引言：

电气控制系统作为现代机械设备的重要组成部分，在网络结构的支持下，可以全面控制生产机械设备的运行，为提高生产机械设备的运行稳定性提供重要支持。特别是在科学技术飞速发展的推动下，电气控制系统在生产机械设备中的应用率逐渐增加。因此，本文将从两个方面对生产机械设备电气控制系统的设计进行分析，旨在通过明确生产机械电气控制系统的设计原则，找到生产机械电气控制系统的设计方向，进而通过明确生产机械电气控制系统的设计要点，促进设计优化的实施，从而达到提高生产机械电气控制系统设计质量的目的。

1生产机械电气控制系统的设计原则

一是贴合性原则。市场上的生产机械类型具有多样性的特点。在生产机械电气控制系统的设计过程中，应遵循符合性原则，确保电气控制系统与生产机械设备的类型具有高度的符合性，为电气控制系统在生产机械中发挥作用提供保障。二是可行性原则。在设计生产机械电气控制系统的过程中，要立足于可行性原则，确保电气控制系统的设计符合生产过程的实际要求。第三，合理性原则。机电控制系统的设计应从经济、运行和维护等角度考虑，为控制系统的实施提供支持。四、可靠性原则，电气控制系统本身应具有较强的安全性和可靠性，以保证电气控制系统应用于生产机械的长期性和可靠性。

2电气设备自动控制设计思路

2.1评估控制任务

首先，要全面掌握电力设备的实际工作状况及有关条件，并根据电力设备的控制需求，选择合适的PLC操作模式及相应型号，以确保其设计的正确性和针对性。同时，在对控制工作进行评价时，应注重对PLC的设计和分析，并结合实际情况，确定其所需要的规模及相应的处理速率，明确系统的设计难点，以确保系统的设计符合电气设备的自动化要求，使PLC的功能得到最大程度的发挥，确保整个系统的工作效率。

2.2选择PLC型号

在选定PLC的选型时，必须从电力系统的稳定运行出发，并充分考虑到电力系统的实际参数，合理地选用PLC；其次，要根据PLC的生产厂家、实际控制系统要求、以及相应的设计习惯，最大程度地保证所选PLC生产厂家的可靠性；第三，在PLC的选型时，要根据相应的参数统计和电气设备的实际状况和特性，适当调整有关的参数。

2.3系统设计

在电力系统的设计中，必须遵循安全、完整的原则，以保证电力设备的可靠性、安全性和稳定性。电控系统主要包括控制部分、电路部分和抗干扰部分。在实际的系统设计中，必须根据各个部件的实际功能及设备的控制需求，对其进行合理的程序设计，使其在电器控制中的作用得以充分发挥。。

2.4调试控制系统

自动控制系统设计完成后，需要根据实际运行控制要求对电气设备进行测试，通过在线、仿真等各种专业手段对系统功能进行测试和调试，以检验系统设计是否满足电气设备自动控制的要求，确保电气设备能够在自动控制系统的运行下稳定可靠地运行。一方面可以将开关以模拟信号的形式与自动控制系统相连，然后借助模拟信号实现对自动控制系统的评价，同时可以观察系统的运行情况，进行在线调试。另一方面，在程序员的帮助下，我们可以分阶段、分等级进行调试。该方法能及时有效地发现自动控制系统中存在的问题，有助于及时调整系统，进一步保证自动控制系统和电气设备的可靠性和稳定性。

3电气控制系统的设计原理方法

3.1经验设计法

经验设计法是根据具体的生产和原有的生产工艺选择合理的单元电路，或者根据生产要求组装现有的比较完善的电路，然后根据具体要求不断优化升级组装好的电路。经验设计法的特点是设计方法比较简单，容易掌握，没有固定的流程，所以这种方法常用于电路控制系统的设计。但由于经验设计法的设计原理简单，这种设计方法往往不是最优的设计方案，而且由于这种方法没有固定的流程，对设计者是否具有丰富的设计经验有一定的要求。

另外，如果设计中没有现成的典型设计经验，设计人员只能结合电气控制系统设计的具体要求，不断进行分析和测试，在分析中进行电路设计。由于经验设计法对设计人员的设计经验要求较高，具有一定的局限性，在实际设计过程中，设计方案往往存在不同程度的设计漏洞，影响电气控制系统的性能。

因此，设计人员在设计过程中，一定要仔细反复地检查设计，在条件允许的情况下进行模拟实验，获取相应的实验数据，检查实验结果，以便及时发现问题或完成设计方案。

3.2逻辑设计方法

逻辑设计法是在电气控制系统的设计中使用逻辑代数，根据具体的生产需要选择最优的逻辑代数，将电路的所有元件变成逻辑变量，在此基础上设计出每个元件对应的电路设计图，实现逻辑代数变量间的最优解。该逻辑设计方法实用性强，设计的方案能更好地满足设计要求。然而，这种方法在设计过程中难度大、灵活性强且复杂，对设计人员的设计能力要求很高。

3.3电气控制系统原理图设计要点

设计电气控制系统原理图，最重要的是选择合适的电路类型和电压。设计的电路一般采用220V电源或380V电源。但面对复杂的控制电路，需要根据设计电路的实际情况，将控制电压控制在24V、48V、110V。此外，为了使电控系统电路稳定可靠地运行，电路中应安装变压器，并将电路电压控制在合理的范围内。

4生产机械电气控制系统的设计要点

生产机械电气控制系统设计过程中，应该遵循基本原则，选择合适的设计方法，重点把握设计要点。

4.1可靠性设计

综合分析PLC控制技术和现场总线技术，电气控制系统的可靠性有待提高。特别是在变频技术、微电子技术或DCS技术中，需要对可靠性进行综合分析。电控系统的成本相对较高。如果不够可靠和安全，一旦出现问题，整个系统直接瘫痪，客户将承担巨大损失。具体来说，在PCL控制技术中，目前最有效的保护措施是在输入端增加初级光耦，这样即使将来有高压进入回路，初级光耦也可以像保险丝一样更换。此时只需更换光耦，就能及时排除故障。如果保护光耦，考虑选择4N25型；如果开关频率高，考虑选择TIL110型。考虑到开机延时和关机延时，4N25型号为2.8μs和4.5μs，PLC延时为10ms，从反映速度上可以忽略不计。PLC的可靠接地可以很好的减少电位差引起的干扰电流，对误操作等行为有非常好的预防作用。以上所有的设计都可以有效的提高电气控制系统的可靠性，从经济和安全领域为客户提供更好的保护。

4.2智能设计

21世纪，智能这个词已经走进了每一个客户的心里。因此，生产机械的电气控制系统的设计也应该基于智能化。市场上的智能设计是选择相应的软件模块，从而实现更好的控制，为用户节省时间或缩短流程等。电厂电气控制系统的智能化设计可以从数据采集系统入手，选择多线程在线编辑功能，设计具体参数，从而节省时间，缩短流程，达到智能化设计的目的。一般来说，PLC控制系统有三种类型，即单机控制系统、集中控制系统和分布式控制系统。在实际使用阶段，每个控制系统都需要在编辑器中设置非常复杂的参数。如果这项工作是根据操作系统和实际应用软件自动设计并激活智能PLC模块，可以直接节省时间，缩短流程。

4.3节能设计

对于使用生产机械电气控制系统的客户来说，考虑节能是为了降低客户的运营成本，提升整体控制系统的核心竞争力。因此，在电气控制系统的设计过程中，从节能的角度来设计节能和节约成本的系统显得尤为重要。在设计生产机械的电气控制系统时，加入节能设计元素，一方面可以在环保政策下进行生产，另一方面可以在资源紧张的形势下为人类的生存环境提供更好的保障。设计PLC控制系统时，考虑从控制器的分段控制入手。由于变压器的低负载或空载会在很大程度上造成浪费，分段控制策略可以将变压器分为手动启动模式和自动启动模式，不同的控制器可以完成不同的任务。在自动控制系统中，改变变压器的档位，在继电器上连接多个连接点，使变压器在空载或低负载的情况下自动完成单代点，负载较大时自动调整到多路供电的模式。该设计体现了节能减排的理念。因此，在电气控制系统的总体设计中，应根据控制的具体要求、电气电源的变换、电气线路的布置、仪表的控制和布置等，研究控制对象和控制目标。

4.4控制工艺参数调整

在电气设备自动控制系统的实际运行过程中，为了保证设备控制的可靠性和准确性，需要更加重视设备控制过程。在电气设备的自动控制过程中，不可避免地涉及到连续控制和离散控制。这时候就需要借助PLC技术加强对控制过程中相关参数的监控，将模拟量与之前的数据信息进行对比分析，同时根据电气设备的控制要求调整相关参数，保证自动控制的有效性和电气设备运行的稳定性。比如不断变化的温度、电流和电压、各种运动过程的脉冲量和效率等。通过监测和调整相关数据参数，可以进一步提高电气设备自动控制的准确性，保证系统运行的可靠性。

结语

机械设备是工业生产中的重要生产力。为了更好地保障工业生产的正常运行，促进我国工业的高质量发展，设计人员和技术人员应做好生产机械电气控制系统的设计工作。同时，我国工业生产中的各种用电需求也对设计人员提出了更高的要求。设计师要不断学习和丰富自己的设计经验，从而更好地保障工业生产的正常运行，促进我国工业的高质量发展。

参考文献

[1]杨雨佳，张筱璐.电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用研究[J].内燃机与配件，2020（19）：90-91.

[3]陈经文.PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].科学技术创新，2020（23）：151-152.