1、项目六项目六 电气电气CAD工程实践实例工程实践实例1建立电气工程系统设计概念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了解电气工程套图编制方法3掌握掌握PLC系统工程图的绘制系统工程图的绘制4掌握电路原理图的顺序绘图技能掌握电路原理图的顺序绘图技能项目中导入了两个完整的电气工程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。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；要计思路，电气图各图纸之间的关系；要求正确绘制
2、标题栏并填写相关项目信息；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应用前面项目中的绘图技能快速完成各类电气图绘制。类电气图绘制。1.龙门刨床控制系统的设计思路和实现龙门刨床控制系统的设计思路和实现2.绘图设计绘图设计1.洗车机电气控制设计思路及实现洗车机电气控制设计思路及实现2.绘图设计绘图设计实例一实例一 洗车机电气控制系统洗车机电气控制系统一一实例二实例二 龙门刨床控制系统龙门刨床控制系统二二洗车机是现代城市交通工具常见的清洗车机是现代城市交通工具常见的清洁设备，根据用途来分有轿车通用洗车机、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
3、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。车机、自动洗车机等。本项目的洗车机是为普通公共汽车、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移动式轨道五刷洗车机。通过通过14号立刷的旋转与开合，进行汽车头部、尾部及两侧的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
4、工作。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。3号立刷2号立刷4号立刷1号立刷横刷移动轨道机架1.洗车机电气控制设计思路及实现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本项目的五刷全自动洗车提供精洗和粗洗洗车方式车方式，提供手动提供手动控制控制和自动和自动操作。操作。整个洗车动作需要整个洗车动作需要5台台电机电机分别带动分别带动5把刷子把刷子旋转，旋转，5台台电机电机分别带动立刷的开合及横刷的升降，分别带动立刷的开合及横刷的升降，2台台电机电机带动机架在轨道上的移动，除此之外还需带动机架在轨道上的移动，除此之外还需要要2台水泵进行供水（采取循环水水池蓄
5、水）。因台水泵进行供水（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此洗车机电气控制的任务就是按照洗车工序实现对对14台电机（含台电机（含2台水泵）的控制。台水泵）的控制。系统采用系统采用PLC技术来实现控制，整技术来实现控制，整套电气套电气系统工程系统工程图共图共10张张：电气控制一电气控制一次原理图、电气控制原理图（次原理图、电气控制原理图（2张）、张）、PLC输入输入/输出分配图（输出分配图（3张）、电气接张）、电气接线图（线图（3张）、控制柜面板布置图。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：下面对该项目的主要电气图进行分析： 洗车机各电机主回路
6、的控制原理图电气控制一次原理图 洗车机控制回路中的继电接触器控制部分电气控制原理图 提供PLC型号、扩展模块型号以及它们输入/输出点接线及使用信息PLC输入/输出分配图（1/3） 提供系统所有控制元气件的接线信息电气接线图（1/3）电气控制一次原理图电气控制一次原理图原理图绘制原理图绘制l主回路电源主回路电源由三相交流总电源供电，由空气开关（断由三相交流总电源供电，由空气开关（断路器）路器）QF控制通断。这里交流电的三相用单线控制通断。这里交流电的三相用单线表示，并标上标号表示，并标上标号L1L3。l立刷及横刷控制电机主回路立刷及横刷控制电机主回路电机名称电机名称及其及其运行功率写在运行功率写
7、在对应对应图例下方，每个三图例下方，每个三相交流电动机的起相交流电动机的起动和停止均由接触动和停止均由接触器器KM主触点控制，主触点控制，主触点如果过载，主触点如果过载，相电流会增大，熔相电流会增大，熔断器断器KH防止短路，防止短路，保证电路安全保证电路安全。l机架轨道行走电机机架轨道行走电机两台电机两台电机为双速电机，为双速电机，前行时采用前行时采用接法，电机低接法，电机低速运行，带动速运行，带动洗车机靠近汽洗车机靠近汽车进行工作；车进行工作；后退时采用后退时采用Y接接法，提供洗车法，提供洗车结束后的高速结束后的高速复位复位。l水泵主回路及备用线路水泵主回路及备用线路 两台水泵通过接触两台水
8、泵通过接触器触点进行启动和停止器触点进行启动和停止的控制，通过热继电器的控制，通过热继电器提供水泵电机的过热保提供水泵电机的过热保护护，同时在整个主回路同时在整个主回路上提供一个经过断路器上提供一个经过断路器的备用线路，提供故障、的备用线路，提供故障、临时设备添加等的接入临时设备添加等的接入点。点。电气控制原理图电气控制原理图洗车机电气控制原理图洗车机电气控制原理图共有共有2张，是张，是控制回路中继电接触器控制部分控制回路中继电接触器控制部分原理图，原理图，主要根据主要根据PLC的输出信号对接触器及指的输出信号对接触器及指示灯进行控制，每一条逻辑行右侧都有示灯进行控制，每一条逻辑行右侧都有对该
9、逻辑行功能的简单注释，虚线框中对该逻辑行功能的简单注释，虚线框中的是的是PLC的输出继电器。的输出继电器。原理图绘制原理图绘制l控制电路的功能描述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在右边添加了表格进行说明：左边接触器常开触点左边接触器常开触点KM7和指示灯和指示灯HR6PLC控制原理图控制原理图右侧对应表格右侧对应表格提供左侧控制线提供左侧控制线路的功能描述路的功能描述l线标线标在原理图中每个元器件的两边都有一个数在原理图中每个元器件的两边都有一个数字标号，称为线标字标号，称为线标。具有相同线标的线具有相同线标的线
10、，表示，表示接接线时线时应应接在一起接在一起。KM533KM637lPLC的输出元件的输出元件本项目本项目控制电路中控制电路中PLC的输出元件采的输出元件采用继电器输出用继电器输出，在在控制原理图控制原理图中中表示为带表示为带虚线框的继电器常开触点，标识字母为虚线框的继电器常开触点，标识字母为QX.X，例如如，例如如Q2.0、Q2.1。（。（X为为07的的整数）整数）PLC输入输入/输出分配图输出分配图该项目包括该项目包括3张张PLC输入输入/输出分配图输出分配图，它们的它们的内容大同小异，绘图结构相同，这内容大同小异，绘图结构相同，这里我们就取其中一张进行识图分析。里我们就取其中一张进行识图
11、分析。CPU224是是PLC中央处中央处理器的型号理器的型号；EM223是扩展模块（是扩展模块（8DI/DO）；小括号里的数字是小括号里的数字是PLC模块的编号模块的编号；模块模块左列左列是输入（是输入（I）端）端子，子，右列右列是输出（是输出（Q）端）端子子；图中表格是进行功能说图中表格是进行功能说明的。明的。分配图绘制分配图绘制l输入端设备及功能表输入端设备及功能表PLC输入端所接设备输入端所接设备及其作用及其作用如下图例所示：如下图例所示：其中其中M表示接表示接0 V电压，电压，L接接24V正电压。按钮正电压。按钮SB2.0接在输入端子接在输入端子I2.0上，作用上，作用是是“2#立刷合
12、拢立刷合拢”。l输出端设备及功能表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各输出端子所接的设备及其作用如下面下面图图例例所示所示：其中其中Q0.0表示表示“系统运行指示系统运行指示”。由于由于PLC采用的是继电器输出，这种输出方采用的是继电器输出，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。体表现在电气控制原理图中。电气控制原理图电气控制原理图PLC输入、输出分配图输入、输出分配图电气接线图电气接线图该项目包括该项目包括3张电气张电气接线接线图图提供的是所有控制元气件的接线信息。提供的是所有控制元气件的接
13、线信息。这这3张张图纸内容图纸内容相似相似，绘图结构，绘图结构一致一致，这里，这里取其中一张进行识图分析取其中一张进行识图分析即可。即可。洗车机控制系统一共使用了洗车机控制系统一共使用了7个空气开个空气开关，分别是关，分别是QF1QF7。使用了使用了19个继电接触器，分别是个继电接触器，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接线图绘制1.绘图设计绘图设计整套图纸整套图纸共有共有10张，张，下面下面只绘制电气控制只绘制电气控制一次原理图、电气控制原理图一次原理图、电气控制原理图（1）、PLC输入输入/输出分配图输出
14、分配图(1)、电气接线图、电气接线图(1)。图纸的图幅大。图纸的图幅大小一致采用小一致采用A4装订格式。装订格式。标题栏采用工程样式标题栏采用工程样式： XXXXM注意，在绘制不同工程图时，要注意，在绘制不同工程图时，要输入相应的项目名称，如电气控制一输入相应的项目名称，如电气控制一次原理图、次原理图、PLC输入输入/输出分配图等，输出分配图等，且页数信息也不同；所有工程图可以且页数信息也不同；所有工程图可以画在一个图形文件中。画在一个图形文件中。一次原理图一次原理图的绘制的绘制洗车机的一次原理图包括立刷电机、立刷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、行走电机开
15、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，（低速前行和高速后退）和水泵电机几个部分，从绘图的角度来看从绘图的角度来看它们它们的电路结构相似，的电路结构相似，都都分为分为两部分来进行，一是包含断路器的电源输入部分，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。电气控制原理图电气控制原理图绘制绘制电气控制原理图包括
16、了线圈、常开触点、电气控制原理图包括了线圈、常开触点、常闭触点、按钮、指示灯和常闭触点、按钮、指示灯和PLC输出元件输出元件等等典型典型元件，这些元件在前面的项目中已经绘制过，这元件，这些元件在前面的项目中已经绘制过，这里直接里直接插入插入图块图块即可即可。绘制方法是先绘制左侧母线，然后按照逻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。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下面给出一个功能块的绘制过程。请大家。请大家完成完成其他的功能块其他的功能块的绘制的绘制，对于结构相同或相似对于结构相同或相似的图形使用的图形使用复制、修改复制、修改来提高效率。来提高效率。
17、 全部图形绘制完成后，使用多行文字添加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。相应的元件标号、线标和功能说明。PLC输入输入/输出分配图输出分配图绘制绘制PLC输入输入/输出分配图看似复杂，实际绘图输出分配图看似复杂，实际绘图所用图形元素并不多，只包含所用图形元素并不多，只包含3类：矩形（用来类：矩形（用来绘制绘制PLC的的CPU和扩展模块、输入和扩展模块、输入/输出端口以输出端口以及功能说明表格）、直线和圆（用来绘制输入及功能说明表格）、直线和圆（用来绘制输入/输出端接设备）、以及前面项目中绘制过的继电输出端接设备）、以及前面项目中绘制过的继电器触点、按钮等。器触
18、点、按钮等。根据整个图的特点，采用自中间向两边扩根据整个图的特点，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散的方法进行绘制，即先在图纸中央确定PLC与与扩展模块的位置，然后向上画输出线路及功能表，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向下画输入线路及功能表。在画好的模块图上、下两端，用矩形在画好的模块图上、下两端，用矩形绘制与接线端子长度一致，较宽的矩形行，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
19、应的端口号、元器件标致。最后再添加相应的端口号、元器件标号、功能说明等文字。号、功能说明等文字。电气接线图电气接线图绘制绘制洗车机的电气接线图由各两类图块组成及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。个是接触器图块。断路器图块断路器图块的绘制的绘制接触器图块接触器图块3种接线种接线（线标：上排单数（线标：上排单数/下排双数）下排双数）接触器图块接触器图块的绘制的绘制使用使用“复制复制”命令，将断路器命令，将断路器图块图块复制到图框内第复制到图框内第一行位置，共计一行位置，共计7个，最后一个只含一个接
20、触器触点个，最后一个只含一个接触器触点；使用使用“复制复制”命令将接触器图块按接线方式依次复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，共计制到第二行至第五行，共计19个。在图块的行列复制时，个。在图块的行列复制时，使用使用“正交正交”模式，以保证列、行的对齐；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。上添加线号，同样结合正交使用。注意注意：机械电气是一类比较特殊的电气，主要指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应用在机床上的电气系统，故也可以
21、称为机床电气，包括应用在车床、磨床、钻床、铣床以及镗气，包括应用在车床、磨床、钻床、铣床以及镗床上的电气，也包括机床的电气控制系统、伺服床上的电气，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。例介绍机械电气图的设计与绘制。1.龙门刨床控制系统设计思路和实现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龙门
22、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，床。刀具固定在龙门架上，跟随龙门架水平移动，加工工件的表面加工工件的表面。其电气控制系统分为龙门刨床主电路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。刨床工作台的控制线路。本本处处取用了其中部分主要电路为绘图取用了其中部分主要电路为绘图实例。实例。龙门刨床主电路原理图龙门刨床主电路原理图龙门刨
23、床的龙门刨床的主运动主运动是是工作台工作台前进前进、后退的往复后退的往复直线运动直线运动，刀架移动刀架移动的进给运动，的进给运动，辅助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、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下面9台台电动机拖动电动机拖动。M1主主电电路路M1控控制制电电路路龙门刨床电机组的启动控制电路图龙门刨床电机组的启动控制电路图龙门刨床电机组龙门刨床电机组包括包括交流电动机交流电动机MA、直流发电机直流发电机G1和和励磁机励磁机G2，均由均由交流电动机交流电动
24、机M1拖动拖动。（M1的容量较大，的容量较大，因而因而启动电流大，在实际机床启动电流大，在实际机床上一般采用星上一般采用星-三角降压起动三角降压起动）控控制制电电路路主主电电路路龙门刨床刀架控制电路图龙门刨床刀架控制电路图龙门刨床一般有龙门刨床一般有4个刀架个刀架：两个垂直刀架两个垂直刀架（由同一个由同一个交流电动机交流电动机M5拖动拖动）；）；一个一个左刀架左刀架（由由交流电动机交流电动机M7拖动拖动），一个，一个右侧刀架右侧刀架（由由交流电交流电动机动机M6拖动拖动）。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。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，手柄实现
25、的，其控制电路其控制电路与与M1电机控制在同一张控制电机控制在同一张控制电路电路原理图中原理图中。控制电路控制电路主主电电路路龙门刨床横梁升降控制电路图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，自动地进行放松垂直升降。横梁上升时，自动地进行放松上升上升夹紧夹紧；横梁下降时，自动横梁下降时，自动地进行放松地进行放松下降下降夹紧外，夹紧外，并并在下降到所需要位置时稍微回升一下，在下降到所需要位置时稍微回升一下，以以消消除传动丝杠与丝杠螺母之间的间隙，防止横梁不平除传动丝杠与丝杠
26、螺母之间的间隙，防止横梁不平。其控制。其控制与前面的与前面的M1电电机控制在同一张控制机控制在同一张控制电路电路原理图中原理图中。2.绘图设计绘图设计 进入进入AutoCAD 2008绘图环境绘图环境：打开打开A4图纸样板，图纸样板，另存为另存为文件文件“龙门龙门刨床控制系统刨床控制系统.dwg” ；创建创建3个图层：个图层：“主回路层主回路层”、“控控制回路层制回路层”、“文字说明层文字说明层”。主电路原理图绘制主电路原理图绘制龙门刨床主电路系统包括有龙门刨床主电路系统包括有9台交流电动机、台交流电动机、3台直流电动机和台直流电动机和1台电机放大机，其控制回路所台电机放大机，其控制回路所用的
27、元器件在前面项目中都绘制过，在电路绘制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。时插入图块使用即可。线路的具体方法在前面继电器线路的具体方法在前面继电器-接触器控制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电路绘图中详细介绍过，这里只给出绘图思路和顺序。顺序。l绘制主供电线路绘制主供电线路主供电线路为主供电线路为9个交流电动机提供电源和过个交流电动机提供电源和过流保护流保护，进线标识从上到下为进线标识从上到下为L1L3。绘制时。绘制时主要使用直线、偏移、修剪命令主要使用直线、偏移、修剪命令。l绘制电动机主回路绘制电动机主回路12333123复制复制复制复制33复制
28、复制复制复制复制复制复制复制电机组的起动控制线电路图电机组的起动控制线电路图l变压器组及指示灯变压器组及指示灯lKM1控制回路控制回路在前面的电路上继续向右延伸。在前面的电路上继续向右延伸。12333按照按照1-2-3（由上（由上到下，自左到右）到下，自左到右）的顺序依次插入的顺序依次插入元件图块、画连元件图块、画连接直线。接直线。lKT1支路支路123lKMY支路支路123lKM支路支路123lKM2支路：通风泵电机控制支路支路：通风泵电机控制支路1235刀架控制电路图绘制刀架控制电路图绘制仍然接着前面的电路图仍然接着前面的电路图继续向右延伸。继续向右延伸。lKM3支路支路润滑泵电机润滑泵电
29、机控制支路控制支路2SQ131lM5的正向运行控制的正向运行控制回路回路KM4控制支路控制支路123SQ1lM5的反向运行控制回路的反向运行控制回路KM5控制支路控制支路12lM6的正向运行控制回路的正向运行控制回路KM6控制支路控制支路lM6的的反反向运行控制回路向运行控制回路KM7控制支路控制支路123123lM7的正向运行控制回路的正向运行控制回路KM8控制支路控制支路lM7的的反反向运行控制回路向运行控制回路KM9控制支路控制支路123123横梁升降控制电路图绘制横梁升降控制电路图绘制横梁升降由交流电动机横梁升降由交流电动机M8拖动，横梁拖动，横梁的夹紧和放松由交流电动机的夹紧和放松由
30、交流电动机M9拖动。控制拖动。控制线路与前面的电机组起动线路、刀架控制线路与前面的电机组起动线路、刀架控制电路并联连接，由变压器电路并联连接，由变压器T进行供电进行供电，在，在绘制时接着上面的电路继续向右延伸。绘制时接着上面的电路继续向右延伸。与与KM8线圈线圈输出端相连输出端相连与与SB6相连相连lM8的正向运行控制回路的正向运行控制回路KM10控制支路控制支路lM8的的反反向运行控制回路向运行控制回路KM11控制支路控制支路132123lM9的正向运行的正向运行(KM12控制控制支路支路)及横梁运动指示线路控及横梁运动指示线路控制回路制回路lM9的的反反向运行控制回路向运行控制回路KM13
31、控制支路控制支路与与SQ6-1 的输的输入端端相连入端端相连132132l横梁回升延时控制线路横梁回升延时控制线路KA1132本项目通过洗车机电气控制系统设计套图、龙本项目通过洗车机电气控制系统设计套图、龙门刨床电气控制套图这两个不同应用领域门刨床电气控制套图这两个不同应用领域 的电气工程的电气工程实例的分析，介绍了如何从系统的角度来识读电气工实例的分析，介绍了如何从系统的角度来识读电气工程图，如何读解工程项目中各图纸之间的关系。通过程图，如何读解工程项目中各图纸之间的关系。通过对图纸的绘图分析以及绘图步骤的展示，给出了成套对图纸的绘图分析以及绘图步骤的展示，给出了成套电气电气图标题栏的图标题栏的编制方法、电气原理图典型绘图顺序、编制方法、电气原理图典型绘图顺序、PLC系统工程图绘制方法，以及项目套图快速绘图的系统工程图绘制方法，以及项目套图快速绘图的技巧。技巧。
