快速識讀與修補機電設備電路圖的方法

李山兵

(江蘇省泰興中等專業(yè)學校，江蘇 泰州 225400)

0 引言

AHK機電一體化項目畢業(yè)考試實操訓練中，很多學生由于不能認真仔細地閱讀培訓企業(yè)準備資料，無法識讀機電設備電路圖，導致所獲取的(電氣控制電路組成、連接關系、工作原理等)相關信息很少。以至于無法完成機電設備電路的安裝與調(diào)試工作，需要學生掌握快速識讀與修補機電設備電路圖的方法。

1 快速識讀機電設備電路圖

快速識讀是指快速準確全面地識讀，從中尋找機電設備各組成模塊之間的連接關系、符號與實物之間對應關系、電氣設備之間的連接關系。其關鍵就是對照實物和電路圖進行識圖訓練、訓練中學習識圖方法，并對識圖方法認真地總結(jié)歸類，找出高效的識圖方法。

1.1 聯(lián)系實物識讀電路圖中的符號

在電氣控制回路的安裝調(diào)試過程中，學生因為識讀電器部件時有偏差而造成選錯用錯電器部件，出現(xiàn)接線錯誤，甚至將電器元件的額定電壓低的線圈接到電壓高的電源上導致線圈被燒毀。聯(lián)系實物(電器部件)和圖紙識讀電路圖中的符號，查找出圖中符號與實物之間的對應關系，就能在訓練中正確選擇和使用電器部件，避免接線錯誤和燒壞電器部件的情況發(fā)生。

1.1.1 熟悉電器部件的型號及技術數(shù)據(jù)，正確識讀連接點代號

電器部件的技術參數(shù)包括：適用范圍、型號及其含義、主要技術參數(shù)、外形尺寸與安裝尺寸、工作條件和安裝條件、結(jié)構特點、安裝使用及維護等。只有全面熟悉以上內(nèi)容才能在選擇和使用電器部件時避免發(fā)生錯誤，也不會出現(xiàn)燒壞電器部件或熔斷器的現(xiàn)象。

連接點代號是電器部件中各個電器元件用來與外電路進行連接時接線端的編號。通過連接點代號可以幫助區(qū)分接觸器和電動機保護開關等的主觸點和輔助觸點、常開和常閉輔助觸點、還能識別觸點的位置，熱繼電器的熱元件、常開常閉觸點，常開按鈕開關和常閉按鈕開關等；判別指示燈正負極和線圈的兩個接線端等。

1.1.2 圖紙中標識電器部件名稱及連接點代號

在AHK機電一體化項目畢業(yè)考試準備資料電氣控制部分圖紙中各種電器元件與機電設備中電器部件有著一一對應的關系。應在電路圖中讀清楚每個電器元件及其連接點代號，并在電路圖紙中標注電器元件的連接點代號，標準材料準備清單中標注圖紙中用到的電器部件名稱標識符。

1.1.3 識讀、檢測電器部件并認真記錄測試結(jié)果

對于電器部件的識讀與檢測訓練，一定要經(jīng)常使用表格。一方面可以促進學生認真完成電器部件的識讀與檢測，另一方面可以養(yǎng)成整理、記錄及總結(jié)的習慣。另外，對檢測確認質(zhì)量完好的部件，應及時粘貼設備標識符。

1.2 了解機電設備的連接工藝，為識讀電路圖做準備

1.2.1 機電設備組成模塊的作用及內(nèi)部電路連接工藝

機電設備的三大組成模塊是內(nèi)部或外部帶有PLC控制系統(tǒng)的開關柜、顯示操作單元(面板)、具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件[1]。

1)內(nèi)部或外部帶有PLC控制系統(tǒng)的開關柜。PLC控制系統(tǒng)開關柜為一個開放式的電氣控制單元，其內(nèi)部含有三相五線制電源輸入、三相動力主電路、單相交流安全控制三孔插座、24VDC電源。24VDC電源分五路輸出：控制柜內(nèi)部急停開關裝置電源、PLC電源、顯示操作面板電源、具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件中的傳感器電源、執(zhí)行器件電源[2]。其相當于人的心臟、大腦的功能組合體，完成接收輸入指令、中間過程處理、輸出執(zhí)行命令的功能。

開關柜內(nèi)電器部件安裝板上各電器部件之間采用線槽布線方式，各電器部件之間用軟導線連接。導線須經(jīng)線槽，其長度余量留在線槽內(nèi)，導線與電器元件連接點處導線出槽，槽外導線與線槽垂直。每個連接點上最多只能接兩根導線，每根導線中間不允許有接頭，連接點上的導線要用冷壓針式接頭(接耳)，并且都必須套上編好號碼的編號管，編號管上的導線編號方向要一致(字頭朝上或朝左)；電器部件安裝板內(nèi)部電器部件與開關柜外殼上電器部件之間的連接必須經(jīng)過接線端子排，接線端子排上的每個接線端子只允許連接一根導線。

2)顯示操作單元(面板)。顯示操作單元(面板)為發(fā)送控制指令和接收并顯示機電設備工作狀態(tài)信息的結(jié)構盒，它由按鈕開關、帶指示燈的按鈕開關、指示燈組成的單元(面板)。按鈕開關的作用是發(fā)出控制指令，指示燈的作用是指示設備的工作狀態(tài)。結(jié)構盒內(nèi)部電器部件之間用導線連接。

3)具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件。具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件為機械、電氣動于一體的動力裝置，其機械部分完成軸模上滑板位置的移動；氣動部分完成氣缸伸出縮進的方向控制及速度控制；電路部分包括傳感器和執(zhí)行器件。傳感器都為數(shù)字型(開關量)，完成信號的檢測，再將接收到信號變換開關電信號傳遞到PLC輸入端；執(zhí)行器件為電磁閥、接觸器等，連接于PLC的輸出端，用于驅(qū)動執(zhí)行器件。傳感器和執(zhí)行器件自帶連接線，通過圓形插接器與帶主電纜的執(zhí)行元件/傳感器分配系統(tǒng)連接[3]。

1.2.2 機電設備各電路模塊之間的連接工藝

帶內(nèi)或外部PLC控制系統(tǒng)的開關柜與外部電路模塊之間通過連接器連接：三相五線制電源引入是用5極三相交流電插頭，主電路的三相交流電的輸出是用4極三相交流電插座，用40針重載連接器-X12與操作顯示單元(面板)連接、-X10與具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件連接。

PLC控制系統(tǒng)的開關柜外部的連接線都為電纜線：三相五線制電源線為5芯電纜線，三相交流電的輸出為4芯電纜線，顯示操作單元用40線+PE的電纜線，兩個執(zhí)行元件/傳感器分配系統(tǒng)自帶電纜線與-X10連接。

1.3 了解機電設備電路圖紙的構成，高效識讀電路圖

電氣制圖的三要素為符號、圖框和表格。電氣工程師在設計圖紙時，經(jīng)常采用線條圖形代表物理上存在的電氣設備。符號是在電氣或電子電路原理圖上用來表示各種電氣和電子設備的圖形(如導線、電池、電阻、晶體管等)。圖框是電氣工程制圖中圖紙上限定繪圖區(qū)域的線框。完整的電氣圖框通常由邊框線、圖框線、標題欄和會簽欄組成。表格是指電氣工程項目設計中，根據(jù)評估項目原理圖圖紙，所繪制的項目需要的各種圖表。

1.3.1 設備、元件和符號的概念

設備(電器部件)是由一個或多個元件組成。最為典型的例子是接觸器線圈和觸點，其線圈和觸點是元件，包含主功能線圈和輔助功能觸點。一個單極空氣開關即是設備又是元件。設備是用設備名稱進行標識的元件(組件)。元件是組成設備的個體單位。元件(組件)是可以用符號描述的，因此，元件(組件)和符號是相互關聯(lián)的；符號是元件(組件)的圖形化表示。當在原理圖上插入一個符號，有關符號位置的參考被系統(tǒng)記錄，一旦這個參考被建立，符號的“實例”也就被建立。

1.3.2 圖幅分區(qū)

目的是對各種幅面的圖紙進行分區(qū)表示電氣圖中各個組成部分在圖上的位置，便于直觀反映繪圖的范圍及確定相互之間的關系。方法是等分圖紙相互垂直的兩邊，分區(qū)數(shù)目視圖的復雜程度而定，但要求每邊必須為偶數(shù)。每一分區(qū)長度為25～27 mm。分區(qū)線用細實線，分區(qū)代號豎向用大寫英文字母從上向下編號，橫向用阿拉伯數(shù)字從左向右編號，分區(qū)代號用字母和數(shù)字組合表示，字母在前，數(shù)字在后。如圖上某一繼電器的常開點下寫有/7.E3，7表示第7張原理圖，E表示在此圖框上下面字母E的區(qū)域，3表示在此圖框左右面數(shù)字3的區(qū)域。

1.3.3 報表

報表類型，報表是將項目數(shù)據(jù)以一種圖形表格的方式輸出，生成的一類項目圖紙頁。 電氣項目圖紙需要將原理圖轉(zhuǎn)換成指導項目施工的各類圖紙。例如，材料清單是項目采購的依據(jù)，端子圖表和設備接線表是現(xiàn)場施工接線的指導。報表可以是一種文件，用于將項目數(shù)據(jù)導出到外部的文件，供第三方使用。

1.4 識讀電路圖，快速查找圖與機電設備之間的對應關系

識讀機電設備電路圖除了掌握方法之外還要注意圖和實物之間對應關系。通過操作機電設備，明確電源開關、各主令電器(包括按鈕、接近開關)、氣缸(氣動回路)和電動機的具體位置。打開PLC控制系統(tǒng)的開關柜蓋板后可以看到各種開關、接觸器、繼電器、PLC等控制電器和保護電器。結(jié)合電路原理圖中電氣部件的名稱標識符及連接點代號查找機電設備中對應的控制電器和保護電器。再根據(jù)電器部件的名稱標識符理清電路的連接關系。反復訓練后，就能快速達到“圖物合一”境界，也就能快速完成識圖。

2 準確地修補機電設備電路圖

AHK機電一體化項目畢業(yè)考試資料中給出的機電設備圖紙(機械、氣動和電氣控制部分)往往都是不完整的，實操考試中要求學生根據(jù)考試試題對機電設備的機械、氣動及電氣控制部分等進行改裝?？荚嚋蕚渲斜仨殞C電設備進行深入了解，把圖紙中沒有表達清楚的信息，準確無誤地修改、補充完整，以便在考試時有效快速地改裝機電設備。

2.1 確定電路中需要補充的電器元件

認真閱讀機電設備裝備圖，弄清其機械部分的組成及各部分之間的位置關系，尤其是機械傳動、氣動裝置在機械上的位置；了解機電設備的工作流程，機械傳動中各機構的運動形式、運動方向、傳動方式、極限位置保護。氣動裝置的氣動回路的壓力控制、速度控制、方向控制、系統(tǒng)壓力要求等；熟悉機電設備的控制要求、電氣保護、信號指示等。

比較機電設備工作的工藝要求及電氣控制、檢測和保護要求等與AHK機電一體化項目畢業(yè)考試準備資料之間的差異之處，從而確定在資料電路中需要補充哪些電器元件。AHK機電一體化項目畢業(yè)考試準備資料包括顯示操作單元(面板)，具有控制技術功能(電氣動)的簡單機械組件。

2.2 確定各電器元件的安裝位置

依據(jù)機電設備的電氣控制、電路保護、信號檢測和信號指示等，按工藝流程或相同類型的電器部件分類集中的原則布置電器元件并標注名稱標識，確定電器部件電氣原理圖(圖紙頁)中的位置。

2.3 在電路圖中補畫電器元件并標識

確定各電器元件的類型和安裝位置后，在相應圖紙頁繪制其圖形符號并標識名稱；根據(jù)AHK機電一體化項目畢業(yè)考試對機電設備線路修改要求和功能描述連接新添加的電器元件。

2.4 在電路圖中添加導線參數(shù)及電纜定義，完善電路圖

在AHK機電一體化項目畢業(yè)考試中，機電設備的PLC開關柜內(nèi)部電器部件之間連接的導線不同部分所用導線規(guī)格和顏色不相同，負載隔離開關進線為2.5 mm2橙色軟導線，主電路(動力電路)為2.5 mm2黑色軟導線，230VAC電路相線為1.5 mm2紅色軟導線、零線為1.5 mm2淺藍色軟導線、保護線(PE線)為1.5 mm2黃綠雙色軟導線，24VDC電路為0.5 mm2深藍色軟導線，急停開關裝置為1.5 mm2紫色軟導線，這就要求學生在電路圖紙中標注導線的規(guī)格和顏色。

外部電路與開關柜之間用電纜進行連接，為了區(qū)分不同設備(電器部件)之間的連接電纜，需要在電路圖中標注電纜定義。電纜是高度分散的設備，電纜由電纜定義線、屏蔽和芯線組成，具有相同的設備名稱。對于電纜來說，具有一個主功能和許多輔助功能，可以用多個電纜定義線表示輔助功能(同一電纜可能放置在不同的頁上)。

在電路圖修補完善后，學生可以根據(jù)電路圖完成機電設備的安裝、調(diào)試和檢驗。

3 結(jié)語

綜上所述，介紹了AHK機電一體化項目畢業(yè)考試機電設備電路圖識讀、修補教學中經(jīng)常應用的方法。在訓練及實際操作中應針對具體情況靈活運用。實踐中一定要理實結(jié)合、圖物結(jié)合、反復操練、及時總結(jié)，才能達到理想的效果。