基于ELECWORKS的皮帶輸送機電氣原理圖的設計

摘 要：在工業自動化行業中，電氣原理圖的設計是自動化產品的設計的最關鍵的環節之一，電氣原理圖的設計的效率，會大大的影響產品的整體設計的效率。隨著科技的不斷進步， 電氣設計工具軟件不斷涌現。利用現代化的設計工具，可以提高電氣圖紙的設計效率。 本文以工業現場常見的皮帶輸送機的電氣控制部分為例，利用ELECWORKS電氣圖設計軟件，從基礎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計，極大的提高了圖紙的設計效率。

關鍵詞：電氣原理圖;電氣控制;ELECWORKS

1、引言

隨著科技的不斷發展，電氣自動化產品的升級換代愈發頻繁，而如何提高電氣設計效率是其中重要的一環。 在電氣設計的絕大多數領域，AutoCAD可以很好的完成設計任務，但在電氣設計中，在高效率、規范化、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計，很多大型企業在研發中引入了ELECWORKS軟件進行電氣設計方面的工作，取得了很好的效果。皮帶輸送機裝置是自動化生產線上經常使用的自動化結構，廣泛存在于各類生產企業的流水線中。本文結合電氣設計領域的發展，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電廠、食品生產、醫藥等多類自動化生產線中，主要實現物料的輸送功能。由于很多產線較長，采用一個皮帶傳送機構難以滿足動力、空間或方位等要求，皮帶輸送機根據現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計。

從功能上來看，主要需要實現下面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計。

3、電氣電路分析

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

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動支路組成。母線接入電路可以通過旋鈕開關控制整個回路的上電和失電;電機驅動支路由熔斷器、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熱繼電器信號和停止按鈕，在三個控制支路上需要實現各個支路的啟動、停止、自鎖和互鎖等功能。

4、主電路的設計

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內容，點擊確定，按照模板生成項目。選擇右側的導航欄，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，然后在右側圖框頂部位置選擇開始繪制母線的位置，在右側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，由于庫中不存在三級旋鈕開關，需要自己根據相似元件模板修改，為此，選擇數據庫-符號管理，在開關分類中選中三級開關，右擊鼠標，選擇復制，然后空白處點擊，然后右擊鼠標，選擇黏貼，出現第二個三級開關，雙擊新生成的三級開關，進入編輯狀態，將右側符號屬性中說明，改為三級旋鈕開關。然后再繪圖區修改相應的線條，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建了，最后點擊關閉符號，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，調整符號文字方向，完成旋鈕開關的繪制。

（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，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。選擇數據庫，符號管理，選擇熱繼電器分類，復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、控制電路的設計

完成了主電路設計以后，接下來進行控制電路的設計。控制支路也包括三條支路，第一個支路中SB2負責啟動驅動1#皮帶的電動機M1，SB1負責讓電動機M1停下來，但是前提是并聯在它左邊的KM2 斷開了才行;第二個支路中SB4 負責啟動驅動2#皮帶的電動機M2，SB3負責讓電動機M2停下來，但是前提是并聯在它左邊的KM3斷開了才行;另外，KM1的常開觸點串聯到第二條線路里，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的位置。

（4）依次插入按鈕、常開觸點、和線圈，配置好相應參數，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相應的常開觸點，實現逆序停止功能，完成整個控制回路的繪制，也完成了整個電路的設計，如圖1所示。

6、總結

通過以上案例，我們可以清晰的認識采用ELECWORKS軟件設計電氣原理圖的設計方法和步驟。總之，ELECWORKS軟件是一個非常適合用于機電一體化產品設計的現代軟件，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;另外，ELECWORKS軟件可以讓設計師將精力集中于電氣圖的設計而非繪制過程;最后，該軟件可以根據電氣項目的特點選擇相應標準，有利于各類工程人員對電氣相關標準的學習。

參考文獻：

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

作者簡介：

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