生产机械电气控制系统是生产机械不可缺少的组成部分，它对生产机械能否正确与可靠地工作起着决定性的作用。一般，电气控制系统应满足生产机械加工工艺的要求，线路安全可靠操作和维护方便，设备投资少等。为此，必须正确地设计控制电路，合理地选择电器元件。
1电压方面设计
对于比较简单的控制线路，往往直接采用交流380V～220V电压，不用控制电源变压器，采用这一方案动力电源电路中的高电压将直接引进控制线路，这对元件的可靠工作不利。另外，由于控制线路电压较高，对维护与安全不利，因此必须引起注意。
对于操作比较频繁的直流电力传动的控制线路，常用直流电源供电。若控制电压过高，在电器线圈断电的瞬间将产生很高的过电压（可达额定电压的十倍以上），这将对电器工作的可靠性及使用寿命均有影响。若控制电压过低时，电器触头不易可靠地接通，影响系统的正常工作。直流电磁铁及电磁离合器的控制线路，常采用24V直流电源供电。
2继电器触头的设计
在保证控制线路工作的可靠性上，电器应可靠、牢固、稳定并符合使用环境条件，电器元件的工作时间要少（需延时的除外），线圈的吸引和释放时间应不影响线路的工作。电器元件要正确连接电器的线圈，触头连接不正确，会使控制线路发生误动作，有时造成严重的事故。
两个继电器线圈的连接不能串联接于交流电路中，由于继电器线圈上的电压是依线圈阻抗大小正比分配的，即便是两个型号相同的继电器也不能串联后接于其两倍额定电压的交流电源上，这是因为当其中一个继电器先工作后，这个继电器的阻抗要比没吸合的继电器的阻抗大，另一个继电器线圈电压达不到其额定电压而不吸合。同时线路电流将增加，有可能将线圈烧毁，所以，应将线圈并联后再接到其额定电压值的交流电源上。
在设计控制线路时，应考虑电器触头的接通和分断能力。如果容量不够，可在线路中加接中间继电器，增加线路中触头数目。增加接通能力用多触头并联，增加分断能力用多触头串联。控制线路的连接应当尽可能在电流较小的控制电路内进行，这样安全可靠。
减少被控制的负载或电器在接通时所经过的触头数。电器的触头发生故障时电路就不能正常工作，这可通过触头的合理布置来达到，每个继电器的接通只需经过一对触头，工作较为可靠，尽量减少控制线路所用的控制电器数量和触头数量。在满足动作要求的条件下，所用的电器越少、触头越少，控制线路的故障机率就越低，工作的可靠性也就越高。
触头经过合并后还可以简化线路，但是在合并触头时应当注意触头的额定电流是否允许利用转换触头，两对触头可以合并一对转换触头而成为另一线路，这种方法只适用于有转换触头的中间继电器。利用半导体二极管的单向导电性也可以有效地减少触头数，所示电路是等效的，这种方法用于弱电电器控制线路中既经济又可靠，目前已在自动化磨床上应用。减少连接导线设计控制线路时，将各电器触头的位置合理安排，可以减少连接导线的数量，特别要注意，同一电器的不同触头在线路中应尽可能具有更多的公共连接线，这样可以简化接线。
3考虑设备及人身的安全
继电接触式控制线路在事故情况时，应保证操作人员的安全及电气设备、生产机械的安全，并有效地制止事故的扩大，在设计控制线路时，为了避免由于线路故障引起事故的可能性，必须在线路内采取一定的保护措施以确保安全。常用的保护措施有短路保护、过热过电流保护、飞零电压保护、终端保护、联锁保护、油压保护及其一些事故信号等。
电气控制设备应考虑操作停车、维修安全方便，有隔离电器、避免带电检修。控制线路可迅速而方便地由一种控制方式转换到另一种控制方式，电器元件应留有备用触头，应留有备用电器元件，以便检修、调整和改接线用。
总之，在满足生产要求的前提下，控制线路应力求简洁和经济。尽量选用标准的环节，在保证正常工作的前提下尽量减少元件的连接导线数量。
