IEC标准电气设计PLC.docx
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IEC标准电气设计PLC
IEC标准-电气设计-PLC
IEC
技
术
标
准
二〇〇六年十月
一．IEC电气标准介绍
IEC标准即国际电工委员会（InternationalElectricalCommission），是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。
国际电工委员会的起源是1904年在美国圣路易召开的一次电气大会上通过一项决议。
根据这项决议，1906年成立了IEC，它是世界上成立最早的一个标准化国际机构。
IEC的宗旨是通过其成员，促进电气化、电子工程领域的标准化和有关方面的国际合作，例如根据标准进行合格评定的工作，电气、电子和相关技术方面的合作等。
世界上大多数国家都将IEC标准作为统一电气工程语言的依据。
我国于1986年采用IECll3《简图、表图、表格》、IEC60750《电气技术中的项目代号》及相关文发布了GB/T6988《电气制图》系列标准、GB/T5094《电气技术中的项目代号》等标准。
这些标准，统一了电气制图的规则，为提高电气技术信息交流的速度和质量发挥了重要作用。
随着科学技术的发展，系统和设备越来越复杂，功能越来越完善。
人们对操作和维修却要求越来越简单、易行，希望通过阅读技术文件能正确掌握操作技术和维修方法。
这就要求电气信息的表达更有全局的观念，将复杂的系统作为一个整体、各个单元、或功能、或位置作为系统的一部分，作相应的分层，并给各层中各项目以清晰的符号代号，以利快速检索、查询。
可以说，电气技术的发展对文件编制提出了新的要求。
进入90年代以来，国际电工委员会首先修订了IECll3系列标准，代之以新的标准系列IEC61082《电气技术用文件的编制》，全面规范了电气简图和相关文件的编制规则。
接着在90年代中后期开始陆续发布了IEC61346《工业系统、成套装置与设备以及工业产品——结构原则和检索代号》系列标准，代替了IEC60750，提出了结构与检索的全新概念。
IEC还对文件和文件编制规定了满足信息技术要求的管理方法。
由于机、电早已密不可分，IEC在90年代中后期发布的多个标准，都是IEC与ISO（国际标准化组织）联合起草，适用范围也不仅仅是电，而是一切技术领域。
全国电气文件编制和图形符号标准化技术委员会对口IEC/TC3，一直在密切跟踪国际标准的制订动态，在国家质量技术监督局的大力支持下，正陆续将lEC标准转化为国家标准。
现已将多条IEC发布的标准编入国家标准正式版本，发布为国家标准。
电气制图及相关标准由下属几部分组成：
GB／T6988．1-1997《电气技术用文件的编制第1部分:
一般要求》idtIEC1082-1：
1991
GB／T6988．2-1997《电气技术用文件的编制第2部分:
功能性简图》等idtIEC1082-2：
1993
GB／T6988．3-1997《电气技术用文件的编制第3部分:
接线图和接线表》idtIEC1082-3：
1993
还有一些正在定制或计划定制为国家标准。
这些标准的发布与实施，必将加速我国技术领域的信息化进程。
下面来介绍一下电气技术用文件的编制。
电气图是用图形符号和其他图示法绘制的表示电气系统、装置和设备各组成部分的相互关系及其连接关系，用以表达电气工作原理，描述电气产品的构成和功能，并提供产品装接和使用信息的一种简图。
一）电气技术文件的种类
电气技术文件包括技术人员熟知的概略图、逻辑图、电路图、接线图等电气简图，也包括接线表、元件表、说明书等设计文件。
电气技术文件编制中的文件，按其用途及使用特征等进行分类，主要有：
功能性文件、位置文件、接线文件、项目表及说明文件等。
1．功能性文件
1）概略图
表示系统、分系统、装置、部件、设备中各项目之间的主要关系和连接的、相对比较简单的简图，通常用单线表示法。
示例见图1-1。
2）框图
框图是主要采用方框符号表示的一种概略图。
它概略地描述项目的基本组成和相互关系。
示例见图1-26。
3）网络图
网络图是在地图上表示诸如发电站、变电站、电信设备以及电力线、传输线等网络的一种概略图。
4）功能图
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简图。
它可详细表示系统、分系统、装置、部件、设备等的功能。
当用于分析和计算电路特性或状态时，为等效电路功能简图。
它表示理论的或理想的元件（如R、L、C）及其连接关系的一种功能。
等效电路图中的元件符号一般都是功能性元件符号，不代表实际的元件。
例如图1-2所示的变压器等效电路图，将含有铁心、绕组的变压器实体变成了一个仅含有电阻和电感的电路。
这个图是分析和计算变压器、感应电机电磁特性和运行状态的重要工具。
当主要使用二进制逻辑元件符号时，为逻辑功能简图。
示例见图1-3。
5）电路图
电路图即电原理图，是采用图形符号并按功能顺序排列，表示系统、分系统、装置、部件、设备等实际电路的连接关系的一种简图。
它一般只表示其功能与电气原理，而不需考虑项目的实际尺寸、形状及其位置。
示例见图1-4。
由图可以看出该电动机的控制原理：
接触器KM的触点是由其释放线圈来控制的。
该线圈所在的回路是：
电源相线L——热继电器FR的动断（常闭）触点——按钮S2（常闭）——按钮S1（常开）——接触器KM的释放线圈——电源中性线N。
当按下按钮S1，上述回路接通，接触器KM动作，并通过其常开辅助触点自锁，电动机M起动运转。
其中的热继电器FR起过载保护作用。
6）功能表图
功能表图是用步骤和转换描述控制系统的功能和状态的一种表图。
7）端子功能图
端子功能图是表示功能单元的各端子接口和内部功能的一种简图。
它可采用简化的电路图、功能图、功能表图、顺序表图或文字来表达。
示例见图1-5。
它是某保护继电器组件的端子功能图。
该组件具有两个电流互感器，用以监控主电路中L1和L3两相的电流。
各元件的图形符号已能反映各个组件的保护功能，也可改用文字说明如下：
相线L1中电流超限时，端子11—22接通；相线L3中电流超限时，端子11—21接通；相线L1或相线L3中任一电流超限并持续一段时间（超过整定时间），则端子12—23、13一24和14—25同时接通。
8）顺序表图
顺序表图是表示系统各个单元工作次序或状态的图。
它表示各单元的工作或状态按一个方向排列，并在图上成直角绘出过程步骤或时间。
对其按比例绘出时间轴的顺序表图，即是时序图。
示例见图1-6。
图中，（O～3）min左行，（3～5）min停止，（5～6）min右行，（6～7）min停止，（7～11）min左行，（11～12）min停止。
2．位置文件
1）总平面图
表示建筑工程相对于测定点的位置、服务网络、道路工程、地表资料、进入方式以及工区总体布局的平面图。
2）安装图
表示各项目之间安装位置关系的图。
表示各项目之间连接关系的安装图，即为安装简图。
3）装配图
通常按比例表示一组装配部件的空间位置和形状的图，即为装配图。
经简化或补充以给出某种特定目的所需信息的装配图，即为其布置图。
3．接线文件
1）接线图（表）
接线图（表）是表示或列出装置或设备的连接关系的一种简图（表）。
表示或列出一个结构单元内连接关系的接线图（表），即是单元接线图（表），示例见图1-7所示。
图中跨越线号1、2的折线符号用以表示这两根导线是绞合的。
表示或列出不同结构单元之间的连接关系的接线图（表），即是互连接线图（表）。
表示或列出一个结构单元的端子和该端子上外部连线（或包括内部连线）的接线图（表），即是端子接线图（表）。
示例见图1-8所示。
2）电缆图（表）
电缆图（表）是提供有关电缆，诸如导线的识别标记、两端位置，以及特性、路径和功能等信息的一种简图（表）。
示例见图1-9。
4．项目表
1）元件、设备表
表示构成一个组件的项目，如零件、元件、软件、设备等，以及参考文件的表格。
项目表示例见表1-3（示例，与图1-4对应）。
表1-3元件设备表
序号
项目代号
名称
型号
规格
单位
数量
备注
1
M
电动机
Y
380V，7.5kW
台
1
2
FUl
填式熔断器
RT2
15A
个
3
3
FU2
管式熔断器
R1
1A
个
1
4
KM
交流接触器
CJ20
380V，30A
个
1
5
FR
热继电器
JR8
30A
个
1
6
S1
起动按钮
LA2
250V，5A
个
1
7
S2
停止按钮
LA2
250V，5A
个
1
2）备用元件表
表示用于防护和维修的项目，如零件、元件、软件、散装材料等的表格。
5．说明文件
1）安装说明文件
对一个系统、装置、设备或元件的安装条件以及供货、交付、卸货、安装和测试说明或信息的一种文件。
2）试运转说明文件
对一个系统、装置、设备或元件运转和启动时的初始调节、模拟方式、推荐的设定值，以．及为了实现开发和正常发挥功能所采取有关措施的说明或信息的文件。
3）使用说明文件
对一个系统、装置、设备或元件的使用给出的说明或信息的文件。
4）维修使用说明文件
对一个系统、装置、设备或元件的维修程序、方法给出的说明或信息的文件。
例如，维修或保养手册。
5）可靠性和可维修性说明文件
对一个系统、装置、设备或元件给出其可靠性和可维修性的说明或信息的文件。
6．其他文件
必要时，提供可能需要的其他文件。
例如，手册、指南、样本、图纸和文件清单等。
二）电气制图的图形符号
电气图形符号一般包括图用图形符号、设备用图形符号、标志用图形符号和标注用图形符号等。
它们的表达形式和应用范围是大不相同的。
应用最多的是电气图用图形符号。
此外，还必须标注一些其他文字符号和项目代号，以区别其名称、功能、状态、特征、相互关系、安装位置等。
1、图形符号的组成
图形符号是用于表示电气图中电气设备、装置、元器件的一种图形和符号，是电气制图中不可缺少的要素。
图形符号通常由一般符号、符号要素、限定符号和方框图等组成。
2、图形符号的分类
电气图形符号种类繁多，“GB/T4728”将其分为11类。
1）导线和连接器件
包括各种导线、接线端子、端子和导线的连接、连接器件、电缆附件等。
2）无源元件
包括电阻器、电容器、电感器、铁氧体磁心、磁存储器矩阵、压电晶体、驻极体、延迟线等。
3）半导体管和电子管
包括二极管、三极管、晶闸管、电子管、辐射探测器等。
4）电能的发生和转换
包括绕组、发电机、电动机、变压器、变流器等。
5）开关、控制和保护装置
包括触点（触头）、开关、开关装置、控制装置、电动机起动器、继电器、熔断器、保护间隙、避雷器等。
6）测量仪表、灯和信号器件
包括指示、积算和记录仪表、热电偶、遥测装置、电钟、传感器、灯、喇叭和电铃等。
7）电信：
交换和外围设备
包括交换系统、选择器、电话机、电报和数据处理设备、传真机、换能器、记录和播放器等。
8）电信：
传输
包括通信电路、天线、无线电台及各种电信传输设备。
9）电力、照明和电信布置
包括发电站、变电站、网络、音响和电视的电缆配电系统、开关、插座引出线、电灯引出线、安装符号等。
适用于电力、照明和电信系统和平面图。
10）二进制逻辑单元
包括组合和时序单元、运算器单元、延时单元、双稳、单稳和非稳单元、位移寄存器、计数器和存储器等。
11）模拟单元
包括函数器、坐标转换器、电子开关等。
此外，还有一些其他符号，如机械控制、操作件和操作方法、非电量控制、接地、接机壳和等电位、理想电路元件（电流源、电压源、回转器）、电路故障、绝缘击穿等。
三）文字符号
文字符号是电气图中的电气设备、装置、元器件的种类字符代码和功能字符代码，用以区别各元器件、部件、组件等的名称、功能、状态、特征、相互关系、安装位置等。
电气图中的文字符号应符合国家标准GB/7159-1987《电气技术中的文字符号制订通则》的规定，采用大写拉丁字母正体字表示（“I”、“J”、“O”除外）。
标注在相应的设备、装置、元器件上或近旁。
常用基本文字符号
类别
符号
举例
组件
部件
A
分离元件放大器、磁放大器、激光器、微波激射器、印制电路板
本表其他地方未提及的组件、部件
变换器
B
热电传感器、热电池、光电池、测功计、晶体筷能器、送话器、拾音器、扬声器、耳机、自整角机、旋转变压器
电容器
C
二进制单元、延迟器件、存储器件
D
数字集成电路和器件、延迟线、双稳态元件、单稳态元件、磁芯储存器、寄存器、磁带记录机、盘式记录机
杂项
E
光器件、热器件、本表其他地方未提及的元件
保护器件
F
熔断器、过电压放电器件、避雷器
发电机、电源
G
旋转发电机、旋转变频机、电池、振荡器、石英晶体振荡器
信号器件
H
光指示器、声指示器
J
继电器、接触器
K
电感器、电抗器
L
感应线圈、线路陷波器、电抗器
电动机
M
模拟集成电路
N
运算放大器、模拟／数字混合器件
测量、试验设备
P
指示、记录、积算、测量设备、信号发生器
电力电路的开关
Q
断路器、隔离开关
电阻器
R
可变电阻器、电位器、变阻器、分流器、热敏电阻
开关、选择器
S
控制开关、按钮、限制开关、选择开关、选择器、
变压器
T
电压互感器、电流互感器
调制器、变换器
U
鉴频器、解调器、变频器、编码器、逆变器、变流器
电真空器件
半导体器件
V
电子管、气体放电管、晶体管、晶闸管、二极管
传输通道
波导、天线
W
导线、电缆、母线、波导、偶极天线、抛物面天线
端子、插头、插座
X
插头和插座、端子板、焊接端子片、连接片、电缆封端和接头
电气操作的机械装置
Y
制动器、离合器、气阀
终端设备、混合变压器、滤波器、均衡器
Z
电缆平衡网络、压缩扩展器、晶体滤波器、网络
四）项目代号
为了便于查找、区分和描述图形符号所表示的对象，在图形符号旁还须标注项目代号。
1.项目与项目代号
项目是指在电气技术文件中出现的各种实物，这些实物在图上通常用一个图形符号表示。
项目可大可小，电容器、刀开关、电动机、开关设备、某一个系统都可称为项目。
项目代号是各个项目的一种特定代码，它用以表明元件、器件、装置和设备的电器种类、安装地点、从属关系和端子位置等信息。
项目代号的作用如下：
1）用于识别项目的电器种类、项目的层次关系、项目的实际位置；
2）在电气图中为各种图形符号提供文字标注，表达特定的内容；
3）绘制某些表格时，项目代号是表格的重要组成部分。
通过项目代号可以将不同的图或其他技术文件上的项目（软件）与实际设备中的项目（硬件）一一对应和联系在一起。
项目代号既能表达特定的含义，又可将电气图中的项目与实物有机地联系起来。
2.项目代号的构成
一个完整的项目代号包括四个代号段，即高层代号、位置代号、种类代号和端子代号。
在每个代号段之前还有一个前缀符号，以作为代号段特征标记。
表10-6是项目代号段的示例。
表10-6项目代号段示例
段别
名称
前缀符号
示例
第一段
高层代号
＝
＝S3
第二段
位置代号
＋
＋12D
第三段
种类代号
－
－K5
第四段
端子代号
：
：
6
按照规定，电气图上的每一个图形符号旁边都要标注项目代号。
由于项目代号很长，标注工作量大，也影响图纸的布局和美观，因此标注项目代号时应尽量简化，以必须、够用为度。
例如为表明项目之间的层次关系和功能关系．可由第一段和第三段组成项目代号。
如果图上所有项目都属于同一层次（同一设备），则高层代号可在图纸空白处或标题栏内一次性标注。
如为了表示某项目的实际位置，可用第二段和第三段组成项目代号。
如需表示某项目的端子时，可用第三段和第四段组成项目代号。
由上可见，第三段是项目代号的核心。
在电路比较简单时，一般只用第三段组成项目代号。
二．绘图技巧和经验
一）电路图设计
在电路图的设计中，软件提供了几种画法，用户可根据电路的特点来选择相应的画法，以达到快速绘制电路图的目的。
1）链式画法：
比较符合技术人员的设计思路，边摆元件边连线，一次绘制出一条完整的支路，同时完成元件与线号的标注。
2）点式画法：
先摆元件后连线，比较适合比较简单、比较规则的电路。
可利用连线功能一次一笔穿过多个元件；
可利用框选连线功能一次将处于一条水平线上的元件连接，并可选择加上封闭线；
可利用元件端点批引线功能，从多个端点处引出多根水平的连线，比较适合PLC元件的处理。
3）回路线框画法：
先画线框后插入元件，比较适合比较简单、比较规则的电路。
4）典型回路调用法：
适合对经常在设计中重复使用到的典型回路。
将其建为典型回路，方便设计中的使用。
5）电路复制画法：
比较适合电路结构比较相似的电路之间使用。
在图中若有多个电路结构比较相似，先对一个回路进行绘制与标注，然后利用回路复制、粘贴功能绘制其他回路。
再利用文字字符串替换、符号替换、符号删除等功能快速编辑修改完成其他回路的绘制。
二）文字标注
1）可利用种类代号批标注、线号批标注、端号批标注功能完成种类代号、线号、端号比较有规律的文字标注；
2）对无规律的多个种类代号、线号、端号可利用单步批标注完成文字标注。
3）可利用元件查询、线号查询中的文字重新标注功能，完成对已有信息的重新标注。
4）可利用文字属性编辑功能，完成文字字体、大小的编辑修改。
三）电路检查
当电路绘制完成后，建议使用电路检查功能。
查错纠错，以确保电路图的准确性。
四）明细表生成
元件的明细信息可通过属性编辑来完成，但建议使用明细表中的元件添加至明细表功能，这样可一次将型号相同的多个元件一次添加完成。
五）网络表生成
电路图绘制完成后，必须生成网络表。
电路图有任何修改，都必须重新生成网络表，以确保后面的端子生成与最新的电路图信息保持一致。
六）端子表生成
在原理图中，若已绘制端子符号，端子符号的标注方式为：
种类代号：
端号，那么在生成端子表时，可选择根据原理图重新生成功能来完成端子表的生成。
若选择自动上端子，系统会根据上端子原则，自动生成端子表。
七）电缆自动生成
电缆自动生成的前提条件是，生成的端子表中外接元件必须有其位置代号。
这点可通过围框定义高层与位置代号功能来完成。
电缆的放置位置必须在端子表的右下或左下端。
五．软件绘图规范
一、一般规则
1、图纸格式
1）图纸幅面
绘制技术图样时，应有优先采用表1所规定的基本幅面。
幅面代号
尺寸B*L
A0
841*1189
A1
594*841
A2
420*594
A3
297*420
A4
210*297
必要时也允许选用表2所规定的加长幅面。
幅面代号
尺寸B*L
A3*3
420*891
A3*4
420*1189
A4*3
297*630
A4*4
297*841
2）图面基本信息栏
标题栏通常布置在图幅的右下角，必要时可布置在图幅的短边方向。
CAD制图栏位于图面内框左上角。
2、图号、张次号
每张图在标题栏中至少有一个相应图号；有多张图组成的一个完整的图，每张图应有一个彼此相关的张次号。
3、图线
电气图用图线的主要有四种，见表所示。
图线的形式和应用范围
图线名称
图线形式
一般应用
图线宽度
实线
基本线、简图主要内容（图形符号及连线）用线、可见轮廓线、可见导线
0.25、0.35、
0.5、0.7、1.0、
1.4、2.0
虚线
辅助线、屏蔽线、机械（液压、气动等）连接线、不可见导线、不可见轮廓线
点画线
分界线（表示结构、功能分组用）、围框线、控制及信号线路（电力及照明用）
双点画线
辅助围框线
4、字体
图样及表格中的字体应采用正体字书写。
常用的文本尺寸最小字符高度见下表。
字符高度
图幅
A0
A1
A2
A3
A4
汉字
5
5
3.5
3.5
3.5
数字和字母
3.5
3.5
2.5
2.5
2.5
二、电气一次和电气二次专业制图的规定
1.电气一次专业的图纸宜采用A1或A2图幅绘制。
电气二次专业的图纸宜采用A3图幅绘制，设备布置图、安装图可采用A1或A2图幅绘制。
2.端子接线图宜采用端子表方式绘制。
端子接线表宜采用A3图幅。
3.电气专业的公用图形信息库应包括公共部分的图例库、元件符号库等。
三、电路图的绘制原则与方法
1．用图形符号表示电气元件
电路图的—个重要特征是它的元件和器件都以图形符号的形式出现在图上。
因此应采用国家标准GB／T4728（第二版）《电气简图用图形符号》所规定的图形符号来绘制。
软件中提供了大量丰富典型的标准符号库。
对于标准中没出现的新元件，可进行新建，或使用—般符号来组合成新的符号绘制。
2．电路图的布局
电路图应尽可能按其工作原理的顺序从左向右、自上而下的排列。
3．电路图中电源的表示
电源在图中的布置应使所有电源线集中绘制在电路的—侧或上部或下部；多相电源电路还要按相序从上到下或自左至右排列；中性线画在相线的下方或右边。
电源的表示可以有以下几种方法：
1）用相应的图形符号表示电源。
2）用线条表示电源。
3）用电压值表示电源。
4）用符号表示电源。
在单线表达时，直流符号为“一”，交流符号为“～”；在多线表达时，直流正、负极分别用符号“+”、“-”，三相交流相序符号“Ll”、“L2”、“L3”和中性线符号“N”等。
5）同时用线条和符号表示电源。
4．电路图的标注
电路图除使用图形符号外，应加注项目代号和元器件的主要参数。
Acad.dwt中设置的参数都将对新图有效。
切记，为保证SuperWORKS的正常运行，请使用系统提供的Acad.dwt为模板文件。
一般情况下，不要在Acad.dwt文件名下进行绘图工作，即使做了也勿存盘，以免损坏模板文件，影响系统正常运行。
六．IEC版软件图库介绍
系统中提供的各个图库，都是开放式的，可以扩充。
图库名
图库介绍
图库存放路径
一次方案库
高低压开关柜的一次典型方案，可分类放置
服务器端安装目录\Circuit1
一次符号库
用来绘制一次主接线图，通过“符号分类”可分类放置
服务器端安装目\SYMB1LIB
一次元件数据库
用来存放一次元件的规格型号、中文名称、单价等信息
服务器端安装目录\Part1lib
二次符号库
用来绘制二次电路图，分新旧标两种，通过“符号分类”可分类放置
服务器端安装目录\SYMB2LIB
多端元件库
用来绘制二次电路图。
软件提供的建库方法为模型建库，在建库时只指定端号，而不用指定其支路间的逻辑关系（即：
使用时只关心它与外部元件的连接关系而不考虑内部结构）。
服务器端安装目录\Multilib
继电元件库
用来绘制二次电路图。
软件提供的建库方法有自动建库、模型建库、链接建库三种建库方法。
可根据需要在建库时指定其支路间的逻辑关系。
服务器端安装目录\Part2lib
二次元件数据库
用来存放元件的详细信息（规格型号、名称、生产厂家、单价）及其所对应的继电图库信息
服务器端安装目录\Part2lib
组合元件库
可将常用到的组合元件图形文件拷贝到存放路径下，来进行扩充
服务器端安装目
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