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AutoCAD作为一款优秀的CAD图形设计软件,应用程度之广泛已经远远高于其他的软件。本书主要针对目前非常热门的AutoCAD辅助设计技术,将电气设计职业知识和AutoCAD软件电气专业设计方法相结合,通过分课时的培训方法,以详尽的视频教学讲解AutoCAD2016中文版的电气设计方法。全书分7个教学日,共51个教学课时,内容包括基本操作和绘图、编辑修改图形、层和块操作、文字操作、表格和打印输出,以及电气设计的实际案例,从实用的角度介绍了AutoCAD2016中文版电气设计专业知识和设计方法,并配有详细的教学视频光盘,特别适合初、中级用户使用。
本书结构严谨,内容翔实,知识全面,写法创新实用,可读性强,设计实例专业性强,步骤明确,主要针对使用AutoCAD进行电气设计的广大初、中级用户,并可作为大专院校计算机辅助设计课程的指导教材和公司AutoCAD设计培训的内部教材。
第1教学日
为了便于进行技术交流和指导生产,我国国家标准对电气图纸作了详细的统一规定,在生产当中融会运用便于读图和进行交流,每一个工程技术人员都要掌握和了解。本章主要介绍工程制图中的基本概念以及电子电气工程图的特点和要求,以及AutoCAD软件的基础。
第1课1课时设计师职业知识--电气图基础
电子电气CAD的基本含义是使用计算机来完成电子电气的设计,包括电原理图的编辑、电路功能仿真、工作环境模拟、印制板设计(自动布局、自动布线)与检测等。电子电气CAD软件还能迅速形成各种各样的报表文件(如元件清单报表),为元件的采购及工程预决算等提供了方便。
国内常用的计算机辅助绘图软件有美国Autodesk公司的AutoCAD、中望CAD、华正电子图板及华中理工大学凯图CAD等,其中,国产软件的功能相对少一些,但使用比较简单。在计算机辅助绘图软件中,AutoCAD软件是最为流行的,AutoCAD是通用计算机辅助绘图和设计软件包,具有易于掌握、使用方便和体系结构开放等优点。
在计算机上,利用AutoCAD软件进行电子电气设计的过程如下。
(1)选择图纸幅面、标题栏式样和图纸放置方向等。
(2)放大绘图区,直到所绘制的电子元器件大小适中为止。
(3)在工作区内放置元器件:先放置核心元件的电气图形符号,再放置电路中剩余元件的电气图形符号。
(4)调整元件位置。
(5)修改、调整元件的标号、型号及其字体大小和位置等。
(6)连线、放置电气节点和网络标号(元件间连接关系)。
(7)放置电源及地线符号。
(8)运行电气设计规则检查(ERC),找出原理图中可能存在的缺陷。
(9)打印输出图纸。
现代计算机辅助设计是以电子计算机为主要工具。计算机的应用改变了电子电路设计的方式。与传统的手工电子电气设计相比,现代计算机辅助设计主要具有以下几个优点。
(1)设计效率高,大大缩短了设计周期。
(2)大大提高了设计质量和产品合格率。
(3)可节约原材料和仪器仪表等,从而降低成本。
(4)代替了人的重复性劳动,可节约人力资源。
1.1.1图纸国标规定
技术制图和电气制图标准规定,是最基本的也是最重要的工程技术语言的组成部分,是发展经济、产品参与国内外竞争和国内外交流的重要工具,是各国家之间、行业之间、相同或不同工作性质的人们之间进行技术交流和经济贸易的统一依据。无论是零部件或元器件,还是设备、系统,乃至整个工程,按照公认的标准进行图纸规范,可以极大地提高人们在产品全寿命周期内的工作效率。
1.图纸幅面尺寸
表1-1中列出了GB/T14689-1993中规定的各种图纸幅面尺寸,绘图时应优先采用。
表1-1图纸幅面及边框尺寸
2.图框表格
无论图样是否装订,均应在图纸幅面内画出图框,图框线用粗实线绘制。图1-1为留有装订边的图纸其图框格式。图1-2为不留装订边的图纸其图框格式。
图1-1留装订边的图框格式
图1-2不留装订边的图框格式
3.标题栏的方位
每张图样都必须有标题栏,标题栏的格式和尺寸应符合GB/T0609.1-1989的规定。标题栏的外边框是粗实线,其右边和底边与图纸边框线重合,其余是细实线绘制。标题栏中的文字方向为看图的方向。
标题栏的长边框置于水平方向,并与图纸的长边框平行时,则构成X型图纸。若标题栏的长边框与图纸的长边框垂直时,则构成Y型图纸。
1.1.2设置及调用方法
1.图纸幅面及标题栏的设置
(1)按照图1-1和图1-2所示的图框格式、表1-1所列的图纸幅面尺寸,利用绘图工具完成图纸内、外框的绘制。
(2)按照图1-3所示的标题栏的格式,完成标题栏的绘制,并将其创建成块。
(3)启用块插入工具将标题栏插入到图纸内框的右下角,完成如图1-4所示的空白图纸。
图1-3标题栏的格式图1-4A4图幅样板图
(4)选择【文件】|【另存为】菜单命令,系统弹出【另存为】对话框,在【文件类型】列表框中选择【AutoCAD图形样板(*.dwt)】选项。在【文件名】文本框中输入GBA4-Y,并选择文件保存目录,单击【保存】按钮即完成了A4图纸幅面设定。重复上述步骤可以将国标中所有的图纸幅面保存为模板文件,供今后创建新的图纸时调用。
绘图工具的操作方法以及块创建、块插入的使用方法,将分章节逐步介绍。
2.模板图的调用
1)利用模板图创建一个图形文件
选择【文件】|【新建】菜单命令,弹出【选择样板】对话框,从显示的样板文件中选择GBA4-Y样板,就完成了样板图的调用。
2)插入一个样板布局
使用默认设置先在模型空间完成图纸绘制,然后切换到布局空间。在布局的图纸空间中,选择【插入】|【块】菜单命令,将已经创建成块的样板插入。用户在图纸布局时,可以利用插入对话框完成图纸的位置、标题栏的属性内容等的调整。
第2课1课时电气图CAD制图规则
电子工程图通常表示的内容有以下几点。
(1)电路中元件或功能件的图形符号。
(2)元件或功能件之间的连接线。
(3)项目代号。
(4)端子代号。
(5)用于逻辑信号的电平约定。
(6)电路寻迹所必需的信息(信号代号、位置检索标记)。
(7)了解功能件必需的补充信息。
1.2.1AutoCAD的特点
AutoCAD软件具有如下特点。
(1)具有完善的图形绘制功能。
(2)有强大的图形编辑功能。
(3)可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。
(4)可以进行多种图形格式的转换,具有较强的数据交换能力。
(5)支持多种硬件设备。
(6)支持多种操作平台。
(7)具有通用性、易用性,适用于各类用户。此外,从AutoCAD2000开始,该系统又增添了许多强大的功能,如AutoCAD设计中心(ADC)、多文档设计环境(MDE)、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能,从而使AutoCAD系统更加完善。
1.2.2电子工程图的特点与设计规范
在国家标准中对电子工程图(即电路图)进行了严格的规定。电子工程图的特点及设计规范如下。
1.电路图绘制规则
绘制电子工程图时应符合以下规则。
(1)绘制电路图应遵守GB/T18135-2000《电气工程CAD制图规则》的规定。电路图用线型主要有4种。
(2)图形符号应遵守GB4728-1985《电气图用图形符号》的有关规定绘制。在图形符号的上方或左方,应标出代表元器件的文字符号或位号(按SJ138-1965规定绘制)。对于简单的电原理图可直接注明元件数据,一般需另行编制元件目录表。
(3)当几个元件接到一根公共零位线上时,各元件的中心应平齐。
(4)电路图中的信号流主要流向应是从左至右,或从上至下。当单一信号流方向不明确时,应在连接线上绘制上箭头符号。
(5)表示导线或连接线的图线都应是交叉和弯折最少的直线。图线可水平布置,各类似项目应纵向对齐;图线也可垂直布置,此时各类似项目应横向对齐。
如图1-7所示为典型的电气原理图绘制。
图1-7电气原理图
2.元器件放置规则
在绘制电器元件布置图时要注意以下几个方面。
(1)重量大和体积大的元件应该安装在安装板的下部;发热元件应安装在上部,以利于散热。
(2)强电和弱电要分开,同时应注意弱电的屏蔽问题和强电的干扰问题。
(3)考虑维护和维修的方便性。
(4)考虑制造和安装的工艺性、外形的美观、结构的整齐、操作人员的方便性等。
(5)考虑布线整齐性和元件之间的走线空间等。
如图1-8所示是常见的电子元件较多的电路图。
3.电路图常见表达方法
在绘制电子工程设计图时,经常会用到同一器件的不同表示方法,下面介绍电子工程制图中经常用到的一些表达方法。
图1-8电子元件在电路图上的分布
1)电路电源表示法
用图形符号表示电源,如图1-9所示。用线条表示电源,如图1-10所示。用电压值表示电源,如图1-11所示。
图1-9电源符号图1-10线条电源图1-11电压值电源
用符号表示电源。用单线表达时,直流符号为"-",交流符号为"~";在多线表达时,直流正、负极分别用符号"+"、"-"表示,三相交流相序符号用"L1"、"L2"和"L3"表示,中性线符号用"N"表示等,如图1-12所示。
2)导线连接形式表示法
导线连接有"T"形连接和"十"字形连接两种形式。"T"形连接可加实心圆点,也可不加实心圆点,如图1-13所示。
"十"字形连接表示两导线相交时必须加实心圆点。
表示交叉而不连接的两导线,在交叉处不加实心圆点,如图1-13所示。
图1-12电灯电路图1-13导线连接形式
元器件和设备的可动部分通常应设置在非激活或者不工作的状态或位置。其具体位置设置如下。
(1)开关:在断开位置。带零位的手动控制开关在零位位置,不带零的手动控制开关在图中规定位置。
(2)继电器、接触器和电磁铁等:在非激活位置。
(3)机械操作开关:例如行程开关在非工作的状态和位置,即没有机械力作用的位置。
(4)多重开关器件的各组成部分必须表示在相互一致的位置上,而不管电路的实际工作状态如何。
3)简化电路表示法
电路的简化可分为并联电路的简化及相同电路的简化两种。
(1)并联电路的简化。
多个相同的支路并联时,可用标有公共连接符号的一个支路来表示,公共连接符号如图1-14所示。
符号的折弯方向与支路的连接情况应相符。因为简化而未绘制出来的各项目的代号,则应在对应的图形符号旁全部标注出来,公共连接符号旁加注并联支路的总数,如图1-15所示。
图1-14公共连接符号图1-15电路简化
(2)相同电路的简化。
对重复出现的电路,只需要详细地绘制出其中的一个,并加画围框表示范围即可。相同的电路应绘制出空白的围框,并在框内注明必要的文字注释,如图1-16所示。
4.元器件技术数据表示方法
技术数据(如元器件型号、规格和额定值等)不但可以直接标在图形符号的附近(必要时应放在项目代号的下方),也可标注在继电器线圈、仪表及集成块等的方框符号或简化外形符号内。此外,技术数据也可以用表格的形式给出。元件目录表应按图上该元件的代号、名称、信号以及技术数据等逐项填写。
图1-16简化电路
第1教学日1
第1课设计师职业知识--电气图
基础2
第2课电气图CAD制图规则5
第3课电气工程图的特点与设计规范10
第4课AutoCAD2016软件基础15
阶段进阶练习40
第2教学日41
第1课设计师职业知识--电气
原理图42
第2课AutoCAD2016操作界面45
第3课设置绘图环境52
第4课文件管理和命令操作73
阶段进阶练习86
第3教学日89
第1课设计师职业知识--原理图
读图和绘制90
第2课绘制直线类图形92
第3课绘制多边形108
第4课绘制圆类图形116
第5课填充图形和云线134
阶段进阶练习148
第4教学日149
第1课设计师职业知识--电气
元件150
第2课对象选择和删除恢复152
第3课移动复制类功能166
第4课图形变换类功能187
阶段进阶练习200
第5教学日203
第1课设计师职业知识--电气
符号204
第2课精确定位205
第3课对象约束、捕捉和追踪219
第4课图层的特性及应用232
阶段进阶练习249
第6教学日251
第1课设计师职业知识--电气
符号及标注方法252
第2课文字标注254
第3课添加表格267
第4课尺寸标注277
第5课设计师职业知识--三维
实体概述302
阶段进阶练习310
第7教学日311
第1课设计师职业知识--接线图
和布置图312
第2课变电站布置图313
第3课发电机PLC图323
阶段进阶练习333