电气图是产品制造商、销售商、用户、技术服务等部门进行沟通、交流信息的载体,一般根据表示对象的类别、对象的工作原理及功能、对象的规模大小、使用场合等表达方式的不同来分类,按照最新的国家标准《工业机械电气设备 电气图、图解和表的绘制》(GB/T24341—2009)可分为35类,本节作重点介绍。
电气图种类繁多也可按绘制方式分成两大类:第一类为图样,它基本上是运用正投影法绘制的,例如:零件图、装配图、外形图、安装图、线扎图、包装图、改制件图和集成电路图等;第二类为简图,它是以图形符号或轮廓外形图为主,按国家标准《电气制图》标准的规定绘制的,用以说明各种电原理图、产品的电气连接等,例如:系统图和框图、电路图、接线图和逻辑图等。
【场景案例】
生活场景:小明的妈妈是个勤劳而又心细的家庭主妇,她专门为家里所有电气设备建立了档案袋:购物的发票、产品说明书、售后质保卡及维修记录卡等。在产品说明书中一般有设备外观说明图、操作及维护保养说明、设备工作流程框图、电路接线简图等,广义地讲这些均属于电气图的范畴。
工作场景:大明负责工厂里一台生产机台的维护保养,该生产机台的技术档案里电气图样占了很大比例。装订成册的电气图样里有:图样总目录、技术说明、电气设备平面布置图、电气系统图、电气原理图、电气设备操作使用说明书和电气设备维护保养说明书等。
【电气图的分类】
1.系统图(overview diagram)
系统图也称为概略图,通过展示项目的主要成分和它们之间的关系来提供项目的总体描述,是表示系统、分系统、成套装置、软件、设备等项目之间主要关系和连接的相对简单的简图。
系统图可分不同层级绘制,较高层级的系统图可反映对象的整体概况,低层级的系统图可将对象描述得更为详细。系统图包含非电气的组成部分,可作为教学、训练、操作和维修的基础文件,也可作为进一步设计编制逻辑图、功能图、电路图和接线图等的依据。
系统图示例如图1-3所示。
2.框图(block diagram)
框图是指用来描述程序的处理、判断、输入输出、起始或终结等基本功能的执行逻辑过程的概念模式,已经广泛应用于算法、计算机程序设计、工序流程的表述、设计方案的比较等方面,也是表示数学计算与证明过程中主要逻辑步骤的工具,并将成为日常生活和各门学科中进行交流的一种常用表达方式。也可看作采用矩形框符号的系统图。示例如图1-4所示。
图1-3 电动机起动电路
3.功能图(function diagram)
功能图是表示理论的或理想的电路而不涉及实现方法的一种图。其用途是提供绘制电路图或其他有关图的依据。功能图示例如图1-5所示。
4.逻辑功能图(logic-function diagram)
逻辑功能图主要是指使用二进制逻辑元件符号或单元图形符号绘制的功能图。其中只表示功能而不涉及实现方法的逻辑图叫作纯逻辑图。逻辑功能图示例如图1-6所示。
5.等效电路图(equivalent-circuit diagram)
等效电路图就是将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路,表示理论的或理想的元件(如R、L、C)及其连接关系的简单电路。这种图样叫作原复杂电路的等效电路图。等效电路图示例如图1-7所示。
图1-4 电动机起动输入方式框图
图1-5 FMC控制功能图
图1-6 逻辑功能图示例
图1-7 等效电路图示例
6.功能表图(function chart)
功能表图是指用步和转换描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形,也称为状态转移图,是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。功能表图并不涉及所描述的控制功能的具体技术,它是一种通用的技术语言,可以用于进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流。功能表图示例如图1-8所示。
7.顺序图(sequen cechart)
顺序图是将交互关系表示为一个二维图,表示系统各个单元工作次序或状态的图,各单元的工作或状态按一个方向排列,并在图上按直角绘出过程步骤或时间。示例如图1-9所示。
图1-8 PLC状态转移图
图1-9 顺序图示例
8.时序图(time sequence chart)
按比例绘出时间轴的顺序表图称为时序图,又叫作序列图或循序图,是一种UML交互图。时序图示例如图1-10所示。
图1-10 时序图示例
9.电路图(circuit diagram)
电路图也叫作原理图,表示系统、分系统、装置、部件、设备和软件等实际电路的简图,采用按功能或工作顺序排列的图形符号来表示元件和连接关系,以表示功能而不需考虑项目的实体尺寸、形状和位置。目的是便于理解电路的原理、分析和计算电路特性。电路图示例如图1-11所示。
10.端子功能图(terminal-func-tion diagram)
端子功能图是表示功能单元各端子接口连接和内部功能的一种简图,可以利用简化的电路图、功能图、功能表图、顺序表图或文字来表示其内部的功能。端子功能图示例如图1-12所示。
11.程序图(program diagram)
程序图是详细表示程序单元、模块及其互连关系的简图,其布局应能清晰识别其相互关系。以特定的图形符号加上说明,表示工艺流程或者程序算法的图称为程序流程图。在工程领域,它是进行PLC程序设计中顺序控制分析过程中最基本的工具。程序图示例如图1-13所示。
12.程序表(program chart)
程序表是详细表示程序单元、模块及其互连关系的表格。示例如下:
图1-11 电路图示例
13.程序清单(program list)
程序清单是详细表示程序单元、模块及其互连关系的清单。示例如下::∗电动机正向起动/停止
图1-12 端子功能图示例
图1-13 程序图示例
14.安装图(installation diagram)
安装图是表示各项目安装位置及要求的图。示例如图1-14所示。
15.平面图(installation plan)
平面图是地图的一种,在电气工程领域是各设备或元器件沿铅垂线方向投射到平面上,按规定的符号和比例缩小而构成的相似图形,称为平面图。电气平面图表示电气工程中电气设备、装置和线路的平面布置,一般在建筑平面图中绘制出来。
根据用途不同,电气平面图可分为供电线路平面图、变电所平面图、动力平面图、照明平面图、弱电系统平面图和防雷与接地平面图等。
平面图示例如图1-15所示。
图1-14 红外探测器的安装
图1-15 平面图示例
16.安装简图(installation diagram)
安装简图是表示各项目之间连接的安装图。安装简图示例如图1-16所示。
图1-16 安装简图示例
17.装配图(assembly drawing)
装配图是指按比例表示一组装配部件的空间位置和形状的图。示例如图1-17所示。
18.布置图(arrangement drawing)
布置图用于表示各种电气设备和装置的布置形式、安装方式及相互位置之间的尺寸关系,通常由平面图、立面图、断面图和剖面图等组成。这种图按三视图原理绘制,与一般的机械图没有大的区别。示例如图1-18所示。
图1-17 装配图示例
图1-18 布置图示例
19.接线图(connection diagram)
接线图是表示或列出一个装置或设备的连接关系的简图,电气接线图是为安装电气设备和元器件进行配线或检修电器故障服务的。在图中可显示出电气设备中各元器件的空间位置和接线情况,实际工作中接线图常与电气原理图结合使用。示例如图1-19所示。
图1-19 接线图示例
20.接线表(connection table)
接线表是表示或列出一个装置或设备的连接关系的表格。示例如下:
21.单元接线图(unit connectio diagram)
单元接线图是表示或列出一个结构单元内连接关系的简图。示例如图1-20所示。
图1-20 单元接线图示例
22.单元接线表(unit connection table)
单元接线表是表示或列出一个结构单元内连接关系的表格。示例如下:
23.互联接线图(interconnection diagram)
互联接线图是表示或列出不同结构单元之间连接关系的接线图。示例如图1-21所示。
(www.xing528.com)
图1-21 互联接线图示例
24.互联接线表(interconnection table)
互联接线表是表示或列出不同结构单元之间连接关系的接线表。示例如下:
25.端子接线图(terminal connection diagram)
端子接线图是表示或列出一个结构单元的端子和该端子上的外部连接(也可含内部接线)的接线图。示例如图1-22所示。
26.端子接线表(terminal connection table)
端子接线表是表示或列出一个结构单元的端子和该端子上的外部连接(也可含内部接线)的接线表。示例如下:
图1-22 端子接线图示例
27.电缆图(cable diagram)
电缆图是指用于提供有关电缆,诸如导线的识别标记、两端位置以及特性、路径和功能等的简图。示例如图1-23所示。
28.电缆表(cable table)
电缆表是指用于提供有关电缆,诸如导线的识别标记、两端位置以及特性、路径和功能等的表格。示例如下:
29.电缆清单(cable list)
图1-23 电缆图示例
电缆清单是指用于提供有关电缆,诸如导线的识别标记、两端位置以及特性、路径和功能等的表格。示例如下:
(续)
30.元件表(parts list)
元件表是指用于表示构成一个组件(或分组件)的项目(零件、元件、软件和设备等)和参考文件的表格。元件表示例如下:
31.备用元件表(spare parts list)
备用元件表是指用于表示防护和维修的项目(零件、元件、软件和散装材料等)的表格。示例如下:
32.安装说明文件(installation document)
安装说明文件是指用于给出有关系统、装置、设备或元件的安装条件以及供货、交付、卸货、安装和调试说明或信息的文件。示例如下:
安装步骤:
1.在其中一台服务器上安装AD(安装AD的服务器定义为A服务器,另一台服务器为B服务器)。
2.在B服务器安装Office。
3.把B服务器先加入A服务器的AD。
4.在B服务器上用域用户名(建议使用COM、Administrator)安装SQL2008 R2 EnterPrise。
5.在B服务器上用域用户名(建议使用COM、Administrator)安装Sharepoint 2010。
6.在B服务器上用域用户名(建议使用COM、Administrator)安装TFS 2010。
备注:从第4步开始,为了减少安装时间,可以将防火墙设定为关闭。
33.试运转说明文件(trial run document)
试运转说明文件是指用于给出有关系统、装置、设备或元件试运转和起动时的初始调节、模拟方式、推荐的设定值以及对为了实现开发和正常发挥功能所需采取措施的说明或信息的文件。示例如下:
目录
【1】 试运转前的准备………………………………………………………………………1
【2】 单机试运转……………………………………………………………………………1
【3】 带负荷试运转…………………………………………………………………………2
34.使用说明文件(usage document)
使用说明文件是指用于给出有关系统、装置、设备或元件的使用说明或信息的文件。示例如下:
目录
【1】 前言……………………………………………………………………………………1
【2】 产品内容………………………………………………………………………………2
【3】 其他必需品……………………………………………………………………………3
【4】 使用方法………………………………………………………………………………4
【5】 相关操作步骤…………………………………………………………………………5
【6】 常见问题………………………………………………………………………………8
【7】 相关产品………………………………………………………………………………9
35.维修说明文件(maintenance document)
维修说明文件是指用于给出有关系统、装置、设备或元件的维修程序的说明或信息的文件。例如某产品维修和保养手册中的部分内容如下:
(1)未发现故障的,设备返回客户,客户承担返回运费。
(2)经检测为质量问题,无需收取维修费用及相关运费。
(3)经检测为非质量原因损坏,需收取维修费和相关运费。
·合同及发票:
需收取维修费及运费的情况:
(1)客户无需维修相关费用发票,收取费用,设备返回。
(2)客户需要维修相关费用发票,应与×××签订维修服务合同,由×××向客户开具服务费发票,客户支付×××维修相关费用,设备返回。
3.产品过期处理说明
当产品超出质量保证期限,即使系“产品质量原因”导致的无法使用之情形,我司也将视情况收取相关费用或免予维修,主要分以下3种情况:
·非量产,需收取元件替换费、人工费及物流费用。
·已不生产,免予维修,需购买该产品之升级产品。
【电气图的主要特点】
1)电气图大多采用简图形式,是用图形符号、文字符号或简化的外形绘制而成。除了必须标明实物形状、位置、安装尺寸的图外,电气图的表现形式几乎都是简图,但所表示的内涵并不简单。
2)电气图中的电气线路都必须构成闭合回路,否则无法正常运行工作。
3)电气图的内容主体是:各种设备、元器件通过导线连接成为一个整体。
4)电气图的主要组成要素是图形符号和文字符号。
5)电气图中的元器件均按照自然初始状态绘制,也就是未通电、未受外力作用的非激励状态。
6)识读电气图时还应该阅读与之配套的其他工程图集和规范,以便全面了解安装方法、技术要求及相互间配合关系等。
7)电气图具有多样性,一个电气系统中各种电气设备装置之间,存在着不同维度关系。
①能量流:电能的流向和传递。
③逻辑流:相互间的逻辑关系。
④功能流:相互间的功能关系。
【知识拓展】
1.电气图的目录与前言(catalogue and preface)
(1)目录 便于检索图样,由序号、图样名称、编号、张数等构成。示例如下:
(2)前言 包括设计说明、图例、设备材料明细表、工程经费概算等。
2.其他种类的电气图
(1)爆炸图(exploded views) 爆炸图是指具有立体感的分解装配示意图,在日常生活中购买的各类日用品使用说明书中都有装配示意图,用来图解说明各构件。国家标准中也规定:工业产品的使用书中的产品结构优先采用立体图示。图1-24所示为爆炸图示例。
图1-24 爆炸图示例
(2)大样图(drawing) 大样图表示电气工程中某一部件、构件的结构,用于指导加工和安装。图1-25所示为大样图示例。
(3)基于XML电气图描述 随着计算机辅助设计的推广,许多电气绘图软件的数据格式大量存在和应用,但这些数据格式往往互相独立、功能差异较大而且又无法方便地相互转化。在全球化背景下,数据格式的差异给电气技术人员之间的沟通与协调带来很大困扰。
XML(extensible Markup Language)是互联网联盟制定的一种通用语言规范,XML的最大特点是可扩展,允许用户创建描述数据的标记和文档类型定义的规则集。结合XML的扩展矢量图形标记可用来描述电气系统中元件和元件之间的拓扑连接关系,如图1-26所示。
图1-25 大样图示例
图1-26 XML描述的电气图静态模型
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