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摘 要：任何生产工艺过程,机械功能的实现主要取决于电气控制系统的正常运行,电气控制系统的任一环节的正常运行都将保证生产工艺过程,机械功能的实现.因此,保证电气控制系统的正常运行首先取决于严谨而正确的设计,总体设计方案和主要设备的选择应正确,可靠,安全及稳定,无安全隐患.
关 键 词：电气原理图,机械结构设计的电气协调
在电气课程的教学中,让学生学会识别,读懂,绘制出合理的电气原理图,是非常重要的一个内容.因为在实际生产中,电气原理图的设计质量决定着一台（套）设备的实用性,先进性和自动化程度的高低,是电气控制系统设计的核心.而电气工艺设计则决定着电气控制设备的制造,使用和维修等的可行性,直接影响电气原理图设计的性能目标及经济技术指标的实现.所以,今天我就来简单论述一下原理图的合理设计.
首先,电气设计的基本任务是根据控制要求设计和编制出设备制造和使用维修过程中所必需的图纸,资料,包括总图,系统图,电气原理图,总装配图,部件装配图,电器元器件布置图,电气安装接线图,电气箱（柜）制造工艺图,控制面板及电器元件安装底板,非标准件加工图等,以及编制外购器件目录,单台材料消耗清单,设备使用维修说明书等资料.
现代工业生产和生活中,所用的机电设备品种（类）繁多,其电气控制设备类型也是千变万化,但电气控制系统的设计规则和方法是有一定规律可循的,这些规则,方法和规律是人们通过长期的实践而总结和发展的.作为电气工程技术人员,必须掌握这些基本原则,规则和方法,并通过工作实践取得较丰富的实践经验后才能做出满意的工程设计.一项电气控制系统的设计,应根据工程需要提出的技术要求,工艺要求,拟定总体技术方案,并与机械结构设计协调,才能开始进行设计工作.一项机电一体化设计的先进性和实用性是由机电设备的结构性能及其电气自动化程度共同决定的.任何生产工艺过程,机械功能的实现主要取决于电气控制系统的正常运行,电气控制系统的任一环节的正常运行都将保证生产工艺过程,机械功能的实现.相反,电气控制系统的非正常运行将会造成事故甚至重大的经济损失.任何一项工程设计的成功与否必须经过安装和运行才能证明,而设计者也只能从安装和运行的结果来验证设计工作,一旦发生严重错误,必将付出代价.因此,保证电气控制系统的正常运行首先取决于严谨而正确的设计,总体设计方案和主要设备的选择应正确,可靠,安全及稳定,无安全隐患.
第二,完整的设计程序一般包括初步设计,技术设计和施工图设计三个阶段.初步设计完成后经过技术审查,标准化审查,技术经济指标分析等工作后,才能进入技术设计和施工图设计阶段.但对于比较简单的设计,可以直接进入技术设计工作.在电气控制系统设计的过程中,通常应遵循以下几个原则：
（1）最大限度地满足机械或设备对电气控制系统的要求是电气设计的依据,这些要求常常以工作循环图,执行元件动作节拍表,检测元件状态表等形式提供,有调速要求的设备还应给出调速技术指标.其他如起动,转向,制动等控制要求应根据生产需要充分考虑.
（2）在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单,经济.在电气控制系统设计时,为满足同一控制要求,往往要设计几个方案,应选择简单,经济,可靠和通用性强的方案,不要盲目追求自动化程度和高指标.
（3）妥善处理机械与电气的关系.机械或设备与电力拖动已经紧密结合并融为一体,传动系统为了获得较大的调速比,可以采用机电结合的方法实现,但要从制造成本,技术要求和使用方便等具体条件去协调平衡.
（4）要有完善的保护措施,防止发生人身事故和设备损坏事故.要预防可能出现的故障,采用必要的保护措施.例如短路,过载,失压和误操作等电气方面的保护功能和使设备正常运行所需要的其他方面的保护功能.
第三,我们在进行电气设计时应该注意的问题有以下几个方面：
（1）尽量减少控制电源种类.当控制系统需要若干电源种类时,应按国标电压等级选择.
（2）尽量缩短连接导线的数量和长度.设计控制线路时,应考虑各个元件之间的实际接线.特别要注意制柜,操作台和按钮,限位开关等元件之间的连接线.如按钮一般均安装在控制柜或操作台上,而接触器安装在控制柜内,这就需要经控制柜端子排与按钮连接,所以一般都先将起动按钮和停止按钮的一端直接连接.另一端再与控制柜端子排连接,这样就可以减少一次引出线.
（3）尽量减少电器元件的品种,规格与数量.同一用途的器件尽可能选用相同品牌,型号的产品.电气控制系统的先进性总是与电器元件的不断发展紧密联系在一起的.因此,设计人员必须密切关注相关技术的新发展,不断收集新产品资料,以便及时应用于设计中,使控制线路在技术指标,先进性,稳定性,可靠性等方面得到进一步提高.
（4）使设计的电气控制系统在正常工作中尽可能减少通电电器的数量,以利节能,延长电器元件寿命以及减少故障.
（5）合理使用电器触头.在复杂的电气控制系统中,各类接触器,继电器数量较多,使用的触头也多,在设计中应注意尽可能减少触头使用数量,以简化线路.使用触头容量,断流容量应满足控制要求,避免使用不当而出现触头磨损,黏滞和释放不了等故障,以保证系统工作寿命和可靠性.此外应合理安排电器元件及触头位置,对一个串联回路,各电器元件或触头位置互换并不影响其工作原理,但从实际连线上有时会影响到安全,节省导线等方面的问题.
（6）正确连接电器的线圈.在交流控制电路中,电器元件的线圈不能串联接入,因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比.比如,由于制造上的原因,两个电器总有差异,不可能同时吸合.假如交流接触器K2先吸合,由于K2的磁路闭合,线圈的电感显著增加,因而在该线圈上的电压降也相应增大,从而使另一个接触器K1的线圈电压达不到动作电压.
电气控制系统在实际生产当中的应用非常广泛且重要.因此,提高电气控制系统的可靠性和安全是从事电气工作人员的重要任务.作为一名中职院校电气类教师,在教授学生相关知识时,一定强调其重要性,培养出更为合格的电气工人.