摘 要：在工業(yè)自動化行業(yè)中，電氣原理圖的設(shè)計是自動化產(chǎn)品的設(shè)計的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，電氣原理圖的設(shè)計的效率，會大大的影響產(chǎn)品的整體設(shè)計的效率。隨著科技的不斷進步， 電氣設(shè)計工具軟件不斷涌現(xiàn)。利用現(xiàn)代化的設(shè)計工具，可以提高電氣圖紙的設(shè)計效率。 本文以工業(yè)現(xiàn)場常見的皮帶輸送機的電氣控制部分為例，利用ELECWORKS電氣圖設(shè)計軟件，從基礎(chǔ)圖元的選擇開始一步步完成皮帶輸送機的電氣原理圖的設(shè)計，極大的提高了圖紙的設(shè)計效率。

關(guān)鍵詞：電氣原理圖;電氣控制;ELECWORKS

1、引言

隨著科技的不斷發(fā)展，電氣自動化產(chǎn)品的升級換代愈發(fā)頻繁，而如何提高電氣設(shè)計效率是其中重要的一環(huán)。 在電氣設(shè)計的絕大多數(shù)領(lǐng)域，AutoCAD可以很好的完成設(shè)計任務(wù)，但在電氣設(shè)計中，在高效率、規(guī)范化、項目化和易操作方面，都存在著很多問題。 為了更高效的完成電氣設(shè)計，很多大型企業(yè)在研發(fā)中引入了ELECWORKS軟件進行電氣設(shè)計方面的工作，取得了很好的效果。皮帶輸送機裝置是自動化生產(chǎn)線上經(jīng)常使用的自動化結(jié)構(gòu)，廣泛存在于各類生產(chǎn)企業(yè)的流水線中。本文結(jié)合電氣設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展，以ELECWORKS為軟件工具，完成皮帶運輸機電控電路圖的繪制。

2、控制要求

皮帶輸送機模塊廣泛存在于如火電發(fā)電廠、食品生產(chǎn)、醫(yī)藥等多類自動化生產(chǎn)線中，主要實現(xiàn)物料的輸送功能。由于很多產(chǎn)線較長，采用一個皮帶傳送機構(gòu)難以滿足動力、空間或方位等要求，皮帶輸送機根據(jù)現(xiàn)場情況可以分為單皮帶輸送機和多皮帶輸送機。接下來將以普通的具有三條皮帶的輸送機為例進行設(shè)計。

從功能上來看，主要需要實現(xiàn)下面3條控制要求：

（1）順序啟動。順序啟動要求各個皮帶依次啟動，也就是說1#皮帶啟動了，2#皮帶才能啟動，2#皮帶啟動了3#皮帶才能啟動，次序不能亂。

（2）逆序停機。逆序停機要求以啟動相反的順序停機，也就是3#皮帶停掉以后2#才能停，2#停了以后1#才能停。

（3）故障一票否決功能。也就是三個電機任何一個過載了，所有電機都得隨即停車。

弄清楚皮帶輸送機的具體要求，就可以開始進行電氣原理圖設(shè)計。

3、電氣電路分析

在為了實現(xiàn)以上功能，我們需要3臺三相異步電動機驅(qū)動3條皮帶完成輸送工作。通過控制電機的啟動、停止、轉(zhuǎn)動，可以實現(xiàn)上述要求的前兩條功能;通過在每臺電機的驅(qū)動電路串聯(lián)上熱保護裝置，即可實現(xiàn)故障停機功能。

我們將整個電路可以簡單的劃分成主電路和控制電路兩部分。

主電路由三相電源母線接入電路和三條電機驅(qū)動支路組成。母線接入電路可以通過旋鈕開關(guān)控制整個回路的上電和失電;電機驅(qū)動支路由熔斷器、接觸器、熱繼電器和電機組成。

控制回路也由主控制電路和三個支路組成，在主控制電路上需串聯(lián)熱繼電器信號和停止按鈕，在三個控制支路上需要實現(xiàn)各個支路的啟動、停止、自鎖和互鎖等功能。

4、主電路的設(shè)計

完成了電路的分析以后，接下來讓我們進行該電路的繪制。只要繪制出一條支路，復(fù)制和修改下就可以完成另外兩條支路。在主電路中，需要修改制作的圖標主要有旋鈕開關(guān)和熱繼電器兩個。

具體的繪制步驟如下：

（1）點擊桌面上的SOLIDWORKS ELECTRICAL圖標，打開ELECWORKS軟件，然后，選擇新建工程，選擇GB_Chinese 工程模板，點擊確定，然后完善工程信息中的相關(guān)內(nèi)容，點擊確定，按照模板生成項目。選擇右側(cè)的導(dǎo)航欄，打開文件集，雙擊電氣原理圖標簽，打開默認生成的電氣原理圖。

（2）選中繪制多線，在左側(cè)欄目中選擇1相、2相、3相，其他不選，確認連接線間距為5，然后在右側(cè)圖框頂部位置選擇開始繪制母線的位置，在右側(cè)選擇終止母線繪制的位置，右擊鼠標確認。然后，同樣選擇繪制多線，選中1相、2相、3相，在左側(cè)適當位置繪制第一支路，按下空格可以切換線序。

（3）接下來繪制電源的端子排，選擇插入多個端子，劃線垂直于母線右端，選好方向，點擊下去后彈出端子屬性，端子排源填寫XT，端子源 填寫L， 點擊確定，生成輸入端子排和端子符號。

（4）接下來繪制旋鈕開關(guān)，由于庫中不存在三級旋鈕開關(guān)，需要自己根據(jù)相似元件模板修改，為此，選擇數(shù)據(jù)庫-符號管理，在開關(guān)分類中選中三級開關(guān)，右擊鼠標，選擇復(fù)制，然后空白處點擊，然后右擊鼠標，選擇黏貼，出現(xiàn)第二個三級開關(guān)，雙擊新生成的三級開關(guān)，進入編輯狀態(tài)，將右側(cè)符號屬性中說明，改為三級旋鈕開關(guān)。然后再繪圖區(qū)修改相應(yīng)的線條，然后，切換到繪圖選項卡，選擇繪制線，選中正交和對象捕捉，繪制半個旋鈕符號，然后選中鏡像，生成另外一半，這樣就完成了符號的創(chuàng)建了，最后點擊關(guān)閉符號，選擇保存更改即可。然后，回到原理圖的繪制，選擇插入符號，選擇其他符號，選中剛才添加的三級旋鈕開關(guān)，調(diào)整符號文字方向，完成旋鈕開關(guān)的繪制。

（5）接下來選擇插入符號，其他符號，在分類熔斷器、熔斷器式開關(guān)中選中三級保險，按下空格切換好方向，將熔斷器加入線路。然后選中符號欄里的開關(guān)，接觸器，找到主觸點，插入當前支路。

（6）接下來是熱繼電器，這個符號需要我們稍作修改。選擇數(shù)據(jù)庫，符號管理，選擇熱繼電器分類，復(fù)制三級熱繼電器符號，黏貼，雙擊，進入編輯，修改說明信息為三級熱繼電器，刪除虛線，增加方框，保存即可。然后，回到原理圖的繪制，選擇插入符號，選擇其他符號，選中剛才添加的熱繼電器，調(diào)整符號文字和方向，完成熱繼電器的繪制。

（7）最后在符號選項卡選擇其他，選中電動機，拖動到相應(yīng)位置，明明為M1，就完成了第一個支路的繪制。

（8）最后選中支路1，按下CTRL+C復(fù)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貼，最后對照修改相應(yīng)的元件編號，刪除L3 右方部分，就完成了主電路的繪制。

5、控制電路的設(shè)計

完成了主電路設(shè)計以后，接下來進行控制電路的設(shè)計?？刂浦芬舶ㄈ龡l支路，第一個支路中SB2負責啟動驅(qū)動1#皮帶的電動機M1，SB1負責讓電動機M1停下來，但是前提是并聯(lián)在它左邊的KM2 斷開了才行;第二個支路中SB4 負責啟動驅(qū)動2#皮帶的電動機M2，SB3負責讓電動機M2停下來，但是前提是并聯(lián)在它左邊的KM3斷開了才行;另外，KM1的常開觸點串聯(lián)到第二條線路里，意思就是只有KM1上電了，KM2才有可能成功上電。第三個支路與前面的類似，差別主要在停止按鈕上沒有并聯(lián)的觸點，也就是第三個電機可以按下SB5隨時停下來。

控制電路具體的繪制步驟如下：

（1）選擇插入符號-其他符號，在分類熔斷器、熔斷器式開關(guān)中選中二級保險，按下空格切換好方向，將熔斷器加入線路，并修改好它的文字和方向。

（2）接著選擇繪制單線，繪制出控制回路主線路及第一支路的框架。

（3）然后參照主電路繪制步驟中的第4步或第6步中旋鈕或熱繼電器主觸點的繪制方式，以常閉按鈕為模板繪制熱繼電器常閉觸點，完成繪制后，同樣方法加入到線路上相應(yīng)的位置。

（4）依次插入按鈕、常開觸點、和線圈，配置好相應(yīng)參數(shù)，完成控制電路主電路和第一條支路的繪制。

（5）同樣采用畫框的方式選中第一支路，按下CTRL+C復(fù)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貼，刪除不用的原件，并對照修改元件編號，修正線路。

（6）在第二控制支路和第三控制上分別串聯(lián)相應(yīng)的常開觸點，實現(xiàn)逆序停止功能，完成整個控制回路的繪制，也完成了整個電路的設(shè)計，如圖1所示。

6、總結(jié)

通過以上案例，我們可以清晰的認識采用ELECWORKS軟件設(shè)計電氣原理圖的設(shè)計方法和步驟?？傊珽LECWORKS軟件是一個非常適合用于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的現(xiàn)代軟件，可以極大地提高繪圖效率，主界面中各個管理模塊清晰，同其他軟件的操作和管理功能類似，因此非常易學(xué);另外，ELECWORKS軟件可以讓設(shè)計師將精力集中于電氣圖的設(shè)計而非繪制過程;最后，該軟件可以根據(jù)電氣項目的特點選擇相應(yīng)標準，有利于各類工程人員對電氣相關(guān)標準的學(xué)習(xí)。

參考文獻：

[1] 高志文. 基于Solidworks Electrical軟件在電氣設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 數(shù)字通信世界，2019，10：171-172.

[2] 吳海燕，李錦全，陳育中. 三相異步電機正反轉(zhuǎn)PLC控制電路設(shè)計[J]. 江蘇科技信息，2013，03：66-68.

作者簡介：

史東強（1979-），男，講師，金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要研究方向為工程圖學(xué)、自動控制和模式識別等。