摘要：原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。本文作者分析了电路原理图自动布图系统的设计与实现?。
关键词：电路原理图；自动布图系统；设计
0、引言
电路图是指用电路元件符号表示电路连接的图。电路图是人们为研究、工程规划的需要，用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图。由电路图可以得知组件间的工作原理，为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。在设计电路中，工程师可从容在纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装。通过调试改进、修复错误、直至成功。采用电路仿真软件进行电路辅助设计、虚拟的电路实验，可提高工程师工作效率、节约学习时间，使实物图更直观。
1、电路原理图
电路原理图又被叫做“电原理图”。这种图，由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号，以及它们之间的连接方式，就可以了解电路实际工作时的原理，原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种工具。
2、原理图具体设计步骤
（ 1 ）新建原理图文件。在进人 SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的工程需要哪些电路来完成，然后用 Protel DXP 来画出电路原理图。
（ 2 ）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。
（ 3 ）放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。
（ 4 ）原理图的布线。根据实际电路的需要，利用 SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。
（ 5 ）建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。
（ 6 ）原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置工程选项来编译当前工程，利用 Protel DXP 提供的错误检查报告修改原理图。
（ 7 ）编译和调整。如果原理图已通过电气检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的工程，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气检查。
（ 8 ）存盘和报表输出： Protel DXP 提供了利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备 。
3、原理图设计的一般要求
3.1、电气控制原理应满足工艺的要求
在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。
控制电路电源种类与电压数值的要求
对于比较简单的控制电路，往往直接采用交流380V或220V电源，不用控制电源变压器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器，将控制电压降到110V或48V、24V。对于操作比较频繁的直流电力传动的控制电路，常用220V或110V直流电源供电。直流电磁铁及电磁离合器的控制电路，常采用24V直流电源供电。 交流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种： 6V，24V，48V，110V（优选值），220V，380V，50Hz。 直流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种： 6V，12V，24V，48V，110V，220V。
3.2、确保电气控制电路工作的可靠性、安全性
（1）电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。
复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常常有几个电器元件的状态同时变化，考虑到电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。而对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能精确反映元件动作时间及其互相配合的方法（如时间图法）来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。电器元件的线圈和触点的连接应符合国家有关标准规定 电器元件图形符号应符合GB4728中的规定，绘制时要合理安排版面。例如，主电路一般安排在左面或上面，控制电路或辅助电路排在右面或下面，元器件目录表安排在标题上方。在实际连接时，应注意以下几点：①正确连接电器线圈。交流电压线圈通常不能串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联后，接在两倍线圈额定电压的交流电源上，以免电压分配不均引起工作不可靠。
在直流控制电路中，对于电感较大的电器线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等，不宜与同电压等级的接触器或中间继电器直接并联使用。如图，当触点KM断开时，电磁铁YA线圈两端产生较大的感应电动势，加在中间继电器KA的线圈上，造成KA的误动作。为此在YA线圈两端并联放电电阻R，并在KA支路串入KM常开触点，如图b）就能可靠工作。
②合理安排电器元件和触点的位置。对于某些回路，电器元件或触点位置互换时，并不影响其工作原理，但在实际运行中，影响电路安全并关系到导线长短，如图a）接法既不安全又浪费导线。图b）所示的接法较为合理。
③防止出现寄生电路。寄生电路是指在控制电路的动作过程中，意外出现不是由于误操作而产生的接通电路。图是一个具有指示灯和过载保护的电动机正反转控制电路。正常工作时，能完成正反向起动、停止与信号指示。但当FR动作断开后，电路出现了如图中虚线所示的寄生电路，使接触器KM1不能可靠释放而得不到过载保护。如果将FR触点位置移到SB1上端就可避免产生寄生电路。
④尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。⑤控制电路工作时，应尽量减少通电电器的数量，以降低故障的可能性并节约电能。⑥在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小，若不够时，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。
参考文献：
【1】赵虎强,马鸣锦,赵秋霞,杜威;PCB反设计系统中的探测电路[J];微计算机信息;2005年04期
【2】郭强辉 徐召 谢远锋；电缆网电路图自动布图算法的研究与系统实现[J]；计算机工程与应用；2017年24期
论文作者:罗钰奇
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：电路论文; 原理图论文; 控制电路论文; 线圈论文; 触点论文; 电压论文; 元件论文; 《中国电业》2019年22期论文;