电气设备总体配置设计方案优化

电气设备总体配置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，根据电气设备的复杂程度，每一部件又可划成若干组件，如开关电器安装板组件、控制电器组件、控制面板组件、印制电路板组件、电源组件等，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、走线方式及使用行线槽、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）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，同时在空间允许条件下，对发热元件、噪声振动大的电气部件，如热继电器、起动电阻箱等尽量放在离其他元件较远的地方或隔离起来；对于多工位加工的大型设备，应考虑两地操作方便，总电源开关、紧急停止控制开关应安放在方便而明显的位置。总体配置设计合理与否关系到电气系统的制造、装配质量，将影响到电气控制系统性能的实现及其工作的可靠性，以及操作、调试、维护等工作的方便及质量。

1.组件的划分

电气设备中的各种电动机、各类电器元件根据各自的作用及操作要求，都有一定的装配位置要求，例如交流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），一般安装在靠近机械的部位，各种检测元件（限位开关、传感器、温度、压力、速度继电器等）安装在生产机械的一些特殊部位，各种开关电器（接触器、继电器、刀开关、低压断路器等）、控制电器（熔断器、电流、电压保护继电器等）安放在电气柜（箱）内，而各种控制按钮、控制开关、指示灯、指示仪表等，则安放在电气箱、控制箱、柜（台）的面板上。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，划分组件的原则是：

（1）功能类似的元件组合在一起。例如用于操作的各类按钮、转换开关、键盘、指示灯、检测仪表、调节器等元件集中为控制面板组件；各种刀开关、低压断路器、继电器、接触器、熔断器、照明变压器等开关电器集中为开关电器板组件，热继电器则单独列为一个组件等。

（2）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。

（3）强弱电控制器分离，以减少干扰。

（4）力求整齐美观，外形尺寸，重量相近的电器组合在一起。

（5）便于检查与调试，需经常调节、维护和易损元件组合在一起。

2.电气控制设备各部分及组件之间的接线方式

电气控制设备各部分及组件之间的接线方式一般遵循以下原则：

（1）开关电器板、控制板的进出线一般采用接线端头或接线鼻子连接，按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端头或接线鼻子。

（2）电气柜（箱）、控制箱、柜（台）之间以及它们与被控制设备之间，采用接线端子排或工业连接器连接。

（3）弱电控制组件、印制电路板组件之间应采用各种类型的标准接插件连接。

（4）电气柜（箱）、控制箱、柜（台）内的元件之间的连接，可以借用元件本身的接线端子直接连接，过渡连接线应采用端子排过渡连接，端头应采用相应规格的接线端子处理。

3.电器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。电器元件布置图的设计依据是部件原理图、组件的划分等，应遵循以下原则。

（1）同一组件中电器元件的布置应注意将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气箱（柜）的上部或后部，但热继电器宜放在其下部，因为热继电器的出线端直接与电动机相连便于出线，而其进线端与接触器直接相连接，便于接线并走线最短。

（2）强电弱电分开并注意屏蔽，防止外界干扰。

（3）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，人力操作开关及需经常监视的仪表的安装位置应符合人体工学原理。

（4）电器元件的布置应考虑安全间隙，并做到整齐、美观、对称，外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利于加工、安装和配线。若采用行线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利于布线和维护。(www.xing528.com)

（5）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轮廓绘制的，以其轴线为准，标出各元件的间距尺寸。每个电器元件的安装尺寸及其公差范围，应按产品说明书的标准标注，以保证安装板的加工质量及各电器的顺利安装。大型电气柜中的电器元件，宜安装在两个安装横梁之间，这样，一可减轻柜体重量，节约材料，另外便于安装，设计时应计算纵向安装尺寸。

（6）在电器布置图设计中，还要根据本部件进出线的数量、采用导线规格及进出线位置等，选择进出线方式及接线端子排、连接器或接插件，按一定顺序标上进出线的接线号。

4.电气部件接线图的绘制

电气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，它表示成套装置的连接关系，是电气安装与维修、查线的依据。接线图应按以下原则绘制。

（1）接线图和接线表的绘制应符合GB6988中《电气制图 接线图和接线表》的规定。

（2）所有电气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。原理图中的项目代号、端子号及导线号的编制分别应符合GB5094《电气技术中的项目代号》、GB4026《电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则》及GB4884《绝缘导线标记》等规定。

（3）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。

（4）电气接线图一律采用细线条绘制，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。

（5）接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色要求等。

（6）部件与外电路连接时，大截面导线进出线宜采用连接器连接，其他应经接线端子排连接。

5.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，按类别列出外购成品件汇总清单表、标准件清单表、主要材料消耗定额表及辅助材料消耗定额表等，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。特别是对于批量生产的产品，此项工作尤为重要。

6.编写设计说明书

设计说明书的编写是设计工作中的主要组成部分之一，也是通过设计审查、施工、使用、维护等必不可缺少的技术资料。设计说明书一般应包括以下几部分内容。

（1）所设计的方案选择依据及本设计的主要技术要点。

（2）主要参数及计算过程。

（3）设计任务书中要求各项技术指标的核算与评价。

（4）主要设备及元器件安装的技术要求。

（5）设备调试、使用步骤、技术要点、调试方法及注意事项。

（6）使用、维护要求及注意事项等。