生产机械电气控制系统的设计要点

生产机械电气控制系统的设计要点

张珂

身份证号：370321198606133317

摘要：近些年来，我国社会正在不断进步。生产企业迎来了发展的黄金时期，也面临着更加激烈的行业竞争。为了能够提升企业自身的竞争力以及市场占有率，保证自身的经济效益，使企业能够在市场中获得长久稳定的生命力，就需要从各个方面着手，改进企业的生产技术，提高生产效率，降低生产成本的同时保证生产的产品质量不受影响。在各类生产设备实现电气控制的今天，企业的生产进度在很大程度上依赖于设备的电气控制情况，对于设备电气控制中可能出现的问题，需要企业员工及时发现并解决，以保证企业的正常生产。

关键词：生产机械；电气控制系统；设计要点

引言

由于电气系统具有元件多样、结构复杂的特点，受环境、设备自身问题等多种因素影响易发生故障，给工程机械发展带来不利影响。可将电气系统看作机械工程的大脑，电气系统能调控工程机械工作模式，大幅度提高运行效率，确保安全生产。工程机械电气系统工作人员应了解电气系统组成，并做好设计工作，以此提升电气系统运行质效。

1电气控制设计的特点

近年来，随着自动化技术的发展和革新，控制与通信技术的融合使控制效率和控制水平得到了极大提高，但是随着时代的变化，人们对其实用性和稳定性的需求也越来越大。机械是当前工业发展的重要驱动力，已被大量采用，采用电气技术实现电力系统的自动化控制，不需要人工操作即可实现自动化。例如：大型工厂内部的自动化生产线，不但能够实现自动化、智能化的电气控制，而且能够在远距离上发出网络控制命令，对机械的操作参数和状态进行调整。总之，加强机电设备的安全、时效性和可用性，使设备的设备性能和技术水平得到最大化的发挥。

目前，我国的工业设备品种繁多，各方面的电气控制设备也存在很大差异，但从整体上来说，其电气控制系统的结构并无明显差异。其主要内容有：（1）电气控制应考虑到机器的实际要求和技术方法，使控制体系达到最大的效益，最大程度提高其生产力。（2）在保证生产要求的情况下，应以简单、可靠、经济、方便为主，以实用与可操作性为主。（3）在电力系统中，保护子系统是不可或缺的组成部分，针对过载、短路、过流、报警等问题进行详细分析，既能有效地保护机器，又能减少事故的发生。从以往的电气控制系统的设计实践中，将其分为理论与工艺两大部分，在此基础上，对电气、电子器件等进行全面的选型，以保证后续的设计工作能够顺利进行。

2电气系统的设计方法与步骤

设计工作不仅影响机械电气系统正常运转有影响，还对运行安全产生影响。因此，必须严格对待设计工作，确保设计方案科学、合理。在设计时，需重点考虑安全问题及性能，工作人员必须全面了解每一个电气元件型号、性能与成本，并根据系统合理装配。机械电气系统设计分为原理图设计、成本设计、选择电器件、整机线束、电器系统装配设计。（1）设计原理图。设立原理图是机械电气系统设计工作的第一步，电器件符号、标志是设计师需重点关注的内容。实际工作中，相关工作人员必须依据国家颁布的标准开展设计工作，应用使用频率高或常见的符号、标志代替电器件。由于电气系统中所含电路较多且复杂，设计师开展原理图设计工作时需对地插件、插件孔位进行详细标注。在设计整个机械设备时，设计师需确定整机和每一个系统的实际需求，明确需求后在进行绘制。（2）成本控制。原图设计完成后，需做好成本控制工作。成本控制与整个机械工程息息相关，工作人员应从综合角度进行考虑。首先，工作人员应了解所需费用金额。其次，根据该电气系统技术要求、施工环境等多方面进行考虑，选出质量较好且价格较低的配件。最后，将成本控制在预算范围内。（3）选择电器件。设计电气系统时，设计师需考虑技术要求、工作环境、产品成本、产品性能、是否符合国家标准等因素，选择出性价比高、实用的电器件。目前，行业常用的电器件有灯具、蓄电池和压力表。设计师选择以上电气件时还要考虑该电器件是否能与电气系统兼容。（4）整机线束及电器系统装配设计。线束设计是机械电气系统设计工作中的关键环节。由于线束设计具有复杂性，设计师需结合该设备结构展开设计工作，确保结构科学、合理，并能充分为线束提供保护。

3机械电气设备自动化系统组成

机械电气设备自动化调试技术是由多个子系统构成的，每个子系统都有其特定的功能和任务。（1）控制系统。控制系统是机械电气设备自动化调试技术的核心部分，主要负责对设备的控制和监控。控制系统通常由计算机、PLC或DCS等组成，可以实现自动化控制、数据采集和处理、报警处理等功能。（2）传感器系统。传感器系统用于对设备运行状态和环境参数进行检测和监测，主要包括温度、压力、流量、速度、位置、电流等参数的检测和测量。传感器系统可以将检测到的数据传输到控制系统进行处理和分析，以实现对设备运行状态的实时监控和自动化控制。（3）执行器系统。执行器系统是机械电气设备自动化调试技术的执行部分，主要负责对设备的执行部件进行控制和操作。执行器系统可以根据控制系统的指令，对设备的各个部件进行自动化控制，包括电机、气缸、阀门、泵等部件的控制。（4）通信系统。通信系统用于实现机械电气设备自动化调试技术中各个子系统之间的信息交换和通信。通信系统可以采用有线或无线通信技术，包括以太网、CAN总线、RS485、蓝牙等技术。这些子系统相互配合，共同完成机械电气设备自动控制。

4生产设备中的电气控制故障与应对措施

机组启动的故障原因与处理措施。在一些生产设备中，其开关的设计中会加入独立触点，这类独立的触点能够在生产设备出现电气控制的故障问题时对技术人员发出提示，一般来说，生产设备的机组如果出现了不能正常打开启动，但是设备的故障显示器上却没有对故障进行显示，这是当前生产设备机组发生故障的常见难题。这类电气故障问题的出现可能是源自生产设备的运行过程中，原料生产所产生的大量气体或固体微粒导致了设备的活动杆发生故障，触点的敏感度受到影响，导致了开关的失灵情况。当类似的故障问题出现的时候，因为触点被断开，生产设备的机组无法正常被启动运行，且故障显示屏不会显示出故障的发生位置，出现显示异常。解决这一设备的电气控制问题，最有效的解决方法就是预防为主，日常对设备开关进行清洁，保证触点表面没有尘土颗粒的堆积，保障触点在设备中的正常运行，使得生产设备的机组可以正常启动运转。

输送带的速度不稳定问题及处理措施。生产原料在进行运输时离不开生产线中的传输设备，如果传输设备出现了问题故障，会对正常的生产活动造成很大的影响，造成生产效率的降低，甚至导致生产线停产。在传输设备中发生率最高的问题故障就是输送带的运转速度出现波动，速度过快或过慢。这一故障的最常见原因就是电路系统出现了故障。解决这一问题也需要从电路系统入手，一旦在工作时发现原料传输的速度不稳定，就要在第一时间使用万用表来检查下电路系统是否有故障出现，例如线路损坏或者电路零件异常。在日常生产工作之余还需要定期安排电路检修，及时更换输送带极其电路中出现的问题零件。

结语

纵观机电设备电气控制工作的开展状况，在不断创新和进步的过程中，安装水平和质量得到极大提高，为更好地适应现代产业发展的需要，对机电一体化设备电气控制工作的关键技术和应用展开深入探索，明确技术要点和发展趋势，从而让机械电气一体化设备充分发挥出自身功能。

参考文献

[1]柳燕飞.基于模块化设计的电气控制设计技巧分析[J].新型工业化,2022,12(06):87-90.

[2]谭敬晃,王厚英,张清辰.基于模块化的PLC电气控制主线路设计[J].装备制造技术,2021(10):135-136+149.