① 设备选购应考虑哪些主要因素
设备的选择原则是每个企业经营中的一个重要问题。合理地选购设备，可以使企业以有限的设备投资获得最大的生产经济效益。这是设备管理的首要环节。为了讨论方便，结合更新问题进行讨论。
选择设备的目的，是为生产选择最优的技术装备，也就是选择技术上先进，经济上合理的最优设备。
一般来说，技术先进和经济合理是统一的。这是因为，技术上先进总有具体表现的，如表现为设备的生产效率高等。但是由于各种原因，有时两者表现出一定矛盾。例如，某台设备效率比较高，但能源消耗大。这样，从全面衡量经济效果不一定适宜。再如，某些自动化水平和效率都很高的先进设备，在生产的批量还不够大的情况下使用，往往会带来设备负荷不足的矛盾。选择机器设备时，必须全面考虑技术和经济效果。下面列举几个因素，供选择设备时参考。
1.生产性
生产性是指设备的生产效率。选择设备时，总是力求选择那些以最小输入获得最大输出的设备。目前，在提高设备生产率方面的主要趋向有下列几项。
设备的大型化—这是提高设备生产率的重要途径。如30万吨合成氨设备、48万吨尿素设备等都是向大型化的化肥装置发展。设备大型化可以进行大批量生产，劳动生产率高，节省制造设备的钢材，节省投资，产品成本低，有利于采用新技术，有利于实现自动化。是不是设备越大越好呢？设备大型化受到一些技术经济因素限制。大型化的设备，产量大，相应地原材料、产品和废料的吞吐量也大，同时要受到运输能力的影响，受到市场和销售的制约。而且，在现有的工艺条件下，有些设备的大型化，不能显著地提高技术经济指标，设备大型化使生产高度集中，环境保护工作量比较大。
设备高速化—高速化表现在生产、加工速度、化学反应、运算速度的加快等方面，它可以大大提高设备生产率。但是，也带来了一些技术经济上的新问题。主要有：随着运转速度的加快，驱动设备的能源消耗量相应增加，有时能源消耗量的增长速度，甚至超过转速的提高；由于速度快，对于设备的材质、附件、工具的质量要求也相应提高；速度快，零部件磨损、腐蚀快，消耗量大；由于速度快，不安全因素也增大，要求自动控制，而自动控制装置的投资较多等。因此，设备的高速化，有时并不一定带来更好的经济效果。
设备的自动化—自动化的经济效果是很显著的。而且由电子装置控制的自动化设备（如机械手、机器人），还可以打破人的生理限制，在高温、剧毒、深冷、高压、真空、放射性条件下进行生产和科研。因此，设备的自动化，是生产现代化的重要标志。但是，这类设备价格昂贵，投资费用大；生产效率高，一般要求大批量生产；维修工作繁重，要求有较强的维修力量；能源消耗量大；要求较高的管理水平。这说明，采用自动化的设备需要具备一定的技术条件。
2.可靠性
可靠性是表示一个系统、一台设备在规定的时间内、在规定的使用条件下、无故障地发挥规定机能的程度。所谓规定条件是指工艺条件、能源条件、介质条件及转速等。规定时间是指设备的寿命周期、运行间隔期、修理间隔期等。规定的机能是指额定能力，如压缩机的打气量、氨合成塔的氨合成量、热交换器的换热量等。人们总是希望设备能够无故障的连续工作，以达到生产更多产品的目的。现代化学工业，由于设备大型化、单机化、高性能化、连续化与自动化的水平越来越高，则设备的停产损失也越大。因此，产品的质量、产量及生产的总经济效益对设备的依赖性越来越大，所以对设备的可靠性要求也越来越高。一个系统、一台设备的可靠性愈高，则故障率愈低，经济效益愈高，这是衡量设备性能的一个重要方面。
同时，就设备的寿命周期而论，随着科学技术的发展，新工艺、新材料的出现，以及摩擦学和防腐技术的发展，化工设备的使用寿命可以大大延长，这样，每年分摊的设备折旧费就愈少。当然，在决定设备折旧时，要同时考虑到设备的无形磨损。
3.维修性（或叫可修性、易修性）
维修性影响设备维护和修理的工作量和费用。维修性好的设备，一般是指设备结构简单，零部件组合合理；维修的零部件可迅速拆卸，易于检查，易于操作，实现了通用化和标准化，零件互换性强等。一般说来，设备越是复杂、精密，维护和修理的难度也越大，要求具有相适应的维护和修理的专门知识和技术，对设备的润滑油品、备品配件等器材的要求也高。因此在选择设备时，要考虑到设备生产厂提供有关资料、技术、器材的可能性和持续时间。
4.节能性
节能性是指设备对能源利用的性能。节能性好的设备，表现为热效率高、能源利用率高、能源消耗量少。一般以机器设备单位开动时间的能源消耗量来表示，如小时耗电量、耗汽（气）量；也有以单位产品的能源消耗量来表示的，如合成氨装置，是以每吨合成氨耗电量来表示，而汽车以L/100km的耗油量来表示。能源使用消耗过程中，被利用的次数越多，其利用率就越高。在选购设备时，切不可采购那些“煤老虎”、“油老虎”、“电老虎”设备。已经使用的，要及时加以改造。
5.耐蚀性
各种化工生产，都离不开酸、碱、盐类等介质，对生产设备基本上都有腐蚀性，仅严重程度有所不同。因此，机械设备应具有一定的防腐蚀性能。诚然，制造一种完全不腐蚀的设备是不可能，经济上也是不合理的。所以要在经济实用的前提下，尽量降低腐蚀速度，延长设备的使用寿命。这需从设备选材、结构设计和表面处理等方面采取相应措施，以保证生产工艺的需要。
6.成套性
成套性是指各类设备之间及主辅机之间要配套。如果设备数量很多，但是设备之间不配套、不平衡，不仅机器的性能不能充分发挥，而且经济上可能造成很大浪费。设备配套，就是要求各种设备在性能、能力方面互相配套。设备的配套包括单机配套、机组配套和项目配套。单机配套，是指一台机器的主机、辅机、控制设备之间，以及与其他设备配套。这对于连续化生产的设备，特别是化工生产装置显得更重要。项目配套，是指一个新建项目中的各种机器设备的成龙配套，如工艺设备、动力设备和其他辅助生产设备的配套。
7.通用性
这里讲的通用性，主要指一种型号的机械设备的适用面要广，即要强调设备的标准化、系列化、通用化。就一个企业来说，同类型设备的机型越少，数量越多，对于设备的备用、检修、备件储备等管理都是十分有利的。目前有不少设备，虽然型号一样，或一个厂的不同年份的产品，由于某些零件尺寸略有差异，就给设备检修、备件储备带来很多困难和不必要的资金积压，并增大了检修费用。不少专用设备，目前还采用带图加工的办法，是很不合理的。一是不能批量生产，成本较高，质量不易保证；二是备品储备增加；三是工艺改变，不利于设备的充分利用。事实说明专用设备实行标准化、系列化是完全可能的。如化肥厂国内已基本形成系列，大部分设备已标准化、系列化。再如搪玻璃设备，全国已统一标准，形成了系列，便于组织生产，便于使用厂选用和订购。其他化工专用设备，如反应釜（也有称反应锅、反应罐等）、储罐等，目前都有标准设计。各厂在新设备设计或老设备更新改造时，应尽量套用标准设计，而不要另起“炉灶”。一来可节省设计费用，减少不必要的重复劳动；二来对推动标准化、系列化、通用化有益，对改善企业管理有利。
以上是选择机器设备要考虑的主要因素。对于这些因素要统筹兼顾，全面权衡利弊。
二、设备选择的管理
企业选用什么样的设备，是决定企业装备水平的重要环节。企业各业务部门对此既要有明确的分工，又要紧密配合。设备的选择，应以设备管理部门为主，把有关科室组织、协调起来，以便于对设备进行全面评价。
② 药品生产企业设备的设计，造型，安装应该哪些要求
1、设备的设计与安装应符合药品生产及工艺的要求，安全、稳定、可靠，易于清洗、消毒或灭菌，便于生产操作和维修保养，并能防止差错和交叉污染。
2、设备的材质选择应严格控制。与药品直接接触的零部件均应选用无毒、耐腐蚀，不与药品发生化学变化或吸附药品的材质。
3、与药品直接接触的设备内表面及工作零件表面，尽可能不设计有台、沟及外露的螺栓连接。表面应平整、光滑、无死角，易清洗与消毒。
4、设备应不对装置之外环境构成污染，鉴于每类设备所产生污染的情况不同，应采取防尘、防漏、隔热、防噪声等措施。
5、在易燃易爆环境中的设备，应采用防爆电器并设有消除静电及安全保险装置。
6、对注射药物剂的灌装设备除应处于相应的洁净室内运行外，要按GMP要求，局部采用100级层流洁净空气保护下完成各个工序。
7、药液、注射用水及净化压缩空气管道的设计应避免死角、盲管。材料应无毒，耐腐蚀。内表面应经电化抛光，易清洗。管道应标明管内物料流向。其制备、贮存和分配设备结构上应防止微生物的滋生和污染。管路的连接应采用快卸式连接，终端设过滤器。
8、当驱动磨擦而产生的微量异物及润滑无法避免时，应对其机件部位实施封闭并与工作室隔离，所用的润滑剂不得对药品、包装容器等造成污染。对于必须进入工作室的机件也应采取隔离保护措施。
9、设备清洗除采用一般方法外，最好配备就地清洗（CIP），就地灭菌（SIP）的洁净、灭菌系统。
10、设备设计应标准化、通用化、系列化和机电一体化。实现生产过程的连续密闭、自动检测，是全面实施设备GMP要求的保证。
③ 装置设备布置设计的一般要求是什么
答：(1)满足工艺流程要求，按物流顺序布置设备;
(2)工艺装置的设备、建筑物、构筑物平面布置的防火间距应满足表5.1.10的要求，符合安全生产和环境保护要求;
(3)应考虑管道安装经济合理和整齐美观，节省用地和减少能耗，便于施工、操作和维修;
(4)应满足全厂总体规划的要求;装置主管廊和设备的布置应根据装置在工厂总平面图上的位置以及有关装置、罐区、系统管廊、道路等的相对位置确定，并与相邻装置的布置相协调;
(5)根据全年最小频率风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置;
(6)设备应按工艺流程顺序和同类设备适当集中相结合的原则进行布置。在管廊两侧按流程顺序布置设备、减少占地面积、节省投资。处理腐蚀性、有毒、粘稠物料的设备宜按物性分别紧凑布置;
(7)设备、建筑物、构筑物应按生产过程的特点和火灾危险性类别分区布置。为防止结焦、堵塞、控制温降、压降，避免发生副反应等有工艺要求的相关设备，可靠近布置;
(8)设备基础标高和地下受液容器的位置及标高，应结合装置的坚向布置设计确定;
(9)在确定设备和构筑物的位置时，应使其地下部分的基础不超出装置边界线;
(10)输送介质对距离。角度、高差等有特殊要求的管道布置，应在设备布置设计时统筹规划。
④ 在机械设备安装中有哪些注意事项
在机械设备安装中，设备的坐标位置调整(找正)、水平度的调整(找平)、高度的调整(找标高)以及紧固地脚螺栓是一个综合调整的过程，当对其中一个项目进行调整时，对其他项目可能产生影响，全部项目调整合格，需要多次反复才能完成。
(一)设备找正
设备找正是用移动设备的方法将其调整到设计规定的平面坐标位置上，即将其纵向中心线和横向中心线与基准线的偏差控制在设计或规范允许的范围内。
(二)设备找平
设备找平是指在安装中用调整垫铁高度的方法将其调整到设计规定的水平状态,水平度偏差控制在设计或规范规定的允许范围内。
设备的水平度通常用水平仪测量。检测应选择在设备的精加工面上。
有的设备在安装中其水平度的要求是以垂直度来保证的，例如有立柱加工面或有垂直加工面的设备。
(三)设备找标高
设备找标高是指在安装中用调整垫铁高度的方法将其调整到设计规定的高度位置，高度偏差控制在设计或有关规范允许的范围内。
⑤ 塔式设备设计和选型的基本原则是什么
一、关于冷却塔
冷却塔是利用空气同水的接触（直接或间接）来冷却水的设备。是以水为循环冷却剂，从一个系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内温度，制造冷却水可循环使用的设备。
冷却塔的结构组成及功能：
支架和塔体：外部支撑；
填料：为水和空气提供尽可能大的换热面积；
冷却水槽：位于冷却塔底部，接收冷却水；
收水器：回收空气流带走的水滴；
进风口：冷却塔空气入口；
百叶窗：平均进气气流，保留塔内水分；
淋水装置：将冷却水喷出；
风机：向冷却塔内送风；
轴流风扇用于诱导通风冷却塔；
轴流/离心风扇用于强制通风冷却塔。
二、冷却塔的选型与计算
01选型须知
1、请注明冷却塔选用的具体型号，或每小时处理的流量。
2 、冷却塔进塔温度和出塔水温。
3、请说明给什么设备降温、现场是否有循环水池，现场安装条件如何。
4、若需要备品备件及其他配件，有无其他要求等请注明。
5、非常条件使用请说明使用环境和具体情况，以便选择适当的冷却塔型号。
6、特殊情况、型号订货时请标明，以双方合同、技术协议约定专门进行设计。
冷却塔详细选型：
1、首先要确定冷却塔进水温度，从而选择标准型冷却塔、中温型冷却塔还是高温型冷却塔。
2、确定使用设备或者可以按照现场情况对噪声的要求，可以选择横流式冷却塔或者逆流式冷却塔。
3、根据冷水机组或者制冷机的冷却水量进行选择冷却塔流量，一般来讲冷却塔流量要大于制冷机的冷却水量。（一般取1.2—1.25倍）。
4、多台并联时尽量选择同一型号冷却塔。
其次，冷却塔选型时要注意：
1、冷却塔的塔体结构材料要稳定、经久耐用、耐腐蚀，组装配合精确。
2、配水均匀、壁流较少、喷溅装置选用合理，不易堵塞。
3、冷却塔淋水填料的型式符合水质、水温要求。
4、风机匹配，能够保证长期正常运行，无振动和异常噪声，而且叶片耐水侵蚀性好并有足够的强度。风机叶片安装角度可调，但要保证角度一致，且电机的电流不超过电机的额定电流。
5、电耗低、造价低，中小型钢骨架玻璃冷却塔还要求质量轻。
6﹑冷却塔应尽量避免布置在热源、废气和烟气发生点、化学品堆放处和煤堆附近。
7、冷却塔之间或塔与其它建筑物之间的距离，除了考虑塔的通风要求，塔与建筑物相互影响外，还应考虑建筑物防火、防爆的安全距离及冷却塔的施工及检修要求。
8、冷却塔的进水管方向可按90°、180°、270°旋转。
9、冷却塔的材料可耐-50℃低温，但对于最冷月平均气温低于-10℃的地区订货时应说明，以便采取防结冰措施。冷却塔造价约增加3%。
10、循环水的浊度不大于50mg/l，短期不大于100mg/l不宜含有油污和机械性杂质，必要时需采取灭藻及水质稳定措施。
11、布水系统是按名义水量设计的，如实际水量与名义水量相差±15%以上，订货时应说明，以便修改设计。
12、冷却塔零部件在存放运输过程中，其上不得压重物，不得曝晒，且注意防火。冷却塔安装、运输、维修过程中不得运用电、气焊等明火，附近不得燃放爆竹焰火。
13、圆塔多塔设计，塔与塔之间净距离应保持不小于0.5倍塔体直径。横流塔及逆流方塔可并列布置。
14、选用水泵应与冷却塔配套，保证流量，扬程等工艺要求。
15、当选择多台冷却塔的时候，尽可能选用同一型号。
02三个指标
此外，衡量冷却塔的效果还通常采用三个指标：
（1）冷却塔的进水温度t1和出水温度t2之差Δt。Δt被称为冷却水温差，一般来说，温差越大，则冷却效果越好。对生产而言，Δt越大则生产设备所需的冷却水的流量可以减少。但如果进水温度t1很高时，即使温差Δt很大，冷却后的水温不一定降低到符合要求，因此这样一个指标虽是需要的，但说明的问题是不够全面的。
（2）冷却后水温t2和空气湿球温度ξ的接近程度Δt’。Δt’=t2-ξ(℃)Δt’称为冷却幅高。Δt’值越小，则冷却效果越好。事实上Δt’不可能等于零。
（3）考虑冷却塔计算中的淋水密度。淋水密度是指1m2有效面积上每小时所能冷却的水量。用符号q表示。q=Q/Fm3/m2.h（Q-冷却塔流量，m3/h；F-冷却塔的有效淋水面积，m2）。
03方法/步骤
冷却塔的制冷量要根据使用地的湿球温度、相对湿度、空气流动速度、喷淋水量、冷却介质粘度系数、换热管热阻等参数进行繁琐的热工计算。一般选型时用户可按以下简单方式进行，根据计算的制冷量（Kcal/h），选择相应制冷能力冷却塔。
☆根据冷却介质流量、温差计算 Qs=cm△t
Qs-冷却介质散热量，单位Kcal/h；
C-冷却介质比热容，单位Kcal(kg·℃)，水的比热容为1Kcal/kg·℃；
m-冷却介质质量，也即流量，单位为kg/h；
△t-冷却介质进、出口温差，单位为k或℃。
☆根据设备无效功率计算 Qs=额定功率（Kw）*比例*860(Kcal/(h·kw))
☆根据淬火件产量计算 Qs=淬火件产量（kg/h）*淬火件比热容*淬火件温差。
已知基它条件确定冷却塔循环水量的常用公式：
a.冷却水量=主机制冷量（KW）×1.2×1.25×861/5000（m3/h）
b.冷却水量=主机冷凝器热负荷（kcal/h）×1.2/5000（m3/h）
c.冷却水量=主机冷凝器热负荷（m3/h）×1.2（m3/h）
d.冷却水量=主机制冷量（冷吨）×0.8（m3/h）
e.冷却水量=主机蒸发器热负荷（kcal/h）×1.5×1.25/5000（m3/h）
f.冷却水量=主机蒸发器热负荷（m3/h）×1.2×1.25（m3/h）
g.冷却水量=主机蒸发器热负荷（冷吨）×1.2×1.25×3024/5000（m3/h）
注：以上：1.2为选型余量1.25为冷凝器负荷系数。
h.远大溴化锂主机每100万大卡的制冷量在
工况①：37.5/32/28，（冷却水流量：300~330m3/h）配350-400的塔；
工况②：37/30/28，（冷却水流量：248m3/h）配450的塔。
⑥ 关于现在的电气设计要求有哪些
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电气原理图设计
为满足生产机械及工艺要求进行的电气控制电路的设计
电气工艺设计
为电气控制装置的制造,使用,运行,维修的需要进行的生产施工设计
第一节 电气控制设计的原则和内容
一,电气控制设计的原则
1)最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求
2)在满足要求的前提下,使控制系统简单,经济,合理,便于操作,维修方便,安全可靠
3)电器元件选用合理,正确,使系统能正常工作
4)为适应工艺的改进,设备能力应留有裕量
二,电气控制设计的基本内容
1.电气原理图设计内容
1) 拟定电气设计任务书
2)选择电力拖动方案和控制方式
3)确定电动机的类型,型号,容量,转速
4)设计电气控制原理图
5)选择电器元件及清单
6)编写设计计算说明书
2. 电气工艺设计内容
1)设计电气设备的总体配置,绘制总装配图和总接线图
2)绘制各组件电器元件布置图与安装接线图,标明安装方式,接线方式
3)编写使用维护说明书
第二节 电力拖动方案的确定和电动机的选择
一,电力拖动方案的确定
1,拖动方式的选择
2,调速方案的选择
3,电动机调速性质应与负载特性相适应
二,拖动电动机的选择
(一)电动机选择的基本原则
1)电动机的机械特性应满足生产机械的要求,与负载的特性相适应
2)电动机的容量要得到充分的利用
3)电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求,适合工作环境
4)在满足设计要求前提下,优先采用三相异步电动机
(二)根据生产机械调速要求选择电动机
一般---三相笼型异步电动机,双速电机
调速,起动转矩大---三相笼型异步电动机
调速高---直流电动机,变频调速交流电动机
(三)电动机结构形式的选择
根据工作性质,安装方式,工作环境选择
(四)电动机额定电压的选择
(五)电动机额定转速的选择
(六)电动机容量的选择
1,分析计算法:
此外,还可通过对长期运行的同类生产机械的电动机容量进行调查,并对机械主要参数,工作条件进行类比,然后再确定电动机的容量.
第三节 电气控制电路设计的一股要求
一,电气控制应最大限度地满足生产机械加工工艺的要求
设计前,应对生产机械工作性能,结构特点,运动情况,加工工艺过程及加工情况有充
分的了解,并在此基础上设计控制方案,考虑控制方式,起动,制动,反向和调速的要求,
安置必要的联锁与保护,确保满足生产机械加工工艺的要求.
二,对控制电路电流,电压的要求
应尽量减少控制电路中的电流,电压种类,控制电压应选择标准电压等级.电气控制电
各常用的电压等级如表10-2所示.
三,控制电路力求简单,经济
1.尽量缩短连接导线的长度和导线数量 设计控制电路时,应考虑各电器元件的安装
立置,尽可能地减少连接导线的数量,缩短连接导线的长度.如图10-l.
2.尽量减少电器元件的品种,数量和规格 同一用途的器件尽可能选用同品牌,型号的产品,并且电器数量减少到最低限度.
3.尽量减少电器元件触头的数目.在控制电路中,尽量减少触头是为了提高电路运行
的可靠性.例如图10-2a所示.
4.尽量减少通电电器的数目,以利节能与延长电器元件寿命,减少故障.如图10-3a所示.
四,确保控制电路工作的安全性和可靠性
1.正确连接电器的线圈 在交流控制电路中,同时动作的两个电器线圈不能串联,两个电磁线圈需要同时吸合时其线圈应并联连接,如图10-4b所示.
在直流控制电路中,两电感值相差悬殊的直流电压线圈不能并联连接.
2正确连接电器元件的触头 设计时,应使分布在电路中不同位置的同一电器触头接到电源的同一相上,以避免在电器触头上引起短路故障.
3防止寄生电路 在控制电路的动作过程中.意外接通的电路叫寄生电路.
4.在控制电路中控制触头应合理布置.
5.在设计控制电路中应考虑继电器触头的接通与分断能力.
6,避免发生触头"竞争","冒险"现象
竞争:当控制电路状态发生变换时,常伴随电路中的电器元件的触头状态发生变换.由于电器元件总有一定的固有动作时间,对于一个时序电路来说,往往发生不按时序动作的情况,触头争先吸合,就会得到几个不同的输出状态,这种现象称为电路的"竞争".
冒险:对于开关电路,由于电器元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出,这种现象称为"冒险".
7.采用电气联锁与机械联锁的双重联锁.
五,具有完善的保护环节
电气控制电路应具有完善的保护环节,常用的有漏电保护,短路,过载,过电流,过电压,欠电压与零电压,弱磁,联锁与限位保护等.
六,要考虑操作,维修与调试的方便
第四节 电气控制电路设计的方法与步骤
一,电气控制电路设计方法简介
设计电气控制电路的方法有两种,一种是分析设计法,另一种是逻辑设计法.
分析设计法(经验设计法):根据生产工艺的要求选择一些成熟的典型基本环节来实现这些基本要求,而后再逐步完善其功能,并适当配 置联锁和保护等环节,使其组合成一个整体,成为满足控制要求的完整电路.
逻辑设计法:利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路.
在继电接触器控制电路中,把表示触头状态的逻辑变量称为输人逻辑变量,把表示继电
器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量.输人,输出逻辑变量之间的相互关
系称为逻辑函数关系,这种相互关系表明了电气控制电路的结构.所以,根据控制要求,将
这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式,再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数
式进行化简,然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图,最后再作进一步的检查
和优化,以期获得较为完善的设计方案.
二,分析设计法的基本步骤
分析设计法设计电气控制电路的基本步骤是:
l)按工艺要求提出的起动,制动,反向和调速等要求设计主电路.
2)根据所设计出的主电路,设计控制电路的基本环节,即满足设计要求的起动,制动,
反向和调速等的基本控制环节.
3)根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系,确定控制参量并设计控制电路的特殊
环节.
4)分析电路工作中可能出现的故障,加入必要的保护环节.
5)综合审查,仔细检查电气控制电路动作是否正确 关键环节可做必要实验,进一步
完善和简化电路a
三,分析设计法设计举例
下面以横梁升降机构的电气控制设计为例来说明分析设计法设计电气控制电路的方法与
步骤.
在龙门刨床上装有横梁升降机构,加工工件时,横梁应夹紧在立柱上,当加工工件高低
不同时,则横梁应先松开立柱然后沿立柱上下移动,移动到位后,横梁应夹紧在立柱上.所
以,横梁的升降由横梁升降电动机拖动,横梁的放松,夹紧动作由夹紧电动机,传动装置与
夹紧装置配合来完成.
(一)横梁升降机构的工艺要求:
(1)横梁上升时,自动按照先放松横梁一横梁上升一夹紧横梁的顺序进行.
(2)横梁下降时,自动按照放松横梁一横梁下降一横梁回升一夹紧横梁的顺序进行.
(3)横梁夹紧后,夹紧电动机自动停止转动.
(4)横梁升降应设有上下行程的限位保护,夹紧电动机应设有夹紧力保护.
(二)电气控制电路设计过程
1.主电路设计: 横梁升降机构分别由横梁升降电动机MI与横梁夹紧放松电动机W拖
动.巴两台电动机均为三相笼型异步电动机,均要求实现正反转.因此采用KM1I,KM2.
KM3,KM4四个接触器分别控制M1和M2的正反转,如图10-9所示.
2.控制电路基本环节的设计:由于横梁升降为调整运动,故对M1采用点动控制,一个
点动按钮只能控制一种运动,故用上升点动按钮犯 与下降点动按钮明 来控制横梁的升降,但在移动前要求先松开横梁,移动到位松开点动按钮时又要求横梁夹紧,也就是说点动按钮要控制KMI-KM4四个接触器,所以引入上升中间继电器KA1与下降中间继电器KA2,再由中间继电器去控制四个接触器.于是设计出横梁升降电气控制电路草图之一,如图10-9所示.
3.设计控制电路的特殊环节
1)横梁上升时,必须使夹紧电动机MZ先工作,将横梁放松后,发出信号,使MZ停止
工作,同时使升降电动机MI工作,带动横梁上升.按下上升点动按钮,中间继电器KAI线圈通电吸合,其常开触头闭合,使接触器KM4通电吸合,MZ反转起动旋转,横梁开始放松;横梁放松的程度采用行程开关地 控制,当横梁放松到一定程度,撞块压下你用地 的常闭触头断开来控制接触器KM4线圈的断电,常开触头闭合控制接触器KMI线圈的通电,KMI的主触头闭合使MI正转,横梁开始作上升运动.
2)升降电动机拖动横梁上升至所需位置时,松开上升点动按钮犯,中间继电器KAI
接触器KMI线圈相继断电释放,接触器KM3线圈通电吸合,使升降电动机停止工作,同时
使夹紧电动机开始正转,使横梁夹紧.在夹紧过程中.行程开关 SQI复位,因此 KM3应加
自锁触头,当夹紧到一定程度时,发出信号切断夹紧电动机电源.这里采用过电流继电器控
制夹紧的程度,即将过电流继电器KA3线圈串接在夹紧电动机主电路任一相中.当横梁夹
紧时,相当于电动机工作在堵转状态,电动机定子电流增大,将过电流继电器的动作电流整
定在两倍额定电流左右;当横梁夹紧后电流继电器动作,其常闭触头将接触器KM3线圈电
路切断.
3)横梁的下降仍按先放松再下降的方式控制,但下降结束后需有短时间的回升运动,该回升运动可采用断电延时型时间继电器进行控制.时间继电器KT的线圈由下降接触器 KMZ常开触头控制,其断电延时断开的常开触头与夹紧接触器KM3常开触头串联后并接于上升电路中间继电器KAI常开触头两端.这样,当横梁下降时,时间继电器KT线圈通电吸合,其断电延时断开的常开触头立即闭合,为回升电路工作作好准备.当横梁下降至所需位置时,松开下降点动按钮田.KMZ线圈断电释放,时间继电器KT线圈断电,夹紧接触器.
3.设计控制电路的特殊环节
1)横梁上升时,必须使夹紧电动机MZ先工作,将横梁放松后,发出信号,使MZ停止
IW,同时使升降电动机 MI工作,带动横梁上升.按下上升点动按钮犯,中间继电器
KAI线圈通电吸合,其常开触头闭合,使接触器KM4通电吸合,MZ反转起动旋转,横梁开
始放松;横梁放松的程度采用行程开关地 控制,当横梁放松到一定程度,撞块压下 SQI,
用明 的常闭触头断开来控制接触器KM4线圈的断电,常开触头闭合控制接触器KMI线圈
的通电,KMI的主触头闭合使MI正转,横梁开始作上升运动.
2)升降电动机拖动横梁上升至所需位置时,松开上升点动按钮肥,中间继电器KAI
接触器KMI线圈相继断电释放,接触器KM3线圈通电吸合,使升降电动机停止工作,同时
使夹紧电动机开始正转,使横梁夹紧.在夹紧过程中,行程开关地 复位,因此 KM应加
自锁触头,当夹紧到一定程度时,发出信号切断夹紧电动机电源.这里采用过电流继电器控
制夹紧的程度,即将过电流继电器KA3线圈串接在夹紧电动机主电路任一相中.当横梁夹
紧时,相当于电动机工作在堵转状态,电动机定子电流增大,将过电流继电器的动作电流整
定在两倍额定电流左右;当横梁夹紧后电流继电器动作,其常闭触头将接触器KM3线圈电
路切断.KM3线圈通电吸合,横梁开始夹紧.此时,上升接触器KMI线圈通过闭合的时间断电器KT常开触头及KM3常开触头而通电吸合,横梁开始回升,经一段时间延时,延时断开的常开触头KT断开,KMI线圈断电释放,回升运动结束,而横梁还在继续夹紧,夹紧到一定程度,过电流继电器动作,夹紧运动停止.此时的横梁升降电气控制电路设计草图如图10-10
所示.
4.设计联锁保护环节
横梁上升限位保护由行程开关SQZ来实现;下降限位保护由行程开关SQ3来实现;上
升与下降的互锁,夹紧与放松的互锁均由中间继电器KAI和KAZ的常闭触头来实现;升降
电动机短路保护由熔断器FUI来实现;夹紧电动机短路保护由熔断器FUZ实现;控制电路
的短路保护由熔断器F[J3来实现.
综合以上保护,就使横梁升降电气控制电路比较完善了,从而得到图10-11所示完整的
横梁升降机构控制电路.
第五节 常用控制电器的选择
一,接触器的选择
一般按下列步骤进行:
1.接触器种类的选择:根据接触器控制的负载性质来相应选择直流接触器还是交流接触器;一般场合选用电磁式接触器,对频繁操作的带交流负载的场合,可选用带直流电磁线圈的交流按触器.
2.接触器使用类别的选择:根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器.如负载是一般任务则选用AC—3使用类别;负载为重任务则应选用AC-4类别,如果负载为一般任务与重任务混合时,则可根据实际情况选用AC—3或AC-4类接触器,如选用AC—3类时,应降级使用.
3.接触器额定电压的确定: 接触器主触头的额定电压应根据主触头所控制负载电路的额定电压来确定.
4.接触器额定电流的选择 一般情况下,接触器主触头的额定电流应大于等于负载或电动机的额定电流,计算公式为
式中I.——接触器主触头额定电流(A);
H ——经验系数,一般取l～1.4;
P.——被控电动机额定功率(kw);
U.——被控电动机额定线电压(V).
当接触器用于电动机频繁起动,制动或正反转的场合,一般可将其额定电流降一个等级来选用.
5.接触器线圈额定电压的确定: 接触器线圈的额定电压应等于控制电路的电源电压.为保证安全,一般接触器线圈选用110V,127V,并由控制变压器供电.但如果控制电路比较简单,所用接触器的数量较少时,为省去控制变压器,可选用380V,220V电压.
6.接触器触头数目: 在三相交流系统中一般选用三极接触器,即三对常开主触头,当需要同时控制中胜线时,则选用四极交流接触器.在单相交流和直流系统中则常用两极或三极并联接触器.交流接触器通常有三对常开主触头和四至六对辅助触头,直流接触器通常有两对常开主触头和四对辅助触头.
7.接触器额定操作频率 交,直流接触器额定操作频率一般有600次/h,1200次/h等几种,一般说来,额定电流越大,则操作频率越低,可根据实际需要选择.
二,电磁式继电器的选择
应根据继电器的功能特点,适用性,使用环境,工作制,额定工作电压及额定工作电流来选择.
1.电磁式电压继电器的选择
根据在控制电路中的作用,电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器两种类型.
表10-3列出了电磁式继电器的类型与用途.
交流过电压继电器选择的主要参数是额定电压和动作电压,其动作电压按系统额定电压的1.l-1.2倍整定.
交流欠电压继电器常用一般交流电磁式电压继电器,其选用只要满足一般要求即可,对释放电压值无特殊要求.而直流欠电压继电器吸合电压按其额定电压的0.3-0.5倍整定,释放电压按其额定电压的0.07-0.2倍整定.
2.电磁式电流继电器的选择
根据负载所要求的保护作用,分为过电流继电器和欠电流继电器两种类型.
过电流继电器:交流过电流继电器,直流过电流继电器.
欠电流继电器:只有直流欠电流继电器,用于直流电动机及电磁吸盘的弱磁保护.
过电流继电器的主要参数是额定电流和动作电流,其额定电流应大于或等于被保护电动机的额定电流;动作电流应根据电动机工作情况按其起动电流的1.回一1.3倍整定.一般绕线型转子异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑,笼型异步电动机的起动电流按4-7倍额定电流考虑.直流过电流继电器动作电流接直流电动机额定电流的1.1-3.0倍整定.
欠电流继电器选择的主要参数是额定电流和释放电流,其额定电流应大于或等于直流电动机及电磁吸盘的额定励磁电流;释放电流整定值应低于励磁电路正常工作范围内可能出现的最小励磁电流,一般释放电流按最小励磁电流的0.85倍整定.
3.电磁式中间继电器的选择
应使线圈的电流种类和电压等级与控制电路一致,同时,触头数量,种类及容量应满足控制电路要求.
三,热继电器的选择
热继电器主要用于电动机的过载保护,因此应根据电动机的形式,工作环境,起动情况,负载情况,工作制及电动机允许过载能力等综合考虑.
1.热继电器结构形式的选择
对于星形联结的电动机,使用一般不带断相保护的三相热继电器能反映一相断线后的过载,对电动机断相运行能起保护作用.
对于三角形联结的电动机,则应选用带断相保护的三相结构热继电器.
2.热继电器额定电流的选择
原则上按被保护电动机的额定电流选取热继电器.对于长期正常工作的电动机,热继电器中热元件的整定电流值为电动机额定电流的0.95-1.05倍;对于过载能力较差的电动机,热继电器热元件整定电流值为电动机额定电流的0.6一0.8倍.
对于不频繁起动的电动机,应保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作,若电动机起动电流不超过其额定电流的6倍,并且起动时间不超过6S,可按电动机的额定电流来选择热继电器.
对于重复短时工作制的电动机,首先要确定热继电器的允许操作频率,然后再根据电动机的起动时间,起动电流和通电持续率来选择.
四,时间继电器的选择
1)电流种类和电压等级:电磁阻尼式和空气阻尼式时间继电器,其线圈的电流种类和电压等级应与控制电路的相同;电动机或与晶体管式时间继电器,其电源的电流种类和电压等级应与控制电路的相同.
2)延时方式:根据控制电路的要求来选择延时方式,即通电延时型和断电延时型.
3)触头形式和数量:根据控制电路要求来选择触头形式(延时闭合型或延时断开型)及触头数量.
4)延时精度:电磁阻尼式时间继电器适用于延时精度要求不高的场合,电动机式或晶体管式时间继电器适用于延时精度要求高的场合.
5)延时时间:应满足电气控制电路的要求.
6)操作频率:时间继电器的操作频率不宜过高,否则会影响其使用寿命,甚至会导致延时动作失调.
五,熔断器的选择
1.一般熔断器的选择:根据熔断器类型,额定电压,额定电流及熔体的额定电流来选择.
(1)熔断器类型:熔断器类型应根据电路要求,使用场合及安装条件来选择,其保护特性应与被保护对象的过载能力相匹配.对于容量较小的照明和电动机,一般是考虑它们的过载保护,可选用熔体熔化系数小的熔断器,对于容量较大的照明和电动机,除过载保护外,还应考虑短路时的分断短路电流能力,若短路电流较小时,可选用低分断能力的熔断器,若短路电流较大时,可选用高分断能力的RLI系列熔断器,若短路电流相当大时,可选用有限流作用的Rh及RT12系列熔断器.
(2)熔断器额定电压和额定电流:熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压,额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流.
(3)熔断器熔体额定电流
1)对于照明线路或电热设备等没有冲击电流的负载,应选择熔体的额定电流等于或稍
大于负载的额定电流,即 IRN≥IN
式中IRN——熔体额定电流(A);
IN——负载额定电流(A).
2)对于长期工作的单台电动机,要考虑电动机起动时不应熔断,即
IRN≥(1.5~2.5)IN
轻载时系数取1.5,重载时系数取2.5.
3)对于频繁起动的单台电动机,在频繁起动时,熔体不应熔断,即
IRN≥(3~3.5)IN
4)对于多台电动机长期共用一个熔断器,熔体额定电流为
IRN≥(1.5~2.5)INMmax+∑INM
式中INMmax——容量最大电动机的额定电流(A);
∑INM——除容量最大电动机外,其余电动机额定电流之和(A).
(4)适用于配电系统的熔断器:在配电系统多级熔断器保护中,为防止越级熔断,使上,下级熔断器间有良好的配合,选用熔断器时应使上一级(干线)熔断器的熔体额定电流比下一级(支线)的熔体额定电流大1-2个级差.
2.快速熔断器的选择
(l)快速熔断器的额定电压:快速熔断器额定电压应大于电源电压,且小于晶闸管的反向峰值电压U.,因为快速熔断器分断电流的瞬间,最高电弧电压可达电源电压的1.5-2倍.因此,整流二极管或晶闸管的反向峰值电压必须大于此电压值才能安全工作.即
UF≥KI URE
式中UF-一硅整流元件或晶闸管的反向峰值电压(V);
URE——快速熔断器额定电压(V);
KI——安全系数,一般取1,5-2.
(2)快速熔断器的额定电流:快速熔断器的额定电流是以有效值表示的,而整流M极管和晶闸管的额定电流是用平均值表示的.当快速熔断器接人交流侧,熔体的额定电流为
IRN≥KI IZmax
式中IZmax——可能使用的最大整流电流(A);
KI——与整流电路形式及导电情况有关的系数,若保护整流M极管时,KI按表10-4
取值,若保护晶闸管时,KI按表10-5取值.
当快速熔断器接入整流桥臂时,熔体额定电流为
IRN≥1.5IGN
式中IGN——硅整流元件或晶闸管的额定电流(A).
六,开关电器的选择
(一)刀开关的选择
刀开关主要根据使用的场合,电源种类,电压等级,负载容量及所需极数来选择.
(1)根据刀开关在线路中的作用和安装位置选择其结构形式.若用于隔断电源时,选用无灭弧罩的产品;若用于分断负载时,则应选用有灭弧罩,且用杠杆来操作的产品.
(2)根据线路电压和电流来选择.刀开关的额定电压应大于或等于所在线路的额定电压;刀开关额定电流应大于负载的额定电流,当负载为异步电动机时,其额定电流应取为电动机额定电流的1.5倍以上.
(3)刀开关的极数应与所在电路的极数相同.
(二)组合开关的选择
组合开关主要根据电源种类,电压等级,所需触头数及电动机容量来选择.选择时应掌握以下原则:
(1)组合开关的通断能力并不是很高,因此不能用它来分断故障电流.对用于控制电动机可逆运行的组合开关,必须在电动机完全停止转动后才允许反方向接通.
(2)组合开关接线方式多种,使用时应根据需要正确选择相应产品.
(3)组合开关的操作频率不宜太高,一般不宜超过300次/h,所控制负载的功率因数也不能低于规定值,否则组合开关要降低容量使用.
(4)组合开关本身不具备过载,短路和欠电压保护,如需这些保护,必须另设其他保护电器.
(三)低压断路器的选择
低压断路器主要根据保护特性要求,分断能力,电网电压类型及等级,负载电流,操作频率等方面进行选择.
(1)额定电压和额定电流:低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路的额定电压和额定电流.
(2)热脱扣器:热脱扣器整定电流应与被控制电动机或负载的额定电流一致.
(3)过电流脱扣器:过电流脱扣器瞬时动作整定电流由下式确定
IZ≥KIS
式中IZ——瞬时动作整定电流(A);
Is——线路中的尖峰电流.若负载是电动机,则Is为起动电流(A);
K考虑整定误差和起动电流允许变化的安全系数.当动作时间大于20ms时,取
K=1.35;当动作时间小于 20ms时,取 K=1.7.
(4)欠电压脱扣器:欠电压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压.
(四)电源开关联锁机构
电源开关联锁机构与相应的断路器和组合开关配套使用,用于接通电源,断开电源和柜
门开关联锁,以达到在切断电源后才能打开门,将门关闭好后才能接通电源的效果,实现安
全保护.
七,控制变压器的选择
控制变压器用于降低控制电路或辅助电路的电压,以保证控制电路的安全可靠.控制变压器主要根据一次和二次电压等级及所需要的变压器容量来选择.
(1)控制变压器一,二次电压应与交流电源电压,控制电路电压与辅助电路电压相符合.
(2)控制变压器容量按下列两种情况计算,依计算容量大者决定控制变压器的容量.
l)变压器长期运行时,最大工作负载时变压器的容量应大于或等于最大工作负载所需要的功率,计算公式为
ST≥KT ∑PXC
式中ST——控制变压器所需容量(VA);
∑PXC——控制电路最大负载时工作的电器所需的总功率,其中PXC为电磁器件的吸持功
率(W);
KT一一一控制变压器容量储备系数,一般取1.1-1.25.
2)控制变压器容量应使已吸合的电器在起动其他电器时仍能保持吸会状态,而起动电器也能可靠地吸合,其计算公式为
ST≥0.6 ∑PXC +1.5∑Pst
式中 ∑Pst_同时起动的电器总吸持功率(W).
第六节 电气控制的施工设计与施工
一,电气设备总体配置设计
组件的划分原则是:
l)将功能类似的元件组成在一起,构成控制面板组件,电气控制盘组件,电源组件等.
2)将接线关系密切的电器元件置于在同一组件中,以减少组件之间的连线数量.
3)强电与弱电控制相分离,以减少干扰.
4)为求整齐美观,将外形尺寸相同,重量相近的电器元件组合在一起.
5)为便于检查与调试,将需经常调节,维护和易损元件组合在一起.
电气设备的各部分及组件之间的接线方式通常有:
l)电器控制盘,机床电器的进出线一般采用接线端子.
2)被控制设备与电气箱之间为便于拆装,搬运,尽可能采用多孔接插件.
3)印刷电路板与弱电控制组件之间宜采用各种类型接插件.
总体配置设计是以电气控制的总装配图与总接线图的形式表达出来的,图中是用示意方式反映各部分主要组件的位置和各部分的接线关系,走线方式及使用管线要求.总体设计要使整个系统集中,紧凑;要考虑发热量高和噪声振动大的电气部件,使其离开操作者一定距离;电源紧急控制开关应安放在方便且明显的位置.
二,电气元器件布置图的设计
电气元器件布置图是指将电气元器件按一定原则组合的安装位置图.电气元器件布置的依据是各部件的原理图,同一组件中的电器元件的布置应按国家标准执行.
电柜内的电器可按下述原则布置:
l)体积大或较重的电器应置于控制柜下方.
2)发热元件安装在柜的上方,并将发热元件与感温元件隔开.
3)强电弱电应分开,弱电部分应加屏蔽隔离,以防强电及外界的干扰.
4)电器的布置应考虑整齐,美观,对称.
5)电器元器件间应留有一定间距,以利布线,接线,维修和调整操作.
6)接线座的布置:用于相邻柜间连接用的接线座应布置在柜的两侧;用于与柜外电气
元件连接的接线座应布置在柜的下部,且不得低于200mrn.
一般通过实物排列来确定各电器元件的位置,进而绘制出控制柜的电器布置图.布置图
是根据电器元件的外形尺寸按比例绘制,并标明各元件间距尺寸,同时还要标明进出线的数
量和导线规格,选择适当的接线端子板和接插件并在其上标明接线号.
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字数己满.后文待发
⑦ 在仪表设备的设计与安装时应注意的问题
仪表设备安装和设计的时候一定要考虑周到，另外仪表一定要轻拿轻放，以免损坏。
⑧ 设备选型需考虑的主要因素有哪些
设备选型要统筹考虑设备的可靠性、安全性、经济性、技术性、防腐性、成套性、生产性、节能性、维修性、环保性等性能。且要掌握国内外新设备的信息。对引进国外设备要多方技术交流、询价、对比，认真谈判，选择先进、适用的设备。
（1）设备的可靠性：是指在规定的时间内，规定的条件下完成规定功能的能力。它表示一个系统，一台设备在规定的时间内，在规定使用条件下，无故障地发挥规定机能的程度。
（2）设备的的安全性：是指设备在生产和使用过程中保证安全的程度。
（3）设备的经济性：是指设备在寿命周期内支出总费用的大小。
（4）设备的技术性：是指设备在使用过程中满足生产工艺要求的特性。
（5）设备的防腐性：是指设备本身具有防止介质腐蚀的性能。
（6）设备的成套性：是指各类设备之间及主辅机之间配套的程度。
（7）设备的生产性：生产性即设备的生产效率。选择设备时，力求选择以最小地输入获得最大地输出的设备。
（8）设备的节能性：是设备对能源利用的性能，一般以设备单位开动时间的能源消耗量来表示。如小时耗电量、耗汽（气）量；也有以单位产品的能源消耗量表示的，如每吨合成氨耗电量等。
（9）设备的维修性：又称为可修性、易修性。它直接影响设备维护和修理的工作量和费用，维修性能好的设备，一般是指设备结构简单，零部件组合合理，维修时零部件可迅速拆装，易于检查、易于操作，通用化和标准化，零部件互换性强，配件供应充足。
（10）设备的环保性：是指设备的噪声、泄漏或排放有害物质时对环境污染的程度。选择设备时要把噪声控制在标准范围之内，杜绝泄漏点，对排放的废气、废渣、污水要配备治理设施。