基于Protel DXP 2004機(jī)床控制線路元件庫(kù)的繪制研究

王育玲， 林 濤,2， 王 軍

(1.博州中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，新疆 博州833400；2.隨州技師學(xué)院，湖北 隨州441300)

Protel DXP 2004是一個(gè)基于Windows平臺(tái)的EDA設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是集原理圖設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)、電路仿真、信號(hào)完整性分析和邏輯電路設(shè)計(jì)功能為一體的工作平臺(tái)，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域占有極其重要的地位[1]，是目前使用人數(shù)非常多的優(yōu)秀應(yīng)用軟件，是目前市場(chǎng)上最常用的繪圖工具。它所具有的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)是EDA系統(tǒng)中的主要設(shè)計(jì)工具之一，其Library元件庫(kù)中常用Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices。在機(jī)床控制線路原理圖繪制中，需要用Protel DXP原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)及其原理圖元件庫(kù)編輯等功能實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制線路原理圖的繪制[2]。但軟件中沒有機(jī)床控制線路原理圖的元件庫(kù)，需要?jiǎng)?chuàng)建常用機(jī)床控制線路元件庫(kù)，為此，本文研究了機(jī)床控制線路常用電氣元件庫(kù)存創(chuàng)建方法，并將“機(jī)床控制線路”元件庫(kù)文件夾復(fù)制到安裝Protel DXP 2004軟件的目錄下 (D：Program FilesAltium2004Library機(jī)床控制線路)，然后在繪圖過(guò)程加載此元件庫(kù)，便于繪制原理圖直接調(diào)用。在元件庫(kù)中創(chuàng)建大約35個(gè)元件，基本上能滿足常用機(jī)床控制線路原理圖繪制所需要的電氣元件，給繪制原理圖帶來(lái)很大的方便，提高了繪圖質(zhì)量和繪圖效果。

1 機(jī)床電氣原理圖電氣元件分析

機(jī)床電氣控制線路原理圖組成如圖1所示。

(1)電源電路：電源電路是從電源進(jìn)線到電源開關(guān)輸出部分的電路，由電源進(jìn)線端子、電源開頭、保護(hù)元件及電源出線組成。

(2)主電路：從主電路入手，根據(jù)各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求分析其控制內(nèi)容。主線路是從電源經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組的大電流通過(guò)的路徑，由保護(hù)電器、接觸器主觸點(diǎn)及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制、調(diào)速、制動(dòng)等基本環(huán)節(jié)組成。

圖1 C6140普通車床控制線路原理圖

(3)輔助電路：包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、電源顯示、參數(shù)設(shè)定、照明和故障報(bào)警等部分。由繼電器的線圈和觸點(diǎn)、接觸器的線圈和觸點(diǎn)、主令電器、指示燈、控制變壓器等元件組成。

(4)聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)：生產(chǎn)性機(jī)械對(duì)于安全性、可靠性要求很高，因此，設(shè)置了一系列的電器保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖[3]。

(5)輔助信息：除電源組成、主電路、輔助電路外，還需要對(duì)電路進(jìn)行文字及符號(hào)信息說(shuō)明，如導(dǎo)線的線號(hào)、電路的功能、分區(qū)欄及元件的觸點(diǎn)分布等[4]。

找出圖1中電氣元件，相同圖形只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)元件，在繪制過(guò)程中對(duì)電氣元件的名稱根據(jù)需要進(jìn)行修改就可以了。

2 機(jī)床控制線路元件庫(kù)創(chuàng)建

機(jī)床控制線路中大多數(shù)元件(如接觸器、熱繼電器、組合開關(guān)等)在繪制軟件中都沒有自帶的，需要自己創(chuàng)建，但有些電氣元件(如變壓器、接線端子等)也可利用軟件中自帶的元件進(jìn)行修改，作為新建元件使用。

2.1 新建項(xiàng)目

如圖2所示，進(jìn)行以下操作新建項(xiàng)目：文件創(chuàng)建項(xiàng)目 PCB項(xiàng)目 右鍵 保存項(xiàng)目 按路徑 D：Program filesAltum2004Library輸入文件名 保存[5]。

(1)創(chuàng)建新元件

如圖3所示，進(jìn)行以下操作：點(diǎn)擊上述文件創(chuàng)建新建項(xiàng)目右鍵追加新元件到項(xiàng)目中Schematic Library保存圖標(biāo)按鈕按路徑D：Program filesAltum2004Library輸入“機(jī)床控制線路”文件夾 元件名 保存[6]。輸入的文件名最好是“英文字母、符號(hào)+漢字”復(fù)合命名,如KM接觸器主觸頭、KM接觸器輔助觸頭等。

圖2 新建項(xiàng)目及保存文件路徑

圖3 創(chuàng)建新元件

(2)設(shè)置繪圖背景

如圖4所示，進(jìn)行以下操作：在編輯區(qū)任一位置右鍵庫(kù)編輯器對(duì)話框點(diǎn)工作區(qū)選顔色確定。

(3)使用實(shí)用工具繪制元件庫(kù)圖形，這與原使用方法相同，這里不再介紹。

2.2 對(duì)原有庫(kù)文件進(jìn)行修改作為自制新元件[5]

此元件創(chuàng)建可利用“實(shí)用工具”繪制相應(yīng)的圖形，這里不再贅述。下面介紹對(duì)軟件自帶的Miscellaneous De-vices.IntLib庫(kù)文件中類似的“變壓器”圖形略作修改作為自制新元件的方法。

圖4 設(shè)置繪圖背景

(1)進(jìn)行以下操作：文件 打開 Altiumlibrary常用元件庫(kù)抽取源 (如圖5所示)軟件工作界面左邊Projects工作區(qū)找到Miscellaneous Devices.schlib[7]雙擊顯示第一個(gè)原理圖符號(hào)可對(duì)第一個(gè)元件進(jìn)行編輯。

圖5 抽取變壓器源元件庫(kù)

(2)選擇所需要的元件進(jìn)行編輯(如圖6所示)：右下邊工作區(qū)SCHSCH Library左鍵單擊找到所需元件 (字母T開頭的Trans)左鍵拖動(dòng)框選元件復(fù)制(Ctrl+C)打開新建元件庫(kù)工作區(qū)粘貼(Ctrl+V)右鍵退出或按[Esc]。

(3)對(duì)抽取源變壓器元件按要求進(jìn)行編輯(如圖7所示)新元件編輯繪制(如圖8所示)。

圖6 元件庫(kù)工作區(qū)

圖7 抽取變壓器源

(4)輸入“TC(變壓器).SchLib”按路徑保存，即可作為新元件加入到元件庫(kù)中。

2.3 繪制SW常開按鈕及其他電氣元件

按前面所述方法，設(shè)置工作區(qū)域顏色。

(1)如圖 9所示，進(jìn)行以下操作：“實(shí)用工具”設(shè)計(jì)圖標(biāo)按鈕直線 在繪圖區(qū)域畫直線 (或畫斜線時(shí)要按空格變化角度)按[Tab]鍵設(shè)置屬性或雙擊圖形，更改圖線屬性(含顔色、線寬、線風(fēng)格)等按右鍵退出或按[Esc]。依次類推畫出其他圖形[5]。

圖8 編輯后變壓器

圖9 更改圖線屬性

(2)放置引腳：按空格鍵調(diào)整電器的節(jié)點(diǎn)，且必指向元件外面，如圖10所示，進(jìn)行以下操作：左鍵按放置引腳圖標(biāo)移至所需要放置的位置按[Tab]鍵設(shè)置管腳的屬性設(shè)置標(biāo)識(shí)符號(hào)、顯示名稱、可視選項(xiàng)等確認(rèn)。在繪制過(guò)程中要靈活設(shè)置捕捉柵格大小，在英文輸入狀態(tài)下按[G]鍵，依次出現(xiàn)10、5、1柵格或工具按鈕，輸入相應(yīng)數(shù)字。

圖10 放置元件引腳

(3)參照上述方法依次繪制相應(yīng)的30個(gè)電器元件。

3 加載機(jī)床控制線路元件庫(kù)

利用實(shí)用工具將所有元件創(chuàng)建完成后，就可以繪制機(jī)床電氣原理圖了。此時(shí)還需要將各元件加載，具體方法有以下兩種，如圖11所示。

方法 1：元件庫(kù) 元件庫(kù) 安裝對(duì)話框 安裝 按路徑類似打開元件庫(kù)選中元件(選中多個(gè)電器元件時(shí)，需要按[Shift]+鼠標(biāo)左鍵)打開。

方法2:設(shè)計(jì)追加刪除零件庫(kù)安裝對(duì)話框......同上。

圖11 從機(jī)床控制線路元件庫(kù)中安裝電器元件

4 繪制調(diào)整電路原理圖并放置輔助說(shuō)明信息

當(dāng)機(jī)床控制線路元件庫(kù)加載完成后，就可以像繪制一般常用電子線路原理圖方法一樣直接從元件庫(kù)中調(diào)用所需要的電器元件，如圖12所示。這樣就為繪圖帶來(lái)極大的方便，可標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范地繪制所需要的多種機(jī)床控制線路原理圖。機(jī)床電氣原理圖繪制完畢后，再設(shè)置及調(diào)整放置元件序號(hào)、線號(hào)、輔助說(shuō)明等，整幅機(jī)床電氣原理圖就完全繪制完成了。

(1)元件序號(hào)的設(shè)置

打開元件序號(hào)屬性對(duì)話框的方法與打開其他對(duì)象的屬性對(duì)話框方法相同,一種是元件在懸浮狀態(tài) (放置前)按[Tab]，在彈出的元件屬性框中可修改元件屬性；另一種是元件在放置后雙擊元件序號(hào)，在彈出對(duì)話框?qū)υ蛱?hào)的屬性進(jìn)行設(shè)置[5]。

元件序號(hào)內(nèi)容的設(shè)置可在原理圖上直接修改，方法是用鼠標(biāo)左鍵單擊元件序號(hào)，使之處于選擇狀態(tài),再次用鼠標(biāo)左鍵單擊元件序號(hào)。此時(shí)元件序號(hào)處于可修改狀態(tài)，輸入相應(yīng)的元件序號(hào)后，用鼠標(biāo)左鍵單擊空白處兩下，退出修改狀態(tài)。

(2)線號(hào)的放置

在機(jī)床電氣線路原理圖中，為了讀圖、安裝和維修方便，同一網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線一般都賦予一個(gè)號(hào)碼，簡(jiǎn)稱“線號(hào)”。線號(hào)的放置[6]采用“放置文本字符串”命令，如圖13所示。鼠標(biāo)左鍵單擊[A]后，按[Tab]鍵將彈出“注釋”對(duì)話框。將Text改為所需要的文字，變更文字欄中文字大小，單擊[確定]，在十字光標(biāo)上將出現(xiàn)“L1”的字樣并隨之移動(dòng)，將線號(hào)移動(dòng)到合適的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵即完成該線號(hào)的放置。此時(shí)，可看到原來(lái)的“L1”自動(dòng)變成“L2”，單擊鼠標(biāo)左鍵可繼續(xù)進(jìn)行放置。如果重新輸入新的內(nèi)容，再次按[Tab]鍵即可打開“注釋”對(duì)話框。放置結(jié)束后，單擊鼠標(biāo)右鍵退出放置狀態(tài)。用該方法放置圖中所有的線號(hào)[7]。

圖12 調(diào)用電器元件

圖13 放置文本字符串

(3)輔助說(shuō)明的放置

為了方便機(jī)床電氣線路原理圖的識(shí)讀，在原理圖中還有一些其他的說(shuō)明信息，實(shí)施方法與線號(hào)的放置方法相同。

(4)檢查調(diào)整布局，完成全圖。

在實(shí)踐過(guò)程中，基于Protel DXP 2004軟件創(chuàng)建由35個(gè)左右元件組成的機(jī)床控制線路電氣元件庫(kù)，基本上能繪制各種復(fù)雜的機(jī)床控制線路圖，并且都能獲得滿意的效果，從而提高繪圖效率和繪圖質(zhì)量,同時(shí)增加了機(jī)床控制線路原理圖繪制方法和應(yīng)用功能[8]。

[1]沈耀輝.從電子CAD到現(xiàn)代EDA[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1997,23(3):4-6.

[2]司慧玲.基于Protel DXP的電機(jī)星三角降壓?jiǎn)?dòng)控制圖的 繪 制[J].新 課 程 ，2010(10):62.

[3]都曄凱,惲文衛(wèi).電工EDA[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)保障出版社，2007.

[4]周萬(wàn)平.電工技能與實(shí)訓(xùn)[M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[5]顧升路,官英雙,楊超.Protel DXP 2004電路板設(shè)計(jì)實(shí)例與操作[M].北京：航空工業(yè)出版社，2011.

[6]胡在華,彭楚武,郭上華.基于 Protel 99 SE的 PCB在線修改及若干技巧[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2002，21(7)：21-22.

[7]李紹銘,劉曉東.LED移頻鍵控信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2012,31(4)：74-77.

[8]林濤.模塊一體化在電工EDA課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2012(32)：32-34.