电气控制系统设计的一般步骤

1、拟订设计任务书

设计任务书是整个控制系统的设计依据,又是设备竣工验收的依据。设计任务的拟定一般由技术领导部门、设备使用部门和任务设计部门等几方面共同完成的。

电气控制系统的设计任务书中,主要包括以下内容:

(1)设备名称、用途、基本结构、动作要求及工艺过程介绍。

(2)拖动的方式及控制要求等。

(3)联锁、保护要求。

(4)自动化程度、稳定性及抗干扰要求。

(5)操作台、照明、信号指示、报警方式等要求。

(6)设备验收标准。

(7)其它要求。

2、确定电力拖动方案

电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要内容之一,也是以后各部分设计内容的基础和先决条件。

所谓电力拖动方案是指根据零件加工精度、加工效率要求、生产机械的结构、运动部件的数量、运动要求、负载性质、调速要求以及投资额等条件去确定的类型、数量、传动方式以及拟订电动机起动、运行、调速、转向、制动等控制要求。

电力拖动方案的确定要从以下几个方面考虑:

(1)拖动方式的选择

电力拖动方式分独立拖动和集中拖动。电气传动的趋势是多电动机拖动,这不仅能缩短机械传动链,提高传动效率,而且能简化总体结构,便于实现自动化。具体选择时,可根据工艺与结构决定电动机的数量。

(2)调速方案的选择

大型、重型设备的主运动和进给运动,应尽可能采用无级调速,有利于简化机械结构、降低成本;精密机械设备为保证加工精度也应采用无级调速;对于一般中小型设备,在没有特殊要求时,可选用经济、简单、可靠的三相笼型。

(3)电动机调速性质要与负载特性适应

对于恒功率负载和恒转矩负载,在选择电动机调速方案时,要使电动机的调速特性与生产机械的负载特性相适应,这样可以使电动机得到充分合理的应用。

3、拖动电动机的选择

电动机的选择主要有电动机的类型、结构型式、容量、额定电压与额定转速。

电动机选择的基本原则是:

(1)根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。

(2)工作过程中电动机容量要得到充分利用。

(3)根据工作环境选择电动机的结构型式。

应该强调,在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单,价格便宜,使用维护方便的三相交流异步电动机。

正确选择电动机容量是电动机选择中的关键问题。电动机容量计算有两种方法,一种是分析计算法,另一种是统计类比法。分析计算法是按照机械功率估计电动机的工作情况,预选一台电动机,然后按照电动机实际负载情况做出负载图,根据负载图校验温升情况,确定预选电动机是否合适,不合适时再重新选择,直到电动机合适为止。

电动机容量的分析计算在有关论著中有详细介绍,这里不再重复。

在比较简单、无特殊要求、生产数量又不多的电力拖动系统中,电动机容量的选择往往采用统计类比法,或者根据经验采用工程估算的方法来选用,通常选择较大的容量,预留一定的裕量。

4、选择控制方式

控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的迅速发展,生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电控制向控制、CNC控制、控制等方面发展,控制方式越来越多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下,最大限度地满足工艺的要求。

5、设计电气控制原理图,并合理选用,编制元器件明细表。

6、设计电气设备的各种施工图纸。

7、编写设计说明书和使用说明书。

电气控制系统设计的一般步骤

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