电气控制工艺设计

电气控制工艺设计
工艺设计的目的是为了满足电气控制设备的制造和使用要求。

工艺设计必须在原理设计完成之后进行。

在完成电气原理设计及电器元件选择之后，就可以进行电气控制设备总体配置，即总装配图、总接线图设计，然后再设计各部分的电器装配图与接线图，并列出各部分的元件目录、进出线号以及主要材料清单等技术资料，最后编写使用说明书。

一、电气设备总体配置设计
各种电动机及各类电器元件根据各自的作用，都有一定的装配位置，例如拖动电动机与各种执行元件（电磁铁、电磁阀、电磁离合器、电磁吸盘等）以及各种检测元件（限位开关、传感器，温度、压力、速度继电器等）必须安装在生产机械的相应部位。

各种控制电器（接触器、继电器、电阻、自动开关、控制变压器、放大器等）、保护电器（熔断器，电流、电压保护继电器等）可以安放在单独的电气箱内，而各种控制按钮、控制开关、各种指示灯、指示仪表、需经常调节的电位器等，则必须安放在控制台面板上。

由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的自动控制系统时，必须划分组件，同时要解决组件之间、电气箱之间以及电气箱与被控制装置之间的连线问题。

划分组件的原则
功能类似的元件组合在一起。

例如，用于操作的各类按钮，开关，键盘，指示检测、调节等元件集中为控制面板组件；各种继电器、接触器、熔断器、照明变压器等控制电器集中为电器板组件；各类控制
电源，整流、滤波元件集中为电源组件等。

尽可能减少组件之间的连线数量，接线关系密切的控制电器置于同一组件中。

（!）强弱电控制器分离，以减少干扰。

（)）力求整齐美观，外形尺寸、重量相近的电器组合在一起。

（*）便于检查与调试，需经常调节、维护和易损元件组合在一起。

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!! 电气控制设备的各部分及组件之间的接线方式
（"）电器板、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）。

（!）电气箱与被控制设备或电气箱之间采用多孔接插件，便于拆装、搬运。

（#）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任务是根据电气原理图的工作原理与控制要求，将控制系统划分为几个组成部
分，称为部件。

以龙门刨床为例，可划分为机床电器部分（各拖动电动机、抬刀机构电磁铁、各种行程开关和
控制站等）、机组部件（交磁放大机组、电动机发电机组等）以及电气箱（各种控制电器、保护电器、调节电器
等）。

根据电气设备的复杂程度，每一部分又可划分成若干组件，如印制电路板组件、电器安装板组件、控制
面板组件、电源组件等。

要根据电气原理图的接线关系整理出各部分的进出线号，并调整它们之间的连接方
式。

总体配置设计是以电气系统的总装配图与总接线图形式来表达的，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、接线图（根据需要可以分开，也可以并在一起画）是进行分部设计和协调各部分组成一个完整
系统的依据。

总体设计要使整个系统集中、紧凑，同时在场地允许条件下，对发热厉害、噪声振动大的电器部
件，如电动机组、启动电阻箱等尽量放在离操作者较远的地方或隔离起来；对于多工位加工的大型设备，应考
虑两地操作的可能。

总电源紧急停止控制应安放在方便而明显的位置。

总体配置设计合理与否将影响到电
气控制系统工作的可靠性，并关系到电气系统的制造，装配质量，调试、操作及维护是否方便。

二、元件布置图的设计与绘制
电器元件布置图是某些电器元件按一定原则的组合。

例如，电气控制箱中的电器板、控制面板、放大器
等。

电器元件布置图的设计依据是部件原理图（总原理图的一部分）。

同一组件中电器元件的布置应注意以
下问题。

"! 体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下面，而发热元件应安装在电器板的上面。

!! 强电弱电分开并注意屏蔽，防止外界干扰。

#! 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。

$! 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放在一起，以利加工、安装和
配线。

%!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，便可绘制电器布置图。

布置图是根据电器元件的外形绘制，并标出各元件
间距尺寸。

每个电器元件的安装尺寸及其公差范围，应严格按产品手册标准标注，作为底板加工依据，以保
证各电器的顺利安装。

在电器布置图设计中，还要根据部件进出线的数量（由部件原理图统计出来）和采用导线规格，选择进出
线方式，并选用适当接线端子板或接插件，按一定顺序标上进出线的接线号。

三、电器部件接线图的绘制
电器部件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
器安装与查线的依据。

接线图应按以下要求绘制。

"! 接线图和接线表的绘制应符合"#&’(( 中% ) (&《电气制图接线图和接线表》的规定。

!! 电器元件按外形绘制，并与布置图一致。

第五篇电气控制与测试篇·"##* ·
!! 所有电器元件及其引线应标注与电气原理图中相一致的文字符号及接线号。

"! 与电气原理图不同，在接线图中同一电器元件的各个部分（触点、线圈等）必须画在一起。

#!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。

但对于复杂部件，电器元件
数量多，接线较复杂的情况，一般是采用走线槽，只要在各电器元件上标出接线号，不必画出各元件间连线。

$! 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。

%! 部件的进出线除大截面导线外，都应经过接线板，不得直接进出。

四、电气箱及非标准零件图的设计
在电气控制比较简单时，控制电器可以附在生产机械内部，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箱，以利制造、使用和维护。

电气控制箱设计要考虑以下几方面问题：
&! 根据控制面板及箱内各电气部件的尺寸确定电气箱总体尺寸及结构方式。

’! 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。

!!根据控制面板及箱内电器部件的安装尺寸，设计箱内安装支架（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。

"! 从方便安装、调整及维护要求，设计其开门方式。

#! 为利于箱内电器的通风散热，在箱体适当部位设计通风孔或通风槽。

$! 为便于电气箱的搬动，应设计合适的起吊勾、起吊孔、扶手架或箱体底部带活动轮。

根据以上要求，先勾画出箱体的外形草图，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。

外形确定以后，再按上述要求进行各部分的结构设计，绘制箱体总装图及各面门、控制面板、底板、安装
支架、装饰条等零件图，并注明加工要求，视需要选用适当的门锁。

大型控制系统，电气箱常设计成立柜式或工作台式，小型控制设备则设计成台式、手提式或悬挂式。

电
气箱的品种繁多，造型结构各异，在箱体设计中应注意吸取各种型式的优点。

非标准的电器安装零件，如开关支架、电气安装底板（胶木板或镀锌铁板）、控制箱的有机玻璃面板、扶
手、装饰零件等，应根据机械零件设计要求，绘制其零件图，凡配合尺寸应注明公差要求，并说明加工要求，如
镀锌、油漆、刻字等。

五、各类元器件及材料清单的汇总
在电气控制系统原理设计及工艺设计结束后，应根据各种图纸，对本设备需要的各种零件及材料进行综
合统计，按类别画出外购成件汇总清单表、主要材料消耗定额表及辅助材料消耗定额表，以便采购人员、生产
管理部门按设备制造需要备料，做好生产准备工作。

这些资料也是成本核算的依据。

特别是对于生产批量
较大的产品，此项工作尤其要仔细做好。

六、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。

因此，控制系统设计方案完成后，在投入生产前应经过严格的审定，为了确保生
产设备达到设计指标，设备制造完成后，又要绎过仔细的调试，使设备运行处在最佳状态。

设计说明书及使用说明书是设计审定及调试、
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。

!! 拖动方案选择依据及本设计的主要特点。

"! 主要参数的计算过程。

#! 设计任务书中要求各项技术指标的核算与评价。

$! 设备调试要求与调试方法。

%! 使用、维护要求及注意事项。

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