论文部分内容阅读
[摘 要] 本文主要阐述了电气设备总体配置的设计， 元件布置图的设计与绘制， 电气接线图的绘制， 电气控制柜及非标准零件图的工艺设计问题。
[关键词] 电气控制；工艺； 设计
中图分类号： TP203 文献标识码： B
工艺设计最重要的用途就是为了进行电气设备的制造，其根本是达到电器原理设计要求的各项参数，提供电气设备的调试、维护、使用所需纸制信息。结束原理设计和元件的选择后，将完成工艺设计，也就是电气控制设备总体配置，这个环节由以下几个部分组成：
1 电气设备总体配置设计
不同类型的电动机和不同种类的电器元件都有其特点，具备各自的装备位置，由它们组成的自动控制系统，一定要划分组件，处理好电气控制柜与被控制装置之间的连线问题。
1.1 划分组件的原则
a.把同一种类型的元件安排到一起。比如，控制设备的按钮、开关等元件就可以组合成操作控制面板组件；继电器、接触器、熔断器、控制及照明变压器等可组合成电器控制组件；各类控制电源、整流、滤波元件集中为电源组件等等；
b.要把组件的连线数量降到最低，控制电器的连线频率高，可以安排在同一组件中；
c.为了避免不必要的干扰，尽量把强电和弱电隔离；
d.保证整体美观性，尽可能将重量和外形相似的电器安排在一块；
e.为了日后保养和调试方便，把需要维修，容易损坏的器件安排在一起；
1.2 电气控制设备的各部分及组件之间的接线方式
a. 电器元件安装板、控制板、机床电器的进出线一般采用接线端子（按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端子）；
b. 电气控制柜之间或电气控制柜与被控制设备采用多孔接插件， 便于拆装、搬运和维护；
c. 印制电路板及弱电控制组件之间宜采用各种类型标准接插件。
电气设备总体配置设计其实就是按照工作原理，依据控制要求， 把系统分成几部分。总体配置设计是按照总装配图与总接线图来完成的， 图中应以示意形式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系、走线方式及使用管线要求等。总装配图和接线图既能分开表达，也能在一起画，是部分设计和整体设计的根本和基础
2 元件布置图的设计与绘制
电气元件布置图是一些电气元件按一定原则的组合，同一组件中电气元件的布置应注意：
a.体积大和较重的电气元件应安装在电器安装板的下面， 而发热元件应安装在电器安装板的上面；
b.强电、弱电应分开并注意弱电屏蔽， 防止外界干扰；
c.需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低；
d.电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线；
e.电器元件布置不宜过密，要留有一定的间距， 若采用板前走线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护。
各电器元件的位置确定以后，便可以绘制电器布置图。
3 电气接线图的绘制
电气接线图是根据部件电气原理及电器元件布置图绘制的。它是表示成套装置的连接关系，是电气安装与查线的依据。接线图应按以下要求绘制：
a.接线图的绘制应符合GB6988中5- 86电气制图接线图和接线表的规定；
b.电器元件按外形绘制，并与布置图一致， 偏差不要太大；
c.所有电器元件及其引线应标注与电器原理图中相一致的文字符号及接线号；
d.与电气原理图不同， 在接线图中同一电器元件的各个部分（触头， 线圈等）必须画在一起；
e.电气接线图一律采用细线条，走线方式有板前走线及板后走线两种， 一般采用板前走线，对于简单电气控制部件，电器元件数量较少，，接线关系不复杂， 可直接画出元件间的连线；
f.接线图中应标出配线用的各种导线的型号，规格、截面积及颜色要求；
g.部件的进出线除大截面导线外，都应经过接线端子，不得直接进出。
4 电气控制柜及非标准零件图的设计
在电气控制比较简单时，控制电器可以附在机械内部腔体内，而在控制系统比较复杂或生产环境及操作的需要时通常都带有单独的电气控制柜，以利制造、使用和维护。
电气控制柜设计要考虑以下几方面问题：
a.根据控制面积及柜内各电气部件的尺寸确定电气控制柜总体尺寸及结构方式；
b.结构紧凑，外形美观，要与生产机械相匹配，应提出一定的装饰要求；
c.根据控制面板及柜内电气部件的安装尺寸，设计柜内安装支架（ 采用角铁、槽钢、扁铁或直接由外壳弯出筋条作固定架），并标出安装孔或焊接安装螺栓尺寸，或注明采用配作方式；
d.从方便安装、调整及维修要求考虑， 设计其开门方式；
e.为利于柜内电器的通风散热，在柜内适当部位设计通风孔或通风槽；
f.为便于电气控制柜的搬动，应设计合适的起吊勾、起吊孔、扶手架或柜体底部带活动轮。根据以上要求，先勾画出柜体的外形草图，估算出各部分尺寸，然后按比例画出外形图，再从对称、美观、使用方便等方面考虑进一步调整各尺寸比例。
5 各类元器件及材料清单生成
完成了系统原理的设计，并且结束了工艺设计， 这个时候参照图纸，统计真个系统所要准备的零件，还有相关材料，参照种类作出外购件明细表以及标准件明细表，以上都是管理者在估计成本要考虑的必要材料。如果是大批量生产的设备，那么这项工作显得格外重要了。
6 编写设计说明书及使用说明书
新型生产设备的设计制造中，电气控制系统的投资占有很大比重。同时，控制系统对生产机械运行可靠性、稳定性起着重要的作用。设备制造完成后，要经过仔细的调试，使设备运行处在最佳状态。设计说明及使用说明是设计审定及调试、使用、维护过程中必不可少的技术资料。设计及使用说明书应包含以下主要内容：
a.拖动方案选择依据及主要特点；
b.主要参数的计算过程；
c.设计任务书中要求各项技术指标的核算与评价；
d.设備调试要求与调试方法；
e.使用、维护要求及注意事项。
[关键词] 电气控制；工艺； 设计
中图分类号： TP203 文献标识码： B
工艺设计最重要的用途就是为了进行电气设备的制造，其根本是达到电器原理设计要求的各项参数，提供电气设备的调试、维护、使用所需纸制信息。结束原理设计和元件的选择后，将完成工艺设计，也就是电气控制设备总体配置，这个环节由以下几个部分组成：
1 电气设备总体配置设计
不同类型的电动机和不同种类的电器元件都有其特点，具备各自的装备位置，由它们组成的自动控制系统，一定要划分组件，处理好电气控制柜与被控制装置之间的连线问题。
1.1 划分组件的原则
a.把同一种类型的元件安排到一起。比如，控制设备的按钮、开关等元件就可以组合成操作控制面板组件；继电器、接触器、熔断器、控制及照明变压器等可组合成电器控制组件；各类控制电源、整流、滤波元件集中为电源组件等等；
b.要把组件的连线数量降到最低，控制电器的连线频率高，可以安排在同一组件中；
c.为了避免不必要的干扰，尽量把强电和弱电隔离；
d.保证整体美观性，尽可能将重量和外形相似的电器安排在一块；
e.为了日后保养和调试方便，把需要维修，容易损坏的器件安排在一起；
1.2 电气控制设备的各部分及组件之间的接线方式
a. 电器元件安装板、控制板、机床电器的进出线一般采用接线端子（按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端子）；
b. 电气控制柜之间或电气控制柜与被控制设备采用多孔接插件， 便于拆装、搬运和维护；
c. 印制电路板及弱电控制组件之间宜采用各种类型标准接插件。
电气设备总体配置设计其实就是按照工作原理，依据控制要求， 把系统分成几部分。总体配置设计是按照总装配图与总接线图来完成的， 图中应以示意形式反映出各部分主要组件的位置及各部分接线关系、走线方式及使用管线要求等。总装配图和接线图既能分开表达，也能在一起画，是部分设计和整体设计的根本和基础
2 元件布置图的设计与绘制
电气元件布置图是一些电气元件按一定原则的组合，同一组件中电气元件的布置应注意：
a.体积大和较重的电气元件应安装在电器安装板的下面， 而发热元件应安装在电器安装板的上面；
b.强电、弱电应分开并注意弱电屏蔽， 防止外界干扰；
c.需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低；
d.电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线；
e.电器元件布置不宜过密，要留有一定的间距， 若采用板前走线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护。
各电器元件的位置确定以后，便可以绘制电器布置图。
3 电气接线图的绘制
电气接线图是根据部件电气原理及电器元件布置图绘制的。它是表示成套装置的连接关系，是电气安装与查线的依据。接线图应按以下要求绘制：
a.接线图的绘制应符合GB6988中5- 86电气制图接线图和接线表的规定；
b.电器元件按外形绘制，并与布置图一致， 偏差不要太大；
c.所有电器元件及其引线应标注与电器原理图中相一致的文字符号及接线号；
d.与电气原理图不同， 在接线图中同一电器元件的各个部分（触头， 线圈等）必须画在一起；
e.电气接线图一律采用细线条，走线方式有板前走线及板后走线两种， 一般采用板前走线，对于简单电气控制部件，电器元件数量较少，，接线关系不复杂， 可直接画出元件间的连线；
f.接线图中应标出配线用的各种导线的型号，规格、截面积及颜色要求；
g.部件的进出线除大截面导线外，都应经过接线端子，不得直接进出。
4 电气控制柜及非标准零件图的设计
在电气控制比较简单时，控制电器可以附在机械内部腔体内，而在控制系统比较复杂或生产环境及操作的需要时通常都带有单独的电气控制柜，以利制造、使用和维护。
电气控制柜设计要考虑以下几方面问题：
a.根据控制面积及柜内各电气部件的尺寸确定电气控制柜总体尺寸及结构方式；
b.结构紧凑，外形美观，要与生产机械相匹配，应提出一定的装饰要求；
c.根据控制面板及柜内电气部件的安装尺寸，设计柜内安装支架（ 采用角铁、槽钢、扁铁或直接由外壳弯出筋条作固定架），并标出安装孔或焊接安装螺栓尺寸，或注明采用配作方式；
d.从方便安装、调整及维修要求考虑， 设计其开门方式；
e.为利于柜内电器的通风散热，在柜内适当部位设计通风孔或通风槽；
f.为便于电气控制柜的搬动，应设计合适的起吊勾、起吊孔、扶手架或柜体底部带活动轮。根据以上要求，先勾画出柜体的外形草图，估算出各部分尺寸，然后按比例画出外形图，再从对称、美观、使用方便等方面考虑进一步调整各尺寸比例。
5 各类元器件及材料清单生成
完成了系统原理的设计，并且结束了工艺设计， 这个时候参照图纸，统计真个系统所要准备的零件，还有相关材料，参照种类作出外购件明细表以及标准件明细表，以上都是管理者在估计成本要考虑的必要材料。如果是大批量生产的设备，那么这项工作显得格外重要了。
6 编写设计说明书及使用说明书
新型生产设备的设计制造中，电气控制系统的投资占有很大比重。同时，控制系统对生产机械运行可靠性、稳定性起着重要的作用。设备制造完成后，要经过仔细的调试，使设备运行处在最佳状态。设计说明及使用说明是设计审定及调试、使用、维护过程中必不可少的技术资料。设计及使用说明书应包含以下主要内容：
a.拖动方案选择依据及主要特点；
b.主要参数的计算过程；
c.设计任务书中要求各项技术指标的核算与评价；
d.设備调试要求与调试方法；
e.使用、维护要求及注意事项。