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建筑电气控制技术


建筑电气控制技术
课 题 三 电 气 图 的 绘 制


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电气图的分类和作用 电气图用文字符号和图形符号

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【知识目标】
1?了解电气图的作用; 2?了解电气图的分类; 3?掌握电气图常用的图形符号和文字符号。

【能力目标】
1?能够识读简单的电气图; 2?能够按照规定绘制简单的电气图。

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3.1 电气图的分类和作用 3.1.1 电气图的分类 电气图是表达电气信息的结构文件,电气结构信息 文件是交流电气技术信息的载体。按照新的国家标准, 电气图不仅包括工程技术人员熟知的概略图、逻辑图、 电路图、接线图等电气简图,也包括接线表、零件表、 说明书等设计文件。 下面对主要的电气图进行简单的介绍,希望读者对这 些电气图的作用、特点有所了解。

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1?概略图 概略图是表示系统、分系统、装置、部件、设备、软 件中各项目之间的主要关系和连接的相对简单的图形。 在旧国标中称为系统图,而用概略图这一术语更为确切。 表示在过程流动路线中主要包含非电气装置的一个系统 的概略图称为流程简图。概略图通常采用单线表示法, 可作为教学、训练、操作和维修的基础文件。图3.1为无 线电接收机的概略图。

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图3.1 无线电接收机的概略图

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2?功能图 用理论的或理想的电路而不涉及实现方法来详细表示 系统、分系统、装置、部件、设备、软件等功能的简图 ,称为功能图。 用于分析和计算电路特性或状态的,表示等效电路的 功能图也可称为等效电路图,如图3.2所示。 主要使用二进制逻辑元件符号的功能图称为逻辑功能 图,表示系统、分系统、装置、部件、设备、软件的逻 辑功能。图3.3为定时脉冲发生器设备的逻辑功能图。

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图3.2 变压器及其负载的功能图(等效电路图)

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图3.3 定时脉冲发生器设备的逻辑功能图

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3?电路图 电路图是表示系统、分系统、装置、部件、设备、软 件等实际电路的简图,它采用按功能排列的图形符号来 表示各元件和连接关系,以表示功能而无需考虑项目的 实体尺寸、形状或位置。电路图可为了解电路所起的作 用、编制接线文件、测试和寻找故障、安装和维修等提 供必要的信息。图3.4为空气压缩机部分控制电路图。接 触器KM1和KM2不工作时,电磁阀线圈Y开始工作,且指 示灯亮起。

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图3.4 空气压缩机部分控制电路图

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4?接线图(表) 它是表示或列出一个装置或设备的连接关系的简图 (表)。图3.5为含两个结构单元+A,+B的端子互连接线 图。 5?电器布置图 电器布置图是表明电路中各电气元件的位置的图样, 为设备的制造、安装提供必要的资料。

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图3.5 含两个结构单元+A,+B的端子互连接线图

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6?零件表 零件表是表示构成一个组件(或分组件)的项目(零件 、元件、软件、设备等)和参考文件(如有必要)的表格。 IEC 62027:2000《零件表的编制》附录A对尚在使用的通 用名称,例如设备表、项目表、组件明细表、材料清单、 设备明细表、安装明细表、订货明细表、成套设备明细表、 软件组装明细表、产品明细表、供货范围、目录、结构明 细表、组件明细表、分组件明细表等建议使用“零件表” 这一 标准的文件种类名称,而以物体名称或成套设备名称作为 文件标题。

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7?说明书 说明书又包括以下几种: (1) 安装说明文件给出有关一个系统、装置、设备或元 件的安装条件以及供货、交付、 卸货、安装和测试说 明或信息的文件。 (2) 试运转说明文件给出有关一个系统、装置、设备或元 件试运行和起动时的初始调节、模拟方式、推荐的设定 值以及为了实现开发和正常发挥功能所需采取的措施的 说明或信息的文件。 (3) 使用说明文件给出有关一个系统、装置、设备或元件 的使用说明或信息的文件。 (4) 维修说明文件给出有关一个系统、装置、设备或元件 的维修程序的说明或信息的文件,例如维修或保养手册。

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3.1.2 常用电气图的作用 对于建筑电气控制技术而言,主要用到两种电气图即 电路图和接线图。 3.1.2.1 电路图的作用、绘制原则和阅读方法 1?电路图的作用 电路图是表示系统、分系统、装置、部件、设备、软 件等实际电路的简图,也表示电流从电源到负载(如电 动机)的传送情况和电器元件的动作原理,采用按功能 排列的图形符号来表示各元件和连接关系,以表示功能 而无须考虑项目的实际尺寸、形状和位置。电路图可为 了解电路所起的作用、编制接线文件、测试和寻找故障、 安装和维修提供必要的信息。现场常把这样的电路图称 作电气原理图。

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2?电路图的绘制原则 系统图和框图对于从整体上理解系统或装置的组成和 主要特征无疑是十分重要的。然而,要达到详细理解电 气作用原理,进行电气接线,分析和计算电路特性,还 必须有另外一种图,这就是电气原理图。下面以图3.6所 示的电气原理图为例介绍电气原理图的绘制原则、图幅 分区以及标注方法。 (1) 电气原理图的绘制原则 ① 电气原理图一般分主电路(主回路)和辅助电路(辅 助回路)两部分。主电路就是从电源到电动机大电流通 过的路径,由熔断器、接触器主触点、热继电器等组

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成;辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保 护电路等,由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、 接触器的辅助触点、按钮、照明灯、信号灯、控制变压 器等电器元件组成。一般主电路画在辅助电路的左侧或 上面。 ② 控制系统内的全部电机、电器和其他器械的带电部件 都应在原理图中表示出来。同一种类的电气元件用同一 字母符号后加数字序号来区分,例如电路中的两个接触 器分别用KM1和KM2来表示。 ③ 原理图中各电气元件不画实际的外形图,而采用国家 规定的统一标准图形符号,文字符号也要符合国家标准 规定。

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④ 原理图中,各个电气元件和部件在控制线路中的位置 应根据便于阅读的原则安排,同一电气元件的各个部件 可以不画在一起。例如,接触器、继电器的线圈和触点 可以不画在一起。对元件中功能相关的各部分可以采用 集中表示法、半集中表示法、分开表示法。集中表示法 是指将一个组合符号(就是将标准中已规定的符号进行 适当的组合所派生的图形符号)的各部分列在一起的表 示法。标准中尽可能完整地给出了符号要素、限定符号 和一般符号,但只给出有限的组合符号的例子。半集中 表示法是指把符号各部分(通常用于具有机械功能联系 的元件)在图上展开的表示方法,它利用连接符号来连

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接具有功能联系的各元件,以清晰表示电路布局。分开 表示法是指把图形符号各部分(用于有功能联系的元件) 分散于图上的表示方法,应采用其项目代号表示元件各 部分之间的关系,以清晰表示电路布局。 ⑤ 图中元件、器件和设备的可动部分都按没有通电和没 有外力作用时的状态画出。 ⑥ 原理图的绘制应布局合理,排列均匀。为了便于看图 ,可以水平布置,也可以垂直布置,图3.6中为垂直布置。 ⑦ 电气元件应按功能布置,并尽可能按工作顺序排列, 其布局顺序应该是从上到下、从左到右。电路垂直布置 时,类似项目宜横向对齐;水平布置时,类似项目应纵向 对齐。

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图3.6 三相异步电动机正反转控制电路图

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⑧ 电气原理图中,有直接联系的交叉导线连接点要用黑 圆点表示,无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。 ⑨ 为了安装和检修方便,电机和电器的接线端均应标记 编号。主电路的接线端一般用一个字母附加数字加以区 分,辅助电路的接线端用数字标注。 (2) 图幅分区及符号位置索引 为了便于确定图上的内容,也为了在用图时查找图中 各项目的位置,往往需要将图幅分区。图幅分区的方法 是:在图的边框处,竖边方向用大写拉丁字母,横边方 向用阿拉伯数字,编号顺序应从左上角开始。图幅分区 式样如图3.7所示。

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图3.7 图幅分区式样

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图幅分区以后,相当于在图上建立了一个坐标。项目 和连接线的位置可用如下方式表示: ① 用行的代号(拉丁字母)表示; ② 用列的代号(阿拉伯数字)表示; ③ 用区的代号表示。区的代号为字母和数字的组合,且 字母在前,数字在后。 在具体使用时,对水平布置的电路,一般只需标明行 的标记;对垂直布置的电路,一般只需标明列的标记; 复杂的电路需标明组合标记。例如图3.6中只标明了列的 标记。

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图3.6中,图区编号下方的“电源开关及保护”等字 样表明它对应的下方元件或电路的功能,使读者能清楚 地知道某个元件或某部分电路的功能,以利于理解全电 路的工作原理。 3?电气原理图阅读方法 (1) 看主电路的方法步骤 ① 看用电器。用电器系指消耗电能的用电设备或用电器 具,如电动机、电弧炉等。看图时首先要看清楚有几个 用电器以及它们的类别、用途、接线方式、特殊要求等。 以电动机为例,从类别上讲,有交流电动机和直流电动 机之分。而交流电动机又有异步电动机和同步电动机之 分,异步电动机又分鼠笼式和绕线式。

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② 看用电器是用什么电器元件控制的。控制用电器的方 法很多,有的直接用开关控制,有的用接触器或继电器 控制,有的用各种起动器控制。 ③ 看主电路中其他元器件的作用。通常主电路中除了用 电器和控制用电器的接触器或继电器外,还常接有电源 开关、熔断器以及保护器件。 ④ 看电源。主要看主电路电源电压是380 V还是220 V, 是由母线汇流排或配电柜供电(一般为交流电)还是由 发电机供电(一般为直流电)。 (2) 看辅助电路的方法步骤

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① 看电源。要搞清楚辅助电源是交流电还是直流电,电 源是从什么地方接来的以及电压等级。通常辅助电路的电 源是从主电路的两根相线上接来的,其电压为单相380 V。 如果是从主电路的一根相线和一根中性线上接来的,电压 就是单相220 V;如果是从控制变压器上接来的,常用电 压为127 V、36 V等。当辅助电源为直流电时,其电压一 般为24 V、12 V、6 V等。 ② 看辅助电路是如何控制主电路的。在电路图中,整个 辅助电路可以看成是一个大回路,习惯上称为二次回路。 在这个大回路中又可分成几个具有独立性的小回路,每个 小回路控制一个用电器或用电器的一个动作。当某个小回

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路形成闭合回路并有电流流过时,控制主电路的电器元 件(如接触器或继电器)就得电动作,把用电器(如电 动机)接入电源或从电源切除。 ③ 研究电器元件之间的相互关系。电路中一切电器元件 都不是孤立的,而是互相联系、互相制约的。在电路中 有时A电器元件控制B电器元件,甚至又用B电器元件去 控制C电器元件。这种互相制约的关系有时表现在同一个 回路,有时表现在不同的几个回路中。 ④ 研究其他电气设备和电器元件,如整流设备、照明灯 等,了解它们的线路走向和作用。

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3.1.2.2 接线图的作用、绘制原则和阅读方法 接线图是表示和列出一个装置或设备的连接关系的简图 。接线图是电路图的具体实现形式,可直接用于安装配线 ,现场常常称为电气安装接线图。电气安装接线图只表示 电器元件的安装位置、实际配线方式,而不明确表示电路 原理和电器元件间的控制关系。接线图的特点是所用电气 设备和电器元件按其所在实际位置绘制在图纸上,如接触 器或继电器的线圈、主触点和辅助触点是按照实际元器件 的结构画在一起,再用短长线或虚线框起来,这样来表示 它们是一个电器元件。图中的每个电器元件均用同一代号 标注,有多少个电器元件就有多少个电器元件围框,这表

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示它们都是安装在同一个配电盘上。在配电盘上都有接 线板或接线端子,就是用它们连接配电盘内外的电路。 (1) 接线图的绘制原则 接线图能够表明电气控制电路中所有电机、电器的实 际位置,标出各电机、电器之间的关系和接线去向,为 安装电气设备、在电器元件之间进行配线、检修电气故 障提供必要资料。电气安装接线图是根据电器位置布置 最合理、连接导线最经济等原则来安排的,一般应依据 下列原则绘制,并符合国家相关标准: ① 电器不画实体,以图形符号代表,各电器元件的位置 均应与实际安装位置一致。与电气原理图不同,在接线 图中同一电器元件的各个部分(触头、线圈等)必须画 在一起。

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② 电气接线图一律采用细线条绘制。电器元件数量较少、 接线关系不复杂时,可直接画出元件间的连线。但对于 复杂部件,电器元件数量多、接线较复杂的情况,一般 是采用走线槽,只需在各电器元件上标出接线号,不必 画出各元件间的连线。 ③ 接线图中的各电器元件的文字符号及接线端子的编号 应与电路图一致,便于接线和检修。 ④ 不在同一控制屏(柜)或控制台的电机或电器的导线 连接应通过接线端子进行。 ⑤ 连接导线时,应标明导线的规格、型号、根数及穿线 管的尺寸等。

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(2) 电气安装接线图的阅读方法 看安装接线图,一般是先看主电路,再看辅助电路。 看主电路是从引入的电源线开始,顺次往下看,直至用 电器(如电动机)。主要目的是弄清用电器是怎样获得 三相电源的,三相电源线经过了哪些电器元件才到达用 电器的,以及为什么要经过这些电器元件。看辅助电路 要按每个小回路去看。看每个小回路时,先从电源起始 点(相线)去看,经过哪些电器元件又回到另一相电源 (或中性线)。按动作顺序对各个小回路逐一分析研 究,具体方法如下: ① 与电路图对照着看

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虽然接线图是根据电路图绘制的,但它并不明显表示 电路的工作原理,因此看接线图时,只知道电器元件的 安装位置、接线方式还不够,还必须对照电路图,搞清 楚各个电器元件在电器设备中的作用,主回路和辅助回 路各由哪些元器件组成,相互之间是如何接线的,它们 是怎样完成电气动作的。 ② 根据回路线号了解主电路、辅助电路的走向和连接方 法 回路线号是电气设备与电气设备、电器元件与电器元 件、导线与导线之间的连接标记。连接两个电气设备或 电器元件的导线,其两端在图纸上具有同一个线号。也

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就是说,凡是具有同一线号的导线都是同一根导线。线 号的作用是:根据线号了解线路走向并进行布线,了解 元器件及电路连接方法;了解辅助电路是经过哪些电器 元件而构成回路的;了解用电器的接线方法。

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3.2 电气图用文字符号和图形符号 电气图用文字符号和图形符号是电气工程语言,作为 一名电气工程技术人员,必须掌握电气图用文字符号和 图形符号,否则就很难看懂一套电气信息结构文件。 电气图用文字符号和图形符号是绘制概略图、功能图、 电路图等功能性简图的依据。使用国际通用的工程语言 是我国电气工程技术与国际接轨的重要保证,因为电气 工程技术已深入到机械、电力、建筑、冶金、煤炭、石 油、铁道、交通、电子、光电、兵器、船舶、化工、纺 织、邮电、航空航天、信息、国防科技、现代农业、生 物医学等各个领域。

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3.2.1 图形符号 1?图形符号的组成 通常将用于图样或其他文件以表示一个设备或概念的 图形、标记或字符统称为图形符号,它由一般符号、符 号要素、限定符号等组成。 (1) 一般符号 用来表示一类产品或此类产品特征的一种通常很简单 的符号,称为一般符号。如电机的一般符号为:“M”表 示电动机,“G”表示发电机。 (2) 符号要素 一种具有确定意义的简单图形,必须同其他图形组合 以构成一个设备或概念的完整符号。

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(3) 限定符号 用来提供附加信息的一种加在其他符号上的符号, 称为限定符号。限定符号不能单独使用,它可使图形符 号更具多样性。 2?电气图用图形符号的取向 GB 4728中的许多符号设计成从左到右的信号流,如 方框符号、二进制逻辑元件符号和模拟元件符号等。也 有许多符号设计成从上到下的信号流,如触点、开关的 符号。旧国标中触点和开关的符号都是设计成水平放置 的,并且没有方向要求,而新国标触点或开关的方向取 垂直,并且静触点在上方、动触点在下方,或者说电源 侧在上方、负荷侧在下方,这是有一定道理的,因为现

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实生活中闸刀总是垂直安装的,合闸刀开关总是从下往 上合。 虽然许多符号设计成从左到右或从上到下的信号流, 但在不改变符号含义的前提下,符号可根据图面布置的 需要旋转或成镜像放置,但文字和指示方向不能倒置。

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3.2.2 文字符号 文字符号适用于电气技术领域中文件的编制,也可表 示在电气设备、装置和元器件上或其近旁,以标明电气 设备、装置和元器件的名称、功能和特征。文字符号分 为基本文字符号(单字母或双字母)和辅助文字符号。 文字符号用大写正体拉丁字母。 1?基本文字符号 基本文字符号有单字母和双字母符号两种。 单字母符号是按拉丁字母将各种电气设备、装置和元 器件划分为23个大类,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。

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双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一字 母组成。其组合形式是单字母符号在前,另一个字母在 后的次序列出。如“F”表示保护器件类,而“FU”表示 熔断器。 2?辅助文字符号 辅助文字符号用来表示电气设备、装置和元器件以及 线路的功能、状态和特征。基本由英语单词前面的字母 组成,如“E”(Earthing)表示接地、“DC”(Direct Current)表示直流、“OUT”(Output)表示输出等。 辅助文字符号也可放在表示种类的单字母符号后边组成 双字母符号,如“YB”表示电磁制动器、“SP”表示压 力传感器等。为了简化文字符号,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

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合,如“MS”表示同步电动机等。辅助文字符号还可以 单独使用,如“ON”表示接通,“PE”表示保护接地等。 3?补充文字符号的原则 如基本文字符号和辅助文字符号不能满足使用要求, 可按国家标准的符号组成规则予以补充。 在不违背国家标准原则的条件下,可采用国际标准中 规定的电气技术文字符号;在优先采用标准中规定的单 字母符号、双字母符号和辅助文字符号的前提下,可补 充标准中未列出的双字母符号和辅助文字符号;文字符 号应按有关电气名词术语国家标准或专业标准中规定的 英文术语缩写而成。基本文字符号不得超过两个字母,

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辅助文字符号一般不能超过三个字母;因拉丁字母“I” 和“O”易同阿拉伯数字“1”和“0”混淆,不允许单独 作为文字符号使用。


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