第2章电气控制设计基础.ppt

电气控制与PLC应用技术,第2章 电气图设计基础,Kunming University of Science & Technology,电气控制线路是用导线将电机、电器、仪表等电气元件连接起来并能实现某种要求的线路。根据其电流的大小可分为主电路和控制电路。主电路是流过大电流的电路，如发电机的定子和转子回路等；控制电路则是流过较小电流的电路如接触器、继电器的吸引线圈以及耗能较小的信号电路、保护电路、联锁电路等。 由按钮、继电器、接触器等低压控制电器组成的电气控制线路，线路简单、维修方便、便于掌握且价格低廉，多年来在各种生产机械的电气控制领域中，一直获得广泛的应用。 电气控制线路图的分析与设计,Kunming University of Science & Technology,本章主要内容,2.1 电气图的种类及特点 2.2 电气图文符号的组成及使用说明 2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表 示方法 2.4 电气图的绘制方法,Kunming University of Science & Technology,2.1 电气图的种类及特点,电气图定义 用电气图形符号、带注释的围框或简化外形表示电气系统或设备中组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图。 广义的电气图概念： 凡是表明两个或两个以上变量之间关系的曲线，用以说明系统、成套装置或设备中各组成部分的相互关系或连接关系，或者用以提供工作参数的表格、文字等，也属于电气图。,Kunming University of Science & Technology,常用的电气图有总平面图、系统图、框图、位置图、原理图和接线图等。 系统图用于描述系统或成套装置。 框图用于描述分系统或设备。 国家标准GB6988.386电气制图 系统图和框图中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。,Kunming University of Science & Technology,系统图,Kunming University of Science & Technology,位置图用来表示成套装置、设备中各个项目位置的一种图。例如，右图为某工厂电器位置图，图中详细地绘制出了电气设备中每个电器元件的相对位置，图中各电器元件的文字代号必须与相关电路图中电器元件的代号相同。,位置图,Kunming University of Science & Technology,接线图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件。 在国家标准GB6988.586电气制图 接线图和接线表中详细规定了编制接线图的规则。,Kunming University of Science & Technology,接线图,返回本节,Kunming University of Science & Technology,电气控制线路原理图便于阅读、分析和设计线路，它根据电气控制线路的工作原理绘制而成，包括所有电器元件的导电部分和接线端子，但不必按照器件的实际布置来绘制，从而比安装图简化，更为清晰、易懂。 重点掌握： 电气原理图绘制原则 读图法查线读图法、逻辑代数法 （“2.4.6 电气原理图的绘制”举例说明）,Kunming University of Science & Technology,其他电气图,逻辑图 是指主要用二进制逻辑单元图形符号绘制的一种简图。 程序图 程序图是详细表示程序单元和程序片(模块)及其互连关系的一种简图。 设备元件表 把成套装置、设备和装置中各组成部分和相应数据列成表格，其用途表示各组成部分的名称、型号、规格和数量等。,Kunming University of Science & Technology,电气图的特点 （P3132）,1.电气图描述电气装置的工作原理、设备的功能和构成，提供安装和使用信息。 2.简图是电气图的主要表达方式。 3.元件和连接线是电气图的主要表达内容。 4.图形符号、文字符号是电气图的主要组成部分。 5.电气图蕴涵对能量流、信息流、逻辑流、功能流的描述。 (1)能量流电能的流向和传递。 (2)信息流信号的流向和传递。 (3)逻辑流相互间的逻辑关系。 (4)功能流相互间的功能关系。,Kunming University of Science & Technology,2.2 电气图文符号的组成及使用说明, 图文符号是表示一个设备或概念的图形、标记或字符。 图形符号以一种简明直观的方式表示实物或概念，并提供有关条件、相关性及动作信息。 图形符号的组成 图形符号的使用说明 （P33） 电气图中的文字符号 常用电气文字符号 接触器KM 继电器KA 时间继电器KT 电磁铁YA 电磁阀YV 照明灯EL 信号灯HL 电流互感器TA 电力互感器TM 控制开关SA 按钮SB 行程开关SQ 三极隔离开关QS 刀开关Q 电动机M 发电机G 直流发电机GD 交流发电机GA,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,2.3.1 电气图中的项目代号 电气图中用一个图形符号表示的基本组件、设备或系统，如继电器、发电机、开关装置、配电系统等都可称为项目。,图2.1 项目代号的组成,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,2.3.2电气图的一般规则 1.电气图面的构成 电气图面由边框线、图框线、标题栏、会签栏组成。 2.幅面及尺寸 (1) 幅面尺寸分五类：即A0-A4。A0-A2号图纸一般不得加长。A3、A4号图纸可根据需要，沿短边加长。 (2) 选择幅面尺寸的基本前提：保证幅面布局紧凑、清晰和使用方便。 (3) 幅面选择考虑因素 所设计对象的规模和复杂程度。 由简图种类所确定的资料的详细程度。 尽量选用较小幅面。 便于图纸的装订和管理。 适合复印和缩微的要求。 适合计算机辅助设计的要求。,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,3.标题栏 目前我国尚没有统一规定标题栏的格式，但通常标题栏应包含的内容有设计单位名称、工程名称、项目名称、图样名称、图别、图号、张次、更改和有关人员签名等内容的栏目，相当于图样的“铭牌”。 4.会签栏 会签栏是供各相关专业的设计人员会审图样时签名和标注日期用。 5.图样编号 图样编号由图号和检索号两部分组成。 6.图幅的区分 图幅的区分就是在图的边框处，竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字，编号的顺序从标题栏相对的左上角开始。区的代号为字母数字。,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,图2.2 电气图面,图2.4 电气图面的会签栏,图2.3 电气图面的标题栏,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,2.3.3 图线、字体及其他 1.图线 图线分为粗实线、细实线、波浪线、双折线、虚线、细点划线、粗点划线、双点划线，代号依次为A、B、C、D、F、G、J、K。 2.字体 字体必须符合标准，做到字体端正、笔划清楚、排列整齐、间距均匀。,3.箭头和指引线 开口箭头：用于电气能量、电气信号的传递方向（能量流、信息流流向） 实心箭头：用于可变性、力或运动方向，以及指引线方向。 指引线：指示注释的对象，应为细实线。 指引线末端加注标记：指向轮廓线内，用一黑点；指向轮廓线上，用一实心箭头；指向电气连接线上加一短划线。,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,4.围框 5.比例 比例是指图形与实物的相应要素的线性尺才之比。大部分电气图都是采用图形符号绘制的(如系统图、电路图等)，是不按比例的，但位置图般是需要按比例绘制的，且多用缩小比例。通常用的缩小比例系统为：1:10、1:20、1:50、1:100、1:200、1:500。 6.尺寸注法 尺寸由尺寸线、尺寸界线、尺寸起止箭头（或45°短划线）、尺寸数字四个要素组成。,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,7.安装标高 绝对标高：海拨高度以青岛市外黄海平面作为零点而确定的高度尺寸。 相对标高：选定某一参考面或参考点为零点而确定的高度尺寸。 电气位置图均采用相对标高。 8.方位 电力照明和电信布置图等类图纸按上北下南，右东左西表示电气设备或构筑物的位置和朝向，但在许多情况下需用方位标记表示其朝向。 风向频率标记 9.建筑物定位轴线,Kunming University of Science & Technology,2.3 电气图设计规范及电气元件的基本表示方法,10.简图的布局方法 (1)机械制图与简图布局方法上的区别 机械图必须严格按机件的位置进行布局，而简图的布局则可根据具体情况灵活进行。 (2)图线的布置 表示导线、信号通路、连接线等的图线一般应为直线，即横平竖直，尽可能减少交叉和弯折。 水平布置：将设备和元件按行布置，使得其连接线一般成水平布置。 垂直布置：将设备或元件按列排列，连接线成垂直布置。 交叉布置：将相应的元件连接成对称的布局。 (3)电路或元件的布局 功能布局法 （P38） 位置布局法,Kunming University of Science & Technology,2.4 电气图的绘制方法,2.4.1 电气图的组成 1.电路 电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或电器元件按一定方式组合起来的。把这种电路画在图纸上，就是电路图。 2.技术说明 3.标题栏 2.4.2 电气图的布局 2.4.3 电气图上位置的表示方法 在绘制和阅读、使用电路图时，往往需要确定元器件、连接线等的图形符号在图上的位置。图上位置的表示方法通常采用图幅分区法，在电路图上可将图分成若干图区，以便阅读查找。在原理图的下方(或左方)沿横坐标(或竖坐标)方向划分图区并用数字1、2、3(或字母A、B、C)标明，同时在图的上方(或左方)沿横(或竖)坐标方向划图区，分别用文字标明该区电路的功能和作用。,Kunming University of Science & Technology,2.4.4 电气元件的表示方法 1.电气元件的集中、半集中和分开表示法 （注意：元件布置表示法与复合器件图示的区别）,图2.5 电器元件的布置,Kunming University of Science & Technology,2.电器元件工作状态的表示方法 电器元件工作状态均按自然状态或自然位置表示。即电器元件和设备的可动部分表示为未得电、未受外力或不工作状态或位置。 3.电路元件触点位置的表示方法 （P42） (1)对于继电器、接触器、开关、按钮等项目的触点，其触点符号通常规定为“左开右闭、下开上闭”。,图2.6 多位置控制器或开关的表示,(2)万能转换开关、控制器等非电的或人工操作的触点符号一般采用图形、操作符号以及触点闭合表表示。,Kunming University of Science & Technology,4.电器元件技术数据及有关注释的表示方法 (1) 电器元件的技术数据(如型号、规格、整定值等)一般标注于其图形符号附近。,图2.7 电器元件技术数据的表示法,(2) 注释和标注,2.4.5 连接线的表示方法 1.导线的一般表示符号 可表示单根导线、导线组、母线、总线等。并根据情况通过图线粗细、加图形符号及文字、数字来区分各种不同的导线。,Kunming University of Science & Technology,图2.8 导线的一般表示方法,2.导线的根数表示法 3.导线特征的标注方法 4.导线连接点的表示 “T”型连接点可加实心圆点“·”，也可不加实心圆点。对“”型连接点，则必须加实心圆点。,Kunming University of Science & Technology,图2.9 导线交叉连接点一般表示方法,5多条连接线的表示 每根连接线各用一条图线表示的方法称为多线表示法。两根或两根以上连接线用一条图线表示的方法称为单线表示法。 6.中断表示法 将去向相同的连接线导线组在中间中断，在中断处的两端标以相应的文字符号或数字编号。,Kunming University of Science & Technology,图2.10 导线的单线表示法,Kunming University of Science & Technology,图2.11 导线的中断表示法,Kunming University of Science & Technology,2.4.6 电气原理图的绘制,电气控制系统是由各种控制电器和执行元件(如电动机、电磁阀等)组成的，用以完成某一特定控制任务。为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须按照国家有关标准采用统一的图形符号和文字符号，根据需要来绘制相应的电气原理图和电气安装图。 用图形符号和项目代号表示电路中各个电器元件连接关系和电路工作原理的图称为电气原理图。它是按照电流经过的路径，将所有的触点、线圈、电阻、信号灯、按钮等元件展开绘制的。它只是清晰地表明各电器元件之间的电路联系，而不表示相互间实际的位置关系。,Kunming University of Science & Technology,电气原理图绘制原则,1.所有电机、电器等元件都应采用规范的图形符号和文字符号表示。 2.主电路绘制在左侧或上方，辅助电路在右侧或下方。布局顺序应是从左到右，从上到下。 3.同一电器的不同部分用同一文字符号标明；几个同类电器，则在表示名称的文字符号后或下标加一个数字序号，以示区别。 4.所有电器可动部分均以常态画出。 5.图线应为交叉和折弯最少的直线。,Kunming University of Science & Technology,读图法查线读图法、逻辑代数法,图2.12 笼型电动机正、反转控制电路的电气原理图,Kunming University of Science & Technology,2.4.7 电气元件布置图的绘制,图2.13 笼型电动机正、反转控制箱电气布置图,Kunming University of Science & Technology,2.4.8 接线图的绘制 按照电气元件的实际位置和实际接线绘制。应根据电气元件布置最合理、连接导线最经济等原则来安排。,图2.14 笼型电动机正、反转控制的接线图,Kunming University of Science & Technology,电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符号标记。 按国家标准GB402683电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则规定：三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N、PE标记。直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L与M标记。三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。,