生产机械电气控制系统的设计，包括两个基本内容：一个是原理设计，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求；另一个是工艺设计，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性；工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。第一节电气控制系统设计基础二、电气控制系统设计的基本任务、内容1.原理设计内容电气控制系统原理设计的主要内容包括：1）拟订电气设计任务书。2）确定电力拖动方案，选择电动机。3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。4）选择电器元器件，制订元器件明细表。5）编写设计说明书。电气原理图是整个设计的中心环节，它为工艺设计和制订其他技术资料提供依据。2.工艺设计内容工艺设计的主要内容有：1)设计电气总布置图、总安装图与总接线图。2)设计组件布置图、安装图和接线图。3)设计电气箱、操作台及非标准元件。4)列出元器件清单。5)编写使用维护说明书三、电气控制系统设计的一般步骤2．确定电力拖动方案电力拖动方案的确定要从以下几个方面考虑：1)拖动方式的选择电力拖动方式分独立拖动和集中拖动。电气传动的趋势是多电动机拖动，这不仅能缩短机械传动链，提高传动效率，而且能简化总体结构，便于实现自动化。具体选择时，可根据工艺与结构决定电动机的数量。2)调速方案的选择大型、重型设备的主运动和进给运动应尽可能采用无级调速，这样有利于简化机械结构、降低成本；精密机械设备为保证加工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备，在没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的三相笼型异步电动机。3)电动机调速性质要与负载特性适应对于恒功率负载和恒转矩负载，在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速特性与生产机械的负载特性相适应，这样可以使电动机得到充分合理的应用。3．拖动电动机的选择电动机的选择主要有电动机的类型、结构型式、容量、额定电压与额定转速。电动机选择的基本原则有：1）根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。2）工作过程中电动机容量要得到充分利用。3）根据工作环境选择电动机的结构型式。在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单，价格便宜，使用维护方便的三相交流异步电动机。4．选择控制方式控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的迅速发展，生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控制向PLC控制、CNC控制、计算机网络控制等方面发展，控制方式越来越多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下，最大限度地满足工艺的要求。5．设计电气控制原理图并合理选用元器件以及编制元器件明细表6．设计电气设备的各种施工图样7．编写设计说明书和使用说明书第二节电控设计方法与步骤2．逻辑设计法逻辑设计法是利用逻辑代数来进行电路设计，从生产机械的拖动要求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电、触头的闭合与断开、主令电器的接通与断开看成逻辑变量，根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，然后再化简，做出相应的电路图。逻辑设计法的优点是能获得理想、经济的方案，但这种方法设计难度较大，整个设计过程较复杂，还要涉及一些新概念，因此，在一般常规设计中，很少单独采用。二、电气原理图设计的基本步骤三、原理图设计中的一般要求3．确保电气控制电路工作的可靠性和安全性应考虑以下几个方面：1)元器件的工作要稳定可靠元器件符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常常有几个元器件的状态同时变化，考虑到元器件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。而对于开关电路，由于元器件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，从而引起控制失灵。通常所分析的控制电路电器的动作和触头的接通与断开，都是静态分析，没有考虑电器元件动作时间。而在实际运行中，由于电磁线圈的电磁惯性、机械惯性、机械位移量等因素，使接触器或继电器从线圈的通电到触头闭合，有一段吸引时间；线圈断电时，从线圈的断电到触头断开，有一段释放时间。这些称为电器元件的动作时间，是电器元件固有的时间，不同于人为设置的延时，固有的动作延时是不可控制的，而人为的延时是可调的。当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能精确反映元件动作时间及其互相配合的方法（如时间图法）来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。举例：下面的星-三角起动控制电路就存在着“竞争”问题。具体表现：KT延时到时，在KM3线