电气控制原理线路图设计方法
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电气原理图的绘制方法为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图,便于电气系统的安装、调试、使用和维修,将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来,这就是电气控制系统图。
用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来,并实现某种特定控制要求的电路。
画电气原理图的一般规律如下:画主电路绘制主电路时,应依规定的电气图形符号用粗实线画出主要控制、保护等用电设备,如断路器、熔断器、变频器、热继电器、电动机等,并依次标明相关的文字符号。
画控制电路控制电路一般是由开关、按钮、信号指示、接触器、继电器的线圈和各种辅助触点构成,无论简单或复杂的控制电路,一般均是由各种典型电路(如延时电路、联锁电路、顺控电路等)组合而成,用以控制主电路中受控设备的“起动”、“运行”、“停止”使主电路中的设备按设计工艺的要求正常工作。
对于简单的控制电路:只要依据主电路要实现的功能,结合生产工艺要求及设备动作的先、后顺序依次分析,仔细绘制。
对于复杂的控制电路,要按各部分所完成的功能,分割成若干个局部控制电路,然后与典型电路相对照,找出相同之处,本着先简后繁、先易后难的原则逐个画出每个局部环节,再找到各环节的相互关系。
电气安装接线图规范一般情况下,电气安装图和原理图需配合起来使用。
绘制电气安装图应遵循的主要原则如下:1、必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。
2、各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致,同一个电器元件的各部件(如同一个接触器的触点、线圈等)必须画在一起,各电器元件的位置应与实际安装位置一致。
3、不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接,并按照电气原理图中的接线编号连接。
4、走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。
画连接线时,应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。
电器元件布置图规范电器元器件布置图的设计应遵循以下原则:1.必须遵循相关国家标准设计和绘制电器元件布置图。
电气原理图绘制步骤
(1)设置SCH编辑器的工作参数(也可以采用系统内缺省参数)。
(2)选择图纸的幅面、标题栏式样、图纸的放置方向(横向或纵向)。
(3)放大绘图区,直到绘图区域呈现大小适中的栅格线为止。
(4)在工作区域放置元器件:先放置核心元器件的电气符号图形,再放置其他调整元器件位置。
(5)修改和调整元器件的标号、型号及其字体大小与位置等。
(6)连线,放置电气节点、网络标号及I/O端口。
(7)放置电源及地线符号。
(8)运行电气设计规则检查(ERC),寻找可能存在的设计缺陷。
(9)加注释信息。
(10)生成网络表文件(或直接执行PCB更新命令)。
(11)打印。
电气原理图的画法及阅读方法电气控制线路主要由各种电器元件(如接触器、继电器、开关、按钮)和电动机等用电设备组成。
为了设计、研究分析、安装维修时阅读方便,在绘制电气控制线路图时,必须使用国家统一规定的电气图形符号和文字符号。
电气设备图样有三种:电气原理图、电气设备安装图、电气设备接线图。
一、 电气原理图电气原理图表示电气控制线路的工作原理以及各电器元件的作用和相互关系,而不考虑电器元件实际安装的位置和实际连线情况。
电气原理图一般由主电路、控制电路、照明电路、信号指示电路等几部分组成。
1.绘制电气原理图遵循的规则(1) 电气控制线路分为主电路和控制电路。
主电路用粗实线绘出,而控制电路用细实线画出。
一般主电路画在左侧,控制电路画在右侧。
(2) 电气控制线路内的所有电机、电器和其它元件的通电部分均应在原理图中画出。
(3) 电器元件的各部件不按实际位置画出,而是以阅读和分析线路工作原理的需求为主画出。
(4) 同一电器的不同部件可画在线路的不同地方,但为了表示是同一元件,电器的不同部件要用同一文字符号来表示。
(5) 图中电器的各个部件,均以“常态”画出,即电器未受激(通电)时的状态画出。
(6) 在原理图中,若有几个同一种类的电器,在表示名称的文字符号后加上一个数字序号,以示区别。
(7) 控制线路的各分支线路,基本上按动作顺序由上而下(从左到右)平行排列,两根以上的导线连接处要用黑点标明。
2.电气原理图的阅读方法(1) 清楚电路中所用到的各个电器元件及电器元件的各导电部件在电路中的位置。
对于复杂的控制线路,应首先阅读电气元件目录表。
(2) 先看主电路,再看控制电路,最后再看照明、信号指示及保护电路。
(3) 总体检查:化整为零,集零为整、二、 电气设备安装图电气设备安装图表示各种电气设备在机床机械设备和电气控制柜的实际安装位置。
各电气元件的安装位置市由机床的结构和工作要求决定的,如电动机要和被拖动的机械部件在一起,行程开关应放在要取得信号的地方,操作元件要放在操作方便的地方,一般电气元件应放在控制柜内。
电气原理图绘制方法电气原理图是用来表明设备电气的工作原理及各电器元件的作用,相互之间的关系的一种表示方式。
运用电气原理图的方法和技巧,对于分析电气线路,排除机床电路故障是十分有益的。
电气原理图包括:主电路、控制电路、保护、配电电路等几部分组成。
这种图,由于它直接体现了电子电路与电气结构以及其相互间的逻辑关系,所以一般用在设计、分析电路中。
分析电路时,通过识别图纸上所画各种电路元件符号,以及它们之间的连接方式,就可以了解电路的实际工作时情况。
电原理图又可分为整机原理图,单元部分电路原理图,整机原理图是指所有电路集合在一起的分部电路图。
组成结构:电气系统图主要有电气原理图、电器布置图、电气安装接线图等,绘图软件有电气CAD、protell99、Cadence等。
因此,电气原理图是电气系统图的一种。
是根据控制线图工作原理绘制的,具有结构简单,层次分明。
主要用于研究和分析电路工作原理。
电气布置安装图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置。
为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。
电气安装接线图是为了进行装置、设备或成套装置的布线提供各个安装接线图项目之间电气连接的详细信息,包括连接关系,线缆种类和敷设线路。
电气控制线路原理图绘制示意图(1)电路绘制原理图一般分为电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路绘制。
原路图可水平布置,也可垂直布置。
水平布置时,电源电路垂直画,其他电路水平画,控制电路中的耗能元件(如接触器和断电器的线圈、信号灯、照明灯等)要画在电路的最右方。
垂直布置时,电源电路水平画,其他电路垂直画,控制电路中的耗能元件要画在电路的最下方。
电源电路画成水平线,三相交流电源相序L1、L2、L3由上而下排列,中线N和保护地线PE画在相线之下。
直流电源则正端在上,负端在下画出。
主电路是指受电的动力装置及保护电器,它通过的是电动机的工作电流,电流较大,主电路要垂直电源电路画在原理图的左侧。
图形符号通常用于图样或其它文件,以表SQFU SA电动机绕组首端分别用电气图绘制-基本原则控制电路主电路电气控制原理图一般分主电路和控制电路、信号及照明电路电气图绘制-基本原则同一元件的各个部件按其在电路中所起作用,图形符号可以不画在一起,但文字符号必须相同电气图绘制-基本原则电器的线圈、信号灯等耗能元件直接与下水平电源线连接电气图绘制-基本原则尽可能减少线条和避免线条交叉。
各导线之间有联系的,在导线交点处画一个实心圆点电气图绘制-基本原则所有电器触点均按没有通电或没有外力作用的状态绘制电气图绘制-基本原则每个电路的功能用文字符号表明在上部的用途栏原理图分为若干图区并用阿拉伯数字编号,处在原理图下部。
电气图绘制-基本原则接触器线圈文字下方有两条竖线分成左中右三栏,分别显示主触点、辅助常开触点和辅助常闭触点所在图区电气图绘制-基本原则继电器线圈文字下方有一条竖线分成左右两栏,分别辅助常开触点和辅助常闭触点所在图区31行程控制电路自动工作循环后停在原位程序控制1SB KM得电并自锁电动机带动工作部件运动工作循环结束回到原位1ST1ST 和2ST 工作部件在原位时受压,次序是:此线路既符合工作要求,又便于操作, 是一个比较完善的线路,只是多用了一个行程开关和一个中间继电器.工作部件离开原位:先松1ST(闭合),后松2ST (闭合)。
工作部件回原位时:先压2ST(断开),后压1ST(断开)。
2ST1ST原位工作部件从原位离开时:先松1ST(闭合),后松2ST (闭合)。
2ST 1ST(1)工作元件在原位,1ST ,2ST 受压断开。
1.根据选定的拖动方案及控制方式设计系统的原理框图,拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数.
2. 根据各部分的要求,设计出原理框图中各个部分的具体电路。
对于每一部分的设计总是按主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、总体检查,反复修改与完善的步骤进行.
3.绘制总原理图。
按系统框图结构将各部分联成一个整体。
4.正确选用原理线路中每一个电器元件,并制订元器件目录清单。
对于比较简单的控制线路,例如普通机床的电气配套设计,可以省略前两步,直接进行原理图设计和选。
用电器元件。
但对于比较复杂的自动控制线路,例如专用的数控生产机械或者采用微机或电子控制的专用。
检测与控制系统,要求有程序预选、刀具调整与补偿和一定的加工精度、生产效率、自动显示、各种保护、故障诊断、报警、打印记录等,就必须按上述过程一步一步进行设计。
只有各个独立部分都达到技术要求,才能保证总体技术要求的实现,保证总装调试的顺利进行。
二、电气原理图的设计方法
电气原理图的设计方法主要有分析设计法和逻辑设计法两种,分别介绍如下
1. 分析设计法
所谓分析设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节(单元电路)或经过考验的成熟电路,按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改,综合成满足控制要求的完整线路。
当找不到现成的典型环节时,可根据控制要求边分析边设计,将主令信号经过适当的组合与变换,在一定条件下得到执行元件所需要的工作信号。
设计过程中,要随时增减元器件和改变触点的组合方式,以满足拖动系统的工作条件和控制要求,经过反复修改得到理想的控制线路。
由于这种设计方法是
以熟练掌握各种电气控制线路的基本环节和具备一定的阅读分析电气控制线路
的经验为基础,所以又称为经验设计法。
分析设计法的特点是无固定的设计程序,设计方法简单,容易为初学者所掌握,对于具有一定工作经验的电气人员来说,也能较快地完成设计任务,因此在电气设计中被普遍采用。
其缺点是设计方案不一定是最佳方案,当经验不足或考虑不周时会影响线路工作的可靠性。
2.逻辑设计法
逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来进行电路设计,即根据生产机械的拖动要求及工艺要求,将执行元件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开状态看成逻辑变量,并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数关系式来表达,然后再运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化,使之成为需要的与或关系式,根据最简式画出相应的电路结构图,最后再作进一步的检查和完善,即能获得需要的控制线路。
采用逻辑设计法能获得理想、经济的方案,所用元件数量少,各元件能充分发挥作用,当给定条件变化时,能指出电路相应变化的内在规律,在设计复杂控制线路时,更能显示出它的优点。
任何控制线路,控制对象与控制条件之间都可
以用逻辑函数式来表示,所以逻辑法不仅能用于线路设计,也可以用于线路简化和读图分析。
逻辑代数读图法的优点是各控制元件的关系能一目了然,不会读错和遗漏。
逻辑电路有两种基本类型,对应的设计方法也各有不同。
(1)组合逻辑电路其特点是执行元件的输出状态只与同一时刻控制元件的状态有关,输入、输出呈单方向关系,即输出量对输入量无影响。
它的设计方法比较简单,可以作为经验设计法的辅助和补充,用于简单控制电路的设计,或对某些局部电路进行简化,进一步节省并合理使用电器元件与触点。
(2)时序逻辑电路其特点是输出状态不仅与同一时刻的输入状态有关,而且还与输出量的原有状态及其组合顺序有关,即输出量通过反馈作用,对输入状态产生影响。
这种逻辑电路设计要设置中间记忆元件(如中间继电器等),记忆输入信号的变化,以达到各程序两两区分的目的。
三、原理图设计中应注意的问题
电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实践中总结出来的许多经验,使设计线路简单、正确、安全、可靠、结构合理、使用维护方便。
通常应注意以下问题。
1.选择控制电源
尽量减少控制线路中电源的种类,控制电源用量,控制电压等级应符合标准等级。
在控制线路比较简单的情况下,可直接采用电网电压,即交流220V、380V 供电,以省去控制变压器。
当控制系统使用电器数量比较多时,应采用控制变压器降低控制电压,或用直流低电压控制,既节省安装空间,又便于采用晶体管无触点器件,具有动作平稳可靠、检修操作安全等优点。
对于微机控制系统应注意弱电控制与强电电源之间的离,不能共用零线,避免引起电源干扰。
照明、显示及报警等电路应采用安全电压。
2.选择电器元件
尽量减少电器元件的品种、规格与数量。
在电器元件选用中,尽可能选用性能优良、价格便宜的新型器件,同一用途尽可能选用相同型号。
电气控制系统的
先进性总是与电器元件的不断发展、更新紧密联系在一起的,因此,设计人员必须密切关注电机、电器技术、电子技术的新发展,不断收集新产品资料,以便及时应用于控制系统设计中,使控制线路在技术指标、稳定性、可靠性等方面得到进一步的提高。
3.减少通电电器的数量
正常工作过程中,尽可能减少通电电器的数量,以利节能,延长电器元件寿命以及减少故障。
4. 合理使用电器触点
在复杂的继电接触控制线路中,各类接触器、继电器数量较多,使用的触点也多,线路设计应注意以下问题。
(1)主副触点的使用量不能超过限定对数,因为各类接触器、继电器的主副触点数量是一定的。
设计时应注意尽可能减少触点使用数量.以采用逻辑设计化简方法,改变触点的组合方式,以减少触点使用数量,或增加中间继电器来解决。
(2)检查触点容量是否满足控制要求,避免因使用不当而出现触点烧坏、熔焊的故障,要合理安排接触器。
主副触点的位置,避免用小容量继电器去切断大容量负载。
总之,要计算触点断流容量是否满足被控制负载
的要求,还要考虑负载性质(阻性、容性、感性等),以保证触点工作寿命和可靠性。
5.正确连线
具体应注意以下几个方面。
(1)正确连接电器线圈电压线圈通常不能串联使用,即使用两个同型号电压线圈也不能采用串联施加。
额定电压之和的电压值,因为电器动作总有先后之差,可能由于动作过程中阻抗变化造成电压分配不均匀。
对于电感较大的电器线圈,例如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等则不宜与相同电压等级的接触器或中间继电器直接并联工作,否则在接通或断开电源时会造成后者的误动作。
(2)合理安排电器元件及触点位置对一个串联回路,各电器元件或触点位置互换,并不影响其工作原理,但从实际连线上却影响到安全、节省导线等各方面的问题。
(3)注意避免出现寄生回路在控制电路的动作过程中,如果出现不是由于误操作而产生的意外接通的电路,称为寄生回路。