作者：黄迎春
第一节 目的
1、优化电气控制功能，消除设计缺陷。
2、形成控制功能模块，设计中调用功能模块，提高设计效率。
3、采用模块化、层级化设计的电气控制系统图系统性更强、包含的信息更全面、格式更规范、更能节省电器投入成本、便于快速查阅。
第二节 功能模块化
一、第一层功能模块：基本功能模块
由完成某单一功能的控制电器组成一个基本功能模块，如星三角启动马达控制模块（由接触器线圈、接触器辅助触头、中间继电器、时间继电器等组成），直接启动马达控制模块，软启动马达控制模块，料位器电源及料位信号模块、电磁阀线圈及信号模块，旋转分配器信号模块等。
二、第二层功能模块：完整功能模块或者区域模块
1、区域模块
将基本功能模块按楼层、按楼层的区域、按指定的区域范围划分为区域模块。为了提高可靠性，缩小故障范围，每一个区域模块元件数量不要超过10个，参见《饲料厂电气系统电控设计图保险配置四原则》中的原则四配置数量；每一个区域模块的火线、零线与其它第二层模块的火线、零线独立不能共用，即从控制中心、马达控制中心或PLC箱的工段级控制电源（支线级也叫第3级控制电源）经熔断器引出到所在区域的火线和零线不能共用。
例1：料仓顶聚集在一个区域的高料位器、料仓底聚集在一个区域的低料位器，如果按工段功能模块块分组，料位器的电源、料位器的信号电源线就会增加很多，为了节省成本，可以将其分成若干个仓顶料位器区域模块，若干个仓底低料位器区域模块。
例2：圆筒仓高料位器电源和信号电源可以组成一个区域模块。
例3：圆筒仓顶进料门开关到位信号和电磁阀可以组成一个区域模块。
有的元件和信号不能严格按线路或功能模块分组的，可以根据其功能被使用的先后顺序、其功能的主次等方式分类。
2、完整功能模块
由一个或多个基本功能模块组成一个完整的功能模块，如刮板机完整的电气功能模块是由刮板机拖动回路（图中为刮板机启动）基本模块、刮板机测速基本模块、刮板机电流检测基本模块等组成。
三、第三层功能模块：工段模块
以第二层模块为单元组成的工段模块，如1号粉碎线工段模块、2号粉碎线工段模块、1号制粒线工段模块、混合线工段模块等。
第三节 控制电源层级化
一、电源选择
1、概述
控制电源设计得是否合理，与电气元件成本、施工费用没有很大的关系，但其直接牵涉到控制电源短路故障能否可靠、有选择性、快速地切除。合理的设计可以缩小故障范围、减少故障排除时间，提高电控系统整体的可靠性和安全性。
2、电压选择
饲料厂宜以220V交流电源为主要控制电源，控制以拖动回路居多，电动机的启停主要采用寿命长、故障率低的220V交流线圈接触器驱动马达。大多数220V交流线圈接触器都能够由PLC的输出模块直接驱动，无需使用中间继电器扩大驱动能力，使控制回路最简单化。相反直流24V接触器线圈、交流36V线圈等电压等级的接触器因电压低，需要的驱动电流就大，需要中继扩大驱动电流，而使控制回路更加复杂，投资成本增加。
3、电源不隔离
饲料厂的拖动系统一般是采用的380VAC中性点直接接地系统（TN-C、TN-S、TN-C-S），因此其交流控制系统没有必要将中性点与大地隔离，但是需要严格执行国家规范，在饲料厂的防爆区域（一般指密闭的饲料设备内部）绝对禁止高于引爆能量的电源进入，在防爆区域必须使用控制电源时（如部分包装秤）往往采用低电压并且经过安全隔离栅隔离，使用电源的短路火花能量低于引爆能量。
在非防爆区域的220Vac控制电源，遍布整个生产车间，如果零线与大地隔离，遇到某一点对地时，既不烧保险也不跳空开，所以很难找到故障接地点。
4、慎用直流和其它低压弱电电源
① 环境：饲料厂设备外部环境，虽然不是防爆区域但是属于防尘区域，另外还有鼠害、蒸汽冷凝水、室外潮湿环境、设备振动大等不利因素，电气设备所处的环境较差，因此接地、短路故障比较频繁。
② 220Vac电源对弱电的危害：220V交流电对其它弱电设备或弱电元件具有很强的破坏性，遇到220Vac电源窜到其它弱电回路时，往往成遍大面积损坏弱其它弱电设备和弱电元件。
③ 禁止交直流大量混用：禁止24V直流电源与220Vac电源共用一根控制电缆中的芯线；禁止同一个系统中接触器线圈、电磁阀线圈采用交流220Vac电源的同时，其它信号采用24Vdc或12Vdc直流电源；个别情况下必须用到24Vdc等弱点信号时必须进行很好的隔离。
④ 弱电隔离措施：在220Vac的箱（柜）内或行线槽内，无法完全按规范隔离220Vac电源和弱电回路时，弱电回路必须采用带钢铠且同时带屏蔽的软芯控制电缆，并正确地进行接地。
二、电源的分级
1、电源分四级
① 第一级电源：生产车间的总电源。第一级电源必须通过模数化小型断路器或熔断器分配电源到第二级支线电源。
② 第二级电源：与工段匹配的电源，或叫干线电源，第二级电源经熔断器分配电源到第三级电源，熔断器一般采用卡轨式熔断器型接线端子。
③ 第三级电源：与第三层功能模块匹配的电源，也叫支线电源。支线电源的零线不能共用；支线电源的往往跨楼层、跨区域。
④ 第四级电源：在第二层功能模块内的电源，通过保险分级分段，及其配置数量按《饲料厂电气系统电控设计图保险配置四原则》进行配置。
2、电源的保护电器
① 总线和干线电源保护用断路器
电源的保护电器可以选择可靠性较高的模数化小型断路器，小型短路器的脱扣器选用C型脱扣器，作为总线到干线电源分配的保护电器。
② 支线和支线后电源保护用熔断器
支线电源上电器元件较少，支线负载较低时采用卡轨式熔断器型接线端子，参见《饲料厂电气系统电控设计图保险配置四原则》。
第四节 编号模块化
一、编号模块化的优点
1、具有相对独立性
电气系统电控原理图中线头编号设计合理，既可以保证工段上部分生产工艺变更、设备增减、局部的电控原理变更时，不影响其它已经完成的编号工作，不影响已经定制好的设备箱柜内的线头编号，减少连续编号造成的因一个编号变动而影响成千上万个编号改动。没有规则的编号会牵一发而动全身。
2、易于识别
即使在没有图纸的情况下，根据线缆上的编号基本就能判定线缆属于某一台设备，某一个工段的控制线缆；能判定是火线还是零线；能判定是重要的干线、支线电源还是某一个单机的控制线。
二、线头编号的基本原则
1、线路经过电气功能元件（熔断器、触头、辅助触头、空开、开关等）后都必须在线头上编号，经过只有电气辅助功能的直通接线端子时不必变更线号。
2、号码资源也是有限的，线号不宜过长；线号不能无规则随机编取，应按照电气元件涉及的工段编号、设备编号、接点顺序号编取。
3、设备编号执行简化后的PM设备编号方法.
三、编号模块化原则
1、电源线号：4位
干线电源线、支线电源线、支线级电源线到第二层功能块之间的线路编号都为4位数。百位和千位与工段编号相同，工段号从01开始，参见简化后的《PM设备编号法》；个位和十位为顺序号。
2、线缆端头号：6位
第一层和第二层模块以内的线路编号都为6位数。十万位和万位为工段编号；百位和千位为工段内设备序列号，工段内原料的投入端为设备顺序编号的开始值，工段内原料的出口端为设备顺序编号的结束值；个位和十位为第一层和第二层功能模块内的接点顺序号。
3、零线编号：7位
工作零线N汇集于零线端子排或零母线排上，过多的零线很难区分零线的走向，因此对零线进线编号，一般编为7位数。百万位为N表示零线，十万位和万位为工段号，千位和百位为设备顺序号，十位和个位为零线或零线端子顺序号。
第五节 合并原理图与安装图
一、电器元件安装图的信息和用途
标准的电气系统设计图除了电控原理图之外，往往还有一套与电控原理图匹配的电器元件安装图，安装图主要用于设备制造、安装接线，图上主要有安装尺寸、电器元件大致外形、电器元件的功能示意图、线缆型号规格及数量、线缆走向、端子编号等。其中很重要的一个信息就是标明了每一根线的去向，如有的安装图中采用了接线位置相对编号法，但不同的设计图有不同的表示方法。其实安装图中最有用的信息就是箱内电线的走向和进出箱的线缆走向标示。
二、电器元件安装图存在的问题
因现代电气系统图信息量非常大，如果要在安装图中查阅某一根线的走向既要看原理图，又要看安装图，查阅非常不方便，还要花大量的时间，而且绘制安装的工作量也非常大。
三、电控原理图中增加安装图中最有用的信息
将电器元件安装图中最有用的信息合并到电控原理图中，只保留电控原理图，对电控原理图中没有完全表述清楚的，再单独列表或配图。
1、出入箱（柜）的线缆信息可以合并到原理图中.
2、并联线（拱线）走向信息合并到原理图中.
