电气控制电路设计规范.docx

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电气控制电路设计规范

电气控制电路设计规范

计划授课时间：

2013.9.12

【引入】电器图以各种图形、符号

和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。

电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电器图是从业人员必备的基本技能。

一、电气图的作用与分类

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，必须采用统一图形符号和文字符号。

1.电气系统图和框图2.电气原理图3.电器布置图4.电器安装接线图5.功能图6.电气元件明细表

二、电器图阅读的基本方法

1.电气图阅读的基本方法

1）主电路分析2）控制电路分析3）辅助电路分析4）联锁和保护环节分析5）总体检查

2.电气图阅读

1）主电路阅读2）阅读控制电路

三、电气控制电路设计规范

1.电气工程制图内容

电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。

为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。

用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。

电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。

各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。

对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。

绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般与电气原理图和电器位置图一起使用。

国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。

有关的国家标准有GB4728—1984《电气图用图形符号》、GB6988—1986《电气制图》、GB5094—1985《电气技术中的项目代号》和GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。

2.电气工程制图图形符号和文字符号

按照GB4728—1984《电气图用图形符号》规定，电气图用图形符号是按照功能组合图的原则，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。

一般符号是用以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。

单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器用一个专用单字母符号表示，如“K”表示继电器、接触器类，“R”表示电阻器类。

当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分，以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母符号。

双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，组合形式为单字母符号在前、另一个字母在后，如“F”表示保护器件类，“FU”表示熔断器，“FR”表示热继电器。

辅助文字符号用来表示电气设备、装置、元器件及线路的功能、状态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示异步等。

辅助文字符号也可放在表示类别的单字母符号后面组成双字母符号，如“KT”表示时间继电器，“YB”表示电磁制动器等。

为简化文字符号起见，当辅助文字符号由两个或两个以上字母组成时，可以只采用第一位字母进行组合，如“MS”表示同步电动机。

辅助文字符号也可单独使用，如“ON”表示接通，“N”表示中性线等。

3.电气控制原理图的绘制原则

电气控制系统图包括电气原理图、电气安装图（电器安装图、互连图）和框图等。

各种图的图纸尺寸一般选用297×210、297×420、297×630、297×840（mm）四种幅面，特殊需要可按GB126—74《机械制图》国家标准选用其他尺寸。

（1）目的和用途

电路原理图就是详细表示电路、设备或装置的全部基本组成部分和连接关系的工程图。

主要用于详细理解电路、设备或装置及其组成部分的作用原理；为测试和故障诊断提供信息；为编制接线图提供依据。

（2）绘图基本原则

根据简单清晰的原则，电气原理（电路）图采用电器元件展开的形式绘制。

它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，但并不按照电器元件的实际位置来绘制，也不反映电器元件的大小。

因此，绘制电路图时一般要遵循以下基本规则：

1）电路图一般包含主电路和控制、信号电路两部分。

为了区别主电路与控制电路，在绘制电路图时主电路（电机、电器及连接线等），用粗线表示，而控制、信号电路（电器及连接线等）用细线表示。

通常习惯将主电路放在电路图的左边（或上部），而将控制电路放在右边（或下部）。

2）控制系统内的全部电器和其他器械的带电部件都应在原理图中表示出来

3）在原理图中不画各电器元件的实际的外形图,而采用国家规定的统一标准图形符号。

文字符号也要符合国家规定的标准。

4）在原理图中，各个电器元件和部件在控制线路的位置应根据变阅读的原则安排。

5）原理图中元件、器件和设备的可动部分都按没有通电和没有外力作用时的开闭状态画出。

6）原理图的绘制应布局合理、排列均匀，为了识图，可以水平位置，也可垂直位置。

7）主电路（动力电路）中电源电路绘水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其它保护电器支路，应垂直于电源电路绘制。

8）控制和信号电路应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如接触器线圈、电磁铁线圈，信号灯等）应直接连接在接地或下方的水平电源线上，各种控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。

9）在电路图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘制，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地方。

10）无论主电路还是控制电路，各元件一般按照动作顺序自上而下、从左到右依次排列。

11）电气元件应按功能位置，并尽可能按水平顺序排列，其布局顺序应该是从上到下，从左到右。

12）电气原理图中，有直接联系的交叉导线联接点，要用黑圆点表示；无直接联系的交叉导线联接点不画黑圆点。

13）为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电器及它们的部件用规定的图形符号表示，且每个电器有一个文字符号，属于同一个电器的各个部件（如接触器的线圈和触头）都用同一个文字符号表示。

而作用相同的电器用规定的文字符号加数字序号表示。

14）因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作，触点时闭时开，而在电路图内只能表示一种情况。

因此，规定所有电器的触点均表示成在（线圈）没有通电或机械外力作用时的位置。

对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸合的位置，对于行程开关、按钮等则为未压合的位置。

15）在电路图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号，编号的原则是：

靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的—边（左边或右边）。

16）对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。

17）电路图应标出下列数据或说明：

a各电源电路的电压值，极性或频率及相数。

b某些元器件的特性（如电阻，电容器的参数值等）；

c不常用的电器（如位置传感器、电磁阀门、定时器等）的操作方法和功能。

3.图面区域的划分

为了便于检索电路，方便阅读，可以在各种幅面的图纸上进行分区。

按照规定，分区数应该是偶数，每一分区的长度一般不小于25mm，不大于75mm。

每个分区内竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字分别编号。

编号的顺序应从标题栏相对的左上角开始。

编号写在图纸的边框内。

在编号下方和图面的上方设有功能、用途栏，用于注明该区域电路的功能和作用。

4.符号位置索引

由于像接触器、继电器这样的电器其线圈和触点在电路中根据需要绘制在不同的地方，为了便于读图，在接触器、继电器线圈的下方绘出其触点的索引表，如图6.39所示。

对于接触器，其中左边一列为主触点所在的区域，中间为辅助常开触点所在的区域，右边一列为辅助常闭触点所在的区域。

对于继电器，其中左边一列为常开触点所在的区域，右边一列为常闭触点所在的区域。

图CM6132普通车床电器控制线路原理图

四、电气控制系统图的基本知识

1.图形、文字符号

（1）图形符号

图形符号通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。

电气控制系统图中的图形符号必须按国家标准绘制。

（2）文字符号

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。

文字符号适用于电气技术领域中技术文件的编制，也可表示在电气设备、装置和元件上或其近旁以标明它们的名称、功能、状态和特征。

（3）主电路各接点标记

三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。

电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺序标记。

分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W的前边加上阿拉伯数字1、2、3等来标记，如1U、1V、1W；2U、2V、2W等。

（4）符号位置索引

由于像接触器、继电器这样的电器其线圈和触点在电路中根据需要绘制在不同的地方，为了便于读图，在接触器、继电器线圈的下方绘出其触点的索引表。

对于接触器，其中左边一列为主触点所在的区域，中间为辅助常开触点所在的区域，右边一列为辅助常闭触点所在的区域。

对于继电器，其中左边一列为常开触点所在的区域，右边一列为常闭触点所在的区域。

五、电气控制图的基本规律

1.自锁控制

1）含义

2）电路组成

2.互锁控制

1）含义

2）电路组成（电气互锁）

基本电气控制电路

1.启、保、停控制

图6.40所示是三相鼠笼式电动机的单向启、停控制线路，它由6.40（a）的主电路和6.40（b）的控制电路组成。

主电路包括一个断路器QF、一个接触器KM的主触点、一个热继电器FR的热元件和一台电动机M，控制电路包括一个停止按钮SB1和一个启动按钮SB2、接触器的吸引线圈和一个常开辅助触点、热继电器的常闭触点。

合上开QF（作电源总开关），按下SB2，接触器KM的吸引线圈接通得电，衔铁吸合，其主触点闭合，电动机便运转起来，与此同时，KM的辅助触点也闭合，将启动按钮SB2短路，这样当松开SB2时接触器线圈仍然接通，像这样利用电器自身的触点保持自己的线圈得电，从而保持线路继续工作的环节称为自锁（自保）环节。

这种触点称为自锁触点。

按下SB1，KM的线圈断电，其主触点打开，电动机便停转，同时KM辅助触点也打开，故松开按钮后，SB1虽复位而闭合，但KM的线圈已经不能继续得电，从而保证了电动机不会自行启动，若要使电动机再次工作可再按SB2。

图6.40启、保、停控制电路

为了避免电动机、控制电器、设备及被控机械、操作者受到不正常工作状态的有害影响，使工作更为可靠，在电路中必须具有各种保护装置。

该电路具有多重保护功能，首先，QF兼有短路保护和过载保护双重功能；其次，由于热继电器FR的热元件串接在电机回路中，所以对电机的过载和缺相运行提供了可靠的保护；另外，在电动机正常运行时如突然停电或电压过低，则接触器没有足够的吸合力而复位，电动机停止运转，当电源恢复正常后电路不会自行启动，避免意外事故的发生，这样的保护功能称为失压或欠压保护。

为了避免电动机、控制电器等电气设备和整个生产机械、操作者受到不正常工作状态的有害影响，使工作更为可靠，在电气控制电路中必须具有完善的各种保护功能和装置。

对于大型生产机械，为了操作的方便，常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。

实现这种要求的线路如图8.40（c）所示。

即在各操作地点各安