AutoCAD Electrical（ACE）软件实现变频器符号的绘制

陈友广

【摘 要】如果电气控制设计师使用通用软件来处理工作，不但容易产生很多问题，而且在共享设计信息方面也很不方便，最后的结果是将导致拖延设计周期，提高设计成本。ACE技术以简单、快捷、存储方便等优点已在电气控制设计中承担着不可替代的重要作用。新的电气产品日新月异，由于ACE软件的元件库中没有一些新型产品电气符号，由此在使用中造成不便，文章就电气元件库中没有的变频器符号的绘制做一些探讨。

【关键词】ACE；电气控制；变频器；绘制

当前，工业自动化的发展速度越来越快，自动化设备越来越多，电气控制系统越来越复杂，伴随的结果是对于电气控制系统设计周期和成本的要求也越来越高。这种发展态势强烈要求我们改进当前的设计理念，建立专业的电气控制系统数字化设计平台，ACE软件应运而生。

在电气控制设计中使用AutoCAD等通用软件将导致自动化程度不高，缺乏统一的数据库管理，二维设计与应用脱节等缺陷，因此限制了工作效率的提高。AutoCAD Electrical（ACE）在吸纳AutoCAD、电子图板和Protel软件功能优势的基础上进行了改进，电气控制设计工程师应用ACE软件，不但能实现高效、精确的设计，而且能大量节省成本。

1 变频器符号的绘制

对于智能型变频器的电气符号，ACE软件的元件库中没有，需要自己绘制。变频器符号在原理图上有两种表达方式：一种是绘成一个元件，就是把变频器的主回路和控制回路画在一起；另一种是绘成一对父子元件，控制回路绘制一个父元件，主回路绘制一个子元件。第二种方式中变频器的控制回路和主回路放在不同的图上，比较直观，因此，文中将采用第二种方式。变频器有很多种型号，文中是以西门子公司的MM440系列变频器为模板绘制的。因为ACE对符号中端子的属性是可编辑的，所以，绘制的变频器符号稍作修改就可以适应其它规格的变频器。

ACE中对于元件的命名规则是固定的：首先，文件名最多由32个字符组成；其次，第一个字符必须是H或者V，二选一，H（Horizontal）表示此类元件必须水平接线，V（Vertical）表示此类元件必须垂直接线；第三，H或V后有两个字母，用来定义元件的类别Family，例如按钮用PB（Push Button）来表示，ACE对于这两个字母没有强制规定，但是，自制元件时要注意不能与ACE库文件中已有的命名相冲突；第四，第四个字符必须是1或者2，父元件或独立元件用1表示，子元件用2表示；第五，如果是触点类元件，第5个字母必须是1或者2，1表示常开触点，2表示常闭触点；最后，ACE对于剩下的字母没有强制要求，自制元件可以根据需要选择使用。

ACE中没有变频器符号，根据上面的命名规则以及变频器的接线端子布局，父元件命名为VVF1，子元件命名为VVF2，中间两个字母VF是变频（Variable Frequency）的意思。

ACE对于原理图符号块的端子和接线是用属性TERMn和X？TERMn来描述的。n是2个字符或数字，例如TERM01，原理图符号块中包括TERM01，TERM02，TERM03等，每一个都是表示元件的某个端子，有几个TERMn ，元件就有几个端子。每一个TERMn至少有一个X？TERMn与之配对，n 取值相同。？的取值有五种可能，分别是0，1，2，4和8，1表示元件的连接端子在右边，导线需从右边接入，1表示元件的连接端子在右边，导线需从右边接入，2表示元件的连接端子在上边，导线需从上边接入，4表示元件的连接端子在左边，导线需从左边接入，8表示元件的连接端子在下边，导线需从下边接入，0比较特殊，意思是可以根据实际需要改变连接角度，导线的接入方式不是固定的。

1.1 变频器父元件的绘制

父元件绘制12个端子，全部上接线，所以属性定义为X2TERMn 的形式，相邻端子间的水平间距设定为30mm，不是标准值，而是一个经验值，考虑的因素主要有两个：一是A3图纸的总体布局，二是给相邻阶梯之间留有合适的间距，不至于太拥挤。变频器元件与普通元件还有一个明显的差别：普通元件的每个端子一般有两个可见属性，而变频器的每个端子有三个可见属性，分别是数字编号（例如8），英文描述（例如DIN1）和中文描述（例如正转）。

变频器端子的功能可由用户自己定义，例如定义5 号端子（DIN1）为正转启动信号，6 号端子（DIN2）为反转启动信号等。从端子功能的定义中发现，变频器与普通元件有一个明显的差别：普通元件的每个端子一般有两个可见属性，而变频器的每个端子有三个可见属性，分别是数字编号（例如8），英文描述（例如DIN1）和中文描述（例如正转），也就是多一个描述功能的属性。

12个端子的三个可见属性具体定义为：TERM01 到TERM12，DESC01 到DESC12，DESC21 到DESC32。属性的文字样式定义为：TERM01 到TERM12的字高2.5，宽度比0.8；DESC01 到DESC12 设定相同的字高和宽度比；而DESC21到DESC32的字高3.5，宽度比1，因为它们是中文描述，比英文描述稍大一些。如图1所示。

父元件制作的过程如下：

（1）复制元件及属性：用ACE软件打开一个库元件如VCB1.dwg，另存为VVF1.dwg；

（2）绘制一个端子：在图形空白处画一个小圆，直径2.8mm，用极轴和直线的功能绘制一条45°的直径线，完成变频器端子形状的绘制；

（3）调整TERMn属性方向：用ACE 的旋转指令将VCB1 中的TERM01调整为水平方向，然后通过右键-特性，将文字的对正方式设置为左对齐；

（4）移动TERMn及X2TERMn属性：将已调整为水平的TERM01属性移动到绘制好的端子旁，勾选对象捕捉中的象限点捕捉，将X2TERM01属性精确移到端子外圆的上象限点；

（5）复制TERMn属性：复制TERM01放到其下方，改名为DESC01，再复制TERM01放到DESC01下方，改名为DESC21，然后将DESC21字高设置为3.5，宽度比设置为1；

（6）绘制全部端子：将TERM01，X2TERM01，DESC01，DESC21 和绘制好的一个端子全部框选后，采用阵列指令，具体参数为1行12列，行偏移为0，列偏移为30，按确定按钮，完成全部12个端子的绘制；

（7）更改属性名及添加属性值：将阵列好的12个端子属性名称依次改为TERM01，TERM02一直到TERM12，X2TERM01，X2TERM02一直到X2TERM12，DESC01，DESC02一直到DESC12，DESC21，DESC22一直到DESC32。并根据变频器MM440的说明书，给属性添加默认值；

（8）选择剩余属性：绘制一矩形框将12个端子全部囊括在内，将其它属性移动到合适的位置，最后删除原图中不要的图形和属性；

（9）移动并设置基点：框选全部图形和属性，用MOVE指令，基点为TERM01 的上象限点，目标点为坐标系原点，坐标（0，0），回车确认完成。以后变频器插入到原理图中应用时，坐标系原点就是它的基点；

（10）保存文件，完成绘制。

变频器父元件的整体效果如图2所示。

一般来说，12个端子够用了，如果要改变端子的数量，在阵列时修改行与列的参数即可。但是，如果是多于12个端子，用上面一行多列的方法获得的图形，A3图纸上就不够用了，此时，可以用两排端子的方法解决。

1.2 变频器子元件的绘制

子元件端子共9个，左上方3个端子为电源进线L1，L2，L3；左下方3个端子为电源出线U，V，W；右边3个端子，一个为变频器接地端子PE，另外两个是制动电阻接线端子B+和B-。端子的外形及尺寸和父元件一样，用直径2.8mm的小圆和一根45°的直径线组成。在原理图的主电路中，相间距离一般取10mm比较适宜，所以，不管是L1，L2，L3，还是U，V，W，其端子之间的水平距离取10mm，L1L2L3与UVW端子垂直方向的距离取20mm。右边垂直方向的三个端子B+，B-，PE的垂直间距也取10mm。变频器子元件的整体效果如图3所示。

制作过程如下：

（1）复制元件及属性：用ACE软件打开一个库元件如VCB2.dwg，另存为VVF2.dwg；

（2）绘制一列端子：在图形空白处画一个小圆，直径2.8mm，用极轴和直线的功能绘制一条45°的直径线，完成变频器端子形状的绘制，并复制一个端子放到其下方20mm 处；

（3）调整TERMn属性方向：用ACE 的旋转指令将VCB2中的TERM01调整为水平方向，然后通过右键-特性，将文字的对正方式设置为左对齐；

（4）移动TERMn及X2TERMn属性：将已调整为水平的TERM01属性移动到绘制好的端子旁，勾选对象捕捉中的象限点捕捉，将X2TERM01属性精确移到上端子外圆的上象限点；

（5）复制TERMn属性并移动X8TERM02属性：复制TERM01并移动到下面的端子旁，改名为TERM02；勾选对象捕捉中的象限点捕捉，将X8TERM02属性精确移到下端子外圆的下象限点；

（6）绘制左边6个端子并更改属性名及添加属性默认值：将TERM01，X2TERM01，TERM02，X8TERM02和绘制好的一列端子全部框选后，采用阵列指令，具体参数为1行3列，行偏移为0，列偏移为10，按确定按钮，完成左边6个端子的绘制；将上面一行端子的属性依次改为TERM01，X2TERM01，TERM03，X2TERM03，TERM05，X2TERM

05，TERM01，TERM03和TERM05的默认值依次为L1，L2和L3，下面一行端子的属性依次改为TERM02，X8TERM02，TERM04，X8TERM04，TERM06，X8TERM06，TERM02，TERM04和TERM06的默认值依次为U，V和W；

（7）绘制右边3个端子并更改属性名及添加属性默认值：复制TERM01，X2TERM01及其端子图形放到右边空白区域，将TERM01改成TERM12放到端子左边，将 X2TERM01改成X1TERM12，勾选对象捕捉中的象限点捕捉，将X1TERM12属性精确移到端子的右象限点；再次使用阵列指令，具体参数为3行1列，行偏移为10，列偏移为0，按确定按钮，完成右边3个端子的绘制；然后将端子的属性依次改为TERM12和X1TERM12，TERM11和X1TERM11，TERM10和X1TERM10，TERM12，TERM11和TERM10的默认值依次为B+，B-和PE；

（8）选择剩余属性：绘制一矩形框将9个端子全部囊括在内，将其它属性移动到合适的位置，最后删除原图中不要的图形和属性。

（9）移动并设置基点：框选全部图形和属性，用MOVE指令，基点为TERM01 的上象限点，目标点为坐标系原点，坐标（0，0），回车确认完成。以后变频器插入到原理图中应用时，坐标系原点就是它的基点。

（10）保存文件，完成绘制。

2 自制变频器符号的调用

元件绘制好后，如何插入原理图呢？以主电路为例，首先，点击 ACE软件的“插入元件”按钮，调出插入元件对话框；其次，将比例原理图后面方框中的默认值2改为1，并点击插入元件对话框右下方“浏览”按钮，如图4所示；然后，找到已保存的VVF2文件，指定插入点为最左边母线上任意一点；最后，将TERM01、TERM02、TERM03、TERM04、TERM05、TERM06、TERM10、TERM11、TERM12的默认值设置为符合原理图规范的值即可。插入到原理图中的变频器符号VVF2如图5所示。

采用相似的操作可以在原理图的控制电路中实现变频器符号VVF1的插入，此处不再累述。

3 结论

根据ACE软件对于电气元件、端子、接线方向等各属性的命名规则，用ACE软件绘制完成变频器的父元件和子元件符号，并调用到电气原理图中，结果显示，不但能实现自动修剪功能，而且很容易建立符号间的逻辑关系，绘制电气控制原理图后，就可以非常方便的由ACE软件实现接线图、材料表、布置图等的自动生成。可以达到提高电气设计效率，减少重复劳动，降低差错率，进而可以大大缩短产品的开发周期。

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[责任编辑：朱丽娜]