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前言
近年來,我國各個行業的電能需求發生了顯著增加,這種現象為燃氣電廠帶來了一定的壓力。為了保證電能提供的穩定性、安全性,需要將電氣控制系統應用在燃氣電廠中,該系統的作用是能夠保障機組處于正常運行狀態。在設計電氣控制系統的過程中,應該充分考慮燃氣電廠的實際需求。
1燃氣電廠
1.1燃氣電廠的生產過程
在燃氣電廠中,天然氣等相關燃料在燃氣輪機中發生燃燒,這個過程會產生大量的蒸汽,并完成化學能向內能的轉化。當產生蒸汽達到一定數量之后,蒸汽會對汽輪機產生推動作用,進而實現內能向動能的轉化。當上述步驟完成之后,發電機會將動能轉化為電能,供給人們使用[1]。
1.2燃氣電廠的優點
與燃煤電廠相比,燃氣電廠的優點主要表現為其生產過程中產生的污染少。燃氣電廠的發展有助于可持續發展目標的實現。
2燃氣電廠對電氣控制系統的要求
燃氣電廠對電氣控制系統的要求主要集中在實用性方面,具體要求主要包含以下幾種:
2.1反應速度
為了保證電氣控制系統作用的合理發揮,需要保證所設計的電氣控制系統具備極快的反應速度。需要將電氣控制系統快速保護功能的實現時間控制在100ms以下。
2.2電氣設備
從操作角度來講,電氣控制設備的信息收集量相對較小,因此其操作程序較為簡單。但該系統需要對整個燃氣電廠的機組進行控制,這種特點對組成電氣控制系統的電氣設備提出了更高的要求。為了保證電氣控制系統控制功能、保護功能等相關功能的有效發揮,需要加強對所應用電氣設備的安全性和可靠性方面的控制[2]。
3電氣控制系統的組成部分
電氣控制系統主要是由以下兩部分組成的:
3.1網絡結構
網絡結構的存在能夠實現燃氣電廠相關信息的實時監控。網絡結構主要包含以下兩部分:3.1.1實時監控網該部分主要是由電器網絡監控系統網等組成的。在燃氣電廠中,這種網絡結構的作用是為電氣控制系統捕捉相關設備控制信息。3.1.2廠級監控信息網就廠級監控信息網而言,它的作用是完成對燃氣電廠在生產活動中產生相關信息的儲存和分析。該網絡結構的作用使得其應該具有一定數量的通信接口。在實際應用過程中,當生產活動發生后,廠級監控信息網需要將其所收集和處理的信息分別傳送至相應的機組控制系統中,進而實現合理的控制作用[3]。
3.2相關硬件設備
就我國目前的燃氣電廠機組特點而言,單元制機組較為常見。根據燃氣電廠生產活動的特點,電氣控制系統的硬件設備應該包含汽機———燃機控制系統以及分散控制系統。在這些硬件設備之間,運用一定數量的通信和硬接線進行連接,進而實現不同系統之間信息的有效傳輸。
4燃氣電廠電氣控制系統設計要點
燃氣電廠電氣控制系統的設計要點主要包含以下幾種:
4.1燃氣電廠電源系統模塊設計
該模塊主要包含以下兩部分設計要點:4.1.1燃氣電廠用電源系統燃氣電廠用電源系統是電氣控制系統中的基礎部分。為了保證通過該系統的設計使電氣控制系統產生良好的控制功能,需要應用事故保安電源系統、6kV廠用電源系統以及380V廠用電源系統組成整個燃氣電廠用電源系統。其中,事故保安電源系統的作用是保證燃氣電廠機組的運行安全。由于該系統的重要作用,需要將該系統控制在熱備用狀態中,便于燃氣電廠相關人員對該系統的快速啟用。就6kV廠用電源而言,其手動合閘指令是通過鍵盤進行傳遞的。當該指令發出后,鍵盤會將其傳遞至快切裝置中,當系統判斷結果顯示滿足通氣條件時,該指令才會被執行。在指令執行的同時,信號會被顯示在屏幕中。380V電源系統中包含多臺機組,每臺機組都包含兩段保安母線。保安電源、工作電源以及備用電源是保安母線的主要組成部分。其中,保安電源的供電對象主要是指UPS系統等。該部分設計的合理性直接對電氣控制系統的功能產生影響,因此需要對所有組成部分的設計和應用加以重視。4.1.2燃氣電廠用電源的切換裝置人們用電量的增加對燃氣電廠的電能供應提出了更高的要求。為了保證高壓廠用電源的連續、穩定、安全供電,需要將廠用電源切換裝置融入電氣控制系統中。在安裝該裝置的過程中,既要保證裝置切換功能的合理發揮,還要保證且安裝位置不會對其他設備的運行產生影響。從綜合角度考慮,可以將該切換裝置安裝在高壓電源系統中工作電源位置的進線開關周圍。該裝置具有一定的獨立性特點,為了保證該裝置的正常運行,需要利用硬接線實現廠用電源切換裝置與電氣控制系統之間的有效信息傳輸[4]。
4.2燃氣電廠電源系統控制模塊設計
就燃氣電廠的運營特點而言,對電源系統進行控制具有一定的必要性。在該設計要點中,組成部分主要包含以下幾種:4.2.1UPS不停電電源系統UPS不停電電源系統是電源控制系統中的重要組成部分。該系統中主要包含靜態開關、逆變器以及整流器。在燃氣電廠中,UPS系統可以不間斷為其提供交流電源。其中,逆變器的作用主要是保證電壓波形的穩定,逆變器和整流器的作用是完成電能的提供。4.2.2直流電源系統在我國目前的燃氣電廠中,常見的直流電源系統主要包含DC220V和DC110V。就DC220V直流電源系統而言,該系統是由三組整流器和一組直流母線組成的。交流保安段負責為該系統中的整流器提供電源;為了保證直流母線作用的正常發揮,需要在不同的直流母線之間加設一定數量的聯絡切換開關。就DC110V系統而言,其中包含兩組母線、整流器以及蓄電池組。為了保證不同母線之間能夠進行有效聯系,需要設置一定數量的網絡開關。直流電源系統的作用對象主要是事故照明等燃氣電廠中的常見負荷,該系統需要對這些常見負荷進行合理的控制和保護[5]。4.2.3保安段電源系統機組廠用電故障會為燃氣電廠帶來一定的經濟損失。為了保證電能的正常供應,需要將保安段電源系統加入電氣控制系統設計要點中。在燃氣電廠機組的正常運行過程中,當發生用電故障時,保安段電源系統會對直流電源系統等進行有效控制和保護,進而實現機組的正常運行。除此之外,機組廠用電斷故障的發生頻率相對較高,電氣控制系統的應用可以有效降低其發生概率。對此,應用電氣控制系統之后,當燃氣電廠機組廠用電再次發生斷開故障時,保安段電源系統通過自身功能的發揮可以實現柴油發電機組的快速啟動,進而保證供電的連續性、安全性。
4.3燃氣電廠發電機和變壓器組系統模塊設計
該模塊包含的元件數量較多、種類較為復雜,這種特點為電氣控制系統的設計帶來了一定的難度。為了保證電氣控制系統設計的合理性,需要運用機島控制系統對發電機進行控制。在這種控制方式中,可以在在線控制系統與信號源以及發電機保護系統等相關控制模塊之間建立有效的連接。發電機的實際運行狀態監控主要是通過DCS系統完成的[6]。
5結論
【關鍵詞】電氣 控制 電路 設計
一、設計依據
電動機等用電設備的起停由接觸器主觸點的閉合和斷開來實現;接觸器主觸點的動作,由控制回路中該接觸器的線圈通電和斷電所決定;且滿足組成控制電流基本規律的要求接觸器線圈的通電和斷電取決于所在回路中的動合觸點和動斷觸點的動作情況;接觸器線圈所在回路中的動合觸點利動斷觸點的組合關系(串并聯)及其動作情況由控制對象對控制過程的要求所決定,且滿足組成控制電路基本規律的要求。
二、基本步驟
1)收集分析現有同類設備的電器控制電路,以便設計時的揚長避短。
2)根據控制對象電器控制電路的要求,首先設計各個獨立環節的控制電路,然后由各個環節之間的關系進一步擬定聯鎖控制電路及捕助電路的設計。
主電路設計主要考慮電動機的起動、正反轉、制動、點動及多速電動機的調速要求。
控制電路設計主要考慮如何滿足電動機的各種運轉功能以及控制對象的控制過程要求。
輔助電路設計主要考慮如何完善整個控制電路的設計,包括短路、過載、超程、零壓聯鎖、光電測試、信號及照明等等各種保護或輔助環節。
3)全面檢測所設計的控制電路.在條件允許的情況下,進行模擬試驗,克服在工作過程中因誤動作而產生的事故因素,逐步完善整個電器控制電路的設計。
三、基本特點
1)設計過程是逐步完善的過程,一般不易獲得最佳設計方案。但經驗設計法簡單易行,使用根廣。
2)需反復修改草圖,故會影響設計進度。
3)需要一定的經驗才能進行設計.在設計中往往會因考慮不周而影響電路的可靠性。
4)一般需要進行模擬試驗。
四、提高經驗設計的電路可靠性的要點
1.在滿足功能要求的前提下盡量簡化電路,減少觸點,避免不必要的聯鎖動作現象
(1)合并同類觸點 但應注意觸點額定電流值的限制。
(2)利用轉換觸點 通過轉換觸點的中間繼電器而將兩對觸點合并成一對轉換觸點。
(3)在直流電路中,利用半導體二極管的單向導電性來有效地減少觸點數目。
(4)電路中應盡量減少多個電氣元件依次動作后才能接通另一個電氣元件。
(5)應考慮電氣接觸點的接通和分斷能力,若容量不夠,可在電路中增加中間繼電器或增加電路中接觸點數目。
2.要保證控制電路工作的安全和可靠性
電器元件要正確連接,電器的線圈和觸點連接不正確,會使控制電路發生誤動作。有時造成嚴重的事故。
(1) 線圈的連接 在交流控制電路中,不能串聯接入兩個電器線圈,如圖1所示。即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和,也是不允許的。因為每個線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比,兩個電器動作總有先后,先吸合的電器,磁路先閉合,其阻抗比沒吸合的電器大,電感顯著增加.線圈上的電壓也相應增大,故沒吸合電器的線圈的電壓達不到吸合值。同時電路電流將增加,有可能燒毀線圈。因此兩個電器需要同時動作時線圈應并聯連接。
圖1 不能串聯接入兩個電氣線圈
(2)電器觸點的連接 同一個電器的常開觸點和常閉觸點位置靠得很近,不能分別接在電源的不同相上。不正確連接電器的觸點如圖2所示,限位開關SQ的常開觸點和常閉
觸點不是等電位,當觸點斷開產生電弧時很可能在兩觸點之間形成飛弧而造成電源短路。正確連接電器觸點如圖3所示,則兩觸點電位相等,不會造成飛弧而引起電源短路。
圖 2 電器觸點的連接
3.控制電路力求簡單、經濟。
(1)盡量減少連接導線 將電器元件觸點的位置合理安排,可減少導線報數和縮短導線的長度.以簡化接線。
(2)控制電路在工作時,除必要的電器元件必須長期通電外,其余電器應盡量不長期
通電,以延長電器元件的使用壽命和節約電能。
4.防止寄生電路
控制電路在工作中出現意外接通的電路叫寄生電路。寄生電路會破壞電路的正常工作,造成誤動作。圖4是一個具有過載保護和指示燈顯示的可逆電動機的控制電路,電動機正轉時過載,則熱繼電器動作時會出現寄生電路,如圖中虛線所示.使接觸器KM不能斷電,起不了保護作用。
圖 4 具有過載保護和指示燈顯示的可逆電動機的控制電路
【參考文獻】
關鍵詞:電氣控制;線路設計;電氣設備
電氣控制線路設計是供暖電氣控制的重要組成部分,它對電氣設備的設計、組成、操作等各方面產生了不同影響。隨著經濟的飛速發展、工業化進程的不斷加快,電氣設備在工業、農業等不同領域中大量應用。學好電氣控制線路設計,對于電氣設備在實際領域中的發展,提高實際生產效率,具有重要作用。
1 電氣控制線路設計的基本原則
現代科學技術深入我們生活的方方面面,電氣設備在實際生活中應用越來越廣泛,其開發和應用已經成為推動我國工業化進程的重要因素,因此做好電氣控制線路的設計工作,關系到電氣設備能否順利地開發和應用。在工農業飛速發展的今天,電氣設備在工業生產、農業生產中應用越來越普遍,電氣設備設計的精準度關系到生產勞動的效率,工業機械設備能否達到預期的使用效果,關鍵在于供暖電氣控制線路設計的準確性和安全性。
供暖電氣控制線路分為主電路和輔助電路。主電路是電氣控制線路中大電流通過的部分,其電氣元件是連接電源與電動機之間的重要器件,一般由組合開關、主熔斷、熱繼電氣熱元件和電動機組成。輔助電路通過的電流較小,包括控制電路、照明電路、信號電路和保護電路。控制電路的電氣元件由按鈕、接觸器、保護電器觸點、熱繼電器觸點、繼電器線圈及輔助觸點等組成。在設計時,主電路一畫在左側圖紙上,而控制電路畫在右側圖紙上。
隨著機電一體化的應用,想要做好機電設計工作,就要扎實掌握住電氣控制線路設計的基本知識。設計電氣控制線路的基本原則有:(1)在保證控制的可靠性和安全性的前提下,同時要滿足生產的要求,最大限度地滿足機械設備對電氣控制線路的控制要求和保護要求。(2)合理選用元器件,在滿足元器件要求的前提下盡量簡化線路,做好設計工藝上的獨創性和準確性。(3)在設計線路時,應盡可能使用簡單、方便、實用性強、在實際鋪設中已經得到驗證、安全性能高的電路,防止意外事故的發生。(4)在日后電氣元件的維修和保養上,要考慮到控制的安全性,多加注意各個保護裝置和聯鎖環節。電氣接線圖是檢查電路和維修電路的重要工具,在電氣控制系統中,各個組織的電氣元件、組成部件,設備之間如何相互連接,連接線路的分類,如何鋪設線路等都是通過電氣連接圖反映出來的。
機械設備的控制多數屬于電力拖動裝置控制系統,所以在生產機械電氣控制系統設計上,要注意以下幾點:(1)確定電力拖動方案的制定。(2)構思生產機械電力拖動自動控制線路。(3)生產機械電力裝備設施的設計。(4)選擇拖動電機及電氣元件,制定電氣明細表格。(5)編寫生產機械電氣控制系統的電氣說明書和相關電氣設計文件。
2 電氣控制路線的設計
電氣控制線路設計是電氣控制的重要環節,對電氣設備的設計、生產、操作等方面都有著直接或間接的影響。因此,做好電氣線路的設計工作,是做好電氣控制的關鍵環節。
2.1 電力拖動方案確定的原則
在設計各類生產機械電氣控制系統的問題上,首先要考慮的是如何選擇和確定拖動方案。其原則有:(1)按照各個生產機械的調速要求來考慮如何實施調速方案。(2)根據設備工藝要求和設備結構組織來選擇電動機的數量。(3)如何正確應用電動機的工作效能,做好其調速特性和負載特性。
2.2 控制方案的確定原則
電氣控制線路的設計不是一成不變的,而是隨著電氣設備的改變不斷更新的。因此,設計電氣控制線路時,設計人員要考慮到電氣設備的實用性,多采用簡單、合理、方便、可靠的控制方案進行設計圖紙的設定。
2.3 電氣控制路線的設計方法
在電氣控制線路的設計上,大多數控制線路都要遵循主次原則,設計人員要先進行主電路的設計,之后再設計輔助電路。在完成這些設計工作后,就要進行控制電路的檢查、維護工作,以確保線路設計的合理性和安全性。最后,還要根據實際需求選擇正確的適合設備工作的電氣設備型號和規格,做到電氣控制線路設計嚴謹、完善。
3 電氣控制線路設計中存在的問題
在設計線路上要注意其合理性、安全性,盡量使用簡單易懂、結構合理、在實際中廣泛使用、安全性高的鋪設方案,多層面借鑒以前設備設計的有利經驗,總結其中的問題,重視設計的整體構思。
3.1 選擇電氣設備的電氣元件時要注意的問題
在對電氣設備進行整體分布時,要先畫出設備電氣控制電路圖,根據設備電氣控制電路圖來對設備控制進行規范操作,明令禁止一切偷工減料的行為。在設備控制操作中,要決定選用哪些電氣控制設備,如操作臺、懸掛式操控箱等。之后要對電氣設備的安放位置進行設計,用最簡易的連接方式把一臺或一臺以上的電氣設備相互串聯組裝成一個整體。但一些特定位置的安裝組件,如按鈕、行程開關、手動控制開關、電動機、離合器等,則要根據設備自身的規格要求安裝在固定的位置上,不可隨意改動。電氣控制系統越來越先進,這就要求設計人員要時刻了解最新科技的研究成果,學習并運用新型電氣元件,不與現有的主流設計相脫離,密切結合生活實際。一個電氣設備中的電氣元件要盡量避免使用多個品種、樣式、以及規格,最好能做到統一,且性能優良、性價比高、型號統一。
3.2 選擇控制電源時要注意的問題
與電氣設備的電氣元件中所選擇的元部件一樣,控制線路中的電源也要最大程度減少種類的多樣化。對電氣設備的最大用電功率、控制電源用量要了然于心,并根據國家的相關法規,設定符合國家標準的電壓等級。在一般的控制線路設計中,如無特殊要求的電氣設備,都可直接采用標準規格的電網。但當遇到多臺電氣設備同時使用時,控制系統就應當選用控制變壓器進行電壓的控制,或采用直流低電壓控制的方法。在選用低電壓進行電壓控制時,要注意一些電氣上明確規定的電壓要求,不能隨意進行串聯或并連。采用低電壓的控制系統,大大節省了安裝設計空間,便于晶體管無觸點器件的整合安裝,利于日后的更換和檢修。照明、顯示及報警等電氣設備,在電路的選擇上,應采用安全電壓,不能并接零線,以免造成電氣設備無法正常工作,甚至火災。在通流電較小的情況下,一些電氣設備可以進行相互替換,如接觸器起動電動機就可以被中間繼電器所替換,且無任何危險性。3.3 使用電氣觸點時要注意的問題
要正確選用電氣接觸點,繼電器接觸控制線路如果較為復雜,就要合理安排接觸器、繼電器的數量和規格。由于控制線路復雜,接觸點就會較多,這時要注意合理安排線路設計,避免電氣設備中電氣元件無法使用或電功率過大燒毀線路等問題。在設計接觸器時要充分準備好該設備的技術數據,其選擇上也要滿足多控制線路的要求。在電氣設備正常工作時,要盡量減少電氣使用數量,避免發生線路短路、跳閘等故障,以延長電氣零部件的使用壽命,節約能源。
4 結語
電氣控制線路設計是電氣控制的重要環節,它對工農業等電氣設備的設計、生產、策劃、實施、運行等各方面都產生不同程度的影響。因此,設計人員在電氣設備的設計上要進行研究,從實際設計中獲取經驗,從而設計出實用性更強的電氣設備。
參考文獻
[1]戴欣平.電氣控制電路的“競爭”與“冒險”現象剖析[J].電工技術,2008(11)
【關鍵詞】電氣控制線路;設計;基礎研究
引言
隨著信息全球化的發展,自動化和智能化已經成為評價現代電子設備產品的重要標準,為了滿足電子產品的智能化功能,熱電企業對電氣控制線路設計的要求也相應提高,從而使其表現出了多樣化的特征。電氣控制線路設計的優化是完善電路設計的關鍵環節,因此本文對電控線路設計的基礎探討具有重要的實際價值。
1電氣控制線路設計的目的
1.1滿足電氣控制線路運行的承受力
線路功率超標是影響整體線路安全的關鍵問題,因此在進行電氣控制線路的設計時要加強對線路功率穩定性的設計,考慮到系統線路功率的額定負荷,從而保證電路運行的安全性和可靠性。電氣控制線路設計是電路設計中的關鍵環節,其直接影響到電路的運行速度及其質量,電氣控制系統在運行電氣線路發出的指令時,線路中的部分機械需要進行大功率的運轉,功率運轉的條件設計是電氣控制線路設計中的核心[1]。
1.2適應電氣控制線路運行的多樣化特點
必須實現電氣控制線路的兼容性,其是電氣控制線路設計的重要目的,同一機電設備為了滿足多樣化的功能需求會配置多套線路運行方式,為了避免不同線路之間的互相影響,就需要從電氣控制線路的設計入手,使得不同線路在運行過程中彼此兼容。例如一般工作狀態下,電動機既要做好調壓工作,同事還要進行轉矩工作,此時為了保證其功能表達的有效性,就需要從電氣控制線路設計入手,增加不同的解決方案和運行方式[2。
1.3電氣控制線路運行的速度與設計一體化
電氣控制線路設計與電路的轉速具有一定的相關性,為了適應不同機電多變的速度,在設計電氣控制線路過程中要注意運行速度與機電設施的適用性及準確性。為此,電氣控制線路的設計主要是為了使電氣控制線路能承載運行時的的承受力,適應電氣控制線路運行的多樣化特點并滿足電氣控制線路在運行過程中對速度的要求。
2.電氣控制線路設計的思路與原則
2.1電氣控制線路設計的思路
電氣控制線路設計要以服務企業生產流程和工藝為目的,在設計過程中要加強對電氣控制線路功能性和靈活性的設計,在傳統線路設計的基礎上對其改造和創新,從而適應時展和企業應用的需求[3]。
2.2電氣控制線路設計的原則
在設計電氣控制線路時,必須遵循其適用性原則,即電氣控制線路設計的功能性與線路的復雜性無關,因此在設計過程中要盡量通過簡單的線路系統設計,滿足生產運行需求。其次,在設計過程中要提高設計方法的規范性和標準性。在設計過程中不建議以設計經驗為依據,而是按照一定的設計標準對其展開標準化設計,通過標準的設計規范有利于檢查設計中存在的問題,減少線路故障發生的可能性。最后,線路設計要保證較好的穩定性和較高的安全性。
3.電氣控線路設計的方法內容及注意問題
3.1電氣控制線路設計的方法和內容
設計電氣控制線路需嚴格按照國家規定的標準,規范設計流程,必須將主電路設計出來,才能設計控制電路和其它電路。在設計過程中首先要按照設計要求規劃設計方案,從工藝要求著手提高設計的實用性,在設計過程中要注重對相關參數的設計和優化。在得到初步的設計方案以后,要畫出對應方案的線路圖。其次,在分析線路圖的基礎上,以線路設計原理為依據檢查線路設計中存在的問題,并對其可能出現的故障進行排查,對其中的數據參數進行優化,從而得到最終的線路設計圖[4]。設計電氣控制線路的具體流程如下:第一,確定好電氣設計的技術條件;第二,選擇合適的電氣傳動形式及控制方案;第三,選定電動機的類型、容量大小及其轉速型號;第四,明確設計電氣控制的原理;第五,制定電動機和電器器件明細表;第六,設計電氣控制元件及監測元件的總布置圖;第七,設計電氣柜和操作臺的專用裝零件;第八,繪制裝配圖及接線圖。在設計過程中一般會將線路設計內容作為設計主體,其它輔助部件的設計會參考類似線路設計中的相關部件[5]。
3.2電氣控制線路設計應注意的問題
電氣控制線路設計過程中應該注意以下問題:①在滿足生產要求的基礎上,最大程度地控制電氣控制線路的成本,盡管線路中有很多的公共聯線,但可以減少電氣外部的接線,盡可能地降低連接導線的數量;②一般情況下,同一電器的常開和常閉輔助觸點靠的很近,一旦將兩者分別接到電源的不同位置,觸點斷開時產生的電弧會在兩個觸點之間形成飛弧,致使電源短路,因此在設計過程中需注意連接電器的觸點并保證線圈連接的準確性;③在控制線路設計過程中要避免寄生電路的出現,其屬于電路動作過程中的意外接通電路,會嚴重的影響到電路的運行安全。4.結論綜上所述,通過研究電氣控制線路的設計原則,得知電氣控制線路設計對電路設計和機電運行中的重要作用。通過分析電氣控制線路設計的思路和原則,說明線路設計過程中使用性能和安全性是保證線路設計有效性的前提,在其基礎上探討了電氣控制線路設計的方法、內容和應注意的問題。
【參考文獻】
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關鍵詞: 電氣控制線路設計;電氣設備;產業;基礎
Abstract: in the field of electrical control control circuit design plays a very important position, it not only related to electrical facilities in the design, production and regulation, and relates to the industry can smoothly. So the core of electrical control line grasping is the key to the development of the workers and peasants and the industry. Below will elaborate electrical control line design foundation.
Keywords: electrical control line design; Electrical equipment; Industry; foundation
中圖分類號:TN344文獻標識碼:A 文章編號:
隨著國家經濟迅猛發展、工業化進程得到了十足的發展,工業生產、農業生產中利用了大量的電氣化設備。電氣化設備的大量使用對于產業的生產效率得到了充分的發展,因此學習電氣控制理論至關重要。在電氣化控制中,控制線路設計則是起著核心的地位,它是機電工作發展的基礎。線路的設計關系到設備的應用效率,同時對于涉及大量元件的電氣設備而言,簡單有效的操控是每個生產企業所期望的,所以把握設計的理念與思想則是提高效率關鍵所在。只有正確、鮮明的設計思想才能保證設計線路的科學與合理性。
1.電氣控制線路設計的內容
生產中機械使用有效性與電氣制動化有著非常緊密的聯系,機電一體化已經成為現在生產企業的一種趨勢。因此電氣化的控制與機器設備之間的配合尤為重要,這就要求設計人員對機械的結構與原理有著深刻的認識,同時對于機械設計的工藝也要有所了解,這樣才能符合電氣控制的要求。
機械設備的控制系統絕大多數屬于電力拖動控制系統,因此生產機械電氣控制系統設計的基本內容有以下幾個方面:
①確定電力拖動方案。
②設計生產機械電力拖動自動控制線路。
③選擇拖動電機及電器元件,制定電器元件明細表。
④進行生產機械電力裝備施工設計。
⑤編寫生產機械電氣控制系統的說明書與設計文件。
2.電力拖動方案確定的原則
對于生產機械電氣控制的設計,首先是確定明確、選擇出合理的方案。方案的確定要考慮兩點。
第一是設備的工藝與設備的結構,根據生產的設備的調速來制定方案。
第二是考慮電動機的調速特性與負載的相適應。
2.1生產機械不需要電氣調速要求
通常情況下,在沒有電氣調速、啟動的不頻繁場合,鼠籠式異步電動機就應該被應用。如果在傳動裝置中負載轉矩很大則考慮繞線式異步電動機。對于同步電動機的適合場合則是在負載平穩時,并且容量與起停的次數很少的時候,通過這中有效合理的傳動機不但充分提高電動機的效率,同時也能調節勵磁在過勵的條件下從而讓電網功率因數提高。
2.2生產機械需要電氣調速要求
這里的拖動方案的設計是根據生產機械的調速,在充分保證技術的基礎上通過比較最終選擇拖動方案。
速范圍D=2―3,調速級數3,調速級數≤ 2-4 時,一般采用改變磁極對數的雙速或多速籠式異步電動機拖動。
調速范圍D<3,月不要求平滑調速時.采用繞線式轉子感府電動機拖動們只適用于短時負載和重復短時負載的場合。
調速范圍D=3―10,且要求平滑調速時,在容量不大的情況下,可采用帶滑差離合器的異步電動機拖動系統。若需長期運轉在低速時,也可考慮采用品間管直流拖動系統。
調速范圍D:10―100考慮使用直流拖動系統或交流調速系統 。
三相異步電動機的調速,以前主要依靠改變定子繞組的極數和改變轉子電路的電阻來實現。目前,變頻調速和串級調逸已得到廣泛的應用。
2.3確定電動機調速的性質
對于雙速籠型異步電動機,當定子繞組由Δ連接改為YY接法時,轉速由低速轉為高速,功率都變化不大,適用于恒功率傳動;當定子繞組由Y連接改為YY接法時,電動機輸出轉矩不變,適用于恒轉矩傳動、對于直流他勵電動機,改變電樞電壓調速為恒轉矩輸出;而改變勵磁調速為恒功率調速。
如果采用不對應調速,恒轉矩負載采用恒功率調速或者恒功率負載采用恒轉矩調速,將電動機額定功率增大到D倍,(D為調速范圍,)并且一部分轉矩為充分利用,因此電動機調速性質是反應調速范圍內轉矩、功率與轉速的關系。
3.電氣控制方案的確定原則
明確控制方案是設計出合理適用的電力控制系統的前提保證。因此設計人員要按以下原則來進行:
3.1拖動需要與控制方式相適應
控制方式不是越多就越好,主要看它的經濟效益。當加工生產的程序變化很多時,采取編程序控制器,要是邏輯控制比較簡單則可以采用穩定的生產設備即繼電解除控制法。
3.2控制方式與通用化程度相適應
通用化可以說是對不同生產對象通用程度,應該區別自動化。因此通用化程度低的但也許保持著較高的自動化,這類機床使用固定的控制電路較好。若是小的零件則采用數字程序。應為這樣對于加工對象采用不同的程序提高通用與靈活性。
3.3最大限度滿足工藝要求
為了滿足較高的工藝水平,確保機械的工作效率,可以在控制線路中加入自動循環、半自動循環、故障診斷等功能。
3.4電路電源的可靠性
簡單的電路采用電網式電源,相反元件多的話采用電壓隔離降壓的方法。如果要采用直流電源,則必須滿足自動化程度高的設備,這么做也可以對空間進行節省,方便操作。在實際的生產中,最終的方案取決于設計人員經驗,設計人員因此應該靈活運用方案。
4.電氣控制線路的設計方法
雖然電氣控制線路的設計方法有不同,但都要滿足幾點要求。首先應能滿足生產機械的工藝要求。其次線路結構要簡單,力求精簡。 再次操控,掌握,維修要簡單。第四要具有應對安全隱患的措施,在發生事故時也能很好及時的完成任務。第五要能適應生產時所在的環境。
4.1控制線路的設計方法簡介
電氣控制線路的設計方法有兩種,一種是經驗設計法,另一種是邏輯沒汁法。
經驗設計法:它是根據生產工藝的要求,按照電動機的控制方法,采用典型環節線路直接進行設計,先設計出各個獨立的控制電路,然后根據設備的工藝要求決定各部分電路的聯鎖或聯系。這種方法比較簡單,但是對于比較復雜的線路,設計人員必須具有豐富的工作經驗,需繪制大量的線路圖,并經多次修改后才能得到符合要求的控制線路。
邏輯設計法:采用邏輯代數進行設計,按此方法設計的線路結構合理.可節省所用元件的數量。
4.2設計控制線路時應注意的問題
設計具體線路時,為了使線路設汁得簡單且準確可靠,應注意以下幾個問題。
首先盡量減少連接導線,設汁控制電路時,應考慮各元器件的實際位置,盡可能減少配線時的連接導線。
其次正確連接電器的線圈。
電壓線圈通常不能串聯使用,由于它們的阻抗不盡相同,造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使是兩個同型號線圈,外加電壓是它們的額定電壓之和,也不允許這樣連接,因為電器動作總有先后,當一個接觸器先動作時,其線圈阻抗增大,該線圈上的電壓降增大,使另一個接觸器不能吸合,嚴重時將使線團燒毀。電感量相差懸殊的兩個電器線圈,也不要并聯連接。在接通電源時可正常工作,但在斷開電源時,由于電磁鐵線圈的電感比繼電器線圈的電感大得多,所以斷電時,繼電器很快釋放,但電磁鐵線圈產生的自感電動勢可能使繼電器又吸合一段時間,從而造成繼電器的誤動作,解決的方法是各用一個接觸器的觸點來控制。
再次,寄生電路是線路動作過程中意外接通的電路。在設計線路的基礎上,符合原則的同時,盡量減少配線時的鏈接。設計時,應避免多個電器依次動作才可以接通另外一個電器。
為了保護操作人員的安全與電氣設備的使用壽命,應該完善保護措施,通常的保護措施有過壓、過流等。
結束語:
通過以上分析可以得出電氣控制線路設計對于電氣控制的影響力之深,不能簡簡單單從設計的角度來認識電氣線路,要在實際的設計、生產、維護中總結出經驗,同時設計者應該對電氣線路的進行深入的研究,對設計重視起來,從實際出發,依托自身的經驗,設計出合理的線路來確保電氣路線的準確性。
參考文獻:
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[2]張高培.電機與電氣線路[M].機械工業出版社.2008
膠帶輸送機的電氣控制系統
PLC作為控制核心,可以監視、監測和控制軟件作為界面實現以下功能:井下給煤機,主斜井皮帶機和地面生產系統間有連鎖功能,遵守“逆煤流啟車”、“順煤流發車”的原則,在發生事故時不堆煤;具有單機、集控、檢修、手動等工作方式;電控裝置和調速型液力耦合器、變頻器、液體粘性傳動裝置、CST、電軟啟動裝置配合,控制膠帶輸送機的加減速,實現膠帶輸送機的啟動與停車,且啟動、停車和加減速應控制在0.3m/s2內,滿足較低加速度啟動與重載啟動的要求,并保證多個電機功率的平衡;上位機監控:顯示膠帶傳送的速度、煤流量、電流、堆煤、跑偏、打滑、溫度、煙霧等信號,實現故障自動提示和報警;在上位機上顯示分站信息,并以漢字進行提示和報警;組網:與整個礦井的監控系統進行聯網,實現數據遠距離傳送和遠程監視。
礦井提升機的電氣控制系統
礦井提升機是礦山重要的設施,是井下設備與人員和外界相溝通的唯一通道,隨著計算機技術和PLC技術的不斷發展,通過先進的控制技術對傳統的礦井提升系統進行改善,能夠有效提高礦井提升機的自動化水平、可靠性與安全性。其原理為通過減速器將動力傳遞給卷筒,做到提升或下放容器,盤形制動器則有液壓或電氣控制制動,通過傳感器和測速發電機等元件構成安全保護系統。采用計算機技術后,礦井提升機的安全保護系統變得更加完善,礦井提升機的電控裝置以數字控制為核心,基于PLC控制系統實現對全過程和全方位的動態監控,通過數字位置指示和故障顯示、打印、記錄,與上位計算機進行在線即時通訊,對新型產品進行監控,并通過數字直流調速模塊實現與大功率變流器的技術連接,實現全數字化控制,還可采用兩臺計算機,每臺均設有獨立的傳感、測量裝置及數據處理系統,互為備用,對提升進程進行直接、間接測量,并進行比較和矯正,實現對進程的自動控制,使安全性與可靠性大為提高。交變頻提升機的特點主要包括:圓形磁場具有良好的調速性能,電壓利用率高,轉矩脈動小,輸出轉矩大,低頻運轉性能良好;多種故障保護和優先排序的故障診斷功能極大地提高了整機的靈活性;薄膜面板設計使操作更加靈活,功能更加齊全,使變頻調速器的應用場合大大增加,且調速性能良好。
掘進機的電氣控制系統
新型掘進機的電氣控制系統基于PLC控制單元,實現對電氣系統各單元啟、停的集成控制及其他與生產過程有關的各種邏輯功能的控制。掘進機的電氣控制系統如圖1所示。掘進機的電氣控制系統(由控制室、工控室、調制解調器組成)由電子保護器對電動機進行保護,由電流互感器實現對回路的監控,判斷回路運行狀態并將結果反饋至PLC主控單元。圖一顯示系統能夠將運行時產生的故障反饋至中文界面,使工作人員及時了解相關情況,并快速做出反應排除系統故障。
結語
關鍵詞:電氣控制柜;色彩設計;色彩關系
0 引言
色彩對電氣控制柜的外觀質量有著直接的影響,產品的功能以及技術水平必須與產品的形狀、結構巧妙地結合,從而增加美感,發揮產品的“精神功能”,調動工作者的最大能動性,這也是與文明生產、工程心 理學 及工效學的需要相適應的。
1 色彩關系概述
1.1 色調關系。基調色(主體色)以高明度、低純度的顏色,或以明快略帶灰的暖色及冷色為宜。用暖色系統單一色相配色,得到暖色調,具有興奮、前進的動感。用冷色系統單一色相配色,得到冷色調,具有安靜、清涼、沉靜的感覺。
1.2 色相關系。色相單純的配色素雅、冷清。色相數多的配色繁雜熱鬧。色相對比強的配色,感到活潑、顯明,具有生氣,具有吸引力。色相類似的配色得到穩健、單調的感覺。色相,明度相同或相近時,給人以柔和感,對比強烈時給人以活潑感。色相疏遠,明度相似的配色,產生含混的感覺。
1.3 明度關系。明度相似,以純度變化為主的配色產生艷麗、渾濁及類型的色調。明度相似,明亮的暖配色,能獲得壯麗感。明度相似,中明基調的配色,產生樸素、豐富和穩定感,但也易產生寂寞感。明度差距大的強烈比配色,產生堅硬、穩定、明快、活潑、華麗、清晰、輝煌的感覺。以高明度為主的配色是明配色,獲得明亮、柔和、輕快的淺色調,具有輕盈、活潑、淡雅之感,所以又叫輕配色。以低明度顏色為主的配色是暗配色,獲得低沉、憂郁的色調,具有陰暗、沉悶、安定、鎮靜、莊重之感,所以又叫重配色。
1.4 純度關系。純度高,色相疏遠的配色產生鮮艷奪目的感覺。純度低,色相疏遠的配色產生樸素大方的感覺。高純度的暖色相配獲得動感。中等純度的配色易得柔美之感。補色關系的純色配色,對比過分強烈顯得不調和,若適當縮小一色面積則獲得調和的效果。純度高,明度低的配色,產生沉重、穩定、堅固的感覺稱為硬配色。純度低,明度高的配色,產生柔和、含混、軟綿的感覺稱為軟配色。
1.5 色域關系。面積相近的配色,調和效果差,面積相差大的調和效果好。同色相的配色,位置近調和效果差,愈遠效果愈好。對比色的配色,相距愈近對比愈強,反之則減弱。明色與暗色上下配置時,明色在上則穩定感強,反之則穩定性減弱,產生動感。純色,暖色與同明度的冷色,濁色,灰色配置時,前者面積宜小,后者面積宜大,才能達到色感的平衡。色相、明度、純度分別按一定次序的漸進變化,則產生變化柔和的漸變效果。色相、明度、強弱位置的反復變化,則產生強烈的節奏感。色相、明度、純度變化的任意組合,則產生雜亂而復雜的跳躍效果。通過配色的位置方向和色階變化可以產生生動的節奏感。過于強烈或微弱對比的色塊配置,邊界采用其它色進行分離,能獲得緩和的調節效果。但要注意選擇與原來色有明顯區別的明度,同時考慮色相和純度是否適宜。
1.6 色性關系。活躍色和主體色相比,宜用面積小,對比強的顏色。鮮明的活躍色面積宜小,不鮮明的活躍色的面積宜大,強調宜用刺激較強的高純度明色,但面積宜小,警惕色宜用對比強烈的顏色。光澤色與各種顏色易于配合,產生協調的效果,宜作為割色。極色黑、白與灰色也分可作分割色。黑色與白色可與其它各色相配,產生明朗、醒目等感覺。如:黑、紅、黃相配具有積極、明朗、爽快之感。黑、白、紅相配具有永恒的美感。白、紅相配具有朝氣蓬勃、向上的感覺。白、與各色相配具有清晰、明快的感覺。白與黑相配,產生沉靜、肅穆之感。
2 電氣控制柜色彩設計的特點
電氣控制柜產品的色彩設計與繪圖等 藝術 作品的色彩處理有不同的特點。繪圖的色彩一般要求有高的色、光、影效果,追求豐富的生活表現和感染力,而電氣控制柜產品造型的色彩由于工藝方法、材質選取及功能要求的制約,因而形成它的色彩特點是單純、概括、簡潔明快,并富于裝飾性。同時 工業 色彩的設計,對其色彩的功能要素考慮也較多一些。
電氣控制柜產品的色彩美,是不可能獨立存在的,它總是依存于質感美來共同表現。它與取得的工藝手段相關,同一色彩的要求可以用不同的方法獲得,從而取得不同色光效果而且這種色光效果可以充分隱蔽或充分顯示材料的質感。
電氣控制柜產品的色彩既要求美觀、大方、協調、柔和,又要符合產品自身功能要求,符合環境的要求,符合人體工程學的要求,使產品的色彩既滿足人們的審美要求,而又要 經濟 適用。例如:儀表的色彩宜雅致莊重,基礎底座的色彩應穩重均衡、粗狂有力,操作面板的顏色既要適合人的操作、辨認方便、準確可靠,又要色澤美觀與主體協調。
電氣控制柜產品應能體現工業與藝術的結合,體現 科學 技術與藝術的結合,體現新科技的應用與新的美學觀的結合。因此,在電氣控制柜產品色彩設計中,對于色彩的應用應該賦予新的時代的特征,用最先進的手段和工藝方法來表現產品的色彩效果。
電氣控制柜產品的色調是很重要的,用不同的色彩調子所形成藝術效果是不同的,色調是指色彩的總傾向,一個在配色上必須有主調才能顯得統一,色彩愈少裝飾性愈強,色調愈統一。色彩愈多,造成色彩分割反而難于統調。破壞其和諧效果。同時涂漆工藝復雜,經濟效果也差。
一般產品主色調以一色至二色為佳,三色甚少,色調主要根據產品功能、色彩的功能以及喜惡愛好,并結合用戶要求認真選定,一旦主色調選定后,其余色彩按配色 規律 進行配調。
另外,各種色彩之間還有一種內在的聯系,突出和加強這種內在聯系,也是把握主調的一種方法。由于色彩在視覺上有一種傾向性,所以不同的色彩給人的感覺就不同,加之人們對生活的某些聯想,便賦予色彩一定的功能和個性,并給人以不同的感情,當色彩與造型結合時,便表現不同的內在聯系與傾向性。顏色的選擇還應注意產品的使用環境,一般處在寒冷條件下工作的產品以暖色為好,反之,選用較冷且比較明快的色調。
【關鍵詞】電氣控制系統自動化;功能設計;設計思路;設計
一、電氣控制系統的功能設計和規范化設計
1、電氣控制系統的功能設計。電氣控制系統自動化設計需要根據電氣控制和單機組的運行特點進行綜合分析,從而能夠把發動機和變壓器組的電氣系統控制在一個合理的范圍內,最終能鞏固納入ECS監控范圍內。發動機和變壓器組出口需要220kV/500kV斷路器,從而能夠對隔離開關進行有效性控制,最終能夠對軟件進行科學化操作。通過廠高變保護、發變組保護、勵磁變壓器保護控制達到自動控制的根本目標。
2、電氣控制系統的規范化設計。電氣控制系統自動化的設計可以利用最流行的工業標準軟件,主要包括Unix操作系統、X窗口人機接口、TCP/IP網絡通訊規約等。通過對此類軟件進行規范化設計,可以促使電氣控制系統實現自動化管理,更好地滿足開放系統發展的需要。開放系統設計過程中通常需要對可攜性軟件進行綜合分析,從而能夠滿足硬件技術和軟件技術的具體要求。保證整個電氣控制系統具有很高的兼容性。
二、電氣控制系統自動化的設計思路
電氣控制自動化系統需要對各種控制單元進行保護,建立完整的緊急手動操作系統,擁有完善跳、合閘手段,能夠對電氣系統進行監視、控制、報警、測量,此類工作可以通過完整的系統設計利用計算機監控系統完成。
1、從集中式自動控制設計角度分析,需要建立集中立柜結構,各個控制模塊都要集中在專用柜中,對系統進行集中控制和保護,最終能夠完成保護、測量、控制、報警等信號采集功能,保證電氣系統能夠在保護柜內進行數據處理。電氣控制系統自動化設計過程中通過主控總線監控,最終能夠把信號傳輸到監控計算機,從而能夠保證傳輸信號的集中控制。電氣控制系統自動化設計過程中能夠體現簡單可靠的基本原理,采用多功能繼電器代替傳統繼電器,可以簡化二次接線。電氣系統分布式設計過程中需要在主控室和開關柜之間接線,從而能夠按照集中式接線設計,對開關柜與主控制之間綜合控制,達到協調通信的最終目標。通過自動控制系統可以把開關柜內接線系統進行有效控制,從而能夠達到設計簡單化的根本目標。
2、從分布式角度進行分析,電氣控制系統設計過程中需要按照模塊化的思想,按照分布式開放結構設計策略,各個控制保護功能能夠均勻分布在開關柜上,并且能夠盡量完成開關的控制保護功能,同時有效控制保護單元。電氣系統設計過程中需要把所有的保護、控制、測量、報警等信號均勻的分布在單元模塊內,從而能夠按照數據信號通信的要求進行工作,通過光纖總線進行主要控制,提高系統監控性能,為自動化控制奠定重要的基礎。電氣系統自動化設計過程中需要建立完善的報警系統,同時保證各個單元模塊之間相互不影響,協調工作。
3、需要突出可擴展性的特點,電氣控制系統設計過程中用戶數量會越來越多,因此系統規劃過程中主要考慮系統的擴展性特點,對系統進行綜合性設計,保證電氣系統控制更加有效,從而能夠滿足功能擴充的總體需要。兼容性問題一直是電氣控制系統面臨的一個重要問題,通過對其兼容性進行分析,可以保證用戶的規模和功能的擴展,通過對串行通信接口進行標準化設計,從而能夠設計出合理的I/O接口,按照用戶自己的需要靈活配置,保證系統軟件能夠更科學合理地運行。
三、電氣控制系統自動化的設計
1、電氣控制系統自動化設計現場總線監控設計。現場總線、以太網等計算機網絡技術已經運用到電氣控制系統,對電氣系統自動化水平提高產生了重要的作用。電氣總線監控系統在系統設計過程中更具有針對性,因此在不同的間隔時間范圍內可以采取不同的功能,所以系統設計過程中可以按照時間間隔模式進行綜合設計。此種方式除了具有遠程監控的功能外,還可以對系統進行設備隔離,提高系統整體自動化程度,對電氣系統整體技術提升具有十分重要的意義。電氣設備設計過程中需要對I/O卡件、端子柜、隔離設備、模擬量變送器等進行分析,智能設備設計過程中需要按照就地安裝的基本原則,通過監控系統進行綜合通信連接,從而能夠節省大量的控制時間,整個系統設計過程中節約了很多投資,同時系統的整體維護量也下降了,從而節約了系統的成本。電氣監控自動化系統設計過程中需要保證各個監控設備功能相對獨立,設備之間通過網絡相互連接,達到網絡組態靈活的特點,整個系統的可靠性有了很大的提高,系統設計過程中如果某一個裝置故障會影響系統的元件,但不會使整個系統癱瘓,因此現場總線監控方式已經成為電氣監控系統未來發展的方向。電氣控制系統自動化處理過程中可以按照集成方式不同選擇不同的平臺,實現不同的集成模式。隨著網絡技術、計算機技術、控制技術和顯示技術的發展,電氣設備控制系統可以通過計算機網絡進行互聯,達到自動化控制的根本目標。
2、集中監控方式設計。電氣控制系統自動化設計過程中需要突出監控功能的實現,從而能夠更好地完成系統的運行維護功能。集中式監控系統設計構成中可以把各個系統功能集中到一個處理器中進行處理,因此處理器的任務比較繁重,但是處理速度也會在這樣的環境下受到一定程度的影響。但是電氣設備需要進行全面的監控,從而能夠更好地控制監控對象,監控對象增加的時候系統主機的冗余會下降,因此電纜的數量也會增加,整個項目投資會增加,如果是長距離電纜設計,會產生信號干擾方面的問題,對系統的可靠性產生一定的影響。斷路器的聯鎖和隔離刀閘的操作閉鎖主要是通過硬接線,在此情況下輔助接點會出現不到位的問題,造成設備無法進行全面操作。如果采取二次接線的方式,增加系統的復雜性,那么系統查線不方便,從而能夠增加系統的維護量,對整個系統自動化控制會產生一定的影響。電氣系統自動化設計過程中查線和傳動過程中會因為接線復雜造成錯誤操作,因此系統設計過程中需要綜合考慮多方面的因素,提高系統自動化程度。
3、電氣控制系統自動化設計遠程監控模式。電氣控制系統自動化設計過程中需要采取遠程控制的方法,能夠節約大量電纜、節約大量安裝費用、提高可靠性、增加材料利用率,整個系統變得更加靈活,對電氣系統自動化控制會產生積極的作用。目前電氣系統采取的多種現場總線通訊速度都不是很高,因此需要程監控模式提高系統的訪問速度,電廠電氣部分通訊量相對比較大,因此此種方式更加適合于中小系統監控,能夠保證整個系統實現自動化控制。
四、結束語
現代信息技術的進步發展,使電氣智能化的運用越來越廣泛,電氣系統和設備的控制也越來越重要,電氣控制自動化系統的形成,為電氣控制系統更好地應用于社會生活奠定基礎。其能夠更好地提高電氣系統的自動化水平,促使電氣系統功能更加完善。
參考文獻:
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【關鍵詞】電氣;控制線路;設計
隨著社會不斷的發展,人們越來越需要使用大量的電氣控制設備,電氣控制設備的使用需要電力系統的支持,優化電氣控制線路設計就是優化電氣控制設備使用的電力系統設計,只有優化電氣控制設備,電氣控制設備才能正常的使用。
1電氣控制線路設計基礎的原則
1.1標準化原則
應用標準化原則進行設計的目的有兩個:(1)便于工作人員進行管理和維修,如果設計方法或使用的設備不標準,那么工作人員進行維修時,就需要花費大量的時間、精力來探索線路的設計原理及內在機理,這不利于工作人員開展電氣控制線路的維護及管理工作。(2)便于拓展,如果設計的線路或使用的設備不標準,后續進行拓展可能會存在難題,比如工作人員要升級換代設備,可能會出現購買不到相應設備的問題。
1.2經濟化原則
電氣控制線路既要具有拓寬性,又要具有經濟性。電氣控制線路設計的內容包含電力輸送、電力輸送控制、電力能源供給這三項內容的設計。三項內容的設計都必須滿足經濟化的原則,否則電力控制系統在應用時會耗費大量的能源,從而既帶來自然能源消耗多的問題,又帶來電力控制系統使用耗費成本大的問題。
1.3穩定性原則
電氣控制線路必須具有穩定性。這是因為如果電氣線路穩定性不足,不僅會給用戶帶來不良的體驗,還會引發各種安全事故。比如斷路會引發火災事故,電壓過高會帶來人生安全事故等,電氣控制線路設計要優化線路設計方案確保電氣控制系統的運行安全。
2電氣控制線路設計基礎的方法
2.1設計理念
設計理念的核心為簡化線路。如果線路過于復雜,會帶來以下的問題:(1)成本損耗的問題,線路越長,意味著電力輸送時,能耗消耗得越多,無論從環保的角度,或從節省成本的角度,都應盡可能縮短輸電線路。(2)智能判斷的問題,如果線路分叉過多,線路判斷可能易出現故障,為此,應盡量避免出現線路交叉、循環、寄生等問題。(3)線路耦合的問題,線路傳輸時,會產生電磁場,雖然線路外會套上絕緣管套,避免電磁場造成的干擾,但是由于種種原因,干擾的問題還是不可避免的,如果線路過于復雜,就會出現電磁干擾嚴重的問題。綜合以上的原因,電氣控制線路要盡量簡單。
2.2設計方法
2.2.1設計內容電氣控制系統設計的內容主要包括兩個方面:(1)與控制對象有關的內容,它包括設備的類型、型號、容量等。(2)根據控制的需求設計控制線路、電器元件、設計電氣原理圖、地裝圖、互連圖。以上的設計過程要依序進行,順序如下:分析控制對析,分析電氣設計任務書確定傳輸方式及控制方案選擇電動機設計電氣原理圖列出電器元件清單設計操作系統計控制方法控制元件繪制安裝圖及位置圖編寫一系列操作文本。2.2.2設計條件確定設計內容后,要讓設計條件一一齊備,為后續的設計打好基礎。電氣設計的條件如下:設計供電系統,讓電壓、頻率、容量、電流等條件滿足后續的設計要求,這是電氣控制系統設計的基礎;確定操作需要的元氣件設備,它們是操作系統設計的對象;設計操作系統,以PLC為例,要設計PLC的輸入控制、輸出控制、安全系統等,這是電氣控制系統設計的依據;設計電力拖動數據,包括電力設備的數量、負荷、調速、控制等方案,為電氣控制系統設計提供數據依據。確定以上設計條件后,繪制電氣控制系統設計圖,標明每項內容的參數。2.2.3設計要點結合設計原則完成線路設計;結合項目差異性進行設計,部分電氣控制系統通用性較強,可以依照常規的設計方案來設計;部分電氣控制系統有特殊的要求,需要依照特殊的需求作專門的設計;控制的復雜程度影響線路的設計,線路的設計必須滿足控制的需求;在滿足項目功能需求的前提下,要考慮線路設計的工藝性。
3電氣控制線路設計基礎的要點
3.1負荷的設計
負荷的設計是電氣控制線路設計的重點。比如如果一味加大電氣控制線路的負荷量,那么雖然一定能滿足用戶的需求,但是卻會損耗大量的電能,帶來電力使用成本增加的問題;在設計負荷量的時候,如果設計負荷過小,則會出現各種使用故障,甚至帶來安全隱患。在設計電氣控制線路時,要在滿足需求的基礎上,結合拓展性,合理的設計線路負荷。負荷設計的要點為:以電氣控制線路需求為基礎,在分析電源能源需求總量、電力輸送損號、元器件使用及拓展的基礎上,科學的設定負荷。
3.2線路的設計
線路的設計包含穩定性與安全性兩方面的內容。線路應從簡化線路、電氣控制線路對穩定性和安全性要求極高,這是由于電氣控制線路如果出現故障,會影響電氣設備運作的緣故,為此,電氣設計人員要從整體設計上保持電氣控制的安全性。比如當電氣控制系統出現故障以后,電氣線路需能自動閉合出現故障的線路,讓整個系統能正常運行;或者線路能自動閉合出現故障的線路后,開啟另一條線路,讓整條線路依然能成為一條閉合線路。線路設計是否穩定和安全決定了電氣控制線路設計的實用性。
3.3調頻的設計
有些電氣設備在運行時,運轉的速度會發生變化,如果只有一條線路,就不能滿足電氣設備的調頻需求,為了發揮設備的調頻功能,電氣控制線路也要具有調頻性。電氣控制線路可以應用將設備分級的方式完成調頻。即設備提出一個調頻需求后,線路可立即切換到滿足設備運行的電氣線路上。
4總結
電氣控制線路設計的方案是靈活多變的,然而它的設計也有其規律性。設計人員要把握電氣控制線路設計的原則,優化設計的方法、強化設計的要點,只有把握好這三方面的設計內容,才能設計出合理的電氣控制線路。
參考文獻
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