称为“冒险”。上述两种现象所造成的后果是控制电路无法完成电气控制电路逻辑设计所需要实现的功能,无法按照设计要求而进行特定的动作,这就导致了电路控制失灵的情况。静态分析针对触电的接触和断开、电路电器的动作来展开,而在电路逻辑设计过程中理想化的将其动作过程所需要的时间设计为零,实际在电路进行控制和动作的过程中这种动作所需要的时间是无法避免的。以接触器和继电器为例,从接触器或者继电器通电开始,到触电闭合需要一段时间,同样的道理在电路断电后触电的断开还需要释放时间。电路中电器元件的动作时间和释放时间都应该融入电路控制逻辑设计之中,但往往因为固有的电器元件动作延时区别于设计者设计的人为延时,使得固有延时的控制和计算具有较大的难度,时间图法可以有效的解决上述问题,对于电气控制电路的逻辑设计和电路正常工作功能的实现有重要的现实意义。

  2.2电气元件线圈和触点的连接规定

  在对大型机械的电气控制电路进行逻辑设计时,应注意电器线圈的连接方式,对交流电压线圈进行串联设计常常使电气控制电路逻辑设计不具备可靠性,当两个线圈电压相同时对线圈进行串联处理,并接于两个线圈电压之和的交流电源上时容易导致电压分配不均的现象。电器元件位置设计和触电位置的选择也很重要,电器元件或者触电的位置在串联回路中进行改变时,虽然还可以实现其应该具备的功能,但是这样的改变很可能带来导线的长短变化,电路原理未被改变但电路的安全性受到较大的影响。寄生电路的出现也较为常见,寄生电路指非正常接通的电路。这种寄生电路的产生条件是所设计的控制电路在正常工作的过程中有一条新的电路意外接通,这种寄生电路的出现严重影响电路的安全运行和有效控制,因此必须防止寄生电路的出现。电气控制电路逻辑设计的可靠性也和导线的长度有关,虽然增加导线的长度丝毫不影响电气控制电路逻辑设计的原理,也不能影响其功能的实现,但控制电路中的导线长度增加时会造成额外的电能浪费。产生更多的热量,并且导线长度的增加也导致可能出现断路的可能性也变大,影响控制电路的可靠性。继电器的选取在电气控制电路逻辑设计中也非常关键,用来断开或接通接触器线圈时,继电器则需要与接触器进行容量匹配,当控制电路中的接触器容量较大时,一种方法是设计大容量继电器以满足接触器的长期使用要求。另一种方法是增加中间继电器的设计,与增加继电器容量效果相同,都可以解决继电器和接触器的容量匹配问题。

  3大型机械电气控制电路逻辑设计原则

  3.1安全性原则

  大型机械电气控制电路的逻辑设计应该考虑到在控制电路出现问题时,如何保证操作人员人身安全,保证工作设备的设备使用安全,生产机械故障及时止损等,对控制电路进行安全隐性设计可以保护人身安全不受到伤害,采取一定的保护措施以争取将损失降到最低。常用的有漏电开关保护、过载、短路、过流、过压、失压、联锁与行程保护等措施,必要时还可设置相应的指示信号。

  3.2操作性原则

  大型机械操作人员操作方便对电气控制电路逻辑设计提出了非常高的要求,设计的最高境界就是将设计思路简便化和可操作化,这不仅仅需要对电气控制电路逻辑设计原理进行深入的研究和探讨。还需要对已设计出的电路进行整合,删除多余设计,才能更好的服务于工作人员。电气控制电路逻辑设计的维修性原则指的是对控制电路的维护保养应该本着快速便捷的原则,维修困难一方面浪费了大量的人力物力,也延长了维修工作时间,降低了维修效率,这对经济效益的产生是一种阻碍。应将电气控制电路逻辑设计分为两个模块,其中一个模块化设计是大模块化设计,就是将整个控制电路分为几个大模块,在排除故障或者进行维修时可以迅速的定位至某个大模块,在大模块之中还应该进行小模块化设计,小模块化设计改变了原有的维修方式,原有的维修方式是费时费力的一样一样排除故障,而小模块化可以将故障和缺陷再一次定位至小模块,从而节约维修时间,提高维修效率。

  3.3经济性原则

  大型机械电气控制电路还应该具有经济性原则,经济性原则的前提是逻辑设计应满足生产工艺所提出的要求,简单清晰的进行控制电路设计,简单的设计所需要的导线和电器也相应的减少,体现了经济性原则。还应该对电器的数量和种类进行控制,电器的种类应该尽可能选取同型产品,这样有利于节约成本。电器选用标准件来完成设计,标准件也可以降低成本。而电器的数量在电气控制电路逻辑设计中应该尽量减少,以避免不必要的浪费。

  参考文献:

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  [2]张永亮,肖山竹,卢焕章.基于电路逻辑设计的图像处理[J].红外技术,2008(02):91-94.

  [3]宋扬,高杰.可编程分频器电路的逻辑设计与功能验证[J].微处理机,2010,31(05):13-16.

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