⑴ 機床電氣控制線路設計通常包含哪些內容
一、控制方案的確定原則
電氣設備的控制方案是多種多樣的，因此，設計人員在設計時，應該本著簡便、可靠、經濟、實用的要求進行控制方案的制定。具體來說，設計人員應該遵循以下原則：經濟效益是控制方式科學與否的重要標准。如果控制邏輯較為簡單，其加工程序也較為穩定的生產設備，則適用於繼電-接觸控制方式，這是較為合理的；反之，如果是加工程序多變，則應該考慮採用編程序控制器；通用化指的是生產機械加工不同對象的通用化程度。如果加工一種或者幾種零件的專用機床，其通用化程度低，那也是合理的，因為其可以保持較高的自動化程度，因此，這樣的機床一般適用於固定的控制電路；而如果是單件、小批量的零件加工的通用機床，則應該採用數字程序或者編程式控制制器控制，因為其可以根據加工對象的不同設定不同加工程序，具有相當的靈活性和通用性；如果控制電路比較簡單，則可以採用電網電源，如果元件多且電路復雜，則對電網電壓隔離降壓，減少故障的可能性。而對於自動化程度高的生產設備，就應該考慮採用直流電源，這樣可以節省安裝的空間，操作和維修也比較方便。事實上，影響方案確定的因素還有很多，在實際的設計中，最後方案的確定要根據設計人員的技術水平和判斷力來決定。
二、電氣控制線路的分析
機床的電氣控制系統應保證機床的使用效能和正確的動作程序。在設計機床的電氣原理圖之前，應當確定電氣控制的方案。控制方式應當與機床的通用化和專用化的程度相適應。對於專用機床，其工作程序往往是固定的，使用中並不需要經常改變原有的程序。因此，控制線路在結構上往往做成「固定」式的。對於一些數控機床，為了適應不同的工藝過程的需要，機床的工作程序往往需要在一定的范圍內加以更改。在機床自動線中可根據控制要求和聯鎖條件的復雜程度不同，採用分散控制的控制方式。但是各台單機的控制方式和基本控制環節應盡量一致，以便簡化設計和製造過程。自動工作循環的組成在方案中可列出有關步驟，或說明行程開關的布置與簡圖。如電磁鐵或電磁閥的通斷狀態與所執行動作，對於機床自動線還應列出自動線的循環周期表。為控制線路原理設計提供具體要求和條件，如自動循環、手動調整、動作程序更換或控制系統的檢測測試等等。聯鎖條件及電氣保護機床的各種運動和操作，都是相互聯系的。
三、電氣控制路線的設計方法
設計人員在進行具體電路設計時，必須要根據主次原則進行設計，順序為設計主電路，設計控制電路，信號電路及局部照明電路設計。在完成初步設計後，必須要仔細檢查，保證線路符合設計要求，同時盡可能使之完善和簡化，最後再根據實際需要選擇所用電器的型號與規格。
（一）控制線路的設計要求
由於電氣的種類繁多，因此不同用途的電氣控制線路，其控制要求也不盡相同，但從規律上，還是必須要應滿足一些基本要求。首先，應該滿足生產機械的工藝要求，正確按照工藝的順序工作，線路結構以簡單為主要目標，盡量選用常用的且經過實際考驗過的線路；其次，操作、調整和檢修要符合方便的原則；最後，具有各種必要的保護裝置和聯鎖環節，即使在誤操作時也不會發生重大事故，工作穩定，安全可靠，符合使用環境條件。
（二）控制線路的設計方法
事實上，電氣控制線路的設計方法主要歸納為兩種：一種是經驗設計法，另一種是邏輯設計法。所謂經驗設計法是指，依照生產工藝的要求，根據電動機的控制方法，使用典型環節線路直接進行設計，首先設計出各個獨立的控制電路，最後結合設備的工藝要求，來決定各部分電路的聯鎖或聯系。這種方法的優點是簡單，不過其缺點也很明顯，即對於比較復雜的線路，就要求設計人員擁有豐富的工作經驗，同時需要繪制大量的線路圖，而且可能要進行多次的修改，才能得到符合要求的控制線路。所謂邏輯設計法是指採用邏輯代數進行設計，按此方法設計的線路結構合理，可節省所用元件的數量。
（三）設計控制線路注意事項
為了使線路設計得簡單且准確可靠，在設計具體線路時，應注意以下幾個問題：盡量減少連接導線，設計人員在設計控制電路時，必須考慮要電氣設備各元器件的實際位置，應該在符合設計原則的基礎上，盡可能減少配線時的連接導線。正確連接電器的線圈，從理論上看，電壓線圈一般不能串聯使用，原因就在於它們的阻抗不盡相同，這樣就可能會造成兩個線圈上的電壓分配不等。而即使是兩個同型號線圈，在外加電壓是它們的額定電壓之和的理想情況下，也不能這樣連接。因為，電器動作是有先後的，而當一個接觸器先動作時，其線圈阻抗增大，該線圈上的電壓降增大，使另一個接觸器不能吸合，如果情況嚴重，還可能使線圈燒毀。此外，如果電感量相差懸殊的兩個電器線圈，也不應該並聯連接。控制線路中應避免出現寄生電路寄生電路是線路動作過程中意外接通的電路。盡可能減少電器數量、採用標准件和相同型號的電器盡量減少不必要的觸點以簡化線路，提高線路可靠性。
⑵ 電氣控制設備設計所遵循的原則
一、電氣控制系統設計的基本內容
機械設備的控制系統絕大多數屬於電力拖動控制系統，因此生產機械電氣控制系統設計的基本內容有以下幾個方面：
１．確定電力拖動方案。
２．設計生產機械電力拖動自動控制線路。
３．選擇拖動電機及電氣元件，制定電器明細表。
４．進行生產機械電力裝備施工設計
５．編寫生產機械電氣控制系統的電氣說明書與設計文件
二、電力拖動方案確定的原則
對各類生產機械電氣控制系統的設計，首要的是選擇和確定合適的拖動方案。
主要根據設備的工藝要求及結構來選用電動機的數量，然後根據各生產機械的調速要求來確定調速方案，同時，應當考慮電動機的調速特性與負載特性相適應，以求得電動機充分合理的應用。
1．無電氣調速要求的生產機械
在不需要電氣調速和起動不頻繁的場合，應首先考慮採用鼠籠式非同步電動機。在負載靜轉矩很大的拖動裝置中，可考慮採用繞線式非同步電動機。對於負載很平穩、容量大、且起停次數很少時，則採用同步電動機更為合理，不僅可以充分發揮同步電動機效率高、功率因數高的優點，還可以調節勵磁使它工作在過勵情況下，提高電網的功率因數。
2．要求電氣調速的生產機械
應根據生產機械的調速要求（如調速范圍、調速平滑性、機械特性硬度、轉速調節級數及工作可靠性等）來選擇拖動方案，在滿足技術指標的前提下，進行經濟比較。最後確定最佳拖動方案。
調速范圍D＝2～3，調速級數≤2～4。一般採用改變磁極對數的雙速或多速籠式非同步電動機拖動。
調速范圍D＜3，且不要求平滑調速時，採用繞線式轉子感應電動機拖動。但只適用於短時負載和重復短時負載的場合。
調速范圍D＝3～10，且要求平滑調速時，在容量不大的情況下，可採用帶滑差離合器的非同步電動機拖動系統。若需長期運轉在低速時，也可考慮採用晶閘管直流拖動系統。
調速范圍D＝10～100時，可採用直流拖動系統或交流調速系統。
三相非同步電動機的調速，以前主要依靠改變定子繞組的極數和改變轉子電路的電阻來實現。目前，變頻調速和串級調速已得到廣泛的應用。
3．電動機調速性質的確定
電動機的調速性質應與生產機械的負載特性相適應。對於雙速籠型非同步電動機當定子繞組由Δ聯接改為YY接法時，轉速由低速轉為高速，功率卻變化不大，適用於恆功率傳動；當定子繞組由Y聯接改為YY接法時，電動機輸出轉矩不變，適用於恆轉矩傳動。對於直流他勵電動機，改變電樞電壓調速為恆轉矩輸出；而改變勵磁調速為恆功率調速。
若採用不對應調速，即恆轉矩負載採用恆功率調速或恆功率負載採用恆轉矩調速，都講使電動機額定功率增大D倍（D 為調速范圍），且部分轉矩未得到充分利用。所以電動機調速性質是指電動機在整個調速范圍內轉矩、功率與轉速的關系。究竟是容許恆功率輸出還是恆轉矩輸出，在選擇條蘇方法是，應盡可能使它與負載性質相同。
三、控制方案的確定原則
設備的電氣控制方法很多，由繼電器接觸器的有觸點控制，有無觸點邏輯控制，有可編程序控制器控制、計算機控制等。總之，合理地確定控制方案，設計實現、簡便、可靠、經濟、適用的電力拖動控制系統的重要前提。
控制方案的確定，應遵循以下原則：
1．控制方式與拖動需要相適應。控制方式並非越先進越好，而應該以經濟效益為標准。控制邏輯簡單、加工程序基本固定的生產機械設備，採用繼電器接觸器控制方式比較合理；對於經常改變加工程序或控制邏輯復雜的生產機械設備，則採用可編程序控制器較為合理。
2．控制方式與通用化程度相適應。通用化是指生產機械加工不同對象的通用化程度，它與自動化是兩個概念。對於某些加工一種或幾種零件的專用機床，它的通用化程度很低，但它可以有較高的自動化程度，這種機床宜採用固定的控制電路；對於單件、小批量且可以加工形狀復雜零件的通用機床，則採用數字程序控制，或採用可編程序控制器控制，因為他們可以根據不同的加工對象而設定不同的加工程序，因而有較好的通用性和靈活性。
3．控制方式應最大限度滿足工藝要求。根據加工哦年工藝要求，控制線路應具有自動循環、半自動循環、手動調整、緊急快退、保護性連鎖、信號指示和故障診斷等功能，以最大限度滿足工藝要求。
4．控制電路的電源應當可靠。簡單的控制電路可直接用電網電源，元件較多、電路較復雜的控制裝置，可將電網電壓隔離降壓，以降低故障率。對於自動化程度較高的生產設備可採用直流電源，這有助於節省安裝空間，便於同無觸點元件連接，元件動作平穩，操作維修也比較安全。
影響方案確定的因素很多，最後選定方案的技術水平和經濟水平，取決於設計人員的設計經驗和設計方案的靈活運用。