電路原理圖范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電路原理圖，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：電路原理圖；識圖方法；單元電路；電子電路

中圖分類號：TN71 ？ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A？？文章編號：1672-3791（2015）02（b）-0000-00

引言

電子電路圖是電子產(chǎn)品和電子設(shè)備的“語言”，而電子電路原理圖是電子電路圖的重要組成部分，怎樣看懂原理圖是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。識圖的過程是綜合運(yùn)用所學(xué)過的電子技術(shù)相關(guān)知識，分析并解決問題的過程，識讀原理圖是有一定規(guī)律可遵循的。本文所闡述的五種識圖方法，是我結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并參考相關(guān)書籍資料總結(jié)歸納的，希望可以給在電子電路原理圖識圖方面有困惑的同學(xué)們一些啟示，另外，其中一些方法也可作為老師進(jìn)行相關(guān)識圖教學(xué)時的參考。

1 電子電路原理圖的概念及識圖意義

電子電路圖一般由電路原理圖、方框圖和裝配（安裝）圖構(gòu)成，其中電路原理圖是電子電路圖的重要組成部分，它是由各種代表實(shí)際電子元器件的符號（圖形、文字）及注釋性字符組成的。從電路原理圖我們可以看出每個電子元器件的具體參數(shù)（如型號、標(biāo)稱值）及各個元器件之間的連接關(guān)系。

識圖，是從事電子技術(shù)工作人員的一項(xiàng)基本功，通過識圖可以幫助人們?nèi)ケM快地熟悉設(shè)備的構(gòu)造、工作原理，了解各種元器件、儀表的連接以及安裝；識圖也是進(jìn)行電子制作或維修的前提；識圖也有助于我們迅速熟悉了解各種新型的電子儀器及設(shè)備。

2 電子電路原理圖的識圖方法

識讀電子電路原理圖必須了解掌握一定的電子技術(shù)的基本知識，但是，即使具備一定的電子技術(shù)基礎(chǔ)知識，在剛開始接觸電路圖時也會感到有些困難，但從多年從事電子技術(shù)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)中，我覺得識讀電子電路原理圖還是有一定方法可以遵循的，下面我想結(jié)合光控和聲控延時照明樓道燈電路（圖1）做一總結(jié)。

圖1 光控和聲控延時照明樓道燈電路

1 將電路解體分塊，分成若干單元電路。一些復(fù)雜的電路，通常可以按照電路所實(shí)現(xiàn)的功能分為幾個部分，這樣可以把一個復(fù)雜的電路分解成若干簡單的電路來分析，簡化了分析電路的難度。如光控和聲控延時照明樓道燈電路可分解成聲控接收放大電路、單穩(wěn)態(tài)延時電路、光控電路和電源電路四個部分。每個部分的分界線如圖1所示（注：C2屬于電源電路部分）。又如調(diào)幅收音機(jī)電路可以分解成輸入回路、混頻、中放、前置低放、功放這幾個單元電路。

2 掌握典型單元電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。常見的典型單元電路有放大電路、振蕩電路、濾波電路等。這些單元電路通常是以三極管或集成電路作為核心器件來組成的，并具備一定的結(jié)構(gòu)形式，一些復(fù)雜的電路都是在這些典型單元電路基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充來構(gòu)成的。如放大電路通常是以三極管或集成運(yùn)放為核心的單元電路，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有一個輸入端和一個輸出端；振蕩電路通常也是以三極管或集成運(yùn)放為核心的單元電路，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒有對外的電路輸入端，在三極管或集成運(yùn)放的輸入端與輸出端之間接有一個具有選頻功能的正反饋網(wǎng)絡(luò)；濾波電路通常以集成運(yùn)放為核心，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是含有電容器或電感器，并在輸出端與輸入端之間接有反饋元件。在圖1中，聲控接收放大電路是以三極管VT1、VT2為核心的單元電路，光控電路是以VT3為核心的單元電路。又如在觸發(fā)器電路中，基本RS觸發(fā)器作為存儲單元電路是構(gòu)成其它復(fù)雜觸發(fā)器的基本邏輯單元，如同步RS觸發(fā)器，是在基本RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上再增加兩個與非門形成的，主從RS觸發(fā)器又是由兩個同步RS觸發(fā)器構(gòu)成的，主從JK觸發(fā)器則又是在主從RS觸發(fā)器的基礎(chǔ)上再增加兩個與門而形成的，可見，同步RS觸發(fā)器、主從RS觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器都是在基本RS觸發(fā)器基礎(chǔ)上進(jìn)行逐步擴(kuò)充而形成的，基本RS觸發(fā)器是構(gòu)成這些復(fù)雜觸發(fā)器的基本邏輯單元，掌握它為我們研究后面幾種類型觸發(fā)器打下基礎(chǔ)。

3 了解電源電路的特點(diǎn)。電子電路通常以直流穩(wěn)壓電源作為電源給電路提供能量，直流穩(wěn)壓電源通常由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四個部分構(gòu)成，通過這四個部分的電路，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。如圖1中交流220V電壓經(jīng)C1、R1降壓、VDW二極管限幅、VD1整流后，得到直流電壓經(jīng)C2電容濾波以后，為整個電路提供工作電壓。又如一些門鈴電路、充電電路、開關(guān)電路，在給這些電路供電時，通常都是將220V市電經(jīng)變壓器降壓、四個二極管組成的整流橋整流、電容濾波及穩(wěn)壓管穩(wěn)壓這幾個環(huán)節(jié)將直流電轉(zhuǎn)變成交流電為電路提供穩(wěn)定的電源。

4 將電路歸類，按類別研究電路。電子電路通常可分為以下幾種常見類別：報(bào)警電路、門鈴電路、振蕩電路、電源電路、照明與彩燈控制電路、開關(guān)與檢測電路、傳感器應(yīng)用電路、555定時器應(yīng)用電路等。上述每種類別電路雖然所采用的電子元器件不同，但電路實(shí)現(xiàn)的功能基本是相同的，所以可以從電路所實(shí)現(xiàn)功能入手來分析電路。另外，了解一些器件的典型電路結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，也為我們分析一些復(fù)雜電路帶來方便。如555定時器典型電路主要包括用555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用這些典型電路可以構(gòu)成相應(yīng)的應(yīng)用電路，如由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可構(gòu)成觸摸開關(guān)電路、定時器等，由555組成的多諧振蕩器可構(gòu)成時鐘脈沖發(fā)生器等，由555組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可構(gòu)成邏輯電平測試電路等。如圖1，樓道燈所具備的延時功能就是由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)的。

5由淺入深研究某個類別電路。例如門鈴電路，我們可以先掌握簡單門鈴電路的原理，然后再進(jìn)一步研究簡單變調(diào)門鈴電路、雙音調(diào)門鈴電路的原理，因?yàn)楹竺鎯煞N類型的門鈴電路是在簡單門鈴電路基礎(chǔ)上加以改進(jìn)擴(kuò)充而形成的。如圖1，是光控和聲控延時開關(guān)電路，我們可以先從相對簡單的光控開關(guān)電路開始研究，在此基礎(chǔ)上再研究光控延時開關(guān)電路，最后再研究聲光雙控延時開關(guān)電路就相對容易些了。

3 總結(jié)

以上是我根據(jù)多年的學(xué)習(xí)、積累、摸索及實(shí)踐并參考相關(guān)書籍及資料總結(jié)的幾點(diǎn)電子電路原理圖的識圖方法，其中前面三種方法主要是分析具體電路的常用方法，后面兩種方法可供我們自學(xué)電路或進(jìn)行教學(xué)時做以參考。這些方法有相通之處，即可以單獨(dú)使用，也可以融會貫通。當(dāng)然，電子電路原理圖的識圖方法還有很多，如按照信號的流程和變化、先找熟悉的元器件或電路、化特殊為一般等，我們可以根據(jù)具體電路和個人識圖習(xí)慣來進(jìn)行選用。另外，我認(rèn)為要想更好的識讀電子電路原理圖，還需平時多看、多讀、多分析、多理解各種電路圖，積累適用于自己的識圖方法。當(dāng)然也可以多閱讀相關(guān)方面的書籍及資料，圖見多了，分析起來必然更加得心應(yīng)手，同時還應(yīng)多向有經(jīng)驗(yàn)的同行請教學(xué)習(xí)，這些都可以不斷提高自己的識圖水平，使自己能夠快速、準(zhǔn)確地讀懂電路原理圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]張憲等.電子電路實(shí)用手冊―識圖、制作、應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2]孫余凱等.電子產(chǎn)品制作技術(shù)與技能實(shí)訓(xùn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

篇2

關(guān)鍵詞：繪制原理圖；PCB設(shè)計(jì)；方法

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0251-02

一、導(dǎo)言

隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，用Protel軟件設(shè)計(jì)電路和PCB成為電子專業(yè)學(xué)生必備的技能之一。Protel99SE功能強(qiáng)大，能進(jìn)行原理圖繪制、電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、PLD設(shè)計(jì)、各類報(bào)表等工作。本文將以FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)為例，講述Protel 99SE在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1.電路原理圖設(shè)計(jì)的一般步驟[1]。電路原理圖設(shè)計(jì)通常有以下六個步驟，即啟動Protel99SE原理圖編輯器、設(shè)置圖紙大小和版面、放置元器件、對放置的元器件布局布線、對布局布線進(jìn)行調(diào)整、保存文檔并打印輸出。

2.PCB的設(shè)計(jì)步驟。印制電路板圖（PCB）的設(shè)計(jì)由七個步驟構(gòu)成，即繪制電路原理圖、創(chuàng)建PCB文檔、規(guī)劃電路板、裝元器件封裝庫及網(wǎng)絡(luò)表、元器件的布局、布線、文檔保存與輸出。

二、印制電路板設(shè)計(jì)實(shí)例――FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)

1.FM收音機(jī)原理圖設(shè)計(jì)。原理圖設(shè)計(jì)是PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，原理圖的正確是電路板布局布線的前提。①創(chuàng)建原理圖設(shè)計(jì)文件，在Protel 99SE主菜單欄File菜單中選擇子菜單New，在“New Design Database”對話框中設(shè)置數(shù)據(jù)庫的名稱“FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì).ddb”和保存路徑，完成創(chuàng)建。在新建數(shù)據(jù)庫中單擊主菜欄File中的New…，選擇“Schematic Document”圖標(biāo)，生成一個原理圖設(shè)計(jì)文件，命名為“FM收音機(jī).Sch”。②設(shè)置圖樣參數(shù)，F(xiàn)M收音機(jī)電路圖采用A4號圖紙。單擊主菜單欄的Design菜單，在彈出下拉菜單中選擇Option…選項(xiàng)，將默認(rèn)的圖樣幅面“B”改為“A4”。③放置元器件，在Libraries選項(xiàng)中選擇所需的元器件庫，并選定元器件，雙擊元器件名，然后單擊鼠標(biāo)左鍵放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音機(jī)電路設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有的庫中不提供SC1088，需要自己制作該元器件。④放置連線和節(jié)點(diǎn)，然后在連線工具欄中單擊按鈕，在連線的起點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)至另一元器件的引腳，再次單擊鼠標(biāo)左鍵，完成此連線的繪制。如果連線相交，則需要添加節(jié)點(diǎn)，單擊連線工具欄中的按鈕，在需要添加節(jié)點(diǎn)的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，完成節(jié)點(diǎn)的設(shè)置[2]。⑤放置電源和接地符號，放置電源和接地符號有兩種方式，即通過菜單Place＼＼Power Port，或者使用連線工具欄（Wiring Tools）中的按鈕。⑥編輯元器件屬性，根據(jù)電路原理圖的需要，設(shè)置元器件名稱、封裝和參數(shù)等相關(guān)屬性。完成以上步驟，原理圖繪制完畢，如圖1所示。⑦保存文件，繪制完畢后，執(zhí)行菜單命令File＼＼Save，保存文件。

2.檢查原理圖電氣規(guī)則。使用Protel 99 SE的電氣規(guī)則，即執(zhí)行菜單命令Tool/ ERC，進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。發(fā)現(xiàn)錯誤，根據(jù)錯誤信息改正。

3.創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖和PCB之間的橋梁。執(zhí)行菜單命令Design/ Create Netlist，生成與原理圖同名的文件，其擴(kuò)展名為“.NET”。

4.印刷電路板的設(shè)計(jì)。①進(jìn)入印刷電路板設(shè)計(jì)界面，執(zhí)行菜單File/New命令，選擇PCB Document圖標(biāo)，新建PCB設(shè)計(jì)文檔，命名為“FM收音機(jī).PCB”。②規(guī)劃電路板，在“FM收音機(jī).PCB”工作界面中選取KeepOut Layer，執(zhí)行Track命令，繪制FM收音機(jī)電路的邊框，其形狀為矩形，大小為80mmΧ60mm。③設(shè)置設(shè)計(jì)規(guī)則的相關(guān)參數(shù)，執(zhí)行菜單命令Design/Rules，選擇Routing按鈕。在Rules Classes中根據(jù)電路板設(shè)計(jì)要求設(shè)置參數(shù)[3]。“FM收音機(jī)電路”PCB板的設(shè)計(jì)要求如下：信號層為Top Layer和Bottom Layer，無電源層。頂層布線形態(tài)為“Horizontal”，底層布線形態(tài)為“Vertical”；過孔（Via）設(shè)置為穿透式過孔；元件安裝方式為貼片式（SMT），可以雙面布局；布線寬度（Width）設(shè)置為8～12mil，推薦寬度為10mil；過孔、布線安全間距（Clearance）采用默認(rèn)設(shè)置；增加+3V、GND網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，將布線寬度設(shè)置為20～100mil；推薦寬度為40mil。④加載元件封裝庫，執(zhí)行菜單命令Design/Add/Remove Library，在彈出的對話框中選取對應(yīng)的元件封裝庫。如果有自制的封裝，也要將封裝所在的庫添加到庫中。⑤裝載網(wǎng)絡(luò)表，執(zhí)行菜單Design/Load Nets…命令，選擇“FM收音機(jī).Net”文件。如果顯示無錯誤，單擊Execute按鈕完成網(wǎng)絡(luò)表的裝載。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自動布局和手動布局。執(zhí)行菜單命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自動布局。FM收音機(jī)布局如圖2所示。⑦自動布線，執(zhí)行菜單命令A(yù)uto Routing/All，并在彈出的窗口中單擊Route all 按鈕，開如對PCB進(jìn)行自動布線。FM收音機(jī)電路板布線圖如圖3所示。⑧手工調(diào)整，自動布線結(jié)束后，可能存在一些令人不滿意的地方。運(yùn)用手工調(diào)整，將PCB設(shè)計(jì)得更完美。⑨打印輸出PCB，執(zhí)行菜單命令File/Print/Preview，生成“FM收音機(jī).PPC”。然后執(zhí)行菜單命令File/print，打印出PCB圖。

三、結(jié)語

隨著電子產(chǎn)品的新發(fā)展，印制電路板的設(shè)計(jì)會日趨復(fù)雜。運(yùn)用Protel設(shè)計(jì)電路在提高原理圖和PCB設(shè)計(jì)效率的同時，其強(qiáng)大的規(guī)則設(shè)置也保證了電子產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張輝.Protel 99SE項(xiàng)目式教程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2014.

篇3

【關(guān)鍵詞】電氣控制線路；電氣原理圖；查線讀圖法；邏輯代數(shù)法

1、引言

電氣控制是指拖動系統(tǒng)的控制，常用的電氣控制方式主要是指繼電—接觸器控制方式，電氣控制線路是由各種接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等電器元件組成的控制電路，復(fù)雜的電氣控制線路由基本控制電路（環(huán)節(jié)）組合而成。電動機(jī)常用的控制電路有起—停控制、正反轉(zhuǎn)控制、降壓起動控制、高速控制和制動控制等基本控制環(huán)節(jié)。

電氣控制線路是用導(dǎo)線將電動機(jī)、電器和儀表等元件按一定控制要求連接而成的。為了表達(dá)電氣控制線路的結(jié)構(gòu)、原理和設(shè)計(jì)意圖，便于分析電氣線路工作原理，安裝、調(diào)試和使用維護(hù)電氣設(shè)備，必須參照國家標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一的圖形和文字符號以及技術(shù)規(guī)范繪制電氣控制系統(tǒng)圖。我國當(dāng)前推行的國家標(biāo)準(zhǔn)是《電氣常用圖形符號》、《電氣制圖》、《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》。這些標(biāo)準(zhǔn)是國家標(biāo)準(zhǔn)局參照國際電工委員會（IEC）頒布的有關(guān)文件，制定的我國電氣設(shè)備有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。

在電氣控制系統(tǒng)中，用以描述工作原理以及安裝施工的工藝圖紙文件主要包括電氣原理圖、電氣安裝位置圖、電氣安裝接線圖、電氣安裝互連圖等圖紙。

2、電氣線路圖

表示控制線路連接關(guān)系和原理的主要圖紙有電氣原理圖和電氣安裝接線圖，由于它們的用途不同，繪制原則也有所區(qū)別，這里重點(diǎn)介紹電氣控制原理圖。

為了便于閱讀和分析線路，電氣控制原理圖按照簡單易懂的原則，根據(jù)控制線路的工作原理來繪制，圖中包括所有電器元件的導(dǎo)電部分、接線端子和導(dǎo)線。原理圖中電器元件各部分電氣符號不考慮元件實(shí)際所在位置，而是按照電氣工作原理的要求連接。

為使電路結(jié)構(gòu)合理、層次分明，電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。輔助電路又分為控制電路和照明、指示電路。主電路是指強(qiáng)電流通過的電路部分，主要由電動機(jī)及連接器件組成。輔助電路通過的電流很小，控制電路主要由繼電器和接觸器線圈、主令電器、控制觸點(diǎn)及控制變壓器等電器元件組成，實(shí)現(xiàn)基本邏輯控制；照明及信號指示電路主要用于線路工作狀態(tài)的指示和工作照明。電氣控制原理圖的繪制應(yīng)遵循以下原則：

（1）主電路用粗實(shí)線繪制在圖面的左側(cè)或上方，輔助電路用細(xì)實(shí)線繪制在圖面的右側(cè)或下方，為了便于計(jì)算機(jī)圖文處理，主電路和控制電路可以分頁設(shè)置。

（2）電氣元件的電氣符號按功能布置、按動作順序排列，布置順序?yàn)閺淖蟮接遥瑥纳系较隆Ｔ韴D不考慮元件的實(shí)際安裝位置。

（3）所有電器的動作部分均以自然狀態(tài)（常態(tài)）繪出，所謂常態(tài)是指各種電器沒有通電和沒有外力作用時的工作狀態(tài)。

（4）同一電器的各部分（如線圈、觸點(diǎn)）分散在圖中，為了表示是同一器件，要在電器的各部分使用一符號來標(biāo)明。同一類器件在文字符號后加注數(shù)字編號或下標(biāo)來區(qū)別，如KA1、KA2等。

（5）電動機(jī)和電器要采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形和文字符號繪制，電路圖和圖形符號一般垂直布置，也可以逆時針轉(zhuǎn)動90°水平布置，文字符號通常標(biāo)注在觸點(diǎn)的側(cè)面和線圈的下方，導(dǎo)線的交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn)。

（6）為了清楚地在電氣原理圖中表示器件所在位置，常用坐標(biāo)圖表示法，按照器件電氣符號所在位置將電氣原理圖分成列和行。通常用數(shù)字1，2，3…表示器件符號所在的列數(shù)，用字母A，B，C…表示器件符號所在的行數(shù)（通常行數(shù)可以省略）。

一般來講，原理圖要求按照結(jié)構(gòu)簡單、層次分明、便于分析等規(guī)則進(jìn)行繪制，各電器元件的使用合理、系統(tǒng)動作可靠、節(jié)省連接導(dǎo)線，為施工、使用、維護(hù)提供方便。

3、電氣控制原理圖的閱讀和分析方法

分析電氣線路工作原理常用的方法有查線讀圖法和邏輯代數(shù)法。

1）查線讀圖法

查線讀圖法以分析各個執(zhí)行元件、控制元件和附加元件的作用、功能為基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)工藝過程，分析被控對象的動作情況和電氣線路的控制原理。

（1）了解生產(chǎn)工藝與執(zhí)行電器的關(guān)系

在分析電氣線路前，充分了解機(jī)械設(shè)備的動作及工藝加工過程，明確各個動作之間的要求，以及機(jī)械動作與執(zhí)行電器間的關(guān)系，為分析線路提供線索、奠定基礎(chǔ)。

（2）分析主電路

線路的分析一般從電動機(jī)主電路入手，根據(jù)主電路控制元件的觸點(diǎn)、電阻和其他檢測、保護(hù)器件，大致判定電動機(jī)的控制和保護(hù)功能。

（3）控制電路的分析方法

根據(jù)主電路控制元件主觸點(diǎn)和其他電器的文字符號，在控制電路中找出相應(yīng)控制環(huán)節(jié)，以及環(huán)節(jié)間的相互關(guān)系。對控制電路由上往下、由左往右閱讀，然后，設(shè)想按動某操作按鈕，查對線路，觀察哪些元件受控動作，并逐一查看動作元件的觸點(diǎn)又如何控制其他元件動作，進(jìn)而驅(qū)動的被控對象如何動作，跟蹤機(jī)械動作，當(dāng)信號檢測元件狀態(tài)變化時，再查對線路觀察執(zhí)行元件的動作變化。讀圖過程中要注意器件間相互聯(lián)系和制約的關(guān)系，直至將線路看懂為止。

電氣控制線路通常由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，對于較復(fù)雜電路，通常根據(jù)控制功能，將控制電路分解成與主電路對應(yīng)的幾個基本環(huán)節(jié)，一個一個環(huán)節(jié)地去分析，然后把各個環(huán)節(jié)串起來，采用這種化整為零的分析方法，就不難看懂較復(fù)雜電路的全圖了。

查線讀圖法具有直觀性強(qiáng)、容易掌握等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用，但在分析復(fù)雜線路原理時敘述較冗長，容易出錯。

2）邏輯代數(shù)法

邏輯代數(shù)法是通過電路邏輯表達(dá)式的運(yùn)算分析控制電路的工作原理，任何一條電氣控制線路的支路都可以用邏輯表達(dá)式來描述。邏輯代數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是邏輯關(guān)系簡潔明了，有助于計(jì)算機(jī)輔助分析。主要缺點(diǎn)是復(fù)雜電路邏輯關(guān)系表達(dá)式很繁瑣，并且電路分析不如查線讀圖法直觀。

4、結(jié)束語

綜上所述，隨著工業(yè)和科技的發(fā)展，對電力拖動控制系統(tǒng)的要求不斷提高，單純的電器控制已遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的要求，于是現(xiàn)代控制系統(tǒng)中采用了許多新的控制器件，如可編程控制器、微電腦控制器、光電傳感元件、固態(tài)繼電器、MOS、KP等大功率器件。電氣控制線路繪制方法的方法隨著現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展也會不斷的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]郭艷萍.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2010.02

[2]胡漢文，丁如春.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2009.07

篇4

關(guān)鍵詞：Protel；電氣原理圖；電氣圖形符號庫

本文重點(diǎn)介紹使用Protel 進(jìn)行電氣原理圖的繪制，并將繪制好的電氣原理圖插入到Word文檔。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次清晰、便于電路工作原理的分析與研究等優(yōu)點(diǎn)。電子專業(yè)使用Protel軟件比較多，可以完成原理圖設(shè)計(jì)、仿真并完成印制電路板設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)一線都得到了廣泛應(yīng)用。而機(jī)電專業(yè)的工程實(shí)踐中經(jīng)常使用AutoCAD 軟件進(jìn)行電氣原理圖的繪制，但涉及到印制電路板設(shè)計(jì)就力不從心，我們可以在Protel軟件環(huán)境下，通過建立獨(dú)立的電力拖動元件庫，利用Protel強(qiáng)大的繪圖功能解決機(jī)電專業(yè)的電氣原理圖。

1 電力拖動. Lib元件庫制作

Protel軟件具有豐富的電子元件庫，但是電氣圖形符號很少，所以在開始繪制電氣原理圖之前，需要先創(chuàng)建常用的電氣圖形符號，建立自己的低壓電器元件庫，方便后期電氣原理圖的繪制。

1、打開執(zhí)行Protel軟件，點(diǎn)擊【File】【New】菜單，建立一個電力拖動.ddb文件。在設(shè)計(jì)管理器環(huán)境下，執(zhí)行【File】【New】命令，在彈出的“New Document”對話框中，雙擊“Schematic Library Document（原理圖元件庫編輯器）”圖標(biāo)或單擊“OK”按鈕，并將名稱改為電力拖動. Lib，然后進(jìn)入電力拖動原理圖庫編輯器環(huán)境。結(jié)果顯示如圖1所示

2、用【Place】菜單中的相關(guān)命令或繪圖工具欄（SchLibDrawingTools）進(jìn)行電氣圖形符號外形的繪制。由于我們不設(shè)計(jì)印制電路板圖（或單獨(dú)設(shè)計(jì)），電氣原理圖僅僅是線與線的連接，如有電氣意義，導(dǎo)線加點(diǎn)（junction）即可，所以不放置元件的引腳，最后在原理圖編輯器使用DrawingTolls畫線完成電氣原理圖。

3、建立低壓電器元件電力拖動. Lib庫時，需注意以下兩點(diǎn)：

（1）原理圖庫編輯器環(huán)境被1 個坐標(biāo)分為4 個區(qū)域（或象限），元件應(yīng)以坐標(biāo)原點(diǎn)為元件的基準(zhǔn)點(diǎn)，在4 個象限中進(jìn)行繪制，不能偏離坐標(biāo)原點(diǎn)，否則放置元件會難易捕捉。

（2）創(chuàng)建的電氣圖形符號應(yīng)比例恰當(dāng)，大小合適。建立一個標(biāo)準(zhǔn)的符號庫決定以后繪圖效果及效率，可以先制作常開常閉觸頭元件為基準(zhǔn)符號，再擴(kuò)展其他的圖形符號，在使用中不斷完善，最終設(shè)計(jì)好自己獨(dú)立電力拖動. Lib。

2 常用電力拖動. Lib庫元件

3 繪制Y-降壓啟動控制線路

1、在電力拖動.ddb文件設(shè)計(jì)管理器環(huán)境下，執(zhí)行【File】【New】命令，在彈出的“New Document”對話框中，雙擊“Schematic Document（原理圖編輯器）”圖標(biāo)或單擊“OK”按鈕，并將名稱改為Y-降壓啟動控制線路. sch，然后進(jìn)入原理圖編輯器環(huán)境。

2、圖紙的設(shè)置

（1）執(zhí)行【Design】【Options】菜單命令，在彈出的文檔屬性對話框中，選擇【Sheet Options】標(biāo)簽。將【Snap】項(xiàng)中的10改為1，便于元件及導(dǎo)線調(diào)整。

（2）執(zhí)行【Tools】【Preferences】【Graphical Editing】標(biāo)簽，將【Add Template to Clip】取消，進(jìn)行Word排版時不需要模板邊框，僅需要電氣圖如圖 5所示，否則出現(xiàn)圖 4現(xiàn)象。

（3）加載電力拖動. Lib元件庫，這個過程大家都很熟悉不在重復(fù)，需要說明，有時候Protel軟件由于系統(tǒng)或病毒等因素不讓添加電力拖動. Lib元件庫，那么可以采取在元件庫直接點(diǎn)擊放置元件【Place】即可。

3、元件放置及調(diào)整

在Y-降壓啟動控制線路. sch原理圖編輯器中放置需要的元件，如空氣開關(guān)、熔斷器、接觸器、熱繼電器、電動機(jī)、按鈕、時間繼電器和接觸器觸頭線圈等，橫平豎直進(jìn)行排列，調(diào)整好元件間距，使電路圖整體比例協(xié)調(diào)美觀，

4、電路連接

使用【DrawingTolls】中的 PlaceLine進(jìn)行連線，有電氣意義節(jié)點(diǎn)時，放置節(jié)點(diǎn)（junction），利用Protel 軟件其獨(dú)特的一些優(yōu)勢，使連線非常方便快捷。

5、文字標(biāo)注

使用【DrawingTolls】中的 PlaceAnnotation進(jìn)行文字標(biāo)注，各個元器件的代號、元器件的技術(shù)數(shù)據(jù)、位置標(biāo)記、說明性標(biāo)記等，線號標(biāo)注會將其功能發(fā)揮的極致。繪制完成的電氣原理圖如圖4 所示。

4 將電路圖復(fù)制到Word

像普通圖畫一樣，就是經(jīng)過簡單地選中、復(fù)制和粘貼就插入到Word文檔，甚至可以插入到Flash場景中，經(jīng)過放大、按鈕和場景重組制作就可實(shí)現(xiàn)動畫顯示。如果使用元件Part進(jìn)行元件標(biāo)注，需注意在電路圖上下左右放置節(jié)點(diǎn)（junction），并將顏色改為白色，否則，復(fù)制電路圖會出現(xiàn)斷線、少線，缺少文字標(biāo)注等現(xiàn)象。將【Add Template to Clip】取消，其效果如圖 5所示。

5 Protel軟件常用操作

1、圖紙縮放 Page Up/Page Down

2、放置元件 雙擊/Place

3、元件屬性 Tab /雙擊元件

4、刪除元件 單擊元件然后 按Delete鍵

5、翻轉(zhuǎn) 空格Space90度翻轉(zhuǎn) ，X 水平翻轉(zhuǎn)，Y 垂直翻轉(zhuǎn)

6、元件移動 分別移動一倍Snap柵格，加上Shinf鍵可移動10倍Snap柵格

7、用“T”加注釋，“導(dǎo)線線號”。

6 結(jié)束語

Protel 是電子電路設(shè)計(jì)專用軟件，通過擴(kuò)充元件庫，非常適應(yīng)于機(jī)電行業(yè)，可以讓專用人員很輕松地完成從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個過程。筆者經(jīng)過多年電氣自動化教學(xué)，發(fā)現(xiàn)電路圖不是先掃描再圖像處理，就是通過電腦bmp畫圖或很專業(yè)繪圖軟件來完成，其效果要么粗糙，要么很難掌握，通過電力拖動. Lib設(shè)計(jì)擴(kuò)充，很方便地實(shí)現(xiàn)了電子電路圖與電工電路圖的融合，繪制高質(zhì)量的電路圖。

參考文獻(xiàn)

篇5

(1)學(xué)生掌握的專業(yè)知識參差不齊，而電子設(shè)計(jì)所用的集成芯片種類型號繁多，學(xué)生必須學(xué)會自己查閱資料，尤其要會查閱英文資料。

(2)學(xué)生雖有一定的動手能力，但容易僅憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)玫皆骷苯釉陔娐钒迳线M(jìn)行焊接，往往導(dǎo)致功能測試時糾錯困難。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生利用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行硬件原理圖的設(shè)計(jì)是發(fā)展的必然趨勢。

(3)學(xué)生制作出的電子作品外觀布局多樣，如何將設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行科學(xué)PCB制板能力制板，才能方便焊接，且減少相互干擾，是設(shè)計(jì)最終成功的關(guān)鍵。

(4)學(xué)生在焊接技術(shù)不夠嫻熟，使得電子作品調(diào)試不能完全達(dá)到要求，焊接的好壞，直接關(guān)系到電子產(chǎn)品或制作的質(zhì)量。為了取得好的賽績，必須著力培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)制作的綜合能力，即查閱資料、硬件原理圖的設(shè)計(jì)、電路板的布線與制作、焊接功能測試能力。其中硬件原理圖的設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是教學(xué)中的突出難點(diǎn)。

二、Proteus硬件仿真技術(shù)改革電子設(shè)計(jì)大賽教學(xué)內(nèi)容

電子設(shè)計(jì)大賽采取理論教學(xué)與制作訓(xùn)練結(jié)合的集訓(xùn)思路對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。理論部分進(jìn)行模塊化分解包括:基本元件;傳感器;集成芯片部分。教師按此分類進(jìn)行模塊化理論教學(xué)，學(xué)生通過模塊來構(gòu)建自己的知識結(jié)構(gòu)，形成個體獨(dú)特的知識體系。制作訓(xùn)練部分包括:電子儀器和Proteus仿真軟件的使用;常用的基本單元模塊的設(shè)計(jì)和制作;綜合電子制作訓(xùn)練。理論教學(xué)和制作訓(xùn)練在時間安排上遵循交替進(jìn)行原則，并增加了Proteus硬件仿真技術(shù)的應(yīng)用。Proteus是英國Lab-centerelectronics公司于1989年開發(fā)的一款電路仿真軟件，擁有豐富的元器件、各種虛擬儀器、圖形化的分析功能，現(xiàn)已在全球50多個國家得到應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于高校的大學(xué)生或研究生電子學(xué)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)以及公司實(shí)際電路設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。Proteus主要由兩部分組成:ISIS原理圖設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng);ARES印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。硬件原理圖的設(shè)計(jì)能力是困擾學(xué)生的突出難題，也是保障電子設(shè)計(jì)制作成功的重要前提。因此，在電子設(shè)計(jì)大賽中將主要應(yīng)用Proteus軟件的ISIS原理圖設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng)輔助教學(xué)。Proteus軟件硬件原理圖設(shè)計(jì)及仿真的具體步驟為:新建設(shè)計(jì)文件并設(shè)置圖紙參數(shù)和相關(guān)信息;放置元器件;對原理圖進(jìn)行布線;利用ISIS提供的電氣規(guī)則檢查命令檢查原理圖，調(diào)整原理圖布局;電路運(yùn)行調(diào)試。

三、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計(jì)大賽中的教學(xué)實(shí)施

Proteus硬件仿真技術(shù)作為一種先進(jìn)的教學(xué)手段，貫穿應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)大賽的理論教學(xué)和制作訓(xùn)練教學(xué)全過程。

1．Proteus硬件仿真技術(shù)在理論教學(xué)中應(yīng)用Proteus軟件提供了很多種類的虛擬仿真工具，包括探針、虛擬儀器、信號發(fā)生器、仿真圖表等。Proteus軟件的虛擬仿真模式包括交互式動態(tài)仿真和基于圖表的靜態(tài)仿真。采用虛擬演示實(shí)驗(yàn)的方法，將Proteus仿真技術(shù)引入電子設(shè)計(jì)大賽理論教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以通過多媒體展示電路的仿真情況，形象地講解電路理論及原理，使學(xué)生清晰觀察到電路運(yùn)行的現(xiàn)象、信號波形以及各種參數(shù)曲線，從感性上加深對電路原理與性能的理解，直觀地掌握教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)的效果與效率。以非門電路組成非對稱型振蕩電路為例，電路的基本工作原理是利用電容器的充放電。當(dāng)輸入電壓達(dá)到非門的閥值電壓Vth時，非門的輸出狀態(tài)發(fā)生變化。因此，電路輸出地脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。通過Proteus軟件的交互式動態(tài)仿真方式，采用虛擬示波器輸出電路中的四處節(jié)點(diǎn)波形，從波形結(jié)果發(fā)現(xiàn):非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的，輸出脈沖寬度tw1=RC，tw2=1．2RC，T=2．2RC。通過調(diào)節(jié)R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，改變C實(shí)現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變R實(shí)現(xiàn)輸出頻率的細(xì)調(diào)。

2．Proteus硬件仿真技術(shù)在制作訓(xùn)練中應(yīng)用

制作訓(xùn)練采用循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行，制作訓(xùn)練初期主要是電子儀器和Proteus軟件的使用;從制作訓(xùn)練中期開始，需針對常用的基本單元模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作;制作訓(xùn)練后期，以往屆賽題和模擬賽題為訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行綜合電子制作。通過分析往屆賽題發(fā)現(xiàn)，計(jì)數(shù)顯示電路的設(shè)計(jì)訓(xùn)練是賽前培訓(xùn)的重點(diǎn)之一。現(xiàn)以一款數(shù)字顯示倒計(jì)時定時基本單元電路的設(shè)計(jì)為例，該電路適用于各種需要定時的場合，如電話定時、路燈定時、某一種狀態(tài)或過程控制定時等。按照Proteus硬件原理圖設(shè)計(jì)步驟，電路主要由計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生電路、減法計(jì)數(shù)與數(shù)字顯示電路組成。其中計(jì)數(shù)脈沖產(chǎn)生電路可以由NE555芯片按照多諧振蕩電路進(jìn)行接線，也可以由簡單的門電路產(chǎn)生，還可以由運(yùn)放電路產(chǎn)生，此處簡要地用矩形波信號源表示計(jì)數(shù)脈沖輸入信號。減法計(jì)數(shù)與數(shù)字顯示電路主要由可預(yù)置4位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器U1(74HC193)、U2(譯碼/驅(qū)動CD4511)、U3共陰極七段數(shù)碼管組成。R2與C1組成預(yù)置數(shù)電路，在通電瞬間對U1(74HC193)進(jìn)行預(yù)置數(shù)9。之后，U1的4腳每接收到一個負(fù)脈沖，U1計(jì)數(shù)一次并減一，數(shù)碼顯示由9變成8，當(dāng)定時時間一到，顯示器顯示0，并且U1的13腳TCD輸出一負(fù)脈沖，由該信號驅(qū)動各種執(zhí)行元件，如晶體管、晶閘管、繼電器、光耦合器等。本電路作為一款通用基本電路，只需稍作改動就可實(shí)現(xiàn)多種功能，例如需要進(jìn)行兩位數(shù)顯示，只需改用兩片74HC193分別對個位和十位進(jìn)行計(jì)數(shù)，再用兩片CD4511驅(qū)動兩位數(shù)字顯示即可;如果需要實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時定時報(bào)警功能，只需利用U1(74HC193)的13腳TCD作為觸發(fā)信號連接驅(qū)動蜂鳴器的執(zhí)行電路即可。采用Proteus硬件仿真技術(shù)，在原理圖設(shè)計(jì)階段就可以進(jìn)行評估，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路是否達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo)，還可以通過改變元器件參數(shù)使整個電路的性能最優(yōu)化，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)時間與經(jīng)費(fèi)，提高了設(shè)計(jì)效果和質(zhì)量。

四、Proteus硬件仿真技術(shù)在電子設(shè)計(jì)大賽中實(shí)施的效果評價(jià)

1．Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了多媒體教學(xué)平臺

Proteus軟件為理論教學(xué)提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)、演示和電路分析。教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種電路的特性，講解各種參數(shù)改變對電路的影響，幫助學(xué)生突破抽象的難點(diǎn)知識的理解，形成扎實(shí)系統(tǒng)的知識體系。

2．Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了虛擬實(shí)訓(xùn)平臺

Proteus軟件所提供的一系列元件庫，既能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)箱固定模塊的驗(yàn)證功能，還能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，整個過程不受時間、空間限制，突破了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室的局限性，克服了學(xué)校經(jīng)費(fèi)不足和儀器設(shè)備不足對教學(xué)指導(dǎo)的困擾。

3．Proteus為電子設(shè)計(jì)大賽提供了創(chuàng)新平臺

Proteus軟件提供的硬件仿真功能，為電子設(shè)計(jì)大賽注入了活力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的電子設(shè)計(jì)方法，有效地提高了學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力以及創(chuàng)新發(fā)揮的能力。

五、結(jié)語

篇6

教學(xué)做合一教學(xué)模式，是陶行知先生所創(chuàng)建的“生活教育”理論體系中最富有建設(shè)性、最具有可操作性的分支理論。教學(xué)做一體化教學(xué)模式，是通過設(shè)計(jì)和組織，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合于一體的一種教學(xué)模式。一體化教學(xué)模式應(yīng)該充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生的技能為目標(biāo)”的教學(xué)理念，師生雙方共同參入教學(xué)的全過程，在教中學(xué)、學(xué)中做，做中學(xué)，融教、學(xué)、做于一體。筆者通過在教學(xué)一線的實(shí)踐探索經(jīng)歷，來介紹航空電子技術(shù)與應(yīng)用課程在教學(xué)做合一教學(xué)模式下項(xiàng)目———串聯(lián)穩(wěn)壓電源的制作的具體實(shí)施過程。

二、串聯(lián)穩(wěn)壓電源項(xiàng)目的教學(xué)過程及內(nèi)容

通常對于原理圖的學(xué)習(xí)對高職院校的學(xué)生是一個難點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)按照半導(dǎo)體二極管、三極管等等的介紹完了之后，學(xué)生仍然不能識讀原理圖。教學(xué)做合一的方法運(yùn)用到原理圖的識別這個知識點(diǎn)時，筆者采用倒推法教學(xué)，先給出原理圖，讓學(xué)生先查找、歸納元器件，進(jìn)而帶著問題學(xué)習(xí)圖中元器件性能，識讀單元電路，最終完成原理圖的學(xué)習(xí)任務(wù)。下面介紹項(xiàng)目具體如何通過5個任務(wù)模塊進(jìn)行實(shí)施。

1、任務(wù)一元器件符號的認(rèn)知

學(xué)生先查找元器件符號、歸納元器件的種類，并且列表，教師分類講解這些元器件，使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)元器件性能及作用。比較傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大大增強(qiáng)了。

2、任務(wù)二單元電路的認(rèn)知

學(xué)生學(xué)習(xí)完元器件的認(rèn)知后，老師把圖一勾出原理圖中的單元電路:橋式全波整流電路、電容濾波電路、調(diào)整電路、基準(zhǔn)電路、取樣電路。讓后引導(dǎo)學(xué)生逐一學(xué)習(xí)，畫出每部分單元電路處理后的信號波形，講解清楚電路的原理圖結(jié)構(gòu)。

3、任務(wù)三元器件的識別與檢測

參照原理圖一，以小組為單位發(fā)放電路板中所需要的元器件，進(jìn)行元器件的識別與清點(diǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)。通過元器件的識別完成元器件符號與實(shí)際元器件的對照，然后結(jié)合元器件的性能與作用，進(jìn)行元器件檢測的教學(xué)任務(wù)。

4、任務(wù)四電路板的安裝與焊接

指導(dǎo)學(xué)生按照工藝要求進(jìn)行電路板的安裝:小功率元件貼底板安裝，色環(huán)電阻順序一致，先裝配矮的元件再裝配高的元件，元件安裝前必須先矯形，有極性的元器件安裝前必須要注意正負(fù)極等等。這些工藝要求在任務(wù)實(shí)施的過程中以投影的方式打出來，提醒學(xué)生邊做邊學(xué)。電路板的焊接需要學(xué)生由老師指導(dǎo)焊接要領(lǐng)練習(xí)4學(xué)時再進(jìn)行項(xiàng)目電路板的焊接。

5、任務(wù)五電路板的調(diào)試與參數(shù)測試

電路板安裝完成之后，引導(dǎo)學(xué)生對電路板的好壞進(jìn)行調(diào)試，并對電路中關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測量。直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試需要外接變壓器輸出12伏交流電對電路進(jìn)行供電，整流濾波后輸出15伏的直流電，經(jīng)過取樣電路中RP1中心抽頭的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出8－14伏可調(diào)的直流電壓。根據(jù)這些基本參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生找到電路板上對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行測試。

三、串聯(lián)穩(wěn)壓電源項(xiàng)目的實(shí)施結(jié)果及評價(jià)

篇7

我公司運(yùn)輸部配電室高壓配電柜真空斷路器，該控制電路存在一定缺陷:斷路器合閘后儲能彈簧一直處于儲能狀態(tài)，容易造成儲能彈簧變形損壞，無法進(jìn)行合閘。當(dāng)高壓線路出現(xiàn)單相接地故障時，無法使斷路器分閘，極易導(dǎo)致燒壞設(shè)備。此外，斷路器無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離停送電操作，致使停電時間延長，影響運(yùn)輸生產(chǎn)。因此，需要對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，以保證運(yùn)輸生產(chǎn)供電。

2真空斷路器儲能電路改進(jìn)

2．1原理儲能電路原理圖見圖1(虛線框除外，圖中采用現(xiàn)場圖紙文字代號)。儲能電路由交流220V供電。當(dāng)儲能開關(guān)HK處于“合”的位置時，儲能電動機(jī)M通電旋轉(zhuǎn)拉動彈簧儲能。當(dāng)儲能到位后，觸動限位開關(guān)CK，斷開電動機(jī)回路，儲能電動機(jī)停轉(zhuǎn)。然后，儲能指示燈BD亮，表示儲能完畢，可以進(jìn)行合閘操作。2．2改進(jìn)為了保證斷路器合閘后儲能電路可靠斷開，儲能彈簧不長期處于儲能狀態(tài)，在儲能電路的儲能開關(guān)HK之前串接一組斷路器的常閉輔助觸點(diǎn)DL圖1儲能電路(圖1虛線框部分)。這樣，當(dāng)斷路器合閘后，它的常閉輔助觸點(diǎn)DL斷開，切斷了儲能電路電源，電動機(jī)無法再對儲能彈簧儲能。只有當(dāng)斷路器分閘后，常閉輔助觸點(diǎn)DL再次閉合，才可以操作儲能開關(guān)進(jìn)行儲能，進(jìn)行下一次合閘。

3真空斷路器控制電路改進(jìn)

3．1原理控制電路原理圖見圖2(虛線框除外，圖中采用現(xiàn)場圖紙文字代號)。控制電路由交流220V供電。斷路器合閘時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)KK至合閘位置，接通合閘線圈HQ，使斷路器合閘。合閘后，接通合閘指示燈HD，顯示合閘完畢。分閘時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)KK至分閘位置，接通分閘線圈TQ，使斷路器分閘。分閘后，接通分閘指示燈LD，顯示分閘完畢。

3．2改進(jìn)當(dāng)高壓線路出現(xiàn)單相接地故障時，需要斷路器跳閘。為此，在斷路器分閘回路并聯(lián)一組電壓繼電器的常開觸點(diǎn)XJJ(圖2虛線框部分)。此電壓繼電器線圈串接于三相五柱式電壓互感器(接法為YNynd)的輔助繞組回路。當(dāng)三相電路正常工作時，即無接地故障時，回路內(nèi)電壓為零;當(dāng)一相接地時，開口三角形兩端出現(xiàn)近100V的零序電壓，使電壓繼電器動作，接于斷路器跳閘回路的常開觸點(diǎn)XJJ閉合，接通斷路器跳閘回路，斷路器可靠分閘，保證了人身和設(shè)備安全。

4真空斷路器遠(yuǎn)距離操作改進(jìn)

斷路器儲能電路遠(yuǎn)距離操作原理圖見圖3，真空斷路器控制電路遠(yuǎn)距離操作原理圖見圖4(虛線框除外，均采用現(xiàn)場圖紙文字代號)。從斷路器的儲能電路和控制電路原理圖可知，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作并不難，只需從儲能開關(guān)兩端和控制斷路器的轉(zhuǎn)換開關(guān)分、合閘觸點(diǎn)兩端并聯(lián)出兩根導(dǎo)線，給它們一個觸發(fā)信號，接通儲能電路和分合閘電路，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。圖3儲能電路遠(yuǎn)距離操作原理圖改進(jìn)后的原理圖把三個中間繼電器的三個常開觸點(diǎn)ZJ1、ZJ2、ZJ3分別并聯(lián)到儲能開關(guān)HK、轉(zhuǎn)換圖4控制電路遠(yuǎn)距離操作原理圖開關(guān)KK分合閘觸點(diǎn)兩端(圖3、圖4虛線框部分)。首先，給HK中間繼電器ZJ1線圈一個持續(xù)時間為20s的電壓，使它的常開觸點(diǎn)閉合，接通儲能回路;經(jīng)過15s左右儲能完畢，儲能監(jiān)測指示燈BD亮。然后，給中間繼電器ZJ2線圈一個脈沖電壓，時間為3s，使它的常開觸點(diǎn)閉合，接通合閘回路，使斷路器合閘。合閘監(jiān)測指示燈HD亮，表示合閘完畢。分閘時，給中間繼電器ZJ3線圈一個脈沖電壓，時間為3s，使它的常開觸點(diǎn)閉合，接通分閘回路，使斷路器分閘。分閘監(jiān)測指示燈LD亮，表示分閘完畢。中間繼電器的線圈由遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)控制。

5實(shí)施效果

篇8

【關(guān)鍵詞】Cortex-M3；FPGA；頻譜特性；帶寬增益積

通用運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)放）芯片種類繁多，在電子設(shè)計(jì)很常用，性能有很大差異。在運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)中，帶寬增益積（1）是重要技術(shù)指標(biāo)之一，本文設(shè)計(jì)的通用運(yùn)放測試儀能夠測試運(yùn)放的帶寬增益積。

通用運(yùn)放測試儀由Cortex-M3單片機(jī)（2）、FPGA、測試模塊、鍵盤、LCD顯示組成。其主控芯片Cortex-M3（3）單片機(jī)是一款低功耗處理器，是專為深度嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，集合了高性能、低功耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)。LPC1768內(nèi)部具有8路12位精度的AD轉(zhuǎn)換通道，12位轉(zhuǎn)換時間達(dá)到200KHz，轉(zhuǎn)換電壓0～3.3V；2個SPI接口（4）及控制器，具有同步、串行、全雙工通信和可編程的數(shù)據(jù)長度。

通用運(yùn)放測試儀工作時通過鍵盤控制掃頻的范圍，Cortex-M3單片機(jī)將各個頻率控制字通過SPI接口傳送給FPGA，F(xiàn)PGA接收到頻率控制字后，通過DDS模塊及D/A模塊輸出正弦波，正弦波是測試電路的輸入信號。測試電路由被測運(yùn)放組成運(yùn)算放大器，測試電路的輸出信號送至Cortex-M3單片機(jī)。Cortex-M3將接收到的信號首先計(jì)算出其有效值，再將有效值與輸入信號比較，掃頻計(jì)算得到帶寬增益積。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

下面說明測試電路模塊（5）、FPGA掃頻信號源模塊、Cortex-M3單片機(jī)模塊、軟件的設(shè)計(jì)方法。

一、測試電路

運(yùn)放工作時的輸入電阻和反饋電阻大小不一，測試電路模塊為運(yùn)放工作選擇不同的電阻，能夠測試多種運(yùn)放。模塊由NE555（6）、CD40161（7）、74HC138、指示電路、CD4051、運(yùn)放等組成。

NE555產(chǎn)生可編程4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器CD40161所需的時鐘信號，74HC138譯碼后通過CD4051選擇不同電阻，框圖如圖2所示。

圖2 測試電路模塊框圖

由NE555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路原理圖如圖3所示。

可編程4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器CD40161電路原理圖如圖4所示。

運(yùn)算放大器的外接電阻由電子開關(guān)CD4051根據(jù)74HC138的譯碼地址選擇，可以選擇8種不同的運(yùn)放外接電阻。其電路原理圖如圖5所示。

圖3 時鐘產(chǎn)生電路原理圖

圖4 計(jì)數(shù)器電路原理圖

圖5 運(yùn)放電阻選擇電路原理圖

圖6 基于FPGA的掃頻信號源

二、FPGA模塊設(shè)計(jì)

FPGA模塊設(shè)計(jì)采用的主控芯片是Altera公司生產(chǎn)的CycloneⅡ系列的FPGA芯片EP2C8Q208C8N，該系列的芯片是目前市場上性價(jià)比較高的芯片，與第一代芯片相比，有較大的改進(jìn)，價(jià)格也可以被廣大客戶所接受。EP2C8Q208C8N的核心供電電壓為1.2V，共有多達(dá)138個I/O口，內(nèi)部有2個鎖相環(huán)，16萬RAM bit，最高工作頻率可達(dá)320MHz。

掃頻信號源是由FPGA與電路組成，其電路有D/A轉(zhuǎn)換電路、調(diào)理電路、濾波輸出。信號源的工作原理是：FPGA通過SPI接口接收來自于Cortex-M3單片機(jī)的指令和頻率控制字，F(xiàn)PGA對頻率控制字進(jìn)行判斷，從ROM中提取與頻率控制字對應(yīng)的正弦波數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)輸出至D/A轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生該頻率的正弦階梯波，經(jīng)過調(diào)理電路提高波形的電壓和功率，濾波器濾除D/A轉(zhuǎn)換時帶來的高次諧波，最后輸出為連續(xù)的正弦波。其原理框圖如圖6所示。

D/A轉(zhuǎn)換電路的芯片是AD9708，是一款高速DAC芯片，兼容8位、10位和12位并行數(shù)據(jù)輸入，轉(zhuǎn)換速度高達(dá)125MSPS，精度可達(dá)1/4LSB，工作電壓為3V和5V，內(nèi)部有1.2V的參考電壓，也可外接參考電壓，該芯片與一般的DAC芯片沒有太大區(qū)別，工作模式配置好即可工作，本測試儀使用的是8位精度的DAC。電路原理圖如圖7所示。

圖7 D/A轉(zhuǎn)換電路

圖8 調(diào)理電路

圖9 濾波輸出電路

圖10 LPC1768系統(tǒng)框圖

圖11 Cortex-M3單片機(jī)流程圖

調(diào)理電路放大D/A轉(zhuǎn)換后的輸出電壓。其MAX4450是一款高速高性能的芯片，它的通頻帶為210MHz，轉(zhuǎn)換速率可達(dá)485V/us，很好地滿足了設(shè)計(jì)的要求，其原理如圖8所示，同相放大電路的放大倍數(shù)為5.25倍，滿足設(shè)計(jì)的需要。

濾波輸出電路的設(shè)計(jì)是為了濾除D/A轉(zhuǎn)換時帶來的高次諧波，高次諧波會影響到D/A輸出的結(jié)果。本次設(shè)計(jì)的濾波器是二階巴特沃斯低通濾波器，其阻帶衰減速率為-40dB/10倍頻，采用了無限增益多路反饋電路。電路圖如圖9所示。

三、基于LPC1768的Cortex-M3單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)

LPC1768的Cortex-M3單片機(jī)負(fù)責(zé)信號源的控制、SPI接口的數(shù)據(jù)傳輸管理、A/D轉(zhuǎn)換、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和LCD顯示等。LPC1768的電路主要有：按鍵電路、SPI接口電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、LCD接口電路等。其原理圖如圖10所示。

工作時LPC1768首先根據(jù)按鍵選擇的頻率范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將頻率控制字傳送給FPGA；被測電路的輸出信號再由LPC1768控制A/D轉(zhuǎn)換，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的集中處理，判斷出3dB帶寬，在LCD上顯示出帶寬增益積。

四、帶寬增益積的計(jì)算

帶寬增益積（GBW）顧名思義，就是頻帶寬度（BW）與增益（G）的乘積，由于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時就將增益（G）的值設(shè)置為1，所以，根據(jù)帶寬增益積（GBW）的定義可以得到：

測量到頻帶寬度就可得到帶寬增益積的值。測量時先設(shè)定FPGA輸出的正弦波（即被測電路的輸入信號）幅值為100mV，被測系統(tǒng)的增益（G）固定為1，將LPC1768多次測量的結(jié)果依次分別與100mV相比較，若所測量點(diǎn)的幅值衰減為初始幅值的0.707倍，即70.7mV時，該測量點(diǎn)即為頻率截止點(diǎn)，而該點(diǎn)所對應(yīng)的頻率即為頻帶寬度，由此帶寬增益積可知。

五、軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的FPGA相當(dāng)于一個信號源，程序比較簡單。這里給出Cortex-M3單片機(jī)程序流程圖如圖11所示。

六、結(jié)束語

本系統(tǒng)采用性能優(yōu)良的主流芯片，以單片機(jī)為核心控制各個模塊工作，設(shè)計(jì)方案合理。在軟硬件設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行逐級調(diào)試，逐級調(diào)試成功后再優(yōu)化處理，使之工作在最佳狀態(tài)。不足之處是受制于系統(tǒng)的工作速度，測試高速運(yùn)放會力不從心，測試中低速運(yùn)放則性能良好。

參考文獻(xiàn)

[1]Martin Hartley Jones A practical introduction to electronic circuits，Cambridge University Press，1995.page 148J.

[2]ARM Limited.Cortex-M3 Technical Reference Manual.2006.

[3]NXP Limited.UM10360 LPC17xx User manual（Rev.2）.2010.

[4]Lei Jinhong.Design and implementation of a fault diagnosis system.[M].Control Conference（CCC），2012 31st Chinese，2012.

[5]Robert L.Boylestad，Louis Nashelsky.Electronic Devices and Circuit Theory Ninth Edition.Electronic Industry Press.2007.

篇9

關(guān)鍵詞：深圳地鐵2號線、給排水電動蝶閥控制箱、雙線雙點(diǎn)控制、雙線單點(diǎn)控制

中圖分類號：S276文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

Shenzhen the underground water and drain electric water valve

control of the cases of design analyses

Shen Ruitian

(Design and Research Institute of metro, China Railway Eryuan Engineering Group Co.Ltd. Chengdu, 610031)

Abstract: Shenzhen Underground Line 2 Water and drain electric water valve control by two line of control points to two lines form a control，Changes, Shenzhen Underground Line 2 to meet the requirements and use，the same time, Control way is more simple, applicability better. This article by the way of control the study in order to be helpful to some-like research direction and projects.

Keywords: Shenzhen Underground Line 2 ；Water and drain electric water valve control boxes；Double line of control point；Two lines form a control

一、概述

深圳地鐵2號線給排水專業(yè)設(shè)計(jì)時，考慮接市政管網(wǎng)消防水管、市政接駁用水管等進(jìn)線處統(tǒng)一設(shè)置電動蝶閥，電動蝶閥控制箱采用BAS、FAS系統(tǒng)雙線控制模式，在緊急模式下（如區(qū)間水管爆管、水質(zhì)污染等緊急情況），可通過FAS系統(tǒng)遠(yuǎn)程硬線控制，將電動蝶閥關(guān)閉，切斷水管，解除險(xiǎn)情或避免進(jìn)一步大面積污染。

本文重點(diǎn)介紹深圳地鐵2號線給排水電動蝶閥控制箱2種控制設(shè)計(jì)方案：雙線雙點(diǎn)控制方案、雙線單點(diǎn)控制方案。并通過邏輯判斷、分析和對比，將設(shè)計(jì)簡單、適用性更好的一種方案作為推薦方案，在深圳地鐵2號線中使用，并以期對同類工程有所參考。

二、方案一：雙線雙點(diǎn)控制

由于給排水專業(yè)電動蝶閥執(zhí)行器電機(jī)采用的是獨(dú)立繞組雙向電機(jī)，即“開向”是一路繞組電路，“關(guān)向”是另一路繞組電路。這種配電模式優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)“開向、關(guān)向”配電電路突然失電時，蝶閥葉片可以靜止不動，不會發(fā)生復(fù)位現(xiàn)象，不會發(fā)生水管堵塞或敞開現(xiàn)象。具體控制電路詳見控制原理圖1和2，如下：

控制原理圖1

控制原理圖2

從控制原理圖1、2可以看出，在遠(yuǎn)程控制模式下，電動蝶閥控制箱與BAS系統(tǒng)（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）、FAS系統(tǒng)(火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng))主要關(guān)系如下：

1、電動蝶閥控制箱與BAS系統(tǒng)的接口

狀態(tài)信號3個：開到位狀態(tài)、關(guān)到位狀態(tài)、本地/遠(yuǎn)程狀態(tài)；控制箱提供無源接點(diǎn)。

控制信號2個：開閥控制、關(guān)閥控制，BAS系統(tǒng)提供220V無源接點(diǎn)。

2、電動蝶閥控制箱與FAS系統(tǒng)的接口

狀態(tài)信號2個：開到位狀態(tài)、關(guān)到位狀態(tài)，控制箱提供無源接點(diǎn)。

控制信號2個：開閥控制、關(guān)閥控制，F(xiàn)AS系統(tǒng)提供220V無源接點(diǎn)。

由于電動蝶閥控制箱開閥、關(guān)閥控制獨(dú)立，且開閥、關(guān)閥均預(yù)留雙點(diǎn)控制功能，是典型的雙線雙點(diǎn)控制方式，此控制也可以通過控制箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換開關(guān)“SA2”實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程/就地控制切換，并且開閥、關(guān)閥控制動作通過中間繼電器KA3、KA4互鎖，當(dāng)DOS1、DOS2一路接通時BAS或FAS系統(tǒng)，中間繼電器KA3得電，KA3常閉觸點(diǎn)斷開，因此關(guān)閥回路無法得電，故無法動作。反之，原理同上。

本控制原理圖雖然可以實(shí)現(xiàn)雙線雙點(diǎn)控制，但在緊急狀況下（如區(qū)間水管爆管等緊急情況），應(yīng)首先將BAS系統(tǒng)無源接點(diǎn)斷開，才能通過FAS系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，將電動蝶閥執(zhí)行器關(guān)閉或打開。因此控制原理圖1、2存在一定安全隱患。

三、方案二：雙線單點(diǎn)控制

基于以上原因和考慮FAS系統(tǒng)擁有優(yōu)先控制功能，故將給排水電動蝶閥控制箱由雙線雙點(diǎn)控制方式改為雙線單點(diǎn)控制方式，具體控制電路詳見控制原理圖3和4，如下：

控制原理圖3

控制原理圖4

從控制原理圖3、4可以看出，給排水電動蝶閥控制箱開閥、關(guān)閥控制獨(dú)立，并可通過電動蝶閥控制箱內(nèi)就地轉(zhuǎn)換開關(guān)“SA2”實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程/就地控制轉(zhuǎn)換。但是開閥、關(guān)閥動作只通過中間繼電器KA3實(shí)現(xiàn)，開閥電路OLS與KA3常開主觸點(diǎn)相連，關(guān)閥電路CLS與KA3常閉主觸點(diǎn)相連。因此開閥、關(guān)閥在主回路同樣具備互鎖功能，滿足獨(dú)立繞組雙向電機(jī)受電要求。且BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)控制級別平行，都可同時操作電動蝶閥控制動作，在緊急狀況下，只需將BAS、FAS系統(tǒng)無源接點(diǎn)斷開，可將電動蝶閥關(guān)閉。

因此從控制原理圖3和4中，得到電動蝶閥控制箱與BAS系統(tǒng)、FAS系統(tǒng)主要關(guān)系如下：

1、電動蝶閥與BAS系統(tǒng)的接口

狀態(tài)信號3個：開到位狀態(tài)、關(guān)到位狀態(tài)、本地/遠(yuǎn)程狀態(tài)；控制箱提供無源接點(diǎn)。

控制信號1個：開/關(guān)閥控制BAS系統(tǒng)提供220V無源接點(diǎn)。

2、電動蝶閥控制箱與FAS系統(tǒng)的接口

狀態(tài)信號2個：開到位狀態(tài)、關(guān)到位狀態(tài)；控制箱提供無源接點(diǎn)。

控制信號1個：開/關(guān)閥控制：FAS系統(tǒng)提供24V直流有源接點(diǎn)，使控制箱內(nèi)DC24V中間繼電器KA4受電，達(dá)到控制KA4常開主觸點(diǎn)KA4開或關(guān)動作，實(shí)現(xiàn)FAS系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制功能。

四、總結(jié)

本文重點(diǎn)介紹了給排水電動蝶閥控制箱雙線雙點(diǎn)控制和雙線單點(diǎn)控制方案，在對比分析中發(fā)現(xiàn)方案2設(shè)計(jì)更簡單，適用性更好，更符合深圳地鐵2號線給排水電動蝶閥現(xiàn)場控制要求，因此推薦方案二在深圳地鐵2號線中使用，本文通過對2種控制原理方式分析、描述，并得出結(jié)論，希望對同類工程有所參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50157-2003，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國計(jì)劃出版社，2003．

[2] JGJT 16-2008， 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] GB50490-2009，城市軌道交通技術(shù)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社 , 2009.

篇10

本次課程以機(jī)械工業(yè)出版社出版、姚永剛主編的《機(jī)床電器與可編程序控制器》為教材，教學(xué)對象為大專機(jī)電類學(xué)生，以下將給出本堂課的講課教案。

一、組織教學(xué)（2分鐘）

（一）師生問好

（二）清點(diǎn)班級人數(shù)

（三）復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)知識點(diǎn)

二、相關(guān)知識點(diǎn)（8分鐘）

（一）PLC與繼電器控制的區(qū)別：；元器件不同：硬件、軟元件；元件觸點(diǎn)數(shù)目不同：有限、無限；控制電路實(shí)施方式不同：重新接線、程序改編。

（二）S7-200的尋址方式（立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址）

（三）S7-200系列PLC內(nèi)部軟元件（I、Q、V、M、S、SM、L???）

（四）S7-200V4.0的使用方法（演示）

三、新課內(nèi)容（28分鐘）

梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系

（一）講解PLC的梯形圖語言與繼器控制的電氣原理圖的聯(lián)系

選擇一個典型的電氣原理圖包括主電路部分和控制電路部分。

1.設(shè)計(jì)符號表。

2.老師電腦上使用S7-200V4.0編程軟件畫出相應(yīng)的梯形圖，通過投影儀展示給學(xué)生。

3.老師評講指出重點(diǎn)。

（1）氣原理圖的控制線路部分是從上到下的順序，梯形圖則是從左到右的順序。

（2）符號表的使用（能讓我們更好地理解梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系）

（3）觀察梯形圖中觸點(diǎn)的地址，明確該觸點(diǎn)屬于哪一類軟元件（熱繼電器應(yīng)屬于I類，按鈕也屬于I類，接觸器的線圈應(yīng)屬于Q類。

（4）形圖要根據(jù)繼電器控制的電氣原理圖編程。

（二）選擇一個較復(fù)雜的電氣原理圖要求學(xué)生分組討論，并要求每組上交編寫的程序。

1.給出圖形，分組并討論。

2.各組上交編寫的程序。

3.老師對各組上交的程序進(jìn)行評講并給出正確答案。

（1）符號表

（2）程序

四、總結(jié)（2分鐘）