电气控制技术的设计技巧探讨

电气控制技术的设计技巧探讨

尹鹏,郭峰

哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150010

摘要：随着高科技技术的迅速发展，电气自动控制广泛应用已经成为了社会生产力发展的基本条件，同时也成为其不可或缺的一部分。电气自动化的核心部分就是电气控制线路，所以电气控制线路成为了设计者和使用者所关心的重点问题。由于各种设备电气控制的线路较多，铺设线路的环境也比较复杂。所以怎样加强对设备电气控制线路的维护而保证其正常可靠的工作，是非常重要的研究内容。本篇文章针对电气控制线路的概念和故障诊断方式做了探讨。

关键词：电气控制；设计方法；设计技术

一、电气控制技术的设计难度分析

电气控制技术虽然只是用小的电气元件控制大设备，但是它必须让大型的电气设备工作运转简单、安全，符合生产、工艺的要求，并且在出现故障时能够自动断电停机。实际中不仅要能够控制单台设备独立运行，还要能够控制多台设备的配合运行;不仅要能够实现单地点的控制，还要能够实现多地点的控制，甚至还要能够实现无线遥控的功能等。学习和掌握电气控制技术，不仅要掌握电气设备本身的特点和规律，还需要掌握生产工艺的特性和规律，掌握继电保护的相关知识以及相关逻辑控制的基础知识等。当然，还需要有丰富的实际工作经验。这些都是提升电气控制技术设计能力的重要条件。

二、电气控制技术的设计方法介绍

电气控制技术的设计方法主要有两种:一种是经验设计法，另一种是逻辑设计法。经验设计法就是人们在生产实际中总结提炼形成的、具有一定特殊控制功能的设计方法。它是构成电气控制技术重要的控制环节。比如:启动环节、自锁环节、停机环节、保护环节、互锁环节、顺序环节和延时顺序控制环节和多地点控制环节等，这些控制环节就象一个个带有特定控制功能的模块一样，只要熟悉和掌握这些特殊的控制环节，要设计任何复杂的控制电路基本上都可以迎刃而解。当然，也有一些通过经验设计法难于实现的控制功能，对于此类控制就需要通过逻辑设计法来实现了。逻辑设计法有两种基本模式:一种是多条件个别支路的控制设计模式，这种控制模式可以根据所给定的控制条件直接绘制初步的控制电路，然后再根据控制电路以逻辑“与”和“或”的方式列出相应的逻辑表达式;另一种是多条件全支路的控制设计模式，也称为多条件真值表状态控制设计模式，这种控制模式可以根据所给定的真值表状态值列出所有使输出控制真值为“1”的逻辑项，并以逻辑“与”和“或”的方式列出相应的逻辑表达式。然后分别对以上两种模式构成的逻辑表达式运用逻辑运算公式进行化简，最后根据最简的逻辑表达式绘制真正的控制电路，从而完成逻辑设计任务。简单地讲，就是列出逻辑表达式→化简→最后绘制最简电路。无论是经验设计法，还是逻辑设计法，它们所包含的每一个控制环节都是重要的设计技巧。

三、电气控制技术的设计

1、电气控制技术设计难点。电气控制技术通过设计小型电气控制设备从而实现对大型机械的控制，确保生产工作的集中、高效和稳定，设计中应考虑的因素有：目标生产过程的安全性、稳定性和质量要求；各单位之间灵活密切的合作；紧急停电等突发故障的控制措施；远程、无线稳定控制等。在此工作需求下电气控制设计的难点主要体现如下。

1.1积累丰富的工作经验。车间生产的电气控制设计不同于传统的软件逻辑设计，它的应用环境非常复杂，需考虑很多因素。然而在设计过程中易出现针对性不足的情况，这不能保证电气控制设计能完美地适应生产环境。同时电气控制系统涉及面积较广、设备较多，对于较为复杂的系统，电力系统中各设备装置间也有着较为密切的联系，如某一节点发生问题就可能会导致系统性的影响，从而对整个电力系统在生产工作过程中会产生较大故障因素。因此较多企业在电力控制系统设计中应设置继电的保护装置，可利用继电保护装置对其实时进行保护，避免在电力使用过程中出现安全事故，有效降低事故发生后的影响。

1.2综合度高。电力工程中的继电保护设备，是利用传感器对电力设备的运行状态进行实时监测，并将所获得的数据进行收集和处理。在此基础上根据自己的经验和有关的理论知识制订出一套实用的维修计划，以保证电网的安全、稳定运行；很实用。通过对电力系统特殊运行状态的监测，实现对电力系统的保护、动态监测和校正。除掌握电气控制的基本逻辑和继电保护的基本原理外，还需对系统应用场景有充分的了解，以确保电气控制设计的实际应用价值。

2、电气控制技术的设计方法。电控设计方法主要包括经验设计和逻辑设计。不同于一般分类，在电气控制设计中经验设计和逻辑设计是互补的，而不是完全分离的两个独立的设计过程。

2.1逻辑设计。是一种基于程序语言的电气控制系统设计方法，电气控制系统的功能大多是通过逻辑设计的方式来实现的。经验设计对电气控制功能的划分给出了指导和建议，但在日益复杂的生产背景下，传统的导线控制方式显然无法实现大多数功能的方便稳定控制。因此逻辑设计方法作为经验设计的缺陷补充和功能实现手段应运而生。常用的逻辑设计模式有多条件独立分支控制设计及多条件全分支控制设计。无论何种模式都通过逻辑概念对复杂生产条件下的控制电路进行优化，以最简单的电路实现生产设备的稳定运行。

2.2经验设计。就是根据现有的生产经验对电气控制系统的功能模块进行规划设计，并通过一定的手段在软件系统和控制设备中实现。在实际工作中的表现主要是将复杂的电路系统划分为不同的功能模块，从而简化结构设计，保证电气控制设计的便捷性和准确性。一般在经验设计理念的指导下，电气控制设计将按启动、联锁、关机、顺序、自锁、保护以及延时控制等多个功能模块进行，对电控设计具有指导作用，对电控设计的集成化具有重要意义。

3、电气控制技术的设计技巧。逻辑设计方法的技巧和应用。逻辑设计方法的技能比经验设计方法更专业。因其是对经过经验设计优化的电路进行逻辑分析、剔除不必要的电路和开关设计，所以设计者须掌握电路控制的基本原理。同时在设计过程中还需进行逻辑论证，以保证简化后的电路与原电路功能的一致性。虽然实现逻辑设计的技巧是复杂的，但没有逻辑设计电气控制电路通常会过于复杂、安装困难，且会浪费大量的资源。逻辑设计技能也可根据逻辑设计分为两类：对于多条件的独立分支控制该技术的实现相对简单，由于采用了面向单电路的结构，可直接对各个节点进行功能分析，并可将相似的节点组合起来，简化控制电路；对于多条件全支路控制设计，其基本思想与单个支路控制相似，但由于涉及的接触数量过多，常采用状态表的手段进行辅助分析，线路断开或运行用两个数字0或1表示，从而实现相同功能触点的快速组合，保证控制电路设计最简单。经验设计方法的技巧和应用。经验式设计技能是指在电控设计中积累的针对不同生产环境和问题的解决方法。

结束语

总之，电气控制设计不仅是一项理论支撑性很强的工作，且对实践经验的要求也很高。应重视、学习和灵活运用电气控制设计技巧，在充分接受前人积累的基础上，提高电气控制设计的效率和功能完善，确保生产设备稳定、安全运行。因此，必须对电气控制系统设计进行合理规划，优化运行效率，以确保电气控制系统在应用过程中发挥自身的价值，为电气工程长远发展夯实基础。

参考文献：

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