電控電路中的“節(jié)點”配線

摘要：在電機(jī)具體接線中，常需要考慮所用到的電機(jī)及電器的具體位置、安裝地點和走線布局。如分布在不同地點的電器端子的連接;電路中照明、信號指示、限位器、按鈕開關(guān)如何和電控盤連接;如果電路中出現(xiàn)單芯硬線和多芯軟線，如何對接;在電路完成后，判斷接線是否多接、少接和錯接;在電機(jī)常規(guī)繼電器接線中，嘗試運(yùn)用電工學(xué)中電路節(jié)點定義，提出一種新的接線方法，通過對電控電路原理圖中進(jìn)行節(jié)點及結(jié)點的標(biāo)注，按照電路中電流參考方向，確定電器的位置，確定導(dǎo)線的走向，借用數(shù)學(xué)中線段端點連接最少法則，保證導(dǎo)線接線數(shù)量，對電機(jī)接線實現(xiàn)定位、定向、定量分析，從而解決了上述問題。

關(guān)鍵詞：節(jié)點;端子排;接線規(guī)則

中圖分類號：TM645文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1009-9492（2021）11-0122-03

"Node" Wiring in Electric Control Circuit

Xuan Chunpeng

（Qingdao Gangwan vocational and Technical College， Qingdao， Shandong 266404， China）

Abstract： In the specific wiring of the motor， it is often necessary to consider the specific location， installation location and wiring layout of the motor and electrical appliances used. Such as the connection of electrical terminals distributed in different places. How the lighting， signal indication， limiter and button switch in the circuit are connected with the electric control panel. If single core hard wire and multi-core soft wire appear in the circuit， how to connect them. After the circuit is completed， whether the wiring is connected more， less and wrongly. In the conventional relay wiring of motor， the definition of circuit node in electrotechnics was attempted to use to propose a new wiring method. By marking the nodes and nodes in the schematic diagram of electric control circuit， the position of electrical appliances and the direction of wires were determined according to the current reference direction in the circuit， and the minimum rule of segment end connection in mathematics were borrowed to ensure the number of wire connections. The above problems were solved by positioning， orientation and quantitative analysis of motor wiring.

Key words： node; terminal strip; wiring rules

0 引言

在電工學(xué)中，電路中連接3個或3個以上支路的

點，稱為節(jié)點，而將連接點稱為1個結(jié)點，如圖1所示。在同一個節(jié)點內(nèi)的結(jié)點電位是處處相等的，因此在同一個電路中，等電位的結(jié)點可以視同為一個節(jié)點。由圖1所示，結(jié)點與節(jié)點既有區(qū)別又有聯(lián)系。節(jié)點是由等電位的結(jié)點連接成的一個區(qū)間或一段，表示結(jié)構(gòu)各段相連的地方，是一個虛擬的點，不代表一個真正的實點。而結(jié)點是在已連成整體結(jié)構(gòu)上設(shè)置的特征點和標(biāo)識點，可看作是一個實實在在的實點。在兩者關(guān)系上，是有聯(lián)系的，一個節(jié)點，可以看作是由 N 個結(jié)點構(gòu)成的圖 1電工電路中節(jié)點與（ N ≥3）虛擬點[1-2]。

依據(jù)此原則，在電機(jī)配線中，節(jié)點配線就是將電氣控制電路圖中的常開、常閉觸點及線圈端子等，按照其在電路中連接的特點，將并接在一起的接線端子，視為一個節(jié)點，按照節(jié)點順序和接線規(guī)則，依次完成。

1 電路中節(jié)點和結(jié)點標(biāo)識

要想完成節(jié)點配線，首先要明確電機(jī)控制電路中節(jié)點和結(jié)點的標(biāo)識。

（1） 結(jié)點。在電氣原理圖中，將每一個電器的觸點或線圈端子用實點標(biāo)識出來，視作為一個結(jié)點。為了便于分析，在原理圖中，結(jié)點用器件號加進(jìn)出端來表示，中間用冒號“：”隔開。如圖2中 SB1進(jìn)出結(jié)點標(biāo)示為： SB1：進(jìn)和 SB1：出。

（2） 節(jié)點。在識別不規(guī)范的電控電路的時侯，不論導(dǎo)線有多長，有多少個低壓電器觸點或線圈觸點發(fā)生相互連接，只要其間沒有常開、常閉觸點及線圈觸點等，這線相互連接的觸點就可以看成是一個節(jié)點。如圖2所示，用虛線將并在一起的5個觸點圈起來看作1個節(jié)點，而將每一個觸點看作為一個結(jié)點。在電機(jī)控制電路中一個節(jié)點，可以看作是由至少兩個結(jié)點構(gòu)成，不是3個，和電工電路分析中略有區(qū)別。

通常，在電路原理圖中，按照，自上而下，自左而右的順序，一般用整數(shù)1，2，3，…，0作為節(jié)點序數(shù)，在原理圖中標(biāo)識出來，通常用0來標(biāo)識最后一個節(jié)點[3-4]。

2 節(jié)點配線規(guī)則

在電路設(shè)計中，硬件接口指的是兩個硬件設(shè)備之間的連接方式。硬件接口既包括物理上的接口，還包括邏輯上的數(shù)據(jù)傳送協(xié)議。如在計算機(jī)中，常用的接口是 USB ，通過 USB 接口可以方便的實現(xiàn)電腦主機(jī)、鍵盤、顯示器之間的連接和拆解。在電機(jī)控制電路中，最小一個控制系統(tǒng)是由按鈕、控制盤和電動機(jī)構(gòu)成，他們之間的連接，通常用的最多的就是各式端子排，在電機(jī)配線中，端子排是用來連接線路輸入輸出的一種常用電器元器件。

2.1 端子排標(biāo)注規(guī)則

端子排，為承載多個或多組相互絕緣的端子組件并用于固定支持件的絕緣部件。端子排的作用就是將屏內(nèi)設(shè)備和平外設(shè)備的線路相連接，起到信號（電流電壓）傳輸?shù)淖饔?。有了端子排，使得接線美觀，維護(hù)方便，在遠(yuǎn)距離線之間的聯(lián)接時主要是牢靠，施工和維護(hù)方便。在電機(jī)配線中，端子排是用來連接線路輸入輸出的一種常用電器元器件，端子排每一位（或節(jié)）用字母X 表示，端子排的單位是“位”，一個接線位就是1“位”?！敖M”是由“節(jié)”組成的。通過端子排，可將安裝在不同位置（I/O）外圍設(shè)備與配電箱連接在一起，及主控電路不同規(guī)格導(dǎo)線接在一起。

在實際接線線中，首先就要考慮端子排在原理圖中的布局。在電控原理中，一般傳感器、按鈕開關(guān)、組合開關(guān)、限位開關(guān)等看作輸入設(shè)備，照明燈具或指示信號燈、報警器、散熱風(fēng)扇、監(jiān)視儀表等看作輸出設(shè)備。配電盤上安裝電器看作內(nèi)部控制部分。凡是 I/O外設(shè)備和控制盤內(nèi)部設(shè)備相連的地方，都要通過端子排。要根據(jù)電器控制實際要求，在原理圖中，區(qū)分控制核心電器和輸入輸出外圍設(shè)備。部配線和外部配線，再根據(jù)內(nèi)外接線數(shù)量，確定端子排的位數(shù)及其功率大小。端子排安裝在配線盤中，位置可居上下或左右，視走線情況而定。

端子排位數(shù)的判斷，在電控原理圖分析中，要根據(jù)節(jié)點順序，逐一判斷是否添加。原則，只要判斷同一個節(jié)點內(nèi)的結(jié)點是來自內(nèi)外不同區(qū)域，或需要不同規(guī)格導(dǎo)線連接，就需要通過添加端子排連接完成。當(dāng)所有節(jié)點判斷完后，總的端子排位數(shù)即可確定。如果控制電路中沒有電流電壓檢測點，沒有狀態(tài)指示燈，僅有啟動和停止按鈕一種外接電器的話，那分析起來就更簡單了。只要判斷一個節(jié)點內(nèi)是否有 SB按鈕符號，就能確定節(jié)點內(nèi)是否添加端子排 X ，具體說明如下。（1） 節(jié)點內(nèi)無 SB結(jié)點，說明節(jié)點內(nèi)所有結(jié)點來自配電盤內(nèi)部，其相連不需要通過端子排，因此，節(jié)點中不需要標(biāo)注 X。（2） 節(jié)點內(nèi)全 SB結(jié)點，說明節(jié)點內(nèi)所有結(jié)點來自配電盤外部，其相連也不需要通過端子排，因此，節(jié)點中不需要標(biāo)注 X。（3） 節(jié)點內(nèi)出現(xiàn) SB結(jié)點，但不全是 SB結(jié)點。說明節(jié)點內(nèi)結(jié)點既有配電盤內(nèi)的結(jié)點，也有配電盤外的結(jié)點，他們之間的相連，需要通過端子排，因此，節(jié)點中需要標(biāo)注 X。（4）在電控原理圖中，端子排用 X+位序號來標(biāo)示，通常按照節(jié)點編號大小順序，用 X1，X2，X3…來標(biāo)識[5-8]。

2.2 節(jié)點內(nèi)接線規(guī)則

節(jié)點內(nèi)接線規(guī)則，體現(xiàn)出了在眾多復(fù)雜接線中不錯接的指導(dǎo)思想。在控制線路接線中，依據(jù)節(jié)點順序接線，就是將接線的復(fù)雜的難度，理順到了每一個結(jié)點內(nèi)。只要保證每一個節(jié)點的接線正確，就能實現(xiàn)了整個線路的接線正確。

（1） 節(jié)點內(nèi)無X 接線

在接線中，要體現(xiàn)走線捷徑與合理性。若任意兩個結(jié)點相連，不需要通過端子排對接，一般按照位置相鄰就近原則接線，如出現(xiàn)同一名稱電器符號，其端子說明是來自同一個電器，自身相連最捷徑，節(jié)省導(dǎo)線且便于檢查。因此，先將同名電器自身相聯(lián)，后和異名電器相聯(lián)。若無同名電器，按照相鄰電器位置就近原則連接。在選擇導(dǎo)線規(guī)格時，要根據(jù)電路的技術(shù)需求和工藝要求，選擇符合安全要求規(guī)格的硬線還是軟線。

（2） 節(jié)點內(nèi)有 X 接線

如果節(jié)點內(nèi)有 X ，就不能直接相連了。要通過端子排，將節(jié)點內(nèi)接線分為配電盤內(nèi)接線和配電盤外接線。接線時，分別對配電盤內(nèi)和配電盤外分別按照節(jié)點內(nèi)無 X 接線原則，完成配電盤內(nèi)，內(nèi)和內(nèi)先連，配電盤外，外和外先連。

配電內(nèi)外接線分別完成后，再按照就近原則，將配電內(nèi)任意一結(jié)點和配電盤外任意一結(jié)點，通過端子排 X 實現(xiàn)對接。通常將配電盤內(nèi)結(jié)點引到端子排的進(jìn)端，配電盤外結(jié)點引到端子排出端，簡稱“先連后引”。

2.3 節(jié)點內(nèi)最少接線規(guī)則

在數(shù)學(xué)規(guī)律中，一條線段上有 n 個點（包括2個端點在內(nèi)），最多可以有 n（ n-1）/2條線段相連，最少有 n-1條線段相連。在電機(jī)配線中，端子可以視為端點，連接的導(dǎo)線可以視為一條線段。根據(jù)線段最少原則，當(dāng) n 個端子需要接在一起時，最少可以需要 n-1根導(dǎo)線。

接線最少規(guī)則，體現(xiàn)出了在眾多復(fù)雜的接線中，不多接、不少接指導(dǎo)思想。當(dāng)節(jié)點內(nèi)有 N 個結(jié)點相連時，至少需要 N-1根導(dǎo)線相連。在接線分析時，端子排的每一位 X ，由于進(jìn)出端中間是無觸點聯(lián)通，是等電位的，因此，進(jìn)出端可視為一個結(jié)點，所以在節(jié)點內(nèi)數(shù)數(shù)時，有端子排的，節(jié)點內(nèi)結(jié)點的總數(shù)要加1。如圖3左圖，節(jié)點3內(nèi)等電位的結(jié)點總數(shù)為5，但由于節(jié)點內(nèi)還含有 X1，因此，等電位的結(jié)點總數(shù)為6。根據(jù)節(jié)點最少接線規(guī)則（ N-1），需要5條同規(guī)格導(dǎo)線相連。在節(jié)點3內(nèi)，將含 SB的結(jié)點視作配電盤外部接線，其余結(jié)點視為配電盤內(nèi)部接線，最后通過 X1，實現(xiàn)配電盤內(nèi)部結(jié)點和配電盤外部結(jié)點對接相連，如圖3右圖所示。

接線分析如下。

配電盤外連線：

SB1常閉：出— SB2常開：進(jìn)，

SB2常開：進(jìn)— SB3常開：進(jìn)。

配電盤內(nèi)連線：

KM1常開：進(jìn)— KM2常開：進(jìn)。

配電盤內(nèi)+配電盤外（引到X1）：

SB1常閉：出— X1：出 （下），

KM1常開：— X1：進(jìn)（上）。

2.4 節(jié)點內(nèi)電器端子電流進(jìn)出端方向的確定

在接線中，每一個電器的觸點和線圈都有進(jìn)端和出端，原則上方向是任意的，一端為進(jìn)，另一端必為出。但在實際接線中，為了便于接線和便于檢修，通常在電控原理圖中，按照瞬時極性法，電流自上往下，自左往右的順序，確定每一個電器端子的進(jìn)出端。在配電盤內(nèi)和配電盤外，按照電器端子的實際位置確定進(jìn)出方向。如觸點上下排列的，規(guī)定上進(jìn)下出;線圈端子左右排列的，規(guī)定左進(jìn)右出。確定好電器端子的方向后，接線時，按照原理圖中的標(biāo)注的進(jìn)出方向和電器實物的進(jìn)出對應(yīng)起來進(jìn)行即可。

3 節(jié)點法應(yīng)用舉例

交流異步電動機(jī)電氣互鎖正反轉(zhuǎn)配線。

（1） 首先，按照節(jié)點定義，在電氣原理圖上標(biāo)注節(jié)點編號，如圖4中，1 ，2，3，4，5，6，7，0。

（2） 其次，在節(jié)點內(nèi)，按照端子排添加原則，判斷是否添加接口端子排。按照節(jié)點順序，依次標(biāo)注 X 位號，如圖5所示，在這個電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理圖中，節(jié)點1、節(jié)點5、節(jié)點7、節(jié)點0內(nèi)端子屬于配電盤內(nèi)端子相連，不需要添加接口。節(jié)點2、節(jié)點3、節(jié)點4、節(jié)點6，既有配電盤內(nèi)的接線端子，又有配電盤外接線端子，因而需要添加接口。節(jié)點2內(nèi) X1，節(jié)點3內(nèi) X2，節(jié)點4內(nèi) X3，節(jié)點6內(nèi)X4。

（3） 仿照圖4中對節(jié)點3接線分析方法，對照圖4和圖5控制電路中標(biāo)注的節(jié)點內(nèi)的結(jié)點名稱數(shù)量，按照節(jié)點順序和接線規(guī)則依次進(jìn)行。

4 結(jié)束語

本文運(yùn)用節(jié)點法進(jìn)行配線，是將電控線路的配線難度，下放到了每一個節(jié)點內(nèi)。運(yùn)用節(jié)點分析，不但可清晰知道節(jié)點內(nèi)需要幾根導(dǎo)線相連，而且可知道哪兩個結(jié)點先連。只要保證了每一個節(jié)點內(nèi)的接線正確，就能實現(xiàn)整個電路接線正確，真正做到不多接、不少接、不錯接。通過這種方法，無論對多復(fù)雜的電路，只要做到節(jié)點分布清晰，接口清楚，接線思路明確，就能實現(xiàn)對電路準(zhǔn)確而迅捷地完成配線。

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作者簡介：玄春朋（1977-），男，山東黃島人，大學(xué)本科，講師，研究領(lǐng)域為電工、電子實驗實訓(xùn)教學(xué)。

（編輯：刁少華）