3.4 读识机床电气控制电路图的方法与步骤

读识机床电气控制电路时，要把前面必须先掌握的基础知识和单元电路结合起来，才能达到轻松看图的目的。

3.4.1 机床电气控制电路的特点

机床电气控制装置和设备种类很多，各种装置和设备所使用控制元件的数量不等，其安装位置、接线方法等也各有差异，但不论是进口设备还是国产设备，也不论是大型设备还是小型设备，其电气控制电路的设计一般都遵循一定的规律。知道了这些特点，对我们识图有很大的帮助。

1.多部件设备可分开表示

在电路图上为了便于读识，由多个部件构成的电气元器件和设备可采用集中表示法、半集中表示法或分开表示法，对于较复杂的控制电路多采用分开表示法。同一电气元器件的各部件可以不画在一起，可以根据其在电路中所起的作用分别画在不同的电路中，但属于同一电气上的各部件必须标注相同的文字符号。

由此可见，在读识分开表示的电气控制电路图时，可通过文字符号或项目代号来找出元器件各部分之间的联系，尤其是交流接触器、继电器这类元器件中电磁线圈与其触点之间的对应关系。

2.有些元器件无电磁线圈

对于交流接触器、电压继电器、电流继电器及时间继电器来说，它们触点的动作是由其吸引线圈中电流的接通和断开来实现的。但对于有些电气，如行程开关、压力继电器、速度继电器、按钮开关及温度继电器等是没有吸引线圈的，只有触点。这些触点的动作是依靠外力或其他因素来实现的。因此在读识电气控制电路图时，应注意到这一特殊点，也就是在控制电路图上是找不到这些元器件的吸引线圈的。

3.主电路与其他电路是分开画的

在电气控制电路图中，电源电路、主电路、控制电路、照明电路及信号电路通常是分开画的。

（1）电源电路

电源电路通常采用水平线画法或垂直线画法，三相交流电源的相序L1、L2、L3由上到下或由左至右依次排列画出，中性线N和保护地线PE画在相线下面或最右边。直流电源通常是正端画在上面，负端画在下面。电源开关通常是水平画出的。

（2）主电路

主电路，也就是每个受电的动力装置（如电动机等）及其保护器件（如热保护继电器的热元件、熔断器等），通常是垂直电源线画出的。主电路可以使用单线表示，也可以采用多线来表示。

（3）控制电路和信号电路

控制电路和信号电路通常是垂直画在两条或几条水平电源线之间的。

电气的线圈、信号灯等耗电元器件直接与下方PE水平线连接，而控制触点连接在上方水平电源线与耗电元器件之间。

（4）主、辅电路排列方式

无论主电路还是辅助电路，它们中所使用的电气元器件通常是根据生产设备动作的先后顺序从上至下或从左至右依次排列，可以水平布置，也可以垂直布置。

由此可见，在读识电气控制电路时，也要掌握控制电路在编排上的这一特点，以使读图顺利。有的电气控制电路图上还在每一并联支路旁标出了这部分支路的控制作用，识图时如掌握了这些特点，则在分析控制电路图的工作原理时也就比较容易了。

（5）简单主、辅电路通常画在一起

在电气控制电路中，主电路与辅助电路是相辅相成的，通常是由辅助电路对主电路进行控制以实现某种功能的。对于不太复杂的电气控制电路图，从整体性和读识方便来考虑，主电路与辅助电路通常是画在一起的。

4.交叉导线接点画法

在电气控制电路图中，对于具有直接联系的交叉导线的接点，通常是用小黑点表示的，没有直接联系的交叉导线的接点是不画小黑点的。

5.元件标有位置编号

在电气控制电路图中，有的图纸上各元器件在图中通常标有位置编号，以供寻找对应的元器件，同时也将电路图分成图区，并在图的上方标明电路的用途、作用，在图的下方设置了区号。

6.开关和触点的状态

在电气控制电路图中，各种电气开关和触点的状态，都是以线圈未通电时的状态画出的。

对于开关，是以手柄处于零位时的状态；对于行程开关、按钮等的接点，是以不受外力的状态；对于机械系统，是以原始位置为基础画出的。也就是说，图中表示的是以常态为准的。

必须说明的是，对于某一个电气控制电路，为了实现控制电动机等不同的运行方式，都具有多种相应的工作状态，故在有的电气控制电路图中，为了看图方便，还给出了某一种状态时的状态分析图。故在读识较复杂的电气控制电路图时，依据某一种状态时的状态分析图来解析整个控制系统的控制过程是很有帮助的。

7.接线端有回路标号

在电气控制电路图中，电动机和电气的各接线端子均具有回路标号，读图时应注意这一特点。

3.4.2 机床电气控制接线图的特点

电路接线图是根据相应的电路图而画成的，是以表示电气设备、装置和控制元件之间的相互控制关系为目的的，依据该图可分析出电路的工作过程。

而电气控制接线图则是以表示电气设备、装置和控制元件之间的相互具体接线关系为目的的，通常以接线方便、布线合理为原则而画出的。电气控制接线图上通常标注了每条线所连接的具体位置，每条线上还注明了具体明确的线号。电气控制接线图的特点归纳起来主要有以下几个方面。

1.主、辅电路画图线径表示方法

在机床电气控制接线图中，主电路通常是用粗实线表示，辅助电路用细实线表示。对于每一个线束，通常都给出了导线的根数、型号、截面积及导线的敷设方法、穿线管的种类、管子的直径等。

2.接线图给出的是元件实际位置

在机床电气控制接线图中，图中给出的各元器件的位置，就是该元器件在电气设备或装置中的实际位置。通常又将同一电气的各元器件集中画在一起，然后用虚线框起来。例如，对于交流接触器来说，就是将其线圈、主触点、辅助触点都画在一起并用虚线框起来，使其成为一体，以符合实物的实际情况。

3.图形及文字符号与电路图是一致的

在机床电气控制接线图中，各电气元器件的图形符号和文字符号及端子的编号是与电气控制电路图一致的，这样可便于对照查找。在线束的两端及中间分支出去的每一根导线，在与电气元器件相连接时，在接线端脚处通常都标注了相应的标号，对于同一根导线的若干段，标注的是同一个标号，这对于分清各线的归属提供了很大的方便。

4.反映的是实际电气连接关系

在机床电气控制接线图中，电动机、电气之间的连接是一种实际电气连接关系，图中走线的位置、方向均与电气装置、设备基本相同。对于导线走向相同的多根导线，通常是采用合并画法，画成单线，这样可使接线图变得简单明了，不致太乱。对于控制板内和控制板外的各元器件之间的电气连接，通常是通过接线端子来进行电气连接的，这样便于进行保养和使维修方便。

3.4.3 机床电气控制电路识图要领

机床电气控制设备、装置类型较多，这些设备、装置上的电气控制电路大都不一样，如果不从电路原理上掌握连线规律，诊断电路故障就比较困难。故要修好电气设备或装置，必须读懂和掌握电气控制电路图。尤其是初学者，更要学会如何读识电气控制电路图。这里将读识各种电气控制电路图的识图要领归纳整理如下。

1.认真读几遍图注

图注说明了该机床电气控制电路所有设备的名称及其数码代号，通过读图注可以初步了解该电气控制电路中都使用了哪些元器件。然后通过这些元器件的数码代号在电气控制电路图中找出该元器件，再进一步找出相互的连线、控制关系。这样就可以了解该电气控制电路的特点和构成。

2.分清主、辅电路

在拿到一张机床电气控制电路图时，应该先将整个电路划分一下，可根据以上介绍的主、辅电路的特征来进行，这样可使识图变得简单。然后再按照先看主电路，后看辅助电路的原则进入各个单元电路的识图。这样可使思路清晰，不会造成混乱。

在读识辅助电路时，还可根据各个小回路中控制元件的动作情况，进一频搞清辅助电路是怎样对主电路进行控制的，由此就可对整个控制电路有一个比较全面、完整的理解。在此基础上，对读懂整个电气控制电路的工作原理也就不难了。

3.先看主电路

主电路典型的特征就是用电器所在的电路，看主电路时，通常可按以下步骤进行。

（1）看用电气的使用情况

用电气通常是指消耗电能或者将电能转变为其他能量的电气设备或装置，如常见的电动机、电弧炉及空压机等。

看用电气使用情况时，首先要看清楚主电路中使用了哪些用电气，它们是什么类型的用电气、有哪些作用、在电路中是怎样进行连接的及还有哪些不同的要求等。

（2）看控制元件是怎样控制用电气的

要看清楚主电路中的用电气采用了什么样的控制元件进行控制的，受几个控制元件的控制。例如，在图3-7所示电路中，三相异步电动机M的启动与停止是受交流接触器KM1-1～KM1-3和KM2-1～KM2-3常开主触点控制。

必须说明的是，图3-7所示电路的控制方法仅是一种。实际上，对于电气的控制方法较多，例如：

①有的用电气仅用刀开关来进行控制，这是一种最简单的控制方法。

②有的用电气采用启动器进行控制。

③有的用电气采用交流接触器配合其他继电器进行控制。

④有的用电气采用程序控制器进行控制。

⑤有的用电气直接采用功率放大集成电路进行控制。

以上这些控制方式是依据不同的用电气来选择的，故应分清主电路中用电气与控制元件之间的对应关系。

（3）看其他元件的状态及作用

进一步再看除用电气以外的其他元件，以及这些元器件的作用。对于图3-7所示电路来说，主电路除用电气三相异步电动机M以外，还有交流接触器KM1与KM2的主触点、刀开关QS、热继电器FR的热元件及熔断器FU1～FU3。

主电路各元件和用电气通常比辅助电路中的控制元件少。读识主电路时，可以顺着电源引入端向下（或由下向上）逐次观察。

4.看主电路的供电特性

看主电路的供电时，要了解电源的种类及电压等级，电源分为直流电源与交流电源两大类。

（1）直流电源

主电路有的是由直流发电机供电的，有的是由整流设备供电的。直流电源的电压等级常见的有以下几种，如12V、24V、110V、220V、660V等。

（2）交流电源

主电路多数情况下是由三相交流电网供电的，有的是由交流发电机供电的。交流电源低电压等级常见的有以下几种，即24V、36V、110V、220V、380V等，频率多为50Hz，高频交流发电机输出的交流电频率不为50Hz。

对于如图3-7所示的主电路，电路电源为380V三相交流电，频率为50Hz。

5.再看辅助电路

辅助电路的最大特征是通常都具有控制元件，如交流接触器、继电器及各种控制开关等，故也可以将其称为控制电路。看辅助电路时，通常可按以下步骤进行。

（1）看辅助电路的供电

辅助电路的供电也分为直流电源与交流电源两大类。其中：

①直流电源：辅助电路使用的直流电源常见有以下几种，即12V、24V、110V。

②交流电源：辅助电路使用的交流电源常见为127V、220V、380V几种。其中，127V多是由电源变压器将380V电压降压后得到的；220V是取自三相电源的一根相线（火线）和一根零线；380V是取自三相电源的两根相线。

在同一个电气控制电路中，如主电路供电为交流电，辅助电路供电为直流电，这多是在辅助电路中设置了整流电路，用于将交流电压整流后得到的。

在同一个电气控制电路中，如主电路和辅助电路都为交流供电，则辅助电路的供电通常都来自于主电路。例如，在图3-7及图3-8（a）所示电路中，主电路和辅助电路均采用了交流电供电，辅助电路的供电就是取自主电路FU4与FU5熔断器的右端，故辅助电路也采用380V进行供电。FU4与FU5就是辅助电路的两只熔断器（有的电路上仅用一只熔断器）。

（2）看控制元件的控制关系

看辅助电路中的控制元件时，主要是要搞清楚这些控制元件的作用及其对主电路用电气之间的控制关系。

在电气控制辅助电路中，辅助电路通常是一个大回路（指电源电流回路），而在这个大回路中又包含了若干个小回路，每个小回路又具有一个或多个控制元件。一般来说，主电路中用电气越多，则辅助电路的小回路及控制元件亦越多。

例如，在图3-7与图3-8（a）所示电路中，辅助电路有两个回路。SB1～SB3三只按钮开关是用于控制交流接触器KM1、KM2线圈电流接通或断开的控制元件；而KM1、KM2两只交流接触器是通过其主触点（KM1-1～KM1-3、KM2-1～KM2-3）去控制主电路三相异步电动机M正转和反转的启动（SB2、SB3）和停止（SB1）的。

由上可见，搞清楚辅助电路中各控制元件的动作情况，了解了它对主电路用电气的控制作用，是迅速读懂其他各种电气控制电路图的关键。

（3）看控制元件的互锁关系

在搞清楚了辅助电路中控制元件的控制关系后，进一步还应搞清楚辅助电路中各个控制元件之间的互锁（也称为制约）关系。这对于读懂整个电路图的工作原理也有很大的帮助。

在各种电气装置、电气设备的控制电路中，各个控制元件之间都不是孤立存在的，它们相互之间都存在着某种联系：有的元件之间是控制与被控制的关系；有的则是相互制约关系；有的则是联动关系。在各种电气控制辅助电路中，控制元件之间也存在着上述的各种制约关系。

综上所述，通过看主电路，要搞清楚用电设备是怎样从电源得到供电的，电源是经过哪些元件到达负载的；通过看辅助电路（控制电路），要搞清楚它的回路构成、各元件间的联系（如顺序、互锁等）、控制关系和在什么条件下回路可构成通路或断路，进而搞清整个电气控制电路的工作原理。