任务三 电气控制系统图及配线工艺

任务目标

1.了解电路图中各图形符号及文字符号的有关国家标准。

2.了解电路图绘制原则，能够正确识读电路图。

任务分析

电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成的。为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，同时也为了便于电气系统的安装、调整、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其连接用图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。

相关知识

电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电气元件布置图、电气安装接线图。将在图上用不同的图形符号表示各种电气元件，用不同的文字符号表示电气元件的名称、序号和电气设备或线路的功能、状况和特征，还要标上表示导线的线号与接点编号等，各种图纸有其不同的用途和规定的画法，下面分别加以说明。

一、电气原理图

电气系统图中电气原理图应用最多，其采用电气元件展开的形式绘制而成，是利用各种电气符号、图形来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的。电气符号包括文字符号、图形符号等，它们以文字和图形从不同角度为电气控制系统图提供了各种信息。

1.图形、文字符号

电力拖动控制系统由拖动机器的电动机和电气控制电路等组成。为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析其工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一的图形符号和文字符号来表达。目前，我国已发布实施了电气图形和文字符号的有关国家标准，例如：

● GB/T4728.2—2005电气图常用图形符号

● GB 5226.1—2002机械安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件

● GB7159—87电气技术中的文字符号制定通则

● GB/T 6988电气技术用文件的编制

● GB5094—85电气技术中的项目代号

电气图示符号有图形符号、文字符号及回路标号等。

（1）图形符号

图形符号通常用于图样或其它文件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，图形符号含有符号要素、一般符号和限定符号。

① 符号要素：一种具有确定意义的简单图形，必须同其它图形组合才构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点的符号就由接触器触点功能和常开触点符号组合而成。

② 一般符号：用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。如电动机可用一个圆圈表示。

③ 限定符号：用于提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。运用图形符号绘制电气系统图时应注意：

a.符号尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小，但在同一张图样中，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。

b.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置于镜像位置，但文字和指示方向不得倒置。

c.大多数符号都可以加上补充说明标记。

d.有些具体器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。

e.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。当采用其它来源的符号或代号时，必须在图解和文件上说明其含义。

（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。

① 基本文字符号：基本文字符号有单字母与双字母两种。单字母符号按拉丁字母顺序将各元件电气设备、装置和元器件划分成为23大类，每一大类用一个专用单字母符号表示，如“C”表示电容器类，“R”表示电阻器类等。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，且以单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如“F”表示保护器类，FU”则表示为熔断器，“FR”表示具有延时动作的限流保护器等。

② 辅助文字符号：辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征的。如“RD”表示红色，“SYN”表示限制等。辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母后边组成双字母符号，如“SP”表示压力传感器，“YB”表示电磁制动器等。为简化文字符号起见，若辅助文字符号由两个以上字母组成时，允许只采用其第一位字母进行组合，如“MS”表示同步电动机。辅助文字符号还可以单独使用，如”ON”表示接通，“PE”表示接地，“N”表示中间线等。

③ 补充文字符号的原则：当规定的基本文字符号和辅助文字符号不敷使用，可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充。

a.在不违背国家标准文字符号编制的条件下，可采用国际标准中规定的电气技术文字符号。

b.在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。

c.文字符号应按电气名词术语国家标准或专业技术标准中规定的英文术语缩写而成。基本文字符号不得超过两位字母，辅助文字符号一般不超过三位字母。

d.文字符号采用拉丁字母大写正体字。

e.因拉丁字母中大写正体字“I”和“O”易同阿拉伯数字“1”和“0”混淆，因此不允许单独作为文字符号使用。

（3）电路各接点标记

① 三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。

② 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。

③ 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 各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各接点的代号，U21为第一相的第二个接点代号，以此类推。

⑤ 控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。标注方法按“等”原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般由上而下编号，凡是被线圈、绕组、触点或电阻、电容等元件所间隔的线段，都应标以不同的电路标号。

二、绘图原则

电气控制系统图包括电气原理图、电气元件布置图、电气互连图等。

（1）电气原理图

电气原理图采用电气元件展开的形式绘制而成，根据电路工作原理绘制。在绘制原理图时，一般应遵循下列规则：

① 将电路图按功能划分成若干个图区，通常是一条回路或一条支路划为一个图区，并从左向右依次用阿拉伯数字编号，标注在图形下部的图区栏中，见图1-44。

电路图中每个电路在机床电气操作中的用途，必须用文字标明在电路图上部的用途栏内，见图1-44。

② 电气控制电路原理图按所规定的图形符号、文字符号和回路标号进行绘制。

③ 动力电路的电源电路一般绘成水平线；受电的动力装置电动机主电路用垂直线绘制在图面的左侧，控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，主电路与控制电路一般应分开绘制。各电路元件采用平行展开画法，但同一电器的各元件采用同一文字符号标明。

④ 所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受外力作用时的状态绘制。促使触点动作的外力方向必须是：当图形垂直放置时为从左向右，即在垂线左侧的触点为常开触点，在垂线右侧的触点为常闭触点；当图形水平放置时为从上向下，即在水平线下方的触点为常开的触点，在上方的触点为常闭触点。

⑤ 具有循环运动的机械设备，应在电气控制电路原理图上绘出工作循环图。

⑥ 转换开关、行程开关等应绘出动作程序及动作位置示意图表。

⑦ 由若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线框括起来，并标注出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。

⑧ 在电路中每个接触器线圈的文字符号KM的下面画两条竖直线，分成左、中、右三栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号按表1-10的规定填入相应栏内。对备而未用的触头，在相应的栏中用记号“×”标出或不标出任何符号。接触器线圈符号下的数字标记见表1-10。

⑨ 在电路图中每个继电器线圈符号下面画一条竖直线，分成左、右两栏，把受其控制而动作的触头所处的图区号，按表1-11的规定填入相应栏内。同样，对备而未用的触头在相应的栏中用记号“×”标出或不标出任何符号。接触器线圈符号下的数字标记见表1-11。

⑩ 电路图中触头文字符号下面的数字表示该电路线圈所处的图区号。如图1-44所示在图区4标有KA2，表示中间集电区KA2的线圈在图区9。

（2）电气元件布置图

电气元件布置图主要用来表明电气设备上所有电机、电器的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的质料。以机床电器及布置图为例，它主要由机床电气设备布置图、控制柜及控制板电气设备布置图、操纵台及悬挂操纵箱电气设备布置图等组成。电气布置图可按电气控制系统的复杂程度集中绘制或单独绘制。但有能见到的及须表示清楚的电气设备，均用粗实线绘制出简单的外形轮廓，如图1-45所示。

（3）电气安装接线图

电气控制线路安装接线图，是为了安装电气设备和电气元件进配线或检修电气故障服务的。在图1-45中可显示出电气设备中各元件的空间位置和接线情况，可在安装或检修时对照原理图使用。它是根据电器位置布置、合理经济等原则安排的，图1-45 是根据图1-41 电气原理图绘制的接线图，它表示机床电气设备各个元件之间的接线关系，并标注出外部接线所需的数据，根据机床设备的接线图就可以进行机床电气设备的总装接线。对某些较为复杂的电气设备，仅画出接线图就可以了。实际工作中。接线图常与电气原理图结合起来使用，CA6140型车床的电气安装图如图1-46所示。该图表明了该电气设备中电源进线、按钮板、照明灯、行程开关、电动机与机床安装板接线端之间的连接关系，标注了所采用的包塑金属软骨的直径和长度，也标注了连接导线的根数、截面积及颜色等。