李山兵

(江蘇省泰興中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，江蘇 泰州 225400)

0 引言

AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試實(shí)操訓(xùn)練中，很多學(xué)生由于不能認(rèn)真仔細(xì)地閱讀培訓(xùn)企業(yè)準(zhǔn)備資料，無(wú)法識(shí)讀機(jī)電設(shè)備電路圖，導(dǎo)致所獲取的(電氣控制電路組成、連接關(guān)系、工作原理等)相關(guān)信息很少。以至于無(wú)法完成機(jī)電設(shè)備電路的安裝與調(diào)試工作，需要學(xué)生掌握快速識(shí)讀與修補(bǔ)機(jī)電設(shè)備電路圖的方法。

1 快速識(shí)讀機(jī)電設(shè)備電路圖

快速識(shí)讀是指快速準(zhǔn)確全面地識(shí)讀，從中尋找機(jī)電設(shè)備各組成模塊之間的連接關(guān)系、符號(hào)與實(shí)物之間對(duì)應(yīng)關(guān)系、電氣設(shè)備之間的連接關(guān)系。其關(guān)鍵就是對(duì)照實(shí)物和電路圖進(jìn)行識(shí)圖訓(xùn)練、訓(xùn)練中學(xué)習(xí)識(shí)圖方法，并對(duì)識(shí)圖方法認(rèn)真地總結(jié)歸類(lèi)，找出高效的識(shí)圖方法。

1.1 聯(lián)系實(shí)物識(shí)讀電路圖中的符號(hào)

在電氣控制回路的安裝調(diào)試過(guò)程中，學(xué)生因?yàn)樽R(shí)讀電器部件時(shí)有偏差而造成選錯(cuò)用錯(cuò)電器部件，出現(xiàn)接線錯(cuò)誤，甚至將電器元件的額定電壓低的線圈接到電壓高的電源上導(dǎo)致線圈被燒毀。聯(lián)系實(shí)物(電器部件)和圖紙識(shí)讀電路圖中的符號(hào)，查找出圖中符號(hào)與實(shí)物之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能在訓(xùn)練中正確選擇和使用電器部件，避免接線錯(cuò)誤和燒壞電器部件的情況發(fā)生。

1.1.1 熟悉電器部件的型號(hào)及技術(shù)數(shù)據(jù)，正確識(shí)讀連接點(diǎn)代號(hào)

電器部件的技術(shù)參數(shù)包括：適用范圍、型號(hào)及其含義、主要技術(shù)參數(shù)、外形尺寸與安裝尺寸、工作條件和安裝條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安裝使用及維護(hù)等。只有全面熟悉以上內(nèi)容才能在選擇和使用電器部件時(shí)避免發(fā)生錯(cuò)誤，也不會(huì)出現(xiàn)燒壞電器部件或熔斷器的現(xiàn)象。

連接點(diǎn)代號(hào)是電器部件中各個(gè)電器元件用來(lái)與外電路進(jìn)行連接時(shí)接線端的編號(hào)。通過(guò)連接點(diǎn)代號(hào)可以幫助區(qū)分接觸器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)開(kāi)關(guān)等的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)、常開(kāi)和常閉輔助觸點(diǎn)、還能識(shí)別觸點(diǎn)的位置，熱繼電器的熱元件、常開(kāi)常閉觸點(diǎn)，常開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)和常閉按鈕開(kāi)關(guān)等；判別指示燈正負(fù)極和線圈的兩個(gè)接線端等。

1.1.2 圖紙中標(biāo)識(shí)電器部件名稱(chēng)及連接點(diǎn)代號(hào)

在AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試準(zhǔn)備資料電氣控制部分圖紙中各種電器元件與機(jī)電設(shè)備中電器部件有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。應(yīng)在電路圖中讀清楚每個(gè)電器元件及其連接點(diǎn)代號(hào)，并在電路圖紙中標(biāo)注電器元件的連接點(diǎn)代號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)材料準(zhǔn)備清單中標(biāo)注圖紙中用到的電器部件名稱(chēng)標(biāo)識(shí)符。

1.1.3 識(shí)讀、檢測(cè)電器部件并認(rèn)真記錄測(cè)試結(jié)果

對(duì)于電器部件的識(shí)讀與檢測(cè)訓(xùn)練，一定要經(jīng)常使用表格。一方面可以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真完成電器部件的識(shí)讀與檢測(cè)，另一方面可以養(yǎng)成整理、記錄及總結(jié)的習(xí)慣。另外，對(duì)檢測(cè)確認(rèn)質(zhì)量完好的部件，應(yīng)及時(shí)粘貼設(shè)備標(biāo)識(shí)符。

1.2 了解機(jī)電設(shè)備的連接工藝，為識(shí)讀電路圖做準(zhǔn)備

1.2.1 機(jī)電設(shè)備組成模塊的作用及內(nèi)部電路連接工藝

機(jī)電設(shè)備的三大組成模塊是內(nèi)部或外部帶有PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜、顯示操作單元(面板)、具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件[1]。

1)內(nèi)部或外部帶有PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜。PLC控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜為一個(gè)開(kāi)放式的電氣控制單元，其內(nèi)部含有三相五線制電源輸入、三相動(dòng)力主電路、單相交流安全控制三孔插座、24VDC電源。24VDC電源分五路輸出：控制柜內(nèi)部急停開(kāi)關(guān)裝置電源、PLC電源、顯示操作面板電源、具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件中的傳感器電源、執(zhí)行器件電源[2]。其相當(dāng)于人的心臟、大腦的功能組合體，完成接收輸入指令、中間過(guò)程處理、輸出執(zhí)行命令的功能。

開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電器部件安裝板上各電器部件之間采用線槽布線方式，各電器部件之間用軟導(dǎo)線連接。導(dǎo)線須經(jīng)線槽，其長(zhǎng)度余量留在線槽內(nèi)，導(dǎo)線與電器元件連接點(diǎn)處導(dǎo)線出槽，槽外導(dǎo)線與線槽垂直。每個(gè)連接點(diǎn)上最多只能接兩根導(dǎo)線，每根導(dǎo)線中間不允許有接頭，連接點(diǎn)上的導(dǎo)線要用冷壓針式接頭(接耳)，并且都必須套上編好號(hào)碼的編號(hào)管，編號(hào)管上的導(dǎo)線編號(hào)方向要一致(字頭朝上或朝左)；電器部件安裝板內(nèi)部電器部件與開(kāi)關(guān)柜外殼上電器部件之間的連接必須經(jīng)過(guò)接線端子排，接線端子排上的每個(gè)接線端子只允許連接一根導(dǎo)線。

2)顯示操作單元(面板)。顯示操作單元(面板)為發(fā)送控制指令和接收并顯示機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)信息的結(jié)構(gòu)盒，它由按鈕開(kāi)關(guān)、帶指示燈的按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈組成的單元(面板)。按鈕開(kāi)關(guān)的作用是發(fā)出控制指令，指示燈的作用是指示設(shè)備的工作狀態(tài)。結(jié)構(gòu)盒內(nèi)部電器部件之間用導(dǎo)線連接。

3)具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件。具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件為機(jī)械、電氣動(dòng)于一體的動(dòng)力裝置，其機(jī)械部分完成軸模上滑板位置的移動(dòng)；氣動(dòng)部分完成氣缸伸出縮進(jìn)的方向控制及速度控制；電路部分包括傳感器和執(zhí)行器件。傳感器都為數(shù)字型(開(kāi)關(guān)量)，完成信號(hào)的檢測(cè)，再將接收到信號(hào)變換開(kāi)關(guān)電信號(hào)傳遞到PLC輸入端；執(zhí)行器件為電磁閥、接觸器等，連接于PLC的輸出端，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件。傳感器和執(zhí)行器件自帶連接線，通過(guò)圓形插接器與帶主電纜的執(zhí)行元件/傳感器分配系統(tǒng)連接[3]。

1.2.2 機(jī)電設(shè)備各電路模塊之間的連接工藝

帶內(nèi)或外部PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜與外部電路模塊之間通過(guò)連接器連接：三相五線制電源引入是用5極三相交流電插頭，主電路的三相交流電的輸出是用4極三相交流電插座，用40針重載連接器-X12與操作顯示單元(面板)連接、-X10與具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件連接。

PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜外部的連接線都為電纜線：三相五線制電源線為5芯電纜線，三相交流電的輸出為4芯電纜線，顯示操作單元用40線+PE的電纜線，兩個(gè)執(zhí)行元件/傳感器分配系統(tǒng)自帶電纜線與-X10連接。

1.3 了解機(jī)電設(shè)備電路圖紙的構(gòu)成，高效識(shí)讀電路圖

電氣制圖的三要素為符號(hào)、圖框和表格。電氣工程師在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，經(jīng)常采用線條圖形代表物理上存在的電氣設(shè)備。符號(hào)是在電氣或電子電路原理圖上用來(lái)表示各種電氣和電子設(shè)備的圖形(如導(dǎo)線、電池、電阻、晶體管等)。圖框是電氣工程制圖中圖紙上限定繪圖區(qū)域的線框。完整的電氣圖框通常由邊框線、圖框線、標(biāo)題欄和會(huì)簽欄組成。表格是指電氣工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，根據(jù)評(píng)估項(xiàng)目原理圖圖紙，所繪制的項(xiàng)目需要的各種圖表。

1.3.1 設(shè)備、元件和符號(hào)的概念

設(shè)備(電器部件)是由一個(gè)或多個(gè)元件組成。最為典型的例子是接觸器線圈和觸點(diǎn)，其線圈和觸點(diǎn)是元件，包含主功能線圈和輔助功能觸點(diǎn)。一個(gè)單極空氣開(kāi)關(guān)即是設(shè)備又是元件。設(shè)備是用設(shè)備名稱(chēng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)的元件(組件)。元件是組成設(shè)備的個(gè)體單位。元件(組件)是可以用符號(hào)描述的，因此，元件(組件)和符號(hào)是相互關(guān)聯(lián)的；符號(hào)是元件(組件)的圖形化表示。當(dāng)在原理圖上插入一個(gè)符號(hào)，有關(guān)符號(hào)位置的參考被系統(tǒng)記錄，一旦這個(gè)參考被建立，符號(hào)的“實(shí)例”也就被建立。

1.3.2 圖幅分區(qū)

目的是對(duì)各種幅面的圖紙進(jìn)行分區(qū)表示電氣圖中各個(gè)組成部分在圖上的位置，便于直觀反映繪圖的范圍及確定相互之間的關(guān)系。方法是等分圖紙相互垂直的兩邊，分區(qū)數(shù)目視圖的復(fù)雜程度而定，但要求每邊必須為偶數(shù)。每一分區(qū)長(zhǎng)度為25～27 mm。分區(qū)線用細(xì)實(shí)線，分區(qū)代號(hào)豎向用大寫(xiě)英文字母從上向下編號(hào)，橫向用阿拉伯?dāng)?shù)字從左向右編號(hào)，分區(qū)代號(hào)用字母和數(shù)字組合表示，字母在前，數(shù)字在后。如圖上某一繼電器的常開(kāi)點(diǎn)下寫(xiě)有/7.E3，7表示第7張?jiān)韴D，E表示在此圖框上下面字母E的區(qū)域，3表示在此圖框左右面數(shù)字3的區(qū)域。

1.3.3 報(bào)表

報(bào)表類(lèi)型，報(bào)表是將項(xiàng)目數(shù)據(jù)以一種圖形表格的方式輸出，生成的一類(lèi)項(xiàng)目圖紙頁(yè)。 電氣項(xiàng)目圖紙需要將原理圖轉(zhuǎn)換成指導(dǎo)項(xiàng)目施工的各類(lèi)圖紙。例如，材料清單是項(xiàng)目采購(gòu)的依據(jù)，端子圖表和設(shè)備接線表是現(xiàn)場(chǎng)施工接線的指導(dǎo)。報(bào)表可以是一種文件，用于將項(xiàng)目數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部的文件，供第三方使用。

1.4 識(shí)讀電路圖，快速查找圖與機(jī)電設(shè)備之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

識(shí)讀機(jī)電設(shè)備電路圖除了掌握方法之外還要注意圖和實(shí)物之間對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)操作機(jī)電設(shè)備，明確電源開(kāi)關(guān)、各主令電器(包括按鈕、接近開(kāi)關(guān))、氣缸(氣動(dòng)回路)和電動(dòng)機(jī)的具體位置。打開(kāi)PLC控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜蓋板后可以看到各種開(kāi)關(guān)、接觸器、繼電器、PLC等控制電器和保護(hù)電器。結(jié)合電路原理圖中電氣部件的名稱(chēng)標(biāo)識(shí)符及連接點(diǎn)代號(hào)查找機(jī)電設(shè)備中對(duì)應(yīng)的控制電器和保護(hù)電器。再根據(jù)電器部件的名稱(chēng)標(biāo)識(shí)符理清電路的連接關(guān)系。反復(fù)訓(xùn)練后，就能快速達(dá)到“圖物合一”境界，也就能快速完成識(shí)圖。

2 準(zhǔn)確地修補(bǔ)機(jī)電設(shè)備電路圖

AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試資料中給出的機(jī)電設(shè)備圖紙(機(jī)械、氣動(dòng)和電氣控制部分)往往都是不完整的，實(shí)操考試中要求學(xué)生根據(jù)考試試題對(duì)機(jī)電設(shè)備的機(jī)械、氣動(dòng)及電氣控制部分等進(jìn)行改裝?？荚嚋?zhǔn)備中必須對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行深入了解，把圖紙中沒(méi)有表達(dá)清楚的信息，準(zhǔn)確無(wú)誤地修改、補(bǔ)充完整，以便在考試時(shí)有效快速地改裝機(jī)電設(shè)備。

2.1 確定電路中需要補(bǔ)充的電器元件

認(rèn)真閱讀機(jī)電設(shè)備裝備圖，弄清其機(jī)械部分的組成及各部分之間的位置關(guān)系，尤其是機(jī)械傳動(dòng)、氣動(dòng)裝置在機(jī)械上的位置；了解機(jī)電設(shè)備的工作流程，機(jī)械傳動(dòng)中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)方向、傳動(dòng)方式、極限位置保護(hù)。氣動(dòng)裝置的氣動(dòng)回路的壓力控制、速度控制、方向控制、系統(tǒng)壓力要求等；熟悉機(jī)電設(shè)備的控制要求、電氣保護(hù)、信號(hào)指示等。

比較機(jī)電設(shè)備工作的工藝要求及電氣控制、檢測(cè)和保護(hù)要求等與AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試準(zhǔn)備資料之間的差異之處，從而確定在資料電路中需要補(bǔ)充哪些電器元件。AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試準(zhǔn)備資料包括顯示操作單元(面板)，具有控制技術(shù)功能(電氣動(dòng))的簡(jiǎn)單機(jī)械組件。

2.2 確定各電器元件的安裝位置

依據(jù)機(jī)電設(shè)備的電氣控制、電路保護(hù)、信號(hào)檢測(cè)和信號(hào)指示等，按工藝流程或相同類(lèi)型的電器部件分類(lèi)集中的原則布置電器元件并標(biāo)注名稱(chēng)標(biāo)識(shí)，確定電器部件電氣原理圖(圖紙頁(yè))中的位置。

2.3 在電路圖中補(bǔ)畫(huà)電器元件并標(biāo)識(shí)

確定各電器元件的類(lèi)型和安裝位置后，在相應(yīng)圖紙頁(yè)繪制其圖形符號(hào)并標(biāo)識(shí)名稱(chēng)；根據(jù)AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試對(duì)機(jī)電設(shè)備線路修改要求和功能描述連接新添加的電器元件。

2.4 在電路圖中添加導(dǎo)線參數(shù)及電纜定義，完善電路圖

在AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試中，機(jī)電設(shè)備的PLC開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部電器部件之間連接的導(dǎo)線不同部分所用導(dǎo)線規(guī)格和顏色不相同，負(fù)載隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)線為2.5 mm2橙色軟導(dǎo)線，主電路(動(dòng)力電路)為2.5 mm2黑色軟導(dǎo)線，230VAC電路相線為1.5 mm2紅色軟導(dǎo)線、零線為1.5 mm2淺藍(lán)色軟導(dǎo)線、保護(hù)線(PE線)為1.5 mm2黃綠雙色軟導(dǎo)線，24VDC電路為0.5 mm2深藍(lán)色軟導(dǎo)線，急停開(kāi)關(guān)裝置為1.5 mm2紫色軟導(dǎo)線，這就要求學(xué)生在電路圖紙中標(biāo)注導(dǎo)線的規(guī)格和顏色。

外部電路與開(kāi)關(guān)柜之間用電纜進(jìn)行連接，為了區(qū)分不同設(shè)備(電器部件)之間的連接電纜，需要在電路圖中標(biāo)注電纜定義。電纜是高度分散的設(shè)備，電纜由電纜定義線、屏蔽和芯線組成，具有相同的設(shè)備名稱(chēng)。對(duì)于電纜來(lái)說(shuō)，具有一個(gè)主功能和許多輔助功能，可以用多個(gè)電纜定義線表示輔助功能(同一電纜可能放置在不同的頁(yè)上)。

在電路圖修補(bǔ)完善后，學(xué)生可以根據(jù)電路圖完成機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試和檢驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，介紹了AHK機(jī)電一體化項(xiàng)目畢業(yè)考試機(jī)電設(shè)備電路圖識(shí)讀、修補(bǔ)教學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用的方法。在訓(xùn)練及實(shí)際操作中應(yīng)針對(duì)具體情況靈活運(yùn)用。實(shí)踐中一定要理實(shí)結(jié)合、圖物結(jié)合、反復(fù)操練、及時(shí)總結(jié)，才能達(dá)到理想的效果。