基于ELECWORKS的皮带输送机电气原理图的设计

摘 要：在工业自动化行业中，电气原理图的设计是自动化产品的设计的最关键的环节之一，电气原理图的设计的效率，会大大的影响产品的整体设计的效率。随着科技的不断进步， 电气设计工具软件不断涌现。利用现代化的设计工具，可以提高电气图纸的设计效率。 本文以工业现场常见的皮带输送机的电气控制部分为例，利用ELECWORKS电气图设计软件，从基础图元的选择开始一步步完成皮带输送机的电气原理图的设计，极大的提高了图纸的设计效率。

关键词：电气原理图;电气控制;ELECWORKS

1、引言

随着科技的不断发展，电气自动化产品的升级换代愈发频繁，而如何提高电气设计效率是其中重要的一环。 在电气设计的绝大多数领域，AutoCAD可以很好的完成设计任务，但在电气设计中，在高效率、规范化、项目化和易操作方面，都存在着很多问题。 为了更高效的完成电气设计，很多大型企业在研发中引入了ELECWORKS软件进行电气设计方面的工作，取得了很好的效果。皮带输送机装置是自动化生产线上经常使用的自动化结构，广泛存在于各类生产企业的流水线中。本文结合电气设计领域的发展，以ELECWORKS为软件工具，完成皮带运输机电控电路图的绘制。

2、控制要求

皮带输送机模块广泛存在于如火电发电厂、食品生产、医药等多类自动化生产线中，主要实现物料的输送功能。由于很多产线较长，采用一个皮带传送机构难以满足动力、空间或方位等要求，皮带输送机根据现场情况可以分为单皮带输送机和多皮带输送机。接下来将以普通的具有三条皮带的输送机为例进行设计。

从功能上来看，主要需要实现下面3条控制要求：

（1）顺序启动。顺序启动要求各个皮带依次启动，也就是说1#皮带启动了，2#皮带才能启动，2#皮带启动了3#皮带才能启动，次序不能乱。

（2）逆序停机。逆序停机要求以启动相反的顺序停机，也就是3#皮带停掉以后2#才能停，2#停了以后1#才能停。

（3）故障一票否决功能。也就是三个电机任何一个过载了，所有电机都得随即停车。

弄清楚皮带输送机的具体要求，就可以开始进行电气原理图设计。

3、电气电路分析

在为了实现以上功能，我们需要3台三相异步电动机驱动3条皮带完成输送工作。通过控制电机的启动、停止、转动，可以实现上述要求的前两条功能;通过在每台电机的驱动电路串联上热保护装置，即可实现故障停机功能。

我们将整个电路可以简单的划分成主电路和控制电路两部分。

主电路由三相电源母线接入电路和三条电机驱动支路组成。母线接入电路可以通过旋钮开关控制整个回路的上电和失电;电机驱动支路由熔断器、接触器、热继电器和电机组成。

控制回路也由主控制电路和三个支路组成，在主控制电路上需串联热继电器信号和停止按钮，在三个控制支路上需要实现各个支路的启动、停止、自锁和互锁等功能。

4、主电路的设计

完成了电路的分析以后，接下来让我们进行该电路的绘制。只要绘制出一条支路，复制和修改下就可以完成另外两条支路。在主电路中，需要修改制作的图标主要有旋钮开关和热继电器两个。

具体的绘制步骤如下：

（1）点击桌面上的SOLIDWORKS ELECTRICAL图标，打开ELECWORKS软件，然后，选择新建工程，选择GB_Chinese 工程模板，点击确定，然后完善工程信息中的相关内容，点击确定，按照模板生成项目。选择右侧的导航栏，打开文件集，双击电气原理图标签，打开默认生成的电气原理图。

（2）选中绘制多线，在左侧栏目中选择1相、2相、3相，其他不选，确认连接线间距为5，然后在右侧图框顶部位置选择开始绘制母线的位置，在右侧选择终止母线绘制的位置，右击鼠标确认。然后，同样选择绘制多线，选中1相、2相、3相，在左侧适当位置绘制第一支路，按下空格可以切换线序。

（3）接下来绘制电源的端子排，选择插入多个端子，划线垂直于母线右端，选好方向，点击下去后弹出端子属性，端子排源填写XT，端子源 填写L， 点击确定，生成输入端子排和端子符号。

（4）接下来绘制旋钮开关，由于库中不存在三级旋钮开关，需要自己根据相似元件模板修改，为此，选择数据库-符号管理，在开关分类中选中三级开关，右击鼠标，选择复制，然后空白处点击，然后右击鼠标，选择黏贴，出现第二个三级开关，双击新生成的三级开关，进入编辑状态，将右侧符号属性中說明，改为三级旋钮开关。然后再绘图区修改相应的线条，然后，切换到绘图选项卡，选择绘制线，选中正交和对象捕捉，绘制半个旋钮符号，然后选中镜像，生成另外一半，这样就完成了符号的创建了，最后点击关闭符号，选择保存更改即可。然后，回到原理图的绘制，选择插入符号，选择其他符号，选中刚才添加的三级旋钮开关，调整符号文字方向，完成旋钮开关的绘制。

（5）接下来选择插入符号，其他符号，在分类熔断器、熔断器式开关中选中三级保险，按下空格切换好方向，将熔断器加入线路。然后选中符号栏里的开关，接触器，找到主触点，插入当前支路。

（6）接下来是热继电器，这个符号需要我们稍作修改。选择数据库，符号管理，选择热继电器分类，复制三级热继电器符号，黏贴，双击，进入编辑，修改说明信息为三级热继电器，删除虚线，增加方框，保存即可。然后，回到原理图的绘制，选择插入符号，选择其他符号，选中刚才添加的热继电器，调整符号文字和方向，完成热继电器的绘制。

（7）最后在符号选项卡选择其他，选中电动机，拖动到相应位置，明明为M1，就完成了第一个支路的绘制。

（8）最后选中支路1，按下CTRL+C复制支路1，然后按下CTRL+V ， 在第二支路和第三支路的位置上黏贴，最后对照修改相应的元件编号，删除L3 右方部分，就完成了主电路的绘制。

5、控制电路的设计

完成了主電路设计以后，接下来进行控制电路的设计。控制支路也包括三条支路，第一个支路中SB2负责启动驱动1#皮带的电动机M1，SB1负责让电动机M1停下来，但是前提是并联在它左边的KM2 断开了才行;第二个支路中SB4 负责启动驱动2#皮带的电动机M2，SB3负责让电动机M2停下来，但是前提是并联在它左边的KM3断开了才行;另外，KM1的常开触点串联到第二条线路里，意思就是只有KM1上电了，KM2才有可能成功上电。第三个支路与前面的类似，差别主要在停止按钮上没有并联的触点，也就是第三个电机可以按下SB5随时停下来。

控制电路具体的绘制步骤如下：

（1）选择插入符号-其他符号，在分类熔断器、熔断器式开关中选中二级保险，按下空格切换好方向，将熔断器加入线路，并修改好它的文字和方向。

（2）接着选择绘制单线，绘制出控制回路主线路及第一支路的框架。

（3）然后参照主电路绘制步骤中的第4步或第6步中旋钮或热继电器主触点的绘制方式，以常闭按钮为模板绘制热继电器常闭触点，完成绘制后，同样方法加入到线路上相应的位置。

（4）依次插入按钮、常开触点、和线圈，配置好相应参数，完成控制电路主电路和第一条支路的绘制。

（5）同样采用画框的方式选中第一支路，按下CTRL+C复制第一支路，然后按下CTRL+V ， 在第二控制支路和第三控制支路的位置上黏贴，删除不用的原件，并对照修改元件编号，修正线路。

（6）在第二控制支路和第三控制上分别串联相应的常开触点，实现逆序停止功能，完成整个控制回路的绘制，也完成了整个电路的设计，如图1所示。

6、总结

通过以上案例，我们可以清晰的认识采用ELECWORKS软件设计电气原理图的设计方法和步骤。总之，ELECWORKS软件是一个非常适合用于机电一体化产品设计的现代软件，可以极大地提高绘图效率，主界面中各个管理模块清晰，同其他软件的操作和管理功能类似，因此非常易学;另外，ELECWORKS软件可以让设计师将精力集中于电气图的设计而非绘制过程;最后，该软件可以根据电气项目的特点选择相应标准，有利于各类工程人员对电气相关标准的学习。

参考文献：

[1] 高志文. 基于Solidworks Electrical软件在电气设计中的应用[J]. 数字通信世界，2019，10：171-172.

[2] 吴海燕，李锦全，陈育中. 三相异步电机正反转PLC控制电路设计[J]. 江苏科技信息，2013，03：66-68.

作者简介：

史东强（1979-），男，讲师，金华职业技术学院，主要研究方向为工程图学、自动控制和模式识别等。