张清云
北京水利发展有限公司
【摘要】电气控制柜的设计与施工水平直接影响到电气自动化的实现与否，因此在电气控制柜的综合规划环节需要考虑到电气设备应有的功能，遵循结构和操作层面的基本原则要求，确保设备经济性和运行时的稳定性。电气控制柜的作用在于确保配电功能和线路保护，所以需根据控制设备的数量和设备功率来对电气元件进行调整优化。
【关键词】电气控制柜；安装调试；对策
0.引言
电力本身是关系到民生发展的重要资源，社会经济的发展使得电气控制成为生产机械的关键组成部分，因此对于电气控制柜类产品的设计要求已经不单纯体现在基本功能的实现层面，而是要按照人机工程学的标准来设计和安装调试过程，更加科学合理保障操作条件和工作效率减少，可能存在的各类风险和不利因素。
1.电气控制柜的设计
1.1 子系统设计
虽然电器控制柜按照产品结构的差异可以分为柜体控制部件和其他内部电气，但产品的结构特性并没有本质的区别。从子系统设计的角度来看，电气原理图设计是其中的基础组成部分，目的在于满足机械或其他生产设备的工艺要求完成生产设备的电气控制。在现有的电气自动化控制系统当中，生产设备的使用性能和设备的自动化程度直接关系到电气工作质量，所以原理图标准好坏与电气自动化能否实现之间存在着密切联系。从这一角度来看，电气控制柜应该要从功能和逻辑层面完成控制设计，要求借助控制系统降低成本，并减少因编程而带来的各类故障冲突。需要注意到的是，如果使用PLC进行电气设备控制，那么比较复杂的PLC、变频器或其他接触器组成的控制系统还要正确分析信号输入和信号输出的关系，这也是整个系统设计的难点和重点。在条件允许的范围之内，需要做好开关量信号的问题处理，以及输入输出负载电源设计，例如380V的三相感应电动机，在电气元件的选择上，应该选用380V的交流接触器控制电机。诸如此类的电机选择应该在安全的角度之下确保设备运行的正常情况，接触器电流允许提升10%~20%的范围，断路器的选择则既要考虑到短路保护，又要考虑到过载保护。要求都是为了满足被保护对象的基本特性，确保电气控制柜等相关设备在潜在的异常状态下时不影响设备使用性能，甚至导致设备损坏。目前工业使用的设备当中，电气控制柜的电源线以三相五线制为主，而家用电气和照明系统则采取单向三线制。在进行设计的过程当中，所有回路符号和文字符号等都要根据有关规定进行图示编辑，让施工人员了解图示对应的基本信息，从而根据信号和动作顺序进行内容绘制，保障电路和电源线路的垂直[1]。
1.2 子系统工艺调节
从目前的电气控制柜设计与制造过程来看，由于传统的电气控制会以仿制国外产品为主，整体技术水平较低，处于人适应机器的发展阶段，使得很多时候的正常操作会受到影响，具体表现为控制面板与控制设置不合理问题。但近年来我国在电气控制柜的设计水平方面有了长足进步，当前一般企业所使用的电气控制柜会将各类断路器或接触器等传统低压电气与PLC、触摸屏等现代智能控制设备进行组合设计。产品设计的融合度不断提升，整个制造系统能够满足个性化定制需求产品的标准，并朝着国际标准而靠拢。当今市场上所使用的电气控制系统，无论在设计还是在材料使用方面都采取了防误操作手段，良好人机交流系统，让硬件结构和软件结构都能更加直观合理展现出基本需求。综合来看，产品基本结构和功能作用上已经与国际行程接轨，但由于某些新产品的研发和关键元部件设计的性能和质量稳定性存在缺陷，所以在高压电气元件和功能部件方面与国际水准还存在一定程度的差距，需要做好子系统工艺调节。
子系统工艺调整的目的在于对电气控制柜进行工艺规划，确保生产和使用环节能够更加简便，从而有效达到电气设计图设计的初始要求。无论是前期的安装调节还是后期的维护使用，都需要以相关技术资料作为参考依据，将各类电气件进行分开布置，一方面确保电气控制柜的使用空间，另一方面确保电气件能够独立运行。与此同时，电气控制柜在工艺设计阶段要综合评估防护等级和材料选择，根据使用的场景作出选择，确保在不同状态下可快速完成设备的紧急制动和恢复运行。
1.3 安装调试过程
安装调试过程的目的在于确定安装环境是否良好，是否与设计要求之间存在明显差异，例如在存在异常震动的环境当中，要采取防震动措施设备接电线选择公共线路连接接地点。在设备进行调试环节时，根据电气控制柜的基础特征进行联机调试或独立调试，从简单到复杂对各项性能作出判断，满足实际的使用要求。
2.电气控制柜的人机工程设计
2.1 基本流程
从基本流程的角度来看，控制柜设计时，要将人和其他的所有因素进行综合调节，既考虑到人的生理特征，又考虑到设计标准，遵循人机功能分配原则与效率优先原则做好防错和容错设计，并且在设计的每一个阶段展开检验验证，根据反馈结果进行优化调节。具体来看，控制柜设计内容会根据人机工程学要求将控制系统布置在一个科学的作业区域之内，方便使用者能够顺利完成作业过程减少可能存在的各类失误[2]。
2.2 控制面板设计
控制面板设计过程当中，主要是对人机界面进行设计,从而能够确保操作者和机器之间有沟通的媒介和条件，而电气控制柜的设计和安装调试过程当中，这一部分的内容直接关系到系统的合理性和科学性。例如，从操作区域的角度来看，需要将操作过程接触的范围作为布置设计时的主要参考依据，然后模拟实际操作活动空间。另外，根据人眼可见的角度区域划分为不同的视野，在进行工程学设计时，以视野作为设计标准[3]。
2.3 控制系统设计
控制系统设计需要根据重要程度和使用频率进行控制器先后调节，从而确定操作顺序和使用频繁程度顺序，避免不良控制引起的各类系统故障。需要注意的是，显示器和控制器的布置应保持协调性，如果必须要展开分离设计，则两者之间应互相对应采取强化措施。电气控制柜当中的某些控制元件会有一定的间距要求，间距过大则控制面板空间无法充分利用，控制间距过小则会产生误操作行为。
2.4 显示系统设计
显示系统指的是整个电气控制柜的信息展示系统，包括各类仪表或指示器等。显示系统设计要求应重点符合人机工程学的基本理念，按照视觉空间位置显示出应有的信息和功能，在强度与对比度等方面与信号显示的变化方向保持一致。例如在字符设计角度、仪表设计和数字读出器设计，都要基于信息可分辨性的基础要求做好整体规划[4]。
3.结语
本次研究重点分析了电气控制柜的电气原理设计和工艺设计所需要注意的某些关键事项以及安装调试的基本需求，因此在未来的工作实践当中需要基于电气自动控制的相关原理，在国家标准和技术规程的要求之下进行设计规划，确保性能稳定，工艺良好。后续的研究环节还可以对人机工程设计理论进行深入探讨，研究指导电气控制柜的设计与人机工程学仿真分析等。
【参考文献】
[1]陈玖柏. 浅谈电气控制柜设计及安装调试[J]. 华东科技:学术版, 2015(1):250-250.
[2]朱君亚. 电气控制柜的装配工艺与实施要点研究[J]. 建筑工程技术与设计, 2018(22):5481.
[3]杨歌. 常用变流稳压生活供水系统电气控制柜的设计、安装及调试[J]. 中国科技投资, 2017(24):192.
[4]姚凤明.探析电气控制柜设计与施工[J].建筑工程技术与设计,2019,(6):3411.