工程机械电气控制系统的基础构造分析

工程机械电气控制系统的基础构造分析
摘要：工程机械电气控制系统的基础构造十分复杂。

为保障机械设备能够长
期处于安全、稳定的运行状态，并及时对发生故障的机械设备进行保护，将电气
控制系统广泛应用于工程机械设备必不可缺。

在这一系统的帮助下，工程机械设
备的运行必将更加安全可靠。

本文主要分析工程机械电气控制系统的基础构造。

关键词：机械工程；自动化；创新实践
引言
电气控制系统，又称“电气设备二次控制回路”，是指利用多个电气元件组
合实现设备控制的系统，其能够对机械设备的电气线路运行状况进行监测、控制
和保护。

很多机械设备的控制回路都不相同，针对不同的高低压电气设备，人们
可采用电气控制系统来确保其电气回路运行安全、可靠，以免因电流负荷不稳定
而影响设机械设备的正常生产。

1、电气控制设计的特点
近年来，随着自动化技术的发展和革新，控制与通信技术的融合使控制效率
和控制水平得到了极大提高，但是随着时代的变化，人们对其实用性和稳定性的
需求也越来越大。

机械是当前工业发展的重要驱动力，已被大量采用，采用电气
技术实现电力系统的自动化控制，不需要人工操作即可实现自动化。

例如：大型
工厂内部的自动化生产线，不但能够实现自动化、智能化的电气控制，而且能够
在远距离上发出网络控制命令，对机械的操作参数和状态进行调整。

总之，加强
机电设备的安全、时效性和可用性，使设备的设备性能和技术水平得到最大化的
发挥。

目前，我国的工业设备品种繁多，各方面的电气控制设备也存在很大差异，但从整体上来说，其电气控制系统的结构并无明显差异。

其主要内容有：（1）
电气控制应考虑到机器的实际要求和技术方法，使控制体系达到最大的效益，最
大程度提高其生产力。

（2）在保证生产要求的情况下，应以简单、可靠、经济、方便为主，以实用与可操作性为主。

（3）在电力系统中，保护子系统是不可或
缺的组成部分，针对过载、短路、过流、报警等问题进行详细分析，既能有效地
保护机器，又能减少事故的发生。

从以往的电气控制系统的设计实践中，将其分
为理论与工艺两大部分，在此基础上，对电气、电子器件等进行全面的选型，以
保证后续的设计工作能够顺利进行。

2、PLC技术特点
PLC即可编程控制器，其组成部分包括电源、中央处理器、编辑器、存储器
以及输出设备，在实际应用过程中各个部分发挥着不同作用。

CPU即中央处理器，其是PLC控制器的核心，PLC在应用过程中主要通过扫描方式对输入装置所传输
的信息，如状态信息、相关数据等数据信息进行接收，为编程器中程序数据信息
的存储与接收提供帮助，实现对设备运行、指令执行等相关数据信息的分析和诊
断效果。

存储器，该模块主要参与对子程序运行、系统命令、系统程序、模块功
能等相关程序的管理与调度，实现全面性的实时控制存储系统运行过程中的相关
参数信息，存储器内部相关数据信息的存储方式主要为基于编程器进行输入，无
法以直接输入方式对存储器中数据进行管理和控制。

I/O部件，该部分组件的主
要功能是实现外部设备，如输入设备、输出设备等相关设备与CPU之间的正常连接，在设备实际运行过程中该部件可以实现状态显示、功能模块执行以及端子排
列等相关功能。

编程器，其主要功能是协助PLC系统完成系统应用、功能开发以
及检查维护。

PLC主要基于编程器而正常运行，内部参数数据将会通过显示器进
行展示并由相关工作人员通过键盘输入指令，以此实现调试、监管、编辑以及检
查等功能。

3、在机械电气控制装置中的应用实践
3.1安全设计
在电气控制的设计阶段，安全保护设计非常关键，采用保险丝进行短路防护，其中主电路与控制电路均采用保险丝，例如某型号机床的三个主电路、起动指示
灯电路和控制电路均采用保险丝，从而达到短路的目的。

过负荷防护采用热敏继
电器，通常在有负荷和负荷长期工作的情况下，应设定相应的过载保护。

例如某
型号车床的电动机M1和M2主回路均使用了热继电器，以达到过负荷的目的。

在
电路的工作状态下，还可以加入一些比较有危险性的情况来进行防护，例如，在
主回路的设计中，触点KM3负责对电流限制电阻器R的存取和截断。

R是限流电
阻器，它可以避免在起动时持续起动电流引起马达过负荷，也可以降低马达M1
在刹车时的刹车电流。

这种特殊的情形要求在实践中持续地累积。

此外，对高精
度的电子器件也可以采用低电压的方式来保证其工作的顺利进行。

因此，在进行
电气控制示意图的编制时，应以确保装置及操作者的人身为第一要务。

3.2对原理图进行科学合理的设计
在机械电气控制装置中应用PLC技术，需要事先进行原理图的科学设计，这
也是机械电气控制装置设计研发过程中最基本和基础的工作，在原理图设计中还
要体现出PLC技术在该装置中的应用效果和方式。

通常情况下，原理图设计时需
要将装置控制电路、主电路设计等融入其中，并且还要对这些内容进行科学合理
的设计，在设计的过程中，还要对电气设备的布置等进行合理的划分，并且还要
在原理图上进行准确的标注，并对主线路和分线路进行控制标注，将不同装置的
保护作用进行明确。

另外，在进行原理图设计时，还要对所有的设计细节进行综
合性的分析和评估，以此确保原理图中所有信息的准确性、合理性和全面性，为
后期机械电气控制装置的正常运行提供参考保障。

3.3工程生产效率与质量
一般而言，工程机械的控制回路由电源供电回路、信号回路、自动与手动回路、制动启停回路以及自锁闭锁回路、保护回路等组成，由此实现对工程机械的
电气自动控制。

常见的电源供电回路为单项交流电或直流电，常为220V或24V，
能够为不同型号的机械设备的运行提供电源。

信号回路中设有信号灯、音响和显
示器等设备，可对设备和线路的运行状态信息进行显示，为工作人员制定后续设
备运行方案提供数据参考。

自动与手动回路则是指电气设备中的开关装置，尽管
工厂可利用自动控制系统对设备的运行进行智能调控，但为避免紧急事故的发生，其控制线路中也会设置手动装置，以便工作人员在自动环节失效后利用手动回路
进行控制。

制动启停回路是指电气设备中的紧急关停环节，当发生紧急事故时，
工作人员可通过切断供电电源等方式对设备进行制动，实现电动机的紧急停车。

自锁闭锁回路是控制电气设备在启动按钮松开后能否正常运转的关键环节，人们
将接触器的动断触点串联在线圈电路中，即便启动按钮松开，设备也能继续运行，此时即为自锁；若一台处于运行状态，而另外一台或多台不能启动，则处于闭锁
回路。

保护回路是指电气设备中的保护组件，能够确保设备不会发生短路、过压
等事故。

结束语
纵观机电设备电气控制工作的开展状况，在不断创新和进步的过程中，安装
水平和质量得到极大提高，为更好地适应现代产业发展的需要，对机电一体化设
备电气控制工作的关键技术和应用展开深入探索，明确技术要点和发展趋势，从
而让机械电气一体化设备充分发挥出自身功能。

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