1、电气原理图设计规范在吹瓶机上的应用 凌思思高速旋转式吹瓶机结构相对复杂，设备比较大型，整机周长有时达数十米，而机器上需要控制的阀动作，感应开关，或者符合安全设计要求的门开关及急停等是分散在机器各部位上的。故如何规范设计，如何减少冗长的布线，如何快速完成订单设备的设计工作成了设计工程师的一大难题。因此，设计一份规范的原理图对设计好吹瓶机控制乃至其它大型的工业设备具有重大指导性意义，是做好一款产品的基础。电气图一般包含电气原理图、电气接线图及电气布局图，甚至还包括电气图纸方框图，电气通讯网络图等。各种电气图彼此之间有关联，在设备安装、维护及故障排除中可以互相参考互相印证，但其作用及重点又各不相同。
2、其中电气接线图是依据电气原理图衍生生成出来的各个元器件的独立的进线出线、线截面积等，用于指导接线工人正确连接线路；电气电气布局图主要是表述电器元件安装位置，主要是根据电气原理图设计中的强弱电路走向，并考虑各种电器元件之间电磁干扰等问题，根据走线顺序进行自上而下的摆放，有些也可以从左到右的原则（特殊因安装位置或者器件使用要求等也可以不遵循此规则）；而电气图纸方框图则是表明设备符号原理在页码中图框位置的重要提示，方便图纸查看；电气通讯网络图是当机器因控制需求要分多个从站去控制时的，主从站通讯关系及地址排布示意图。无论是电气接线图还是电气布局图，电气图纸方框图，又或是电气通讯网络图，都是在电气原理图
3、的基础上进行设计绘制，也就是说一般是先设计好电气原理图再设计电气接线图及电气布局图跟电气通讯网络图。那么，电气原理图具体是什么呢？电气原理图是用来表明设备的工作原理及各电器元件间的作用，一般由主电路、控制执行电路、检测与照明电路、配电电路，安全保护回路等几大部分组成。电气原理图直接体现了电子电路与电气结构以及其相互间的逻辑关系。查看电路图纸时，通过识别电气原理图纸上所画各种电路元件符号，以及它们之间的连接方式，就可以了解电路实际动作需求。电气原理图按不同的行业甚至不同人的作图习惯，又有不同的特点和表示方法，但是设计者一般会参考国家制定的相应的行业电气设计规范，颁布的电气图形符号进行设计工作，当
4、然绝大多数工程技术人员是参阅一些国际认证标准，如 CE、UL 等认证标准，自由发挥进行设计，由于工程技术人员的设计水平参差不齐，电气图纸设计千差万别。然而电气原理图的规范设计却又是非常重要的，规范化即标准化设计的电气原理图层次分明、对仗工整，容易读图、便于分析，便于指导电气接线安装，便于设备维护，标准化设计更便于设备批量性优化设计，更能保持设备电气控制系统的连续性。一、概况吹瓶设备需要控制的各部分分布比较零散，故如果把所有电机、动作、负载、检测、安全控制都拉到一个电柜里面的集中控制，布线会非常冗长复杂。故需要思考减少走线，优化控制的一些方案。为了克服以上问题，吹瓶机目前采用了主控制 CPU等在
5、一个大电柜里面即主电柜，其它部分为在就近的地方设立小电柜，如理坯机小电柜、主机架小电柜、机顶小电柜等，各小电柜加从站控制，各小电柜的通讯线与电源线Application of Electrical Schematic Design Specifi cation in Bottle Blowing Machine创新78由主的大电柜集中控制。图纸也相应的模块化设计。电气原理图设计一般包含元器件的先择，原理页原理设计，设备接线图整理，原理图检查及原理图布局等。二、元器件的选择元器件选择时，一般应根据以下原则：功能合适：既保证冗余性，又不会造成大的浪费。例如接触器和断路器的额定电流，电压，频率等满足
6、控制需求，触点极数刚好满足控制原理需要。品牌知名度高：市场范围广，以保障设备无论卖到哪里都能方便购买到合适的配件。体积小：有些安装空间受限的要考虑安装板能否排布下这些体积的元器件。接线方便性：接插件的选择要保证接口可靠、安装方便。元器件的通用性：可替换种类越多越好，避免停产或者采购周期无法满足交期等。尽量选用公司内部常用的器件。采购便利性：最好是就近或者国内能采买到的，采购周期应控制在生产订单交货期内。认证需求：注意如果客户要求做认证的一些机器元器件的选择，一般普遍的要求元器件有 CE 认证，北美市场要求有 UL 或者 CUL 认证。三、原理图的原理设计 为与各小电柜的划分相呼应，让电工更好的
7、看图、接线，相应把图纸也块画划分（即 EPLAN 图纸设置中的高层代码），为减化我们把所有布局图及通讯网络图，参数定义划为一部分即 Q 部分，把主 CPU 控制电柜即主电柜划分为 A 部分，主机架电柜为 B 部分，理坯机为 C 部分，机顶电柜为 D 部分，加温控制为 E 部分。这样设计让我们的原理图更有层次感。树状结构，如图 1.各字母展开后为实际设计的图纸页，如图 2.（1）图框的设定：各 种 图 的 图 框 尺 寸 一 般 选 用 A4:297210、A3:297420（mm）两种幅面。为了方便查找电路，方便触点与线圈或者中断点间的配对关联，可以在各种幅面的图纸上进行分区。按照规定，分区数
8、应该是偶数，每一分区的长度一般不小于 25 mm，不大于 75mm。每个分区内竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字分别编号。编号的顺序应从标题栏相对的左上角开图 1.图 3.图 2.INNOVATION79始。编号写在图纸的边框内。此外图框可以包含有：公司 LOGO，设计者签名框，审核校对签名框，对应页码显示，上一页，下一页码提示，设计日期，该页设计内容描述，项目号等。如图 3.（2）绘图基本规则电气原理图中的电路是采用电器元件用特定的符号展开（这里遵循的是 IEC 标准符号）的形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，但并不按照电器元件的实际位置来绘制，也不反映电器元件的大小
9、。因此，绘制电路图时一般要遵循以下基本规则：电路图一般包含动力电路即一次回路和控制电路即二次回路，信号电路两部分。为区分一般动力电路与控制电路，信号电路会放在不同的页中用不同的页描述区分表示。通常习惯将主电路能形成回路的，或者共用配电系统分线过来的多个回路放在同一页中，单一回路按从上到下的控制逻辑分布。而信号电路则会更多倾向于将同一模块的信号控制分布在同一页内。在原理图中不画各电器元件的实际的外形图,而采用国家或者国际上规定的统一标准图形符号。文字符号也要符合国家或者国际规定的标准。原理图的绘制应布局合理、排列均匀，为了识图，可以水平位置，也可垂直位置。吹瓶机的原理图统一按照欧标，相间距垂直距
10、离间距 8mm 来绘制，横向分布的信号电路因为检测点有点多，这里就统一按照 4mm来绘制。在电路图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘制，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地方。如接触器或中继的线圈一般会绘制在信号电路页，而它们的触点会绘制在它们起作用的动力电路页中。电气原理图中，有直接联系的交叉导线联接点，要用黑圆点或者 EPLAN 特有的向上、向下、向左、向右、十字接头表示；无直接联系的交叉导线联接点不画节点。电路图应标出下列数据或说明：各电源电路的电压值，极性或频率及相数。某些元器件的特性（如断路器的参数值，漏电保护断路器的漏电保护电流程值，电机保护断路器的设定值等）；不常用
11、的电器（如用于相序保护的电源控制器、电磁阀门、红外测温仪等）的操作方法和功能。（3）符号触点映像的位置关联参考像接触器、继电器这样的电器其线圈和触点在电路中根据需要绘制在不同的地方，为了便于读图，在接触器、继电器线圈的下方绘出其触点的关联参考位置，如图 4，表示接触器 AKM1 的触点画在了 A08 页的第 5列第 C 行。（4）线号命名规则：根据从 1-99 的主从站关系，排除 CPU 为 1，触摸屏为 2，把主机架电柜的从站定义为 3 号站，主电柜定义为 4 号站，机顶定义为 5 号站，理胚机定义为 6 号站，以此类推。那么 A 部分的动力线线号命名规则为U4*,V4*,W4*，信号线则为
12、 42*，43*，44*，以此类推，得出有规律的线号命名规则，其它从站规则相同。设备接线图：生成设备接线图，为了让一些电路知识弱的电工更好的读图接线，根据原理，EPLAN 可以生成相对应设备符号的设备接线图。如图 5.表示 AQB20 这个断路器的 1、3、5 进线端分别从 ATC1、ATC2、ATC3的 S1 端子号上接过来，线号分别为 PA、PB、PC。出线端 2、4、6 分别接到 AJLB 的 4、6、8 端子号中，线号分别为 PA1、PB1、PC1。线径为 1.5 平方毫米。图 4.图 5.创新80四、电气原理图的检查原理准确性的检查，主要是检查有没有接错相线，导致线路相与相之间短接在
13、元器件上造成烧坏元器件的重大失误。原理图页选择的设备型号与下单的清单 BOM 型号及数量是否能够相互匹配。有没有漏画哪个元器件的控制线路。线路中标注的线径是否能承载我们的负荷电流。线号有没有重复，如有重复很容易造成电工接错线的失误。五、根据原理图画出箱柜安装板布局图这需要设计者自己区别哪些元器件是要放在电柜内的，哪些是放在电柜外的。只有需要放在电柜内安装的元器件才需要摆放到相应的安装板上，且摆放原则尽量遵循自上往下走线的原则，同时要考虑把动力控制部件如变频器，变压器等与 CPU 及其扩展模块线路分开布线，以避免干扰。根据元器件实际尺寸大小加上在电路图中的对应的标识符号摆放到电柜的安装板上。注意电柜内部需要额外考虑线槽，端子排及航空插头的布局摆放。结合以上的规范，整合绘制出一份能涵盖百分之八十以上吹瓶标准机型的图纸设计的标准图纸，设定专人定期对标准图纸进行维护，所有吹瓶机的设计程师都在这份标准图纸上进行项目图纸的设计工作，最大化的减少了设计人员的重复性工作，吹瓶所有机型图纸的规范化，统一化。作者单位/广州达意隆包装机械股份有限公司 INNOVATION81