快速识读与修补机电设备电路图的方法

李山兵

(江苏省泰兴中等专业学校，江苏 泰州 225400)

0 引言

AHK机电一体化项目毕业考试实操训练中，很多学生由于不能认真仔细地阅读培训企业准备资料，无法识读机电设备电路图，导致所获取的(电气控制电路组成、连接关系、工作原理等)相关信息很少。以至于无法完成机电设备电路的安装与调试工作，需要学生掌握快速识读与修补机电设备电路图的方法。

1 快速识读机电设备电路图

快速识读是指快速准确全面地识读，从中寻找机电设备各组成模块之间的连接关系、符号与实物之间对应关系、电气设备之间的连接关系。其关键就是对照实物和电路图进行识图训练、训练中学习识图方法，并对识图方法认真地总结归类，找出高效的识图方法。

1.1 联系实物识读电路图中的符号

在电气控制回路的安装调试过程中，学生因为识读电器部件时有偏差而造成选错用错电器部件，出现接线错误，甚至将电器元件的额定电压低的线圈接到电压高的电源上导致线圈被烧毁。联系实物(电器部件)和图纸识读电路图中的符号，查找出图中符号与实物之间的对应关系，就能在训练中正确选择和使用电器部件，避免接线错误和烧坏电器部件的情况发生。

1.1.1 熟悉电器部件的型号及技术数据，正确识读连接点代号

电器部件的技术参数包括：适用范围、型号及其含义、主要技术参数、外形尺寸与安装尺寸、工作条件和安装条件、结构特点、安装使用及维护等。只有全面熟悉以上内容才能在选择和使用电器部件时避免发生错误，也不会出现烧坏电器部件或熔断器的现象。

连接点代号是电器部件中各个电器元件用来与外电路进行连接时接线端的编号。通过连接点代号可以帮助区分接触器和电动机保护开关等的主触点和辅助触点、常开和常闭辅助触点、还能识别触点的位置，热继电器的热元件、常开常闭触点，常开按钮开关和常闭按钮开关等；判别指示灯正负极和线圈的两个接线端等。

1.1.2 图纸中标识电器部件名称及连接点代号

在AHK机电一体化项目毕业考试准备资料电气控制部分图纸中各种电器元件与机电设备中电器部件有着一一对应的关系。应在电路图中读清楚每个电器元件及其连接点代号，并在电路图纸中标注电器元件的连接点代号，标准材料准备清单中标注图纸中用到的电器部件名称标识符。

1.1.3 识读、检测电器部件并认真记录测试结果

对于电器部件的识读与检测训练，一定要经常使用表格。一方面可以促进学生认真完成电器部件的识读与检测，另一方面可以养成整理、记录及总结的习惯。另外，对检测确认质量完好的部件，应及时粘贴设备标识符。

1.2 了解机电设备的连接工艺，为识读电路图做准备

1.2.1 机电设备组成模块的作用及内部电路连接工艺

机电设备的三大组成模块是内部或外部带有PLC控制系统的开关柜、显示操作单元(面板)、具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件[1]。

1)内部或外部带有PLC控制系统的开关柜。PLC控制系统开关柜为一个开放式的电气控制单元，其内部含有三相五线制电源输入、三相动力主电路、单相交流安全控制三孔插座、24VDC电源。24VDC电源分五路输出：控制柜内部急停开关装置电源、PLC电源、显示操作面板电源、具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件中的传感器电源、执行器件电源[2]。其相当于人的心脏、大脑的功能组合体，完成接收输入指令、中间过程处理、输出执行命令的功能。

开关柜内电器部件安装板上各电器部件之间采用线槽布线方式，各电器部件之间用软导线连接。导线须经线槽，其长度余量留在线槽内，导线与电器元件连接点处导线出槽，槽外导线与线槽垂直。每个连接点上最多只能接两根导线，每根导线中间不允许有接头，连接点上的导线要用冷压针式接头(接耳)，并且都必须套上编好号码的编号管，编号管上的导线编号方向要一致(字头朝上或朝左)；电器部件安装板内部电器部件与开关柜外壳上电器部件之间的连接必须经过接线端子排，接线端子排上的每个接线端子只允许连接一根导线。

2)显示操作单元(面板)。显示操作单元(面板)为发送控制指令和接收并显示机电设备工作状态信息的结构盒，它由按钮开关、带指示灯的按钮开关、指示灯组成的单元(面板)。按钮开关的作用是发出控制指令，指示灯的作用是指示设备的工作状态。结构盒内部电器部件之间用导线连接。

3)具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件。具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件为机械、电气动于一体的动力装置，其机械部分完成轴模上滑板位置的移动；气动部分完成气缸伸出缩进的方向控制及速度控制；电路部分包括传感器和执行器件。传感器都为数字型(开关量)，完成信号的检测，再将接收到信号变换开关电信号传递到PLC输入端；执行器件为电磁阀、接触器等，连接于PLC的输出端，用于驱动执行器件。传感器和执行器件自带连接线，通过圆形插接器与带主电缆的执行元件/传感器分配系统连接[3]。

1.2.2 机电设备各电路模块之间的连接工艺

带内或外部PLC控制系统的开关柜与外部电路模块之间通过连接器连接：三相五线制电源引入是用5极三相交流电插头，主电路的三相交流电的输出是用4极三相交流电插座，用40针重载连接器-X12与操作显示单元(面板)连接、-X10与具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件连接。

PLC控制系统的开关柜外部的连接线都为电缆线：三相五线制电源线为5芯电缆线，三相交流电的输出为4芯电缆线，显示操作单元用40线+PE的电缆线，两个执行元件/传感器分配系统自带电缆线与-X10连接。

1.3 了解机电设备电路图纸的构成，高效识读电路图

电气制图的三要素为符号、图框和表格。电气工程师在设计图纸时，经常采用线条图形代表物理上存在的电气设备。符号是在电气或电子电路原理图上用来表示各种电气和电子设备的图形(如导线、电池、电阻、晶体管等)。图框是电气工程制图中图纸上限定绘图区域的线框。完整的电气图框通常由边框线、图框线、标题栏和会签栏组成。表格是指电气工程项目设计中，根据评估项目原理图图纸，所绘制的项目需要的各种图表。

1.3.1 设备、元件和符号的概念

设备(电器部件)是由一个或多个元件组成。最为典型的例子是接触器线圈和触点，其线圈和触点是元件，包含主功能线圈和辅助功能触点。一个单极空气开关即是设备又是元件。设备是用设备名称进行标识的元件(组件)。元件是组成设备的个体单位。元件(组件)是可以用符号描述的，因此，元件(组件)和符号是相互关联的；符号是元件(组件)的图形化表示。当在原理图上插入一个符号，有关符号位置的参考被系统记录，一旦这个参考被建立，符号的“实例”也就被建立。

1.3.2 图幅分区

目的是对各种幅面的图纸进行分区表示电气图中各个组成部分在图上的位置，便于直观反映绘图的范围及确定相互之间的关系。方法是等分图纸相互垂直的两边，分区数目视图的复杂程度而定，但要求每边必须为偶数。每一分区长度为25～27 mm。分区线用细实线，分区代号竖向用大写英文字母从上向下编号，横向用阿拉伯数字从左向右编号，分区代号用字母和数字组合表示，字母在前，数字在后。如图上某一继电器的常开点下写有/7.E3，7表示第7张原理图，E表示在此图框上下面字母E的区域，3表示在此图框左右面数字3的区域。

1.3.3 报表

报表类型，报表是将项目数据以一种图形表格的方式输出，生成的一类项目图纸页。 电气项目图纸需要将原理图转换成指导项目施工的各类图纸。例如，材料清单是项目采购的依据，端子图表和设备接线表是现场施工接线的指导。报表可以是一种文件，用于将项目数据导出到外部的文件，供第三方使用。

1.4 识读电路图，快速查找图与机电设备之间的对应关系

识读机电设备电路图除了掌握方法之外还要注意图和实物之间对应关系。通过操作机电设备，明确电源开关、各主令电器(包括按钮、接近开关)、气缸(气动回路)和电动机的具体位置。打开PLC控制系统的开关柜盖板后可以看到各种开关、接触器、继电器、PLC等控制电器和保护电器。结合电路原理图中电气部件的名称标识符及连接点代号查找机电设备中对应的控制电器和保护电器。再根据电器部件的名称标识符理清电路的连接关系。反复训练后，就能快速达到“图物合一”境界，也就能快速完成识图。

2 准确地修补机电设备电路图

AHK机电一体化项目毕业考试资料中给出的机电设备图纸(机械、气动和电气控制部分)往往都是不完整的，实操考试中要求学生根据考试试题对机电设备的机械、气动及电气控制部分等进行改装。考试准备中必须对机电设备进行深入了解，把图纸中没有表达清楚的信息，准确无误地修改、补充完整，以便在考试时有效快速地改装机电设备。

2.1 确定电路中需要补充的电器元件

认真阅读机电设备装备图，弄清其机械部分的组成及各部分之间的位置关系，尤其是机械传动、气动装置在机械上的位置；了解机电设备的工作流程，机械传动中各机构的运动形式、运动方向、传动方式、极限位置保护。气动装置的气动回路的压力控制、速度控制、方向控制、系统压力要求等；熟悉机电设备的控制要求、电气保护、信号指示等。

比较机电设备工作的工艺要求及电气控制、检测和保护要求等与AHK机电一体化项目毕业考试准备资料之间的差异之处，从而确定在资料电路中需要补充哪些电器元件。AHK机电一体化项目毕业考试准备资料包括显示操作单元(面板)，具有控制技术功能(电气动)的简单机械组件。

2.2 确定各电器元件的安装位置

依据机电设备的电气控制、电路保护、信号检测和信号指示等，按工艺流程或相同类型的电器部件分类集中的原则布置电器元件并标注名称标识，确定电器部件电气原理图(图纸页)中的位置。

2.3 在电路图中补画电器元件并标识

确定各电器元件的类型和安装位置后，在相应图纸页绘制其图形符号并标识名称；根据AHK机电一体化项目毕业考试对机电设备线路修改要求和功能描述连接新添加的电器元件。

2.4 在电路图中添加导线参数及电缆定义，完善电路图

在AHK机电一体化项目毕业考试中，机电设备的PLC开关柜内部电器部件之间连接的导线不同部分所用导线规格和颜色不相同，负载隔离开关进线为2.5 mm2橙色软导线，主电路(动力电路)为2.5 mm2黑色软导线，230VAC电路相线为1.5 mm2红色软导线、零线为1.5 mm2浅蓝色软导线、保护线(PE线)为1.5 mm2黄绿双色软导线，24VDC电路为0.5 mm2深蓝色软导线，急停开关装置为1.5 mm2紫色软导线，这就要求学生在电路图纸中标注导线的规格和颜色。

外部电路与开关柜之间用电缆进行连接，为了区分不同设备(电器部件)之间的连接电缆，需要在电路图中标注电缆定义。电缆是高度分散的设备，电缆由电缆定义线、屏蔽和芯线组成，具有相同的设备名称。对于电缆来说，具有一个主功能和许多辅助功能，可以用多个电缆定义线表示辅助功能(同一电缆可能放置在不同的页上)。

在电路图修补完善后，学生可以根据电路图完成机电设备的安装、调试和检验。

3 结语

综上所述，介绍了AHK机电一体化项目毕业考试机电设备电路图识读、修补教学中经常应用的方法。在训练及实际操作中应针对具体情况灵活运用。实践中一定要理实结合、图物结合、反复操练、及时总结，才能达到理想的效果。