基于Protel DXP 2004機床控制線路元件庫的繪制研究

王育玲， 林 濤,2， 王 軍

(1.博州中等職業技術學校，新疆 博州833400；2.隨州技師學院，湖北 隨州441300)

Protel DXP 2004是一個基于Windows平臺的EDA設計系統，是集原理圖設計、電路板設計、電路仿真、信號完整性分析和邏輯電路設計功能為一體的工作平臺，在電子設計領域占有極其重要的地位[1]，是目前使用人數非常多的優秀應用軟件，是目前市場上最常用的繪圖工具。它所具有的原理圖設計系統是EDA系統中的主要設計工具之一，其Library元件庫中常用Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices。在機床控制線路原理圖繪制中，需要用Protel DXP原理圖設計系統及其原理圖元件庫編輯等功能實現機床控制線路原理圖的繪制[2]。但軟件中沒有機床控制線路原理圖的元件庫，需要創建常用機床控制線路元件庫，為此，本文研究了機床控制線路常用電氣元件庫存創建方法，并將“機床控制線路”元件庫文件夾復制到安裝Protel DXP 2004軟件的目錄下 (D：Program FilesAltium2004Library機床控制線路)，然后在繪圖過程加載此元件庫，便于繪制原理圖直接調用。在元件庫中創建大約35個元件，基本上能滿足常用機床控制線路原理圖繪制所需要的電氣元件，給繪制原理圖帶來很大的方便，提高了繪圖質量和繪圖效果。

1 機床電氣原理圖電氣元件分析

機床電氣控制線路原理圖組成如圖1所示。

(1)電源電路：電源電路是從電源進線到電源開關輸出部分的電路，由電源進線端子、電源開頭、保護元件及電源出線組成。

(2)主電路：從主電路入手，根據各電動機和執行電器的控制要求分析其控制內容。主線路是從電源經過電動機繞組的大電流通過的路徑，由保護電器、接觸器主觸點及電動機啟動、正反轉控制、調速、制動等基本環節組成。

圖1 C6140普通車床控制線路原理圖

(3)輔助電路：包括執行元件的工作狀態顯示、電源顯示、參數設定、照明和故障報警等部分。由繼電器的線圈和觸點、接觸器的線圈和觸點、主令電器、指示燈、控制變壓器等元件組成。

(4)聯鎖與保護環節：生產性機械對于安全性、可靠性要求很高，因此，設置了一系列的電器保護和必要的電氣聯鎖[3]。

(5)輔助信息：除電源組成、主電路、輔助電路外，還需要對電路進行文字及符號信息說明，如導線的線號、電路的功能、分區欄及元件的觸點分布等[4]。

找出圖1中電氣元件，相同圖形只需要創建一個元件，在繪制過程中對電氣元件的名稱根據需要進行修改就可以了。

2 機床控制線路元件庫創建

機床控制線路中大多數元件(如接觸器、熱繼電器、組合開關等)在繪制軟件中都沒有自帶的，需要自己創建，但有些電氣元件(如變壓器、接線端子等)也可利用軟件中自帶的元件進行修改，作為新建元件使用。

2.1 新建項目

如圖2所示，進行以下操作新建項目：文件創建項目 PCB項目 右鍵 保存項目 按路徑 D：Program filesAltum2004Library輸入文件名 保存[5]。

(1)創建新元件

如圖3所示，進行以下操作：點擊上述文件創建新建項目右鍵追加新元件到項目中Schematic Library保存圖標按鈕按路徑D：Program filesAltum2004Library輸入“機床控制線路”文件夾 元件名 保存[6]。輸入的文件名最好是“英文字母、符號+漢字”復合命名,如KM接觸器主觸頭、KM接觸器輔助觸頭等。

圖2 新建項目及保存文件路徑

圖3 創建新元件

(2)設置繪圖背景

如圖4所示，進行以下操作：在編輯區任一位置右鍵庫編輯器對話框點工作區選顔色確定。

(3)使用實用工具繪制元件庫圖形，這與原使用方法相同，這里不再介紹。

2.2 對原有庫文件進行修改作為自制新元件[5]

此元件創建可利用“實用工具”繪制相應的圖形，這里不再贅述。下面介紹對軟件自帶的Miscellaneous De-vices.IntLib庫文件中類似的“變壓器”圖形略作修改作為自制新元件的方法。

圖4 設置繪圖背景

(1)進行以下操作：文件 打開 Altiumlibrary常用元件庫抽取源 (如圖5所示)軟件工作界面左邊Projects工作區找到Miscellaneous Devices.schlib[7]雙擊顯示第一個原理圖符號可對第一個元件進行編輯。

圖5 抽取變壓器源元件庫

(2)選擇所需要的元件進行編輯(如圖6所示)：右下邊工作區SCHSCH Library左鍵單擊找到所需元件 (字母T開頭的Trans)左鍵拖動框選元件復制(Ctrl+C)打開新建元件庫工作區粘貼(Ctrl+V)右鍵退出或按[Esc]。

(3)對抽取源變壓器元件按要求進行編輯(如圖7所示)新元件編輯繪制(如圖8所示)。

圖6 元件庫工作區

圖7 抽取變壓器源

(4)輸入“TC(變壓器).SchLib”按路徑保存，即可作為新元件加入到元件庫中。

2.3 繪制SW常開按鈕及其他電氣元件

按前面所述方法，設置工作區域顏色。

(1)如圖 9所示，進行以下操作：“實用工具”設計圖標按鈕直線 在繪圖區域畫直線 (或畫斜線時要按空格變化角度)按[Tab]鍵設置屬性或雙擊圖形，更改圖線屬性(含顔色、線寬、線風格)等按右鍵退出或按[Esc]。依次類推畫出其他圖形[5]。

圖8 編輯后變壓器

圖9 更改圖線屬性

(2)放置引腳：按空格鍵調整電器的節點，且必指向元件外面，如圖10所示，進行以下操作：左鍵按放置引腳圖標移至所需要放置的位置按[Tab]鍵設置管腳的屬性設置標識符號、顯示名稱、可視選項等確認。在繪制過程中要靈活設置捕捉柵格大小，在英文輸入狀態下按[G]鍵，依次出現10、5、1柵格或工具按鈕，輸入相應數字。

圖10 放置元件引腳

(3)參照上述方法依次繪制相應的30個電器元件。

3 加載機床控制線路元件庫

利用實用工具將所有元件創建完成后，就可以繪制機床電氣原理圖了。此時還需要將各元件加載，具體方法有以下兩種，如圖11所示。

方法 1：元件庫 元件庫 安裝對話框 安裝 按路徑類似打開元件庫選中元件(選中多個電器元件時，需要按[Shift]+鼠標左鍵)打開。

方法2:設計追加刪除零件庫安裝對話框......同上。

圖11 從機床控制線路元件庫中安裝電器元件

4 繪制調整電路原理圖并放置輔助說明信息

當機床控制線路元件庫加載完成后，就可以像繪制一般常用電子線路原理圖方法一樣直接從元件庫中調用所需要的電器元件，如圖12所示。這樣就為繪圖帶來極大的方便，可標準、規范地繪制所需要的多種機床控制線路原理圖。機床電氣原理圖繪制完畢后，再設置及調整放置元件序號、線號、輔助說明等，整幅機床電氣原理圖就完全繪制完成了。

(1)元件序號的設置

打開元件序號屬性對話框的方法與打開其他對象的屬性對話框方法相同,一種是元件在懸浮狀態 (放置前)按[Tab]，在彈出的元件屬性框中可修改元件屬性；另一種是元件在放置后雙擊元件序號，在彈出對話框對元件序號的屬性進行設置[5]。

元件序號內容的設置可在原理圖上直接修改，方法是用鼠標左鍵單擊元件序號，使之處于選擇狀態,再次用鼠標左鍵單擊元件序號。此時元件序號處于可修改狀態，輸入相應的元件序號后，用鼠標左鍵單擊空白處兩下，退出修改狀態。

(2)線號的放置

在機床電氣線路原理圖中，為了讀圖、安裝和維修方便，同一網絡的導線一般都賦予一個號碼，簡稱“線號”。線號的放置[6]采用“放置文本字符串”命令，如圖13所示。鼠標左鍵單擊[A]后，按[Tab]鍵將彈出“注釋”對話框。將Text改為所需要的文字，變更文字欄中文字大小，單擊[確定]，在十字光標上將出現“L1”的字樣并隨之移動，將線號移動到合適的位置，單擊鼠標左鍵即完成該線號的放置。此時，可看到原來的“L1”自動變成“L2”，單擊鼠標左鍵可繼續進行放置。如果重新輸入新的內容，再次按[Tab]鍵即可打開“注釋”對話框。放置結束后，單擊鼠標右鍵退出放置狀態。用該方法放置圖中所有的線號[7]。

圖12 調用電器元件

圖13 放置文本字符串

(3)輔助說明的放置

為了方便機床電氣線路原理圖的識讀，在原理圖中還有一些其他的說明信息，實施方法與線號的放置方法相同。

(4)檢查調整布局，完成全圖。

在實踐過程中，基于Protel DXP 2004軟件創建由35個左右元件組成的機床控制線路電氣元件庫，基本上能繪制各種復雜的機床控制線路圖，并且都能獲得滿意的效果，從而提高繪圖效率和繪圖質量,同時增加了機床控制線路原理圖繪制方法和應用功能[8]。

[1]沈耀輝.從電子CAD到現代EDA[J].電子技術應用，1997,23(3):4-6.

[2]司慧玲.基于Protel DXP的電機星三角降壓啟動控制圖的 繪 制[J].新 課 程 ，2010(10):62.

[3]都曄凱,惲文衛.電工EDA[M].北京：中國勞動保障出版社，2007.

[4]周萬平.電工技能與實訓[M].天津:天津科學技術出版社，2009.

[5]顧升路,官英雙,楊超.Protel DXP 2004電路板設計實例與操作[M].北京：航空工業出版社，2011.

[6]胡在華,彭楚武,郭上華.基于 Protel 99 SE的 PCB在線修改及若干技巧[J].微型機與應用，2002，21(7)：21-22.

[7]李紹銘,劉曉東.LED移頻鍵控信號驅動電路的設計[J].微型機與應用，2012,31(4)：74-77.

[8]林濤.模塊一體化在電工EDA課程教學中的應用[J].中國職業技術教育，2012(32)：32-34.