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1、电气CAD实用教程,项目六 电气CAD工程实践实例,知识目标,1建立电气工程系统设计概念 2了解电气工程套图编制方法 3掌握PLC系统工程图的绘制 4掌握电路原理图的顺序绘图技能,项目任务,项目中导入了两个完整的电气工程项目的成套设计图，一是洗车机电气控制套图，二是龙门刨床电气控制套图。要求从系统的角度来了解工程项目的设计思路，电气图各图纸之间的关系；要求正确绘制标题栏并填写相关项目信息；应用前面项目中的绘图技能快速完成各类电气图绘制。,1.龙门刨床控制系统的设计思路和实现 2.绘图设计,1.洗车机电气控制设计思路及实现 2.绘图设计,实例一 洗车机电气控制系统,洗车机是现代城市交通工具常见的
2、清洁设备，根据用途来分有轿车通用洗车机、巴士洗车机等；按结构分有三刷洗车机、五刷洗车机；按照控制方式来分有手动洗车机、自动洗车机等。 本项目的洗车机是为普通公共汽车、大型巴士服务的大型洗车设备，是一种可移动式轨道五刷洗车机。,通过14号立刷的旋转与开合，进行汽车头部、尾部及两侧的清洗；通过横刷的旋转与升降，进行汽车顶部的清洗；可移动式轨道可以带动洗车装置从车头移动到车尾，完成全车的清洗工作。,洗车机电气控制设计思路及实现 本项目的五刷全自动洗车提供精洗和粗洗洗车方式，提供手动控制和自动操作。 整个洗车动作需要5台电机分别带动5把刷子旋转，5台电机分别带动立刷的开合及横刷的升降，2台电机带动机架
3、在轨道上的移动，除此之外还需要2台水泵进行供水（采取循环水水池蓄水）。因此洗车机电气控制的任务就是按照洗车工序实现对14台电机（含2台水泵）的控制。,系统采用PLC技术来实现控制，整套电气系统工程图共10张：电气控制一次原理图、电气控制原理图（2张）、PLC输入/输出分配图（3张）、电气接线图（3张）、控制柜面板布置图。,下面对该项目的主要电气图进行分析：,电气控制一次原理图,原理图绘制,主回路电源 由三相交流总电源供电，由空气开关（断路器）QF控制通断。这里交流电的三相用单线表示，并标上标号L1L3。,立刷及横刷控制电机主回路,电机名称及其运行功率写在对应图例下方，每个三相交流电动机的起动和
4、停止均由接触器KM主触点控制，主触点如果过载，相电流会增大，熔断器KH防止短路，保证电路安全。,立刷旋转电机,立刷开合电机,机架轨道行走电机,两台电机为双速电机，前行时采用接法，电机低速运行，带动洗车机靠近汽车进行工作；后退时采用Y接法，提供洗车结束后的高速复位。,水泵主回路及备用线路,两台水泵通过接触器触点进行启动和停止的控制，通过热继电器提供水泵电机的过热保护，同时在整个主回路上提供一个经过断路器的备用线路，提供故障、临时设备添加等的接入点。,电气控制原理图 洗车机电气控制原理图共有2张，是控制回路中继电接触器控制部分原理图，主要根据PLC的输出信号对接触器及指示灯进行控制，每一条逻辑行右
5、侧都有对该逻辑行功能的简单注释，虚线框中的是PLC的输出继电器。,原理图绘制,控制电路的功能描述 洗车机电气控制原理图上每一行的功能都在右边添加了表格进行说明：,左边接触器常开触点KM7和指示灯HR6,PLC控制原理图,右侧对应表格,提供左侧控制线路的功能描述,线标 在原理图中每个元器件的两边都有一个数字标号，称为线标。具有相同线标的线，表示接线时应接在一起。,33,10,37,10,PLC的输出元件 本项目控制电路中PLC的输出元件采用继电器输出，在控制原理图中表示为带虚线框的继电器常开触点，标识字母为QX.X，例如如Q2.0、Q2.1。（X为07的整数）,PLC输入/输出分配图 该项目包括
6、3张PLC输入/输出分配图，它们的内容大同小异，绘图结构相同，这里我们就取其中一张进行识图分析。,CPU224是PLC中央处理器的型号； EM223是扩展模块（8DI/DO）； 小括号里的数字是PLC模块的编号； 模块左列是输入（I）端子，右列是输出（Q）端子； 图中表格是进行功能说明的。,分配图绘制,输入端设备及功能表 PLC输入端所接设备及其作用如下图例所示：其中M表示接0 V电压，L接24V正电压。按钮SB2.0接在输入端子I2.0上，作用是“2#立刷合拢”。,输出端设备及功能表 PLC各输出端子所接的设备及其作用如下面图例所示：其中Q0.0表示“系统运行指示”。 由于PLC采用的是继电
7、器输出，这种输出方式允许端子上直接接外部设备，所连外部设备具体表现在电气控制原理图中。,电气控制原理图,PLC输入、输出分配图,电气接线图 该项目包括3张电气接线图 提供的是所有控制元气件的接线信息。这3张图纸内容相似，绘图结构一致，这里取其中一张进行识图分析即可。,洗车机控制系统一共使用了7个空气开关，分别是QF1QF7。 使用了19个继电接触器，分别是KM1KM19。,继电器KM2线圈，接线号为13和2的两根线,继电器KM2主触点三对,继电器KM2两对辅助触点,接线图绘制,绘图设计 整套图纸共有10张，下面只绘制电气控制一次原理图、电气控制原理图（1）、PLC输入/输出分配图(1)、电气接
8、线图(1)。图纸的图幅大小一致采用A4装订格式。 标题栏采用工程样式：,注意，在绘制不同工程图时，要输入相应的项目名称，如电气控制一次原理图、PLC输入/输出分配图等，且页数信息也不同；所有工程图可以画在一个图形文件中。,一次原理图的绘制 洗车机的一次原理图包括立刷电机、立刷开合电机、横刷电机、横刷升降电机、行走电机（低速前行和高速后退）和水泵电机几个部分，从绘图的角度来看它们的电路结构相似，都分为两部分来进行，一是包含断路器的电源输入部分，二是包含接触器触点、热继电器线圈、电动机图例的典型回路。整个电路的线路图采用从上至下的方法绘制，各支路采用自左向右的方法绘制。,电气控制原理图绘制 电气控
9、制原理图包括了线圈、常开触点、常闭触点、按钮、指示灯和PLC输出元件等典型元件，这些元件在前面的项目中已经绘制过，这里直接插入图块即可。 绘制方法是先绘制左侧母线，然后按照逻辑行的顺序一行一行的绘制。 下面给出一个功能块的绘制过程。请大家完成其他的功能块的绘制，对于结构相同或相似的图形使用复制、修改来提高效率。,全部图形绘制完成后，使用多行文字添加相应的元件标号、线标和功能说明。,PLC输入/输出分配图绘制 PLC输入/输出分配图看似复杂，实际绘图所用图形元素并不多，只包含3类：矩形（用来绘制PLC的CPU和扩展模块、输入/输出端口以及功能说明表格）、直线和圆（用来绘制输入/输出端接设备）、以
10、及前面项目中绘制过的继电器触点、按钮等。 根据整个图的特点，采用自中间向两边扩散的方法进行绘制，即先在图纸中央确定PLC与扩展模块的位置，然后向上画输出线路及功能表，向下画输入线路及功能表。,PLC、扩展模块及其输入/输出线路的绘制,在画好的模块图上、下两端，用矩形绘制与接线端子长度一致，较宽的矩形行，作为功能说明的表格，或调用表格命令绘制两张单列表格行宽度与输出端口宽度一致。最后再添加相应的端口号、元器件标号、功能说明等文字。,电气接线图绘制 洗车机的电气接线图由各两类图块组成及其文字说明组成。一个图块是断路器图块，另一个是接触器图块。,断路器图块的绘制,接触器图块3种接线（线标：上排单数/
11、下排双数）,接触器图块的绘制,整图形成,使用“复制”命令，将断路器图块复制到图框内第一行位置，共计7个，最后一个只含一个接触器触点； 使用“复制”命令将接触器图块按接线方式依次复制到第二行至第五行，共计19个。在图块的行列复制时，使用“正交”模式，以保证列、行的对齐； 最后在图块下方添加各元件编号，在图块的引出线上添加线号，同样结合正交使用。 注意：为了保证整套图纸上的元器件编号、线号的统一性，先完成一个标注，然后正交复制得到其他所有标注，然后修改数字即可。,实例二 龙门刨床控制系统,机械电气是一类比较特殊的电气，主要指应用在机床上的电气系统，故也可以称为机床电气，包括应用在车床、磨床、钻床、
12、铣床以及镗床上的电气，也包括机床的电气控制系统、伺服驱动系统和计算机控制系统等。随着数控机床的发展，机床电气也成为了电气工程的一个重要组成部分。本节以龙门刨床控制系统的主要电路为例介绍机械电气图的设计与绘制。,龙门刨床控制系统设计思路和实现,龙门刨床是用于加工大型零件的平面部分的机床。刀具固定在龙门架上，跟随龙门架水平移动，加工工件的表面。,其电气控制系统分为龙门刨床主电路系统、龙门刨床主拖动系统、龙门刨床电机组的启动控制线路、龙门刨床刀架控制线路、龙门刨床横梁升降控制线路和龙门刨床工作台的控制线路。 本处取用了其中部分主要电路为绘图实例。,龙门刨床主电路原理图 龙门刨床的主运动是工作台前进、
13、后退的往复直线运动，刀架移动的进给运动，辅助运动包括刀架的快速移动、抬刀、工作台的步进与步退、横梁的升降和横梁的夹紧与放松等，这些主运动分别由下面9台电动机拖动。,龙门刨床电机组的启动控制电路图 龙门刨床电机组包括交流电动机MA、直流发电机G1和励磁机G2，均由交流电动机M1拖动。（M1的容量较大，因而启动电流大，在实际机床上一般采用星-三角降压起动）,龙门刨床刀架控制电路图 龙门刨床一般有4个刀架：两个垂直刀架（由同一个交流电动机M5拖动）；一个左刀架（由交流电动机M7拖动），一个右侧刀架（由交流电动机M6拖动）。刀架的快速移动和自由进给以及运动方向由机械及其操作手柄实现的，其控制电路与M1
14、电机控制在同一张控制电路原理图中。,龙门刨床横梁升降控制电路图 为了适应加工不同高度的工件，龙门刨床的横梁可以在两个立柱上垂直升降。横梁上升时，自动地进行放松上升夹紧；横梁下降时，自动地进行放松下降夹紧外，并在下降到所需要位置时稍微回升一下，以消除传动丝杠与丝杠螺母之间的间隙，防止横梁不平。其控制与前面的M1电机控制在同一张控制电路原理图中。,绘图设计 进入AutoCAD 2008绘图环境： 打开A4图纸样板，另存为文件“龙门刨床控制系统.dwg” ； 创建3个图层：“主回路层”、“控制回路层”、“文字说明层”。,主电路原理图绘制 龙门刨床主电路系统包括有9台交流电动机、3台直流电动机和1台电
15、机放大机，其控制回路所用的元器件在前面项目中都绘制过，在电路绘制时插入图块使用即可。 线路的具体方法在前面继电器-接触器控制电路绘图中详细介绍过，这里只给出绘图思路和顺序。,绘制主供电线路 主供电线路为9个交流电动机提供电源和过流保护，进线标识从上到下为L1L3。绘制时主要使用直线、偏移、修剪命令。,绘制电动机主回路 交流电机M1的主回路电路图，线路中的元器件有接触器主触头从上到下、从左到右（KM1、KM、KMY）3组共9个、热继电器FR线圈1个、电动机1台（M1） 绘制时按从上到下循序依次插入元件，然后再绘制KM 电路，最后完成直线连接与修剪。,1,2,3,3,3,从左至右依次是扩大电机M2
16、、通风机M3、润滑泵M4的主回路电路图，线路中的含有接触器主触头（从左到右为KM2、KM3）2组共6个、热继电器3个（从左到右为FR2FR4）、电动机3台（从左到右为M2M4）、保护刀开关1组（QS1）。 绘图时采用从上至下的顺序，绘制进线，插入刀开关图块； 绘制分支线路结构。由于3个电机线路一样，所以绘制中间M3回路，然后正交复制得到M2和M4回路； 最后完成直线连接与修剪。,1,2,3,复制,复制,3,3,从左至右依次是垂直刀架电机M5、左刀架电机M6、右刀架电机M7、横梁升降电机M8和横梁夹紧电机M9的5个主回路电路图，每个主回路含接触器主触头2组6个、热继电器1个、电动机1台。 这个5个电机回路结构一样，所以只需绘制得到一组，然后再正交复制得到其他4个回路。,复制,复制,复制,复制,电机组的起动控制线电路图 变压器组及指示灯,KM1控制回路 在前面的电路上继续向右
