李玉華

摘 要：隨著信息和網(wǎng)絡技術的應用，我國工業(yè)機械設備向自動化方向的快速發(fā)展形成了一個重要的自動化系統(tǒng)。其中，電氣自動化設計在自動化系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品形成必不可少的技術。在電氣自動化設計中，原理圖的繪制是整個電氣設計的核心，它是機械設備自動化運行流程的電路轉(zhuǎn)化，便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修。如何繪制電氣原理圖成為重要的課題。

關鍵詞：電氣設計；原理圖；畫法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.105

1 電氣原理圖的基本回路構成

電氣原理圖一般由電源回路、主回路、控制回路、輔助回路等幾部分組成。電源回路，就是電控柜電源進線并給各個用電設備進行配電的回路?；芈分饕呻娫幢Ｗo器件、電源指示器件和空氣開關等組成，在原理圖中，電源線一般畫成橫線，并以黃、綠、紅三顏色區(qū)分三相線，中性線為淺藍色，接地線為黃綠色。各個用電設備通過空氣開關垂直地接在橫向電源線的下方。用電設備的類別、用途和實際安裝位置各有不同，空氣開關要根據(jù)控制的用電設備的特性進行先后排序。在電源配電設計時要考慮三相負載平衡的問題，因為三相不平衡負載各相電流差別很大，電流過高的相線容易發(fā)熱起火，從而引發(fā)電氣火災。因此單相用電設備要根據(jù)空氣開關的額定電流大小的總和均衡地接在三相電源下面，保持三相負載平衡。主回路，通俗而言就是電機回路。電機回路的控制器一般情況為馬達控制器、變頻器、伺服控制器等，這主要是按照設備的工藝要求來設計的。根據(jù)控制器電壓等級的不同，主回路又有交流380V和交流220V的配電電源區(qū)分，目前工業(yè)領域，很多品牌的變頻器和伺服控制器都有三相電源和單相電源的電壓等級選擇，給我們的電氣設計工作帶來了很大的方便。不同功率的電機配置的控制器的額定電流大小不同，它們的額定電流大小又決定了上級空氣開關的電流大小，因此我們在設計電路時要選擇合適的電氣件來達到安全控制的目的。控制回路，主要包含交流220V控制回路和直流24V控制回路。交流220V控制回路，也就是通過空氣開關從電源回路的一條相線和零線上接下來作為被控制器件電源的回路，主要是指繼電器、接觸器的線圈回路，還有一些電缸、電滾筒、步進電機等的控制回路。在電氣設計中，我們習慣選擇接觸器的線圈電壓為220V，通過繼電器建立接觸器和系統(tǒng)控制模塊之間的聯(lián)系，這樣提高了回路的安全性，減少了昂貴的控制模塊的輸出端口因負載電流大而出現(xiàn)的燒壞現(xiàn)象。目前工業(yè)控制系統(tǒng)中采用的控制模塊主要是PLC，PLC的輸入回路和輸出回路的電源電壓通常為直流24V，所以直流24V控制回路主要指控制模塊的輸入回路和輸出回路。輸入回路，主要是一些按鈕、開關、傳感器、報警裝置、保護器件等的輸入信號；輸出回路，主要是電磁閥、繼電器等作為負載元件形成的回路。直流24V控制回路我們選用的電源線顏色為棕色和藍色，一般和信號元件的信號線放在一起組成多芯電纜。輔助回路，主要是一些信號和報警功能器件的電路，例如三色報警燈、蜂鳴器、光柵和帶燈按鈕等安全器件的接線回路，還有一些是電控柜之間的遠程控制信號回路。

2 電路符號的標準應用

電氣原理圖是我們把復雜的電氣系統(tǒng)抽象成的一個電路模型，用理想元件去代替實際電氣系統(tǒng)中的真實元件，設計時我們是用規(guī)定的電路符號來表示各種理想元件的。電路符號包括文字符號和圖形符號，必須采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標準。例如接觸器的文字符號為KM。若有多個相同種類的電氣件，可以在文字符號后加上數(shù)字序號進行標示，例如用KM1和KM2表示兩個不同的接觸器。同一個電氣元件的不同部件可以不畫在一起，但需要用同一個文字符號標示。每個電氣元件也有自己的圖形符號，我們查找設計規(guī)范就可以找到標準的畫法。在繪制電氣原理圖時，元件的圖形符號可以逆時針旋轉(zhuǎn)90度放置，但文字符號絕對不可以。在圖紙設計中，所有的觸點和按鈕均應按不通電時的狀態(tài)或者不受外力時的原始狀態(tài)畫出。PLC控制模塊的輸入回路分PNP和NPN接線方式，在選擇輸入端的電氣元件時，我們一定要查看開關器件的特性。

3 連接線標注和端子標注

實際的電氣線路中各個電氣元件都不是孤立存在的，它們彼此之間都互相聯(lián)系、互相制約。所以，我們在設計圖紙的時候不是簡單的擺放元件那么簡單，它們之間都有能量和信號傳遞，傳遞的載體便是導線。導線有電源線和信號線的區(qū)分，主回路中的電源線我們一般都是單根導線連接用電設備；控制回路中，走向相同、區(qū)域相近的元件的信號線我們一般采用多芯線纜。畫連接線時，應在導線上標明該導線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和電壓等級等信息。連接線應避免交叉，有連接關系的導線應在連接處用實心圓點標注。一個項目的電氣原理圖不可能只有一張紙，那么不同紙張之間的電氣導線連接是如何實現(xiàn)的呢？一般我們用中斷線來實現(xiàn)跨紙張之間的導線連接，并在中斷線的中斷位置增加標記，例如變頻器的報警信號接到控制模塊的輸入端子，兩者屬于不同的控制回路，我們就在變頻器報警端子導線的中斷位置標注信號的去處，在控制模塊的輸入端子連接導線的中斷位置標注信號的來源。通常的，中斷標注信息我們采用對象元件在圖紙中的頁碼和行列位置。電控柜內(nèi)的電氣元件和現(xiàn)場設備上的電氣元件是通過柜內(nèi)端子連接在一起的，這樣保證了電控柜的獨立性。在繪制原理圖時我們要在導線上體現(xiàn)端子這一媒介，所以在圖紙中，柜內(nèi)器件和柜外器件相連的每根導線上都應標注端子代號。根據(jù)電流大小的不同，端子大小也不一樣，我們最好分類區(qū)分，同一類的端子我們用數(shù)字進行排序。

4 圖紙幅面

目前我們常用的電氣設計繪圖軟件主要是CAD、EPLAN等，無論哪種繪圖軟件，圖紙布局都很重要。在圖紙的每個頁面中，水平方向和垂直方向上，都要有基準，保證所有的電氣元件在水平方向和垂直方向上排列整齊，美化圖紙的同時方便系統(tǒng)分析。圖紙幅面，可以利用模板也可以自己制作喜歡的幅面，幅面尺寸我們一般用A3或者A4的，繪圖時保證布局緊湊、清晰和使用方便。

參考文獻：

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