稳定、成熟、安全的电气自动化系统是生产和深度管理的物质基础。一个完整的工作设计过程是气化公司必不可少的基石。本文通过对汽车轮毂输送线电气设计过程和细节的分析和总结，详细分析了电气控制系统元件的选择，简述了电气原理图和可编程序控制器(PLC)可编程序控制器的设计，并对现场安装、接线和调试作了简要总结。
1 工作流程
1)总系统划分。包括进料线、升降机和出料线。
2)控制面板。包括一个蜂鸣器、一个急停装置、一个带白色指示灯的主电源按钮、启动按钮、停止按钮和三色报警灯。
3)动作说明:
①启动时，传感器1至传感器4没有检测到物料，电机1至电机4联动；
②当传感器4检测到物料时，电机4(电梯上部位置)等待物料，电机3运行，直到传感器2检测到，电机1、2收到传感器1的信号停止；
③传感器5检测到物料，电机5运行5 ~ 12s后停止；
④电机6保持正常运转。下面将详细介绍整个汽车轮毂输送线的电气设计过程。
2 电气件选型
1）PLC
一般我们来说西门子、三菱、AB、欧姆龙是企业认可的品牌，几大品牌的相关技术产品在大型、中型、小型的各个方面应用研究层面发展占据着绝对竞争优势。
西门子PLC具有功能强大、可操作性强、通讯能力强、可集成更多智能模块、配套的伺服系统和组态软件。 它通常用于大型复杂的自动化控制。 S7-200 smart、S7-200、S7-1500等常用机型。
三菱 PLC 程序直观易懂，有利于顺序控制和过程控制，指令丰富，专用定位指令，适用于步进控制。但其通信功能相对薄弱，需要数据采集的本地应用相对较少。
罗克韦尔PLC在欧美得到了广泛的应用，价格昂贵，组网能力强，性能稳定。 罗克韦尔拥有完整的工业控制硬件，包括CPU、扩展I/O、远程I/O、变频器、伺服驱动器、伺服电机、安全继电器和触摸屏。
欧姆龙PLC软件进行复杂，不易于学生掌握，但其硬件技术精制、紧凑，易于通过安装和调试。
综上所述，“自动钻帽跑道”项目选用三菱PLC，型号为FX3U-48MT/ES，24输入24输出。
2）低压断路器
作为一个配电管理系统中常用的保护技术设备，低压断路器普遍应用在配电网络系统中。低压断路器具有过电流、失压、分断等脱扣机构发展以及学生良好的延时特性。其选型设计原则进行如下：
(1)型号选择。根据用途不同，可分为配电、照明、电机保护、晶闸管保护和漏电保护。
(2)杆件选择。四极、三极、两极和单极低压断路器根据被控对象和被保护对象的相位数选择。
(3)额定电压应大于或等于断路器进行安装处线路的最大努力工作提供电压。
(4)额定工作电流应大于或等于控制线路的计算得到电流。
3）按钮、指示灯
按钮主要包括启动、停止、复位和选择开关，指示灯包括带灯按钮中的指示灯以及灯杆的红、绿、蓝、黄状态指示灯。 包括各种颜色和类型的按钮头、触点模块和触点底座。 另外，多个常开或常闭触点模块可以同时安装在一个触点基座上。
4）传感器
主要品牌包括罗克韦尔、 Sick、欧姆龙(Omron)、施耐德(Schneider)、基恩西(Keensee)等。主要传感器有光电传感器、接近开关、光纤传感器和行程开关。
对于选择，物体与光电传感器之间的距离，物体的移动范围，物体表面是否光滑，反射光，吸收光(如黑海绵) ，安装地点与被检测物体之间的距离，以及电源电压、输出方式、接线方式、 IP 等级、安装方式、外观等因素。
5）中间继电器
中间继电器主要可以用于继电保护与自动进行控制管理系统中。正确选用中间继电器，一般需要遵循以下几个基本原则：
(1)使用环境。 根据不同的使用环境选择不同的中间继电器，不仅可以降低事故发生的概率，而且可以保证其功能的有效使用；
(2)继电器负载特性和负载大小。一般的继电器负载分为电阻、电感等类型。负载大小即接触的力矩，因为电阻太小而产生不大的电流;
(3)励磁电源的选择。为了保证工作的稳定性和运行的安全性，需要考虑励磁电源的选择，以有效抑制工作时产生的反向电压。
6）开关电源
开关电源管理主要问题进行升压、降压和交流电与直流电之间可以切换。在电气工程控制信息系统中，控制模块电路设计主要通过使用直流24V。其输入输出电压220V和380V。实现对PLC、传感器、中间继电器、触摸屏的供电。
主要品牌有AB、施耐德和西门子。 其类型的选择主要取决于要选择的所有负载功率的总和。
7）触摸屏
主流品牌有欧姆龙、西门子、威龙(如 MT8000系列)、 AB (如2711P 系列)等。威伦通是中国的主流品牌，它的应用更加方便，型号多，编程简单，易于与多种类型的 PLC 通信。
8）端子
端子是电气连接的附件。主要厂商有德国Wago、Phoenix、Wedmiller，中国上海友邦、成都瑞联。可分为普通接线端子、熔断器端子、接地端子等特殊端子，又可分为两层和一层。带端子固定桥，用于短路各端子。端子主要根据连接导线的截面积来选择，端子的截面积必须大于或等于导线的截面积。
9）电线和电缆
电气主回路进行布线，零线的颜色为淡蓝色；接地线为黄绿双色线；交流线连接火线为红色。柜内24V供电为白色，0V为蓝色。布线设计讲究横平竖直，通过工作电流的大小来电线的型号。
电缆分为直流电缆和交流电缆。 主要用于将车间内分布的电机、传感器、开关按钮的接线进行集成，并放置在镀锌线槽或桥架中。 表达式是x(数)xy(每根导线的横截面积，mm2)。
10）电柜
电柜的电气部分主要由电源、 PLC、开关、继电器、终端、混频器等组成。适用于 PLC 柜型，一般选择固定柜型，而门板为全门型的柜型(如 KB 柜型) ，不宜选择 GGD 柜、抽屉柜和固定分隔柜。
此外，在恶劣环境下，电控柜的底座设置在其下方，进风口和出风口可以安装通风过滤器和风扇，防止灰尘、杂物、水或油渍对电控柜或内部电器元件和电缆的侵蚀。
11）安全继电器
安全控制继电器由数个继电器与电路进行组合设计而成，它具有中国强制导向接点结构，发生接点熔结现象时也能确保信息安全。
主要作用为：
① 解除紧急停机后，机器不应突然重启，需要另一个复位按钮启动机器或系统；
②当机器安全回路发生故障时，可以停止机器电源;
③当安全电路失效时，确保机器不能再次启动。
总之，安全控制回路将急停的触点、安全门、安全光栅等保护器件串联发展起来，作为其保护我们输入回路。一旦企业出现一些紧急事故，系统需要立即做出反应并输出正确信号，使装置以及安全管理停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。故障解除或者通过确认信息安全时，需按下复位按钮来恢复生态系统技术动作。
安全继电器选型时，必须确认机械的危险等级，确认机械的危险等级后，应按照EN954-1标准规定安全回路的设计和实施类型。
12）电磁开关
主流品牌为 FESTO，电磁开关是配套气缸一起购买，一般由机械集团成员购买，这里不重复。
13）变频器
变频器主要控制三相电机的启停和运行速度的变化，主要品牌有罗克韦尔、ABB、西门子、三菱、施耐德、LG等。中国主要包括大达、腾英威、Sunlan等。
逆变器有三种负载类型，即恒转矩负载、恒功率负载和风机、泵负载。在选择时，应以电动机的实际电流值作为选择混频器的依据，以电动机的额定功率作为参考，从转换器到电动机的电缆长度应在转换器的允许范围内。
变频器要控制高速电机，需要用很长的电缆运行，或者在高环境温度、高开关频率、高海拔等特殊环境下运行。变频器需要放大一档进行选择；变频器的防护等级应与现场条件相匹配，以防止灰尘和水汽影响变频器的长期运行。
14）机器视觉信息系统和工业发展机器人
由PLC、机器人和机器视觉系统组成的控制系统广泛应用于工业控制领域。 视觉技术是计算机图像处理在工业领域的应用，对图像处理的速度要求很高。 它可分为视觉算法软件、智能摄像机、机器视觉系统集成三种类型，并已广泛应用于工业检测和控制领域。 在中国广泛使用的品牌主要有美国的Konaisushi、日本的Keenshi、中国的大恒和凌云。
自20世纪70年代我国工业机器人发展以来，它由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成，其应用的数量和质量标志着生产自动化和智能化的先进水平。在包装流水线上有着广泛的应用，主要用于分拣、码垛等作业。