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发布时间:2020-05-23 11:00:03

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作者:郑凤翼

出版社:人民邮电出版社

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怎样识读电气控制电路图

怎样识读电气控制电路图试读:

前言

现代社会,科学技术高速发展,电子技术、电工技术得到了越来越广泛的应用,社会对电子技术、电工技术人才的需求也日益迫切。电子技术和电工技术同属于电类技术,而且是知识性、实践性和专业性都很强的实用技术,学习起来有一定的难度,初学者普遍感到入门难。如何轻轻松松上手,如何学以致用,成为广大初学者最为关注的问题。

人民邮电出版社一直致力于为广大电类技术初学者提供实用的入门读物,出版了大量高品质的图书,其中《无线电爱好者丛书》包括数十个品种,累计发行上千万册;《电工实用线路300例》重印了数十次,累计发行43万册。这些图书以准确的定位、实用的内容和通俗易懂的表述方式受到了广大读者的青睐,成为同类书中的经典畅销书,影响了一代又一代的电类技术爱好者。

近年来,电类技术基础读物出版量暴增,大量图书充斥市场,使得读者选购起来感到很困惑。为了满足广大初学者“读一本好书、学一门技术”的需求,人民邮电出版社下大力气,组织了一批知名作者,精心策划并出版了这套《电子电工经典畅销图书专辑》。

本专辑图书的策划思想是“重塑精品,再造经典”。我们精选了久经市场考验,深受读者欢迎的作品,根据最新技术的发展,对其进行内容整合、优化完善,既保留这些经典作品的精华,又与时俱进,融入最新的技术,提高图书的科学性和实用性。同时创新图书的表现形式,力争降低读者的阅读难度,轻松引领初学者迈入电类技术的殿堂。希望这批读者“看得懂、学得会”的“精品”读物,再次成为受读者欢迎的经典流传之作。

本专辑图书涉及了电子技术和电工技术基础领域的方方面面,所讲授的内容都是初学者必须掌握的基础知识和基本技能。这些图书具有以下共同的特点。起点低,适合初学者选用

本专辑图书在内容的编排上遵循初学者的认知规律,由浅入深、循序渐进地讲解知识点,入门级读者也能轻松看懂。内容实用,可操作性强

本专辑图书注重内容的实用性,强调动手实践能力的培养,读者在阅读后即可学以致用,解决生活中、工作中遇到的实际问题。图文并茂,通俗易懂

本专辑图书大量采用“图解”的表述风格,以降低初学者的阅读难度,使其真正能够“一看就懂、一学就会”。

希望本专辑图书的出版能对广大初学者学习电类技术和走向就业岗位有所帮助。前言

在生产实践中,广大的电气技术人员和电气工人都要接触到各种各样的电气控制电路图,而且随着各种电气设备品种的不断增加,电气控制电路越来越复杂,其电气控制电路图也越来越复杂,因此看图的难度越来越大。这就要求广大电气技术人员和电气工人不但要具有扎实的理论基础和丰富的实践经验,而且还要具有一定的看图能力。为此,我们编写了此书,以便迅速提高广大电气技术人员和电气工人的看图能力,以适应实际工作的需要。

本书着重介绍“怎样识读”电气控制电路图,并对每一类电路图的看图方法和步骤都作了介绍。针对每个电路图中的电气元器件都添加了注解说明,解释元器件的作用。对全书电路的工作过程都采用电气元件动作顺序来描述,其中前缀符号“#”表示断电延时时间继电器,以与通电延时时间继电器相区别;前缀符号“※”表示时间继电器的瞬动触点,以与时间继电器的延时触点相区别;后缀符号“[]”表示电气元器件所在的图区。

本书以识读电路图为的目,从看图的基本知识和组成电气控制电路的基本规律讲起,采用图解的方法,深入浅出地介绍常用电气控制电路的看图方法和步骤。本书在编写风格上力求结合实际,讲究实用,图文并茂,通俗易懂,书中所有电气控制电路图均采用新的国家标准绘制,因此特别适合广大电工尤其是青年电工学习看图技巧和方法。

本书由郑凤翼主编,参加本书编写的人员还有杨洪升、郑丹丹、孟庆涛、赵春江、齐宝霞、苏阿莹、郑晞晖、李红艳、冯建辉、王晓林、王军生、李维维、杨长瑞、杨晶晶等。由于我们水平有限,书中如有错误和不妥之处,敬请读者批评指正。编者第1章 看电气控制电路图的基本知识

电气控制电路图是描述电气控制系统工作原理的电气图,是用各种电气符号、带注释的围框、简化的外形表示的系统、设备、装置、元件的相互关系或连接关系的一种简图。对“简图”这一技术术语,切不可从字义上去理解为简单的图。“简图”并不是指内容“简单”,而是指形式的“简化”,是相对于严格按几何尺寸、绝对位置等绘制的机械图而言的。电气图阐述电路的工作原理,描述电气产品的构成和功能,用来指导各种电气设备、电气电路的安装接线、运行、维护和管理。电气图是沟通电气设计人员、安装人员和操作人员的工程语言,是进行技术交流不可缺少的重要手段。

要做到会看图和看懂图,首先必须掌握看电气图的基本知识,即应该了解电气图的构成、种类、特点以及在工程中的作用,了解各种电气图形符号,了解常用的土木建筑图形符号,还应该了解绘制电气图的一般规则,以及看图的基本方法和步骤等。

掌握了这些基本知识,也就掌握了看图的一般原则和规律,为看图打下了基础。1.1 电气符号

电气符号包括图形符号、文字符号、项目代号和回路标号等,它们相互关联、互为补充,以图形和文字的形式从不同角度为电气图提供了各种信息。只有弄清楚电气符号的含义、构成及使用方法,才能正确地看懂电气图。1.1.1 图形符号

图形符号通常用于图样或其他文件,以表示一个设备(如电动机)或概念(如接地)的图形、标记或字符。图形符号是构成电气图的基本单元,是电工技术文件中的“象形文字”,是电气工程语言的“词汇”和“单词”。因此,正确、熟练地理解、绘制和识别各种电气图形符号是绘制和看懂电气图的基础。

1.图形符号的概念

图形符号通常由符号要素、一般符号和限定符号组成。

①符号要素。符号要素是指一种具有确定意义的简单图形,通常表示电气元件的轮廓或外壳。符号要素必须同其他图形符号组合,以构成表示一个设备或概念的完整符号。如接触器的动合主触点的符号(见图1.1.1(f)),就由接触器的触点功能符号(见图1.1.1(b))和动合(常开)触点符号(见图1.1.1(a))组合而成。

符号要素不能单独使用,而通过不同形式组合后,即能构成多种不同的图形符号。

②一般符号。一般符号是用以表示一类产品或此类产品特征的一种简单符号。一般符号可直接应用,也可加上限定符号使用。如“○”为电动机的一般符号,“”为接触器或继电器线圈的一般符号。

③限定符号。限定符号是指用来提供附加信息的一种加在其他图形符号上的符号。限定符号一般不能单独使用,但一般符号有时也可用作限定符号,如电容器的一般符号加到扬声器符号上即构成电容式扬声器的符号。

限定符号的应用,使图形符号更具有多样性。例如,在电阻器一般符号的基础上,分别加上不同的限定符号,则可得到可变电阻器、滑线变阻器、压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器和碳堆电阻器等。

2.图形符号的构成

实际用于电气图中的图形符号,通常由一般符号、限定符号、符号要素等组成,图形符号的构成方式有很多种,最基本和最常用的有以下几种。

①一般符号+限定符号。在图1.1.1中,表示开关的一般符号(图1.1.1(a)),分别与接触器功能符号(图1.1.1(b))、断路器功能符号(图1.1.1(c))、隔离开关功能符号(图1.1.1(d))、负荷开关功能符号(图1.1.1(e))这几个限定符号组成接触器符号(图1.1.1(f))、断路器符号(图(g))、隔离开关符号(图1.1.1(h))、负荷开关符号(图1.1.1(i))。图1.1.1 一般符号与限定符号的组合

②符号要素+一般符号。在图1.1.2中,屏蔽同轴电缆图形符号(图1.1.2(a)),由表示屏蔽的符号要素(图1.1.2(b))与同轴电缆的一般符号(图1.1.2(c))组成。图1.1.2 符号要素与一般符号的组合

③符号要素+一般符号+限定符号。在图1.1.3中,图1.1.3(a)是表示自动增益控制放大器的图形符号,它由表示功能单元的符号要素图1.1.3(b)与表示放大器的一般符号图1.1.3(c)、表示自动控制的限定符号图1.1.3(d)以及符号dB(作为限定符号)构成。图1.1.3 符号要素、一般符号与限定符号的组合

以上是图形符号的基本构成方式。

电气图形符号还有一种方框符号,用以表示设备、元件间的组合及功能。方框符号既不给出设备或元件的细节,也不反映它们之间的任何关系,只是一种简单的图形符号,通常只用于系统图或框图。方框符号的外形轮廓一般应为正方形,如图1.1.4所示。图1.1.4 方框符号

3.图形符号的使用

①图形符号表示的状态。图形符号是按未得电、无外力作用的“自然状态”画成的。例如,开关未合闸;继电器、接触器的线圈未得电,其被驱动的动合触点处于断开位置,而动断触点处于闭合位置;断路器和隔离开关处于断开位置;带零位的手动开关处于零位位置,不带零位的手动开关处于图中规定的位置等。

②尽可能采用优选符号。某些设备或电气元件有几个图形符号,在选用时应尽可能采用优选符号,尽量采用最简单的形式,在同类图中应使用同一种形式。

③突出主次。为了突出主次和区别不同用途,图形符号的尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小。例如,电力变压器与电压互感器、发电机与励磁机、主电路与副电路、母线与一般导线等的表示。但是在同一张图样中,同一符号的尺寸应保持一致,各符号间及符号本身比例应保持不变。

④符号方位。标准中示出的符号方位,在不改变符号含义的前提下,可根据图面布置的需要旋转或成镜像放置,但文字和指示方向不得倒置。

有方位规定的图形符号为数很少,但在电气图中占重要位置的各类开关和触点,当其符号呈水平形式布置时,应下开上闭;当符号呈垂直形式布置时,应左开右闭,如图1.1.5所示。图1.1.5 开关、触点符号的方位

⑤图形符号的引线。图形符号所带的引线不是图形符号的组成部分,在大多数情况下,引线可取不同的方向。如图1.1.6所示的变压器、扬声器、倍频器和整流器中的引线改变方向,都是允许的。

⑥补充说明。大多数符号都可以加上补充说明标记。

⑦具体符号的组成。有些具体电气元件的符号由设计者根据国家标准的符号要素、一般符号和限定符号组合而成。图1.1.6 符号引线方向改变示例

⑧使用国家标准未规定的符号。国家标准未规定的图形符号,可根据实际需要,按突出特征、结构简单、便于识别的原则进行设计,但需要报国家标准局备案。当采用其他来源的符号或代号时,必须在图解和文件上说明其含义。1.1.2 文字符号

文字符号是表示电气设备、装置、电气元件的名称、状态和特征的字符代码。

1.文字符号的用途

①为项目代号提供电气设备、装置和电气元件种类字符代码和功能代码。

②作为限定符号与一般图形符号组合使用,以派生新的图形符号。

③在技术文件或电气设备中表示电气设备及电路的功能、状态和特征。

2.文字符号的构成

文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两大类。文字符号可以用单一的字母代码或数字代码来表达,也可以用字母与数字组合的方式来表达。(1)基本文字符号

基本文字符号主要表示电气设备、装置和电气元件的种类名称,分为单字母符号和双字母符号。

单字母符号用拉丁字母将各种电气设备、装置、电气元件划分为23个大类,每大类用一个大写字母表示。如“R”表示电阻器类,“S”表示开关选择器类。对于标准中未列入大类分类的各种电气元件、设备,可以用字母“E”来表示。

双字母符号由一个表示大类的单字母符号与另一个字母组成,组合形式以单字母符号在前,另一字母在后的次序标出。例如,“G”表示电源类,“GB”表示蓄电池,“B”为蓄电池的英文名称(Battery)的首位字母。

标准给出的双字母符号若仍不够使用时,可以自行增补。自行增补的双字母符号,可以按照专业需要编制成相应的标准,在较大范围内使用;也可以用设计说明书的形式在小范围内约定俗成,只应用于某个单位、部门或某项设计中。(2)辅助文字符号

电气设备、装置和电气元件的种类、名称用基本文字符号表示,而它们的功能、状态和特征用辅助文字符号表示,通常用表示功能、状态和特征的英文单词的前一或二位字母构成,也可采用缩略语或约定俗成的习惯用法构成,一般不能超过3位字母。例如,表示“启动”,采用“START”的前两位字母“ST”作为辅助文字符号;而表示“停止(STOP)”的辅助文字符号必须再加一个字母,为“STP”。

辅助文字符号也可放在表示种类的单字母符号后边组合成双字母符号,此时辅助文字符号一般采用表示功能、状态和特征的英文单词的第一个字母。如“GS”表示同步发电机,“YB”表示制动电磁铁等。

某些辅助文字符号本身具有独立的、确切的意义,也可以单独使用。例如,“N”表示交流电源的中性线,“DC”表示直流电,“AC”表示交流电,“AUT”表示自动,“ON”表示开启,“OFF”表示关闭等。(3)数字代码

数字代码的使用方法主要有以下两种。

①数字代码单独使用:数字代码单独使用时,表示各种电气元件、装置的种类或功能,需按序编号,还要在技术说明中对代码意义加以说明。例如,电气设备中有继电器、电阻器、电容器等,可用数字来代表电气元件的种类,如“1”代表继电器,“2”代表电阻器,“3”代表电容器。再如,开关有“开”和“关”两种功能,可以用“1”表示“开”,用“2”表示“关”。

电路图中电气图形符号的连线处经常有数字,这些数字称为线号。线号是区别电路接线的重要标志。

②数字代码与字母符号组合使用:将数字代码与字母符号组合起来使用,可说明同一类电气设备、装置电气元件的不同编号。数字代码可放在电气设备、装置或电气元件的前面或后面,若放在前面应与文字符号大小相同,放在后面应作为下标。例如,3个相同的继电器可以表示为“1KA”、“2KA”、“3KA”或“KA”、“KA”、“KA”。123

3.文字符号的使用

①一般情况下,绘制电气图及编制电气技术文件时,应优先选用基本文字符号、辅助文字符号以及它们的组合。而在基本文字符号中,应优先选用单字母符号。只有当单字母符号不能满足要求时方可采用双字母符号。基本文字符号不能超过2位字母,辅助文字符号不能超过3位字母。

②辅助文字符号可单独使用,也可将首位字母放在表示项目种类的单字母符号后面组成双字母符号。

③当基本文字符号和辅助文字符号不够用时,可按有关电气名词术语国家标准或专业标准中规定的英文术语缩写进行补充。

④由于字母“I”、“O”易与数字“1”、“0”混淆,因此不允许用这两个字母作文字符号。

⑤文字符号不适于电气产品型号编制与命名。

⑥文字符号一般标注在电气设备、装置和电气元件的图形符号上或其近旁。1.1.3 项目代号

在电气图上,通常用一个图形符号表示的基本件、部件、组件、功能单元、设备、系统等,称为项目。项目有大有小,可能相差很多,大至电力系统、成套配电装置,以及发电机、变压器等,小至电阻器、端子、连接片等,都可以称为项目。

项目代号是用以识别图、表图、表格中和设备上的项目种类,并提供项目的层次关系、种类、实际位置等信息的一种特定的代码,是电气技术领域中极为重要的代号。由于项目代号是以一个系统、成套装置或设备的依次分解为基础来编定的,建立了图形符号与实物间一一对应的关系,因此可以用来识别、查找各种图形符号所表示的电气元件、装置和设备以及它们的隶属关系、安装位置。

1.项目代号的组成

项目代号由高层代号、位置代号、种类代号、端子代号根据不同场合的需要组合而成,它们分别用不同的前缀符号来识别。前缀符号后面跟字符代码,字符代码可由字母、数字或字母加数字构成,其意义没有统一的规定(种类代号的字符代码除外),通常可以在设计文件中找到说明,大写字母和小写字母具有相同的意义(端子标记例外),但优先采用大写字母。一个完整的项目代号包括4个代号段,其名称及前缀符号如表1.1.1所示。▼表1.1.1 项目代号段及前缀符号(1)高层代号

系统或设备中任何较高层次(对给予代号的项目而言)的项目代号,称为高层代号,如电力系统、电力变压器、电动机、启动器等。

由于各类子系统或成套配电装置、设备的划分方法不同,某些部分对其所属下一级项目就是高层。例如,电力系统对其所属的变电所,电力系统的代号就是高层代号,但对该变电所中的某一开关(如高压断路器)的项目代号,则该变电所代号就为高层代号。因此高层代号具有项目总代号的含义,但其命名是相对的。(2)位置代号

项目在组件、设备、系统或者建筑物中实际位置的代号,称为位置代号。

位置代号通常由自行规定的拉丁字母及数字组成,在使用位置代号时,应画出表示该项目位置的示意图。(3)种类代号

种类代号是用于识别所指项目属于什么种类的一种代号,是项目代号中的核心部分。

种类代号通常有3种不同的表达形式。

①字母+数字:这种表达形式较为常见,如“-K”表示第5号5继电器。种类代号中字母采用文字符号中的基本文字符号,一般是单字母,不能超过双字母。

②给每个项目规定一个统一的数字序号:这种表达形式不分项目的类别,所有项目按顺序统一编号,例如可以按电路中的信息流向编号。这种方法简单,但不易识别项目的种类,因此须将数字序号和它代表的项目种类列成表,置于图中或图后,以利识读。其具体形式为:位置代号前缀符号、数字序号。如示例“-3”代表3号项目,在技术说明中必须说明“3”代表的种类。

③按不同种类的项目分组编号:数码代号的意义可自行确定,例如:“-1”表示电动机,“-2”表示继电器等。当某个单元中使用的项目大类较多时,数字“0”也可以表示一个大类。数字代码后紧接数字序号。当某个单元内同类项目数量超过9个时,数字序号可以为两位数,但是全图的注法应该一致,以免误解。例如电动机为-11、-12、-13…继电器为-21、-22、-23…

在种类代号段中,除项目种类字母外,还可附加功能字母代码,以进一步说明该项目的特征或作用。功能字母代码没有明确规定,由使用者自定,并在图中说明其含义。功能字母代码只能以后缀形式出现。其具体形式为:前缀符号、种类的字母代码、同一项目种类的字母代码、同一项目种类的序号、项目的功能字母代码。(4)端子代号

指项目(如成套柜、屏)内、外电路进行电气连接的接线端子的代号。电气图中端子代号的字母必须大写。

电器接线端子与特定导线(包括绝缘导线)相连接时,规定有专门的标记方法。例如,三相交流电器的接线端子若与相位有关系时,字母代号必须是“U”、“V”、“W”,并且与交流三相导线“L”、1“L”、“L”一一对应。电器接线端子的标记见表1.1.2,特定导线的23标记见表1.1.3。▼表1.1.2 特定接线端子的标记▼表1.1.3 特定导线的标记

2.项目代号的应用

一个项目代号可以由一个代号段组成,也可以由几个代号段组成。通常,种类代号可以单独表示一个项目,而其余大多应与种类代号组合起来,才能较完整地表示一个项目。

为了使操作人员能够根据电气图很方便地对电路进行安装、检修、分析与查找故障,在电气图上要标注项目代号。但根据使用场合及详略要求的不同,在一张图上的某一项目不一定都有4个代号段。如有的不需要知道设备的实际安装位置时,可以省掉位置代号;当图中所有高层项目相同时,可省掉高层代号而只需要另外加以说明。

在集中表示法和半集中表示法的图中,项目代号只在图形符号旁标注一次,并用机械连接线连接起来。在分开表示法的图中,项目代号应在项目每一部分旁都要标注出来。

在不致引起误解的前提下,代号段的前缀符号也可省略。1.1.4 回路标号(也称回路线号)

电路图中用来表示各回路种类、特征的文字和数字标号统称回路标号。其用途为便于接线和查线。

回路标号的一般原则:

①回路标号按照“等电位”原则进行标注。等电位的原则是指电路中连接在一点上的所有导线具有同一电位而标注相同的回路称号。

②由电气设备的线圈、绕组、电阻、电容、各类开关、触点等电气元件分隔开的线段,应视为不同的线段,标注不同的回路标号。

③在一般情况下,回路标号由3位或3位以下的数字组成。以个位代表相别,如三相交流电路的相别分别用1、2、3;以个位奇偶数区别回路的极性,如直流回路的正极侧用奇数,负极侧用偶数。以标号中的十位数字的顺序区分电路中的不同线段。以标号中的百位数字来区分不同供电电源的电路。如直流电路中A电源的正、负极电路标号用“101”和“102”表示,B电源的正、负极电路标号用“201”和“202”表示。电路中若共用同一个电源,则百位数字可以省略。当要表明电路中的相别或某些主要特征时,可在数字标号的前面或后面增注文字符号,文字符号用大写字母,并与数字标号并列。在机床电气控制电路图中,回路标号实际上是导线的线号。1.2 电气图的分类及其主要特点1.2.1 电气图的分类

电气图的分类方法很多,一般可根据表示对象的类别、对象的规模大小、使用场合等表达方式的不同来分类。

1.表示功能性信息的电气图(1)概略图

概略图是指表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件中的项目之间的主要关系和连接的简图。概略图通常采用单线表示法,可作为教学、操作和维修的基本文件。概略图一般用方框符号表示。

图1.2.1(a)为某工厂供电系统的概略图,图1.2.1(b)为某住宅楼的照明供电系统的概略图。图1.2.1 供电系统的概略图

当概略图用来表示在过程流动路线中所包含的非电气装置时,称为流程图。图1.2.2所示为某一水泵电动机供电系统和给水系统统一绘制的概略图,表示了电动机供电、水泵工作和控制3部分之间的关系。图1.2.2 水泵电动机供电系统和给水系统统一绘制的概略图(2)电路图

电路图是以电路的工作原理以及阅读和分析电路方便为原则,用国家统一规定的电气图形符号和文字符号,采用电气元件展开形式,按工作顺序从上而下或从左而右排列,详细表示电路、设备或成套装置的全部组成和连接关系,而不考虑其实际位置和大小的简图。

电路图的作用是便于详细理解电路、设备或成套装置及其组成部分的工作原理;便于分析和计算电路的特性及参数,为测试和寻找故障提供信息,为编制接线图、安装和维修提供依据。

按照电路图所描述的对象和表示的工作原理,电路图可分为以下3种。

①电力系统电路图。电力系统电路图又分为发电厂变电电路图、厂矿变配电电路图、动力及照明配电电路图。其中每种又分主电路图和副电路图。主电路图也称主接线图或一次电路图,以下称其为主接线图。电力系统电路图中的主接线图实际上就是电力系统的系统图。

主接线图是把电气设备或电气元件,如隔离开关、断路器、互感器、避雷器、电力电容器、变压器、母线等(称为一次设备),按一定顺序连接起来,汇集和分配电能的电路图。

为了保证一次设备安全可靠地运行及操作方便,必须对其进行控制、提示、检测和保护,这就需要许多附属设备。我们把这些设备称为二次设备。将表示二次设备的图形符号按一定顺序绘制而成的电气图,称为副电路图,也称二次接线图或二次电路图,以下称其为二次接线图。

②生产机械电气控制电路图。对电动机及其他用电装置的供电和运行方式进行控制的电气图,称为生产机械电气控制电路图。生产机械电气控制电路图一般分为主电路和辅助电路两部分。主电路是指从电源到电动机或其他用电装置大电流所通过的电路。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路等。辅助电路主要由继电器或接触器的线圈、触点、按钮、照明灯、信号灯及控制变压器等电气元件组成。

③电子电路图。反映由电子电气元件组成的设备或装置工作原理的电气图,称为电子电路图,又可分为电力电子电路图和电子电器(无触点电子电路)图。(3)功能图

功能图是用于表示理论的或理想的电路而不涉及具体实现方法的图形,可为绘制电路图等提供依据。(4)功能表图

功能表图是表示控制系统(如一个供电过程或工作过程)的作用和状态的图形。它往往采用图形符号和文字叙述相结合的表示方法,用以全面表达控制系统的控制过程、功能和特性,但并不表达具体实施过程。(5)等效电路图

等效电路图是表示理论的或理想的元件(如电阻、电感、电容等)及其连接关系的供分析和计算电路特性、状态之用的图形。(6)逻辑图

逻辑图是主要用二进制逻辑单元图形符号绘制的图形,一般的数字电路图便属于这种图。(7)程序图

程序图是详细表示程序单元和程序片及其互相连接关系的简图,用于对程序的理解。

2.表示位置性信息的电气图

位置性信息电气图是表示成套装置和设备中各个项目的布局、安装位置的图形,一般是用图形符号绘制。

3.表示接线信息的电气图

接线信息的电气图是表示成套装置、设备、电气元件的连接关系,用以进行安装接线、检查、试验与维修的一种简图或表格。接线图(表)可分为单元接线图(表)、互连接线图(表)、端子接线图(表)以及电缆配置图(表)。1.2.2 电气图的主要特点

电气图与机械图、建筑图以及其他专业的技术图相比,具有一些明显不同的特点。

1.简图是电气图的主要形式

简图是用图形符号、带注释的围框或简化的外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系的一种图形。显然电气图绝大多数都采用简图形式。电气图中除了必须标明实物形状、位置、安装尺寸的图外,大量的图都是简图,即仅表示电路中各设备、装置、电气元件等功能及连接关系的图。

值得提出的是,简图并不是指内容简单,而是指形式的简化,是相对于严格按几何尺寸、绝对位置而绘制的机械图而言的。

简图的特点如下。

①各组成部分或电气元件用电气图形符号表示,而不具体表示其外形及结构等特征。

②在相应的图形符号旁标注文字符号、数字编号。

③按功能和电流流向表示各装置、设备及电气元件的相互位置和连接顺序。

④没有投影关系,不标注尺寸。

2.元件和连接线是电气图的主要表达内容

3.图形符号、文字符号是组成电气图的主要要素

4.电气图中的电气元件都是按自然状态绘制

所谓“自然状态”,即电气元件和设备的可动部分表示为非激励(未通电、未受外力作用)或不工作的状态或位置,如接触器线圈未得电,因而其触点在还未动作的位置,断路器、负荷开关等在断开位置。

5.电气图往往与主体工程及其他配套工程的图有密切关联1.3 绘制电气图的一般规则

绘制电气图有一定的规范,了解和掌握绘制电气图的一般规则,有助于快速、准确地看图。1.3.1 电气图的组成

电气图一般由电路、技术说明和标题栏3部分组成。

1.电路

通过开关电器,用导线将电源和负载(用电设备或器具)连接起来,形成闭合回路,电流可以从中流过,以实现电气设备的预定功能,就是电路。根据国家颁布的有关技术标准和图形符号、文字符号,以统一规定的方法把这种电路画在图纸上,就是电路图。

电路的结构形式和所能完成的任务是多种多样的,就构成电路的目的来说一般有两个,一是进行电能的传输、分配与转换,二是进行信息的传递和处理。

图1.3.1(a)所示为电力系统示意图,其作用是实现电能的传输、分配与和转换,其中包括电源、负载和中间环节。图1.3.1 电路示意图

发电机是电源,是供应电能的设备。在发电厂内可把热能、水能或核能转换为电能。除发电机外,电池也是常用的电源。

电灯、电动机、电炉等都是负载,是取用电能的设备,它们分别把电能转换为光能、机械能、热能等。

变压器和输电线是中间环节,是连接电源和负载的部分,起传输和分配电能的作用。

图1.3.1(b)所示为扩音机电路示意图,是进行信号传递和处理的例子。先由话筒(术语为传声器)把语言或音乐(通常称为信息)转换为相应的电压和电流,它们就是电信号。而后通过电路传递到扬声器,把电信号还原为语言或音乐。由于话筒输出的电信号比较微弱,不足以推动扬声器发音,因此中间还要用放大器来放大,称为信号的处理。

在图1.3.1(b)中,话筒是输出信号的设备,称为信号源,相当于电源,但与上述的发电机、电池这种电源不同,信号源输出的电信号(电压和电流)的变化规律是取决于所加的信息的。扬声器是接受和转换信号的设备,也就是负载。

信号传递和处理的例子是很多的,如收音机和电视机的接收天线(信号源)把载有语言、音乐、图像信息的电磁波接收后转换为相应的电信号,而后通过电路把信号传递和处理(调谐、变频、检波、放大等),送到扬声器和显像管(负载),还原为原始信息。

不论电能的传输和转换,或者信号的传递和处理,其中电源或信号源的电压或电流称为激励,推动电路工作;由于激励在电路各部分产生的电压和电流称为响应。所谓电路分析,就是在已知电路的结构和电气元件参数的条件下,讨论电路的激励与响应之间的关系。本书着重介绍前一类电路,即进行电能的传输、分配与转换的电路(以下简称电路)。

电路是电气图的主要构成部分。由于电气元件的外形和结构比较复杂,因此采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示电气元件的不同种类、规格以及安装方式。此外,电气图根据不同的用途,要绘制成不同的形式。有的只绘制电路图,以便了解电路的工作过程及特点。对于比较复杂的电路,通常还绘制安装接线图。必要时,还要绘制分开表示的接线图(俗称展开接线图)、平面布置图等,以供生产部门和用户使用。

2.技术说明

电气图中的文字说明和元件明细表等总称为技术说明。文字说明注明电路的某些要点及安装要求等,通常写在电路图的右上方,若文字说明内容较多,也可附页说明。元件明细表列出电路中元件的名称、符号、规格和数量等。元件明细表以表格形式写在标题栏的上方,元件明细表中序号自下而上编排。

3.标题栏

标题栏画在电路图的右下角,其中注有工程名称、图名、图号,还有设计人、制图人、审核人、批准人的签名和日期等。标题栏是电气图的重要技术档案,栏目中的签名人对图中的技术内容各负其责。1.3.2 电气图的布局

为了清楚地表明电气系统或设备各组成部分间、各电气元件间的连接关系,以便于使用者了解其原理、功能和动作顺序,对电气图的布局提出一些要求。

电气图布局的原则是便于绘制、易于识读、突出重点、均匀对称、间隔适当以及清晰美观;布局的要点是从总体到局部、从主接线图(主电路图或一次接线图)到二次接线图(副电路图或二次接线图)、从主要到次要、从左到右、从上到下以及从图形到文字。

1.图面布局的要求

①排列均匀、间隔适当、清晰美观,为计划补充的内容预留必要的空白,但又要避免图面出现过大的空白。

②有利于识别能量、信息、逻辑、功能这4种物理流的流向,保证信息流及功能流通常从左到右、从上到下的流向(反馈流相反),而非电过程流向与信息流向一般相互垂直。

③电气元件按工作顺序或功能关系排列。引入、引出线多在边框附近,导线、信号通路、连接线应少交叉、折弯,且在交叉时不得折弯。

④紧凑、均衡,留足插写文字、标注和注释的位置。

2.整个图面的布局

图面的布局应能体现重点突出、主次分明、疏密匀称、清晰美观等特点。为此,应精心构思,做到心中有数;进行规划,划定各部分的位置;找出基准,逐步绘图。

如某供电系统电气图主接线图,包括接线图、主要电气元件明细表、技术说明和标题栏4部分。在进行整个图面布局时,首先按此表达内容构思,经构思后选定用A1图幅;第二步便划定各部分的位置,如图1.3.2(a)所示;第三步画出基准线,如图1.3.2(b)所示;再具体进行各部分的绘制。图1.3.3 图线的水平布置

3.电路或电气元件的布局(1)电路或电气元件布局的原则

①电路垂直布局时,相同或类似项目应横向对齐,如图1.3.3(a)所示;水平布局时,则应纵向对齐,如图1.3.4(a)所示。图1.3.4 图线的垂直布置

②功能相关的项目应靠近绘制,以清晰表达其相互关系并利于识图。

③同等重要的并联通路应按主电路对称布局。(2)电路或电气元件的功能布局法

电路或电气元件符号的布置,只考虑便于看出它们所表示的电路或电气元件功能关系,而不考虑实际位置的布局方法,称为功能布局法。在这种布局中,将表示对象划分为若干功能组,按照因果关系从左到右或从上到下布置;为了强调并便于看清其中的功能关系,每个功能组的电气元件应集中布置在一起,并尽可能按工作顺序排列;也可将电气元件的多组触点分散在各功能电路中,而不必画在一起,以利于看清其中的功能关系。功能布局法广泛应用于概略图、电路图、功能表图、逻辑图中。

采用功能布局法应遵守以下规则:

①对于因果关系清楚的电气图,布局顺序应从左到右或从上到下,例如电子电路中,输入在左边,输出在右边。

②如果信息流或能量流是从右到左或从下到上,以及流向多而使看图者不容易区分时,应在连接线上画开口箭头。

③在闭合电路中,前向通路上的信息流方向应从左到右或从上到下,反向通路的方向则相反。(3)电路或电气元件的位置布局法

电路或电气元件符号的布置与该电气元件实际位置基本一致的布局方法,称为位置布局法。接线图、平面图、电缆配置图都是采用这种方法,这样可以清楚地看出电路或电气元件的相对位置和导线的走向。

4.图线的布置

电气图的布局要求重点突出信息流及各功能单元间的功能关系,因此图线的布置应有利于识别各种过程及信息流向,并且图的各部分的间隔要均匀。

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曲。(1)水平布置

将表示设备和元件的图形符号按横向(行)布置,连接线成水平方向,各类似项目纵向对齐。如图1.3.3所示,图中各电气元件、二进制逻辑单元按行排列,从而使各连接线基本上都是水平线。水平布置图的电气元件和连接线在图上的位置可用图幅分区(见第2章2.1节)的行号来表示。(2)垂直布置

将设备或电气元件图形符号按纵向(列)排列,连接线成垂直布置,类似项目应横向对齐,如图1.3.4所示。垂直布置图的电气元件、图线在图上的位置可用图幅分区(见第2章2.1节)的列号表示。(3)交叉布置

为了把相应的元件连接成对称的布局,也可以采用斜向交叉线表示,如图1.3.5所示。图1.3.5 图线的交叉布置

电气元件的排列一般应按因果关系动作顺序从左到右或从上到下布置。看图时,也应按这一规律分析阅读。在概略图中,为了便于表达功能概况,常需绘制非电过程的部分流程,但其控制信号流的方向应与电控信号流的流向相互垂直,以示区别。1.3.3 电气图的基本表示方法

1.电气元件的表示方法(1)电气元件的集中、半集中和分开布置表示法

同一个电气设备、电气元件在不同类型的电气图中往往采用不同的图形符号表示。例如,对概略图、位置图往往采用方框符号、简化外形符号或简单的一般符号表示;对电路图和部分接线图往往采用一般图形符号表示,绘出其电气连接关系,在符号旁标注项目代号,必要时还标注有关的技术数据。对于驱动部分和被驱动部分间具有机械连接关系的电气元件(如继电器、接触器的线圈和触点),以及同一个设备的多个电气元件(如转换开关的各对触点),可在图上采用集中布置、半集中布置、分开布置表示法。

集中布置表示法是把电气元件、设备或成套装置中一个项目各组成部分的图形符号在电气图上集中绘制在一起的方法,各组成部分用机械连接线(虚线)连接,连接线必须是一条直线。此法直观、整体性好,适用于简单图形。

为了使设备和装置的电路布局清晰,易于识别,把一个项目的某些部分的图形符号,按作用、功能分开布置,并用机械连接符号表示它们之间关系的方法,称为半集中布置表示法。

为了使设备和装置的电路布局清晰,易于识别,把一个项目图形符号的各部分,在电气图上分开布置,并仅用项目代号表示它们之间关系的方法,称为分开布置表示法。此法清晰、易读,适用于复杂图形。

图1.3.6是3种布置表示法的示例,其中接触器KM的线圈和触点分别集中布置(图1.3.6(a))、半集中布置(图1.3.6(b))和分开布置(图1.3.6(c))。采用分开表示法的图与采用集中或半集中表示法的图给出的信息应等量,这是一条基本原则。图1.3.6 设备和元件的布置表示法

由于采用分开表示法的电气图省去了项目各组成部分的机械连接线,查找某个元件的相关部分比较困难。为识别元件各组成部分或寻找在图中的位置,除重复标注项目代号外,还采用引入插图或表格等方法表示电气元件各部分的位置。(2)电气元件工作状态的表示方法

电气元件工作状态均按自然状态或自然位置表示。所谓“自然状态”或“自然位置”即电气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。

①中间继电器、时间继电器、接触器和电磁铁的线圈处在未得电时的状态,即动铁芯没有被吸合时的位置,因而其触点处于还未动作的位置。

②断路器、负荷开关和隔离开关在断开位置。

③零位操作的手动控制开关在零位状态或位置,不带零位的手动控制开关在图中规定的位置。

④机械操作开关、按钮和行程开关在非工作状态或不受力状态时的位置。

⑤保护用电器处在设备正常工作状态时的位置。对热继电器是在双金属片未受热而未脱扣时的位置,对速度继电器是指主轴转速为零时的位置。

⑥标有断开“OFF”位置的多个稳定位置的手动控制开关在断开“OFF”位置,未标有断开“OFF”位置的控制开关在图中规定的位置。

⑦对于有两个或多个稳定位置或状态的其他开关装置,可表示在其中的任何一个位置或状态,必要时需在图中说明。

⑧事故、备用、报警等开关在设备、电路正常使用或正常工作位置。(3)电气元件触点位置的表示方法

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”,即当触点符号垂直布置时,动触点在静触点左为动合(常开)触点、而在右侧为动断(常闭)触点;当触点符号水平布置时,动触点在静触点下方侧为动合(常开)触点、而在上方侧为动断(常闭)触点,见图1.1.5。

②万能转换开关、控制器等非电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。如5个位置的控制器或操作开关可用图1.3.7所示图形表示,以“0”代表操作手柄在中间位置,两侧的罗马数字表示操作位置数,此数字处也可写手柄转动位置的角度。在该数字上方可注文字符号表示操作(如向前、向后、自动、手动等)。短划表示手柄操作触点开闭的位置线,有黑点“·”者表示手柄(手轮)转向此位置时触点接通,无黑点者表示触点不接通。复杂开关允许不以黑点的有无来表示触点的开闭而另用触点闭合表来表示。多于一个以上的触点分别接于各电路中,可以在触点符号上加注触点的线路号(本图例为四个线路号)或触点号。一个开关的各触点允许不画在一起。也可用表1.3.1所示触点闭合表来表示。▼表1.3.1 触点闭合表图1.3.7 多位置控制器或开关的表示方法(4)电气元件技术数据及有关注释和标志的表示方法

①电气元件技术数据的表示方法:电气元件的技术数据(如型号、规格、整定值等)一般标注在其图形符号附近。当连接线为水平布置时,尽可能标注在图形符号的下方(图1.3.8(a));连接线为垂直布置时,标注在项目代号下方(图1.3.8(b))。技术数据也可以标注在继电器线圈、仪表、集成电路等的方框符号或简化外形符号内(图1.3.8(c))。

在生产机械电气控制电路图和电力系统电路图中,技术数据常用表格形式标注。

②注释和标志的表示方法:当电气元件的某些内容不便于用图示形式表达清楚时,可采用注释方法。注释可放在需要说明的对象附近。图1.3.8 电气元件技术数据的表示方法

2.连接线的一般表示方法

电气图上各种图形符号之间的相互连线,统称为连接线。连接线可能是传输能量流、信息流的导线,也可能是表示逻辑流、功能流的某种特定的图线。(1)导线的一般表示方法

①导线的一般表示符号:如图1.3.9(a)所示,它可用于表示单根导线、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,如图1.3.9(b)的母线及图1.3.9(c)的电缆等。图1.3.9 导线的一般表示方法及示例

②导线的单线表示和根数表示方法:走向一致的元件间的一组连接线可用一条线表示,走向变化时再分开,有时还要标出根数。当用单根导线表示一组导线,若根数较少时,用斜线(45°)数量代表导线根数;根数较多时,用一根小短斜线旁加注数字表示,如图1.3.9(d)所示,图中n为正整数。

③导线特征的标注方法:如图1.3.9(e)所示,导线特征通常采用字母、数字符号标注。

④导线的换位:在某些情况下需要表示电路相序的变更、极性的反向、导线的交换等,则可采用图1.3.9(f)所示的方法表示,该例表明L相、L相换位。13(2)图线的粗细

主电路图、主接线图、电流电路等采用粗实线,辅助电路图、二次接线图、电压电路等则采用一般实线或细实线,而母线通常比粗实线还宽2~3倍。(3)导线连接点的表示方法“T”形连接点可加实心圆点“·”,也可不加实心圆点,如图1.3.10(a)所示。对“+”形连接点,则必须加实心圆点,如图1.3.10(b)所示。图1.3.10 导线连接点的表示方法(4)连接线的连续表示法和中断表示法

表示连接线的去向和连接关系有连续表示法和中断表示法。

①连接线的连续表示法。

连续表示法是将连接线头尾用导线首尾连通的方法。连续线既可用多线也可用单线表示。当图线太多时,为使图面清晰,易画易读,对于多条去向相同的连接线常用单线法表示。

多线表示:元件间的连接线按导线实际走向,每根线都一一画出。

单线表示:当多条线的连接顺序不必明确表示,走向一致的元件间连接线,合用一条线表示时,可采用图1.3.11(a)的单线表示法,但单线的两端仍用多线表示;导线组的两端位置不同时,应标注相对应的文字符号,如图1.3.11(b)所示。图1.3.11 连接线的连续表示法

组合表示:当导线中途汇入、汇出用单线表示的一组平行连接线时,汇接处用斜线表示导线去向,其方向应易于识别连接线进入或离开汇总线的方向,如图1.3.11(c)所示;当需要表示导线的根数时,可按图1.3.11(d)所示来表示。

②连接线的中断表示法。

中断表示法是将去向相同的导线组,在连接线的中间中断,在中断处的两端标以相应的文字符号或数字编号,如图1.3.12(a)所示。

两设备或电气元件之间连接线的中断,如图1.3.12(b)所示,用文字符号及数字编号表示中断。

连接线穿越图线较多区域时,将连接线中断,在中断处加相应的标记,如图1.3.12(c)所示。图1.3.12 连接线的中断表示法(5)电气设备特定接线端子和特定导线端的识别

与特定导线直接或通过中间电器相连的电气设备接线端子应按表1.1.2和表1.1.3的字母进行标记。(6)连接线的多线、单线和混合表示法

按照电路图中图线的表达根数不同,连接线可分为多线、单线和混合表示法。每根连接线各用一条图线表示的方法,称为多线表示法,其中大多数是三线;两根或两根以上(大多数是表示三相系统的三根线)连接线用一条图线表示的方法,称为单线表示法;在同一图中,一部分采用单线表示法,一部分采用多线表示法,称为混合表示法。

图1.3.13所示为三相笼型异步电动机Y-△减压启动电路的多线、单线、混合表示法的电气控制电路图。图1.3.13(a)所示为多线表示法,描述电路工作原理比较清楚,但图线太多;图1.3.13(b)为单线表示法,图面简单,但对某些部分(如△连接)描述不够详细;图1.3.13(c)为混合表示法,兼有二者的优点,在许多情况下被采用。QS—刀开关;FU—熔断器;KM、KM、KM—接触器;FR—热继123电器;TA—电流互感器;PA—电流表;M—电动机图1.3.13 电路中连接线表示方法示例

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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