西门子S7:300400 PLC编程入门及工程实例
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1.3 电气控制电路图绘制原则

电气控制电路是用导线将电动机、电气、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。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气元件及其连接线路用一定的图形表达出来,就是所谓的电气控制电路图。

而电气图是根据国家电气制图标准,使用电气图例符号和文字符号以及规定的画法绘制而成的技术图纸。它包括电气控制电路图、电气平面图、设备布局图、安装施工图、电气图例说明、设备材料明细表等。电气控制电路图一般有三种:电气原理图、电气接线图、电气元件布置图。

(1)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气元件的作用和相互关系,而不考虑各电气元件实际安装位置和实际连线情况,具有结构简单、层次分明、便于研究和电路分析等优点,如图1-29所示。

图1-29 电气原理图

电气原理图根据控制对象的不同可分为主电路和控制电路。主电路是将电源与电气设备(电动机或电负荷)借助于低压电器进行可靠连接的电路,涉及的低压电器有低压断路器、熔断器、接触器(智能控制单元)、热过载保护器、接线端子等。控制电路是由主令电器、接触器和继电器的线圈、各种电器的常开和常闭辅助触点、电磁阀、电磁铁等按控制要求和控制逻辑进行的组合。

绘制电气原理图时,一般遵循下面的规则:

①电气控制线路分主电路和辅助电路。主电路一般是电气控制线路中大电流通过的部分,包括从电源到电动机之间相连的电气元件;一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路,其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。通常主电路用粗实线绘出,而辅助线路用细实线画。一般主电路画在左侧或上部,辅助电路画在右侧或下部。

②电气控制线路中,同一电器的各导电部分如线圈和触点常常不画在一起,但要用同一文字符号标注。若有多个同类电器,可在文字符号后加上数字序号,如KM1、KM2等。

③电气控制线路的全部触点都按“非激励”状态绘出。“非激励”状态对电操作元件如接触器、继电器等是指线圈未通电时的触点状态;对机械操作元件如按钮、行程开关等是指没有受到外力时的触点状态;对主令控制器是指手柄置于“零位”时各触点的状态;断路器和隔离开关的触点处于断开状态。

④控制电路的分支线路,原则上按照动作先后顺序排列,两线交叉连接的电气连接点须用黑点标出,两线连接的接线端子用空心圆画出。

(2)电气接线图

电气接线图是将分布在电控柜和现场的电气元件和设备进行线路连接(如图1-30所示),绘制接线图时应把各电器的各个部分(如触点与线圈)画在一起,文字符号、元件连接顺序、线路号码编制必须与电气原理图一致。以安装接线为主,基本不涉及电气设备的整体结构和工作原理,着重表达接线过程。

图1-30 电气接线图

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各电气元件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致,同一个电气元件的各部件(如同一个接触器的触点、线圈等)必须画在一起,各电气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气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。对于控制装置的外部接线应在图上绘出或用接线表表示清楚,并注明电源的引入点。

(3)电气元件布置图

电气元件布置图是器件的布局和位置安装,主要用来表明电气设备或系统中所有电气元件的实际位置,为制造、安装、维护提供必要的参考资料。包括在电控柜和现场的分布,如电控柜中器件的分布、控制操作盘中器件的分布、器件的间隔和排放顺序、安装方式和定位等。在进行元器件布局时要注意整齐、美观、对称、外形尺寸与结构类型类似的电器安装在一起,以利于加工、安装和配线。在电气元件布置图中,一般标有各元件间距尺寸、安装孔距和进出线的方式。

如图1-31所示为CW6132型车床电气元件布置图。图中各电器代号与有关电路图和电器清单上的所有元件代号相同,电气元件布置图不需要标注尺寸。图中FU1~FU4为熔断器,FR为热继电器,TC为照明变压器。

图1-31 电气元件布置图

电气元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气元件布置图。

②相同类型的电气元件布置时,应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方。

③发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方,但热继电器一般安装在接触器的下面,以方便与电动机和接触器的连接。

④需要经常维护、整定和检修的电气元件、操作开关、监视仪器仪表,其安装位置应高低适宜,以便工作人员操作。

⑤强电、弱电应该分开走线,注意屏蔽层的连接,防止干扰的窜入。

⑥电气元件的布置应考虑安装间隙,并尽可能做到整齐、美观。