1. 三台电机顺序启停到底在做什么三台电机顺序启停说白了就是让三台电机按照“先来后到”的规矩干活启动的时候必须M1先转M1转起来之后M2才能转M2转起来之后M3才能转停止的时候反过来M3先停然后M2停最后M1停。这个逻辑在工业现场非常常见比如一条传送带系统如果末端电机还没启动前端电机就先把物料送过来那就会堆料反过来停机时如果前端先停末端还在跑同样会堵料。所以顺序启停本质上是一个联锁逻辑不是简单的三个自锁回路拼在一起。我在刚接触EPLAN的时候觉得这个电路很简单不就是三个接触器加几个按钮嘛。但真正动手画的时候才发现顺序启停涉及到的细节比想象中多得多按钮是点动还是自锁、中间继电器怎么参与逻辑、EPLAN里符号库怎么选、端子怎么排、线号怎么编、时序图怎么画才能让施工的人一眼看懂。这些问题如果不在设计阶段解决到了现场调试的时候就是一堆麻烦。这篇文章我打算把整个设计过程从头到尾拆一遍包括EPLAN里的实际操作步骤、电路原理的分析、时序图的绘制方法以及我在这个过程中踩过的坑。不管你是刚学EPLAN的学生还是已经工作几年但没怎么接触过顺序控制的电气工程师应该都能从里面找到有用的东西。注意本文涉及的电路为典型工业控制电路实际项目中需根据具体设备的电压等级、负载类型、安全要求进行调整不可直接照搬用于生产设备。2. 电路方案选型与逻辑设计2.1 为什么选继电器-接触器方案而不是PLC一说到顺序启停很多人第一反应是用PLC做写几行梯形图就搞定了。但在实际项目中继电器-接触器方案仍然有它的用武之地。我选这个方案的原因有三个第一成本。三台小功率电机的顺序启停用三个接触器加几个中间继电器就能搞定成本可能不到两百块。如果用PLC最便宜的也要几百块还要配电源、接线端子、编程调试整体成本翻好几倍。第二可靠性。继电器-接触器电路是纯硬件逻辑不受程序跑飞、电源波动导致CPU复位的影响。在一些对可靠性要求高但逻辑简单的场合硬件电路反而更稳。第三维护便利。现场电工不一定懂PLC编程但继电器电路他们看得懂。出了问题拿万用表量一下线圈电压、量一下触点通断很快就能定位。PLC出了问题如果手边没有编程电脑就只能干瞪眼。当然如果逻辑复杂、需要经常修改、或者需要跟上位机通讯那肯定还是PLC更合适。方案选型没有绝对的好坏只有适不适合。2.2 顺序启停的三种实现思路在继电器-接触器方案里顺序启停有三种常见的实现思路我分别说一下它们的优缺点。第一种按钮串联法。把M2的启动按钮串联在M1接触器的常开辅助触点后面M3的启动按钮串联在M2接触器的常开辅助触点后面。这样只有M1启动了M2的启动按钮才有效。停止按钮则反过来串联M1的停止按钮串联在M3接触器常开触点后面以此类推。这种方案最简单用的元件最少但有个问题停止按钮需要接常开触点跟常规的停止按钮用常闭触点的习惯相反现场电工容易接错。第二种中间继电器法。用中间继电器来传递顺序信号。M1启动后KA1线圈得电KA1的常开触点闭合为M2的启动提供条件。M2启动后KA2得电为M3提供条件。停止时反向操作。这种方案逻辑清晰扩展方便但多用了三个中间继电器成本和柜内空间都会增加。第三种接触器辅助触点互锁法。直接用接触器自身的辅助触点来做顺序逻辑不额外增加中间继电器。M1接触器的常开辅助触点串联在M2的启动回路里M2接触器的常开辅助触点串联在M3的启动回路里。停止回路则用常闭触点反向串联。这种方案兼顾了成本和清晰度是我最常用的方案。我最终选的是第三种方案因为三台电机的顺序逻辑不复杂用接触器辅助触点就够了没必要多上三个中间继电器。下面详细说一下电路的工作原理。2.3 主回路与控制回路的整体架构整个电路分为主回路和控制回路两部分。主回路负责给电机供电包括断路器、接触器主触点、热继电器。控制回路负责逻辑控制包括按钮、接触器线圈、辅助触点。主回路的设计比较常规三相电源经过断路器QF1然后分成三路每路经过一个接触器主触点KM1、KM2、KM3和一个热继电器FR1、FR2、FR3最后接到电机。断路器的额定电流根据电机功率来选接触器的额定电流要大于电机额定电流的1.2倍左右热继电器的整定电流按电机额定电流的0.95到1.05倍来设。控制回路的电源从主回路的一相和零线取经过一个控制回路断路器QF2然后进入逻辑电路。控制回路的电压一般是220V AC如果现场有安全要求也可以用24V DC但需要额外的开关电源。提示控制回路一定要单独设断路器不能跟主回路共用。否则主回路故障跳闸时控制回路也断电所有接触器同时释放可能造成设备损坏。3. EPLAN实战从建项目到出图纸3.1 项目创建与图纸结构规划打开EPLAN第一步是新建项目。我一般会用“项目向导”来创建因为向导会自动生成标准的图纸结构省得手动一页一页加。在向导里选择“IEC模板”项目名称填“三台电机顺序启停控制”保存路径选一个自己找得到的地方。项目创建好之后在“页导航器”里可以看到自动生成的图纸结构。我一般会把图纸分成几个部分封面页、目录页、主回路图、控制回路图、端子图、时序图。如果项目比较大还会加电缆图、部件汇总表。这个项目不大六页图纸就够了。在EPLAN里图纸的“页属性”里可以设置图纸比例。默认是1:1如果图纸内容比较多可以改成1:2或者1:5。但要注意图纸比例改变后符号和端子的显示大小也会跟着变。如果发现端子模型变得很小可以在“选项-设置-项目-图形编辑”里调整端子的显示比例或者在“层管理”里把端子层的缩放比例单独设大一点。3.2 部件库的准备与选型EPLAN画图跟CAD最大的区别就是EPLAN是基于部件库的。你放的每一个符号背后都对应一个具体的部件有型号、有厂家、有参数。所以画图之前先把部件库准备好。我常用的部件库来源有几个一是EPLAN自带的样本库里面有一些通用部件二是厂家官网下载的EDZ文件比如西门子、施耐德、正泰都有自己的EPLAN部件库三是自己建部件把常用元件的参数录进去。这个项目需要的部件包括断路器3P额定电流根据电机功率选、接触器3P带常开常闭辅助触点、热继电器带常开常闭辅助触点、按钮启动按钮常开停止按钮常闭、端子双层端子因为控制回路和主回路都要走线。注意EPLAN部件库的“同步当前项目”功能可以把项目里用到的部件信息同步到部件库但反过来不行。如果你在部件库里改了参数项目里的部件不会自动更新需要手动“更新部件”。选接触器的时候要注意辅助触点的数量。顺序启停电路里每个接触器至少需要一个常开辅助触点用于自锁一个常开辅助触点用于顺序传递一个常闭辅助触点用于停止联锁。如果接触器自带的辅助触点不够就要加辅助触点块。我一般会选带2常开2常闭的接触器基本够用。3.3 主回路绘制与线号编制主回路的绘制比较直接。在EPLAN里从“符号库”里找到断路器、接触器主触点、热继电器主触点、电机的符号拖到图纸上然后用“连接线”把它们连起来。线号的编制是个容易忽略但很重要的环节。EPLAN可以自动生成线号但自动生成的线号往往不符合现场习惯。我一般会手动设置线号规则主回路用“L1、L2、L3”加数字编号比如“L1-1、L2-1、L3-1”表示第一路电机的三相进线控制回路用“1、2、3”这样的数字编号按功能分区。在EPLAN里设置线号的方法是在“选项-设置-项目-连接-编号”里选择“在线号中显示连接颜色”和“在线号中显示连接截面”然后定义编号规则。我一般用“信号名序号”的格式比如“KM1-A1”表示KM1线圈的A1端子。线号编好之后可以用“连接导航器”来检查有没有重复的线号或者漏编的线号。这个功能很实用能省掉很多人工检查的时间。3.4 控制回路绘制与逻辑实现控制回路的绘制是重点。我按功能把控制回路分成几个区域启动区域、停止区域、顺序联锁区域、线圈区域。启动区域包括三个启动按钮SB1、SB2、SB3。SB1直接接控制电源按下后KM1线圈得电。SB2的进线端接KM1的常开辅助触点只有KM1得电后SB2才有电。SB3的进线端接KM2的常开辅助触点只有KM2得电后SB3才有电。停止区域包括三个停止按钮SB4、SB5、SB6。SB4是总停按钮按下后所有接触器都释放。SB5是M2和M3的停止按钮按下后KM2和KM3释放但KM1保持。SB6是M3的停止按钮按下后只有KM3释放。顺序联锁区域是核心。KM1的常开辅助触点串联在SB2的回路里KM2的常开辅助触点串联在SB3的回路里。同时KM2的常闭辅助触点串联在KM1的线圈回路里KM3的常闭辅助触点串联在KM2的线圈回路里。这样做的目的是如果KM2没有释放KM1就不能启动如果KM3没有释放KM2就不能启动。这是反向联锁防止误操作导致顺序混乱。线圈区域就是三个接触器线圈每个线圈并联一个指示灯用来显示接触器的工作状态。在EPLAN里画控制回路的时候我习惯用“电位连接点”来标注电源的正负极用“中断点”来处理跨页连接。如果控制回路比较复杂一页画不下可以用“中断点”把信号引到下一页EPLAN会自动生成跨页参考。3.5 端子图与电缆图的生成端子图是给现场接线的人看的所以一定要清晰。EPLAN可以根据图纸上的连接自动生成端子图但自动生成的端子图往往不够直观我一般会手动调整一下。在EPLAN里生成端子图的方法是在“页导航器”里新建一页选择“端子图表”模板然后选择要生成端子图的连接。EPLAN会自动把端子的编号、连接线号、连接截面、连接目标都列出来。我一般会把主回路端子和控制回路端子分开画。主回路端子用大电流端子控制回路端子用小电流端子。如果控制回路走线比较多可以用双层端子一层走信号一层走公共线。电缆图是给放电缆的人看的。EPLAN可以根据电缆的定义自动生成电缆图包括电缆的型号、长度、起点、终点、芯线编号。如果项目里用了EPLAN的“电缆导航器”还可以自动计算电缆长度。提示端子图和电缆图一定要在图纸完成后再生成因为如果图纸改了端子图和电缆图不会自动更新需要手动重新生成。4. 时序图绘制与动作逻辑分析4.1 时序图在电气设计中的作用时序图这个东西在电气设计里经常被忽略。很多人觉得电路图已经画得很清楚了为什么还要画时序图我的经验是电路图告诉你“怎么接”时序图告诉你“怎么动”。对于顺序启停这种有时序要求的电路时序图能让调试的人一眼看出每个接触器在什么时间点动作、什么时间点释放省掉大量推理的时间。时序图的横轴是时间纵轴是信号。每个信号用一条水平线表示高电平表示信号有效接触器得电低电平表示信号无效接触器释放。信号之间的先后关系用垂直虚线对齐表示因果关系。4.2 启动过程的时序分析启动过程从按下SB1开始。SB1按下后KM1线圈得电KM1主触点闭合M1开始运转。同时KM1的常开辅助触点闭合为SB2提供电源。这时候如果按下SB2KM2线圈得电M2开始运转KM2的常开辅助触点闭合为SB3提供电源。再按下SB3KM3线圈得电M3开始运转。在时序图上KM1的信号线在SB1按下的时刻从低变高KM2的信号线在SB2按下的时刻从低变高KM3的信号线在SB3按下的时刻从低变高。三条信号线依次上升间隔时间取决于操作人员按按钮的速度。如果要在时序图上表示自动顺序启动可以用一个定时器来代替人工按按钮。比如KM1得电后定时器T1开始计时5秒后T1触点闭合自动触发KM2启动KM2得电后定时器T2开始计时5秒后自动触发KM3启动。这样时序图上的三条信号线就是等间隔上升的。4.3 停止过程的时序分析停止过程从按下SB6开始。SB6按下后KM3线圈失电KM3主触点断开M3停止运转。同时KM3的常闭辅助触点恢复闭合为KM2的停止提供条件。再按下SB5KM2线圈失电M2停止运转KM2的常闭辅助触点恢复闭合。最后按下SB4KM1线圈失电M1停止运转。在时序图上KM3的信号线在SB6按下的时刻从高变低KM2的信号线在SB5按下的时刻从高变低KM1的信号线在SB4按下的时刻从高变低。三条信号线依次下降顺序跟启动时相反。如果要在时序图上表示自动顺序停止也可以用定时器来实现。比如按下总停按钮后KM3立即释放定时器T3开始计时5秒后KM2释放再5秒后KM1释放。4.4 在EPLAN中绘制时序图的技巧EPLAN本身不是画时序图的工具但可以用它的“图形编辑器”来画。我一般会在图纸的最后加一页专门用来画时序图。画时序图的时候先用“线”工具画出时间轴和信号轴然后用“矩形”工具画出每个信号的高电平区间。EPLAN的“对齐”功能很好用可以把不同信号线的上升沿和下降沿对齐保证时序关系的准确性。如果觉得EPLAN画时序图太麻烦也可以用专门的时序图工具画好之后导出为图片再插入到EPLAN图纸里。EPLAN支持插入外部图片在“插入-图形”里选择图片文件就行。注意插入的图片不会随EPLAN项目一起保存如果图片文件被移动或删除图纸上的图片就会显示不出来。所以最好把图片文件放在项目文件夹里一起备份。5. 常见问题与排查技巧实录5.1 EPLAN操作中的典型问题问题一部件库里的部件跟项目里的部件不一致。这个问题的表现是你在部件库里改了某个部件的参数但项目里用的还是旧参数。解决方法是在“部件导航器”里找到对应的部件右键选择“更新部件”EPLAN会把项目里的部件信息更新为部件库里的最新版本。问题二图纸比例改变后端子模型变得很小。这个问题的原因是端子的显示比例是跟图纸比例绑定的。解决方法是在“选项-设置-项目-图形编辑”里把“端子显示比例”单独设大一点或者在“层管理”里把端子层的缩放比例固定住不随图纸比例变化。问题三EPLAN许可文件与当前版本不符。这个问题的表现是打开EPLAN时提示许可错误。解决方法是检查许可文件是不是跟当前EPLAN版本匹配如果不匹配需要重新申请或者更新许可文件。如果是网络许可检查许可服务器是不是正常运行。问题四导出的部件汇总表模板不对。EPLAN自带的部件汇总表模板可能不符合公司的格式要求。解决方法是在“报表-生成”里选择“部件汇总表”然后选择“模板”可以自定义模板的列、表头、排序方式。模板文件是XML格式的可以用文本编辑器修改。5.2 电路调试中的典型问题问题一按下SB2KM2不启动。排查思路首先检查KM1是否已经启动如果KM1没启动KM1的常开辅助触点就是断开的SB2的回路没有电。如果KM1已经启动用万用表量SB2两端的电压如果一端有电一端没电说明SB2的触点有问题如果两端都没电说明KM1的常开辅助触点没闭合或者接线松了。问题二按下SB4KM1不停止。排查思路检查KM2和KM3是否已经停止。如果KM2或KM3没有停止它们的常闭辅助触点是断开的KM1的线圈回路被切断所以KM1不会停止。这是反向联锁在起作用不是故障。问题三接触器频繁吸合释放。排查思路检查控制回路的电源电压是否稳定如果电压波动太大接触器线圈可能无法保持吸合。另外检查接触器的自锁触点是否接触良好如果自锁触点接触不良接触器吸合后无法自锁就会频繁吸合释放。问题四热继电器误动作。排查思路检查热继电器的整定电流是否跟电机额定电流匹配。如果整定电流设得太小电机正常运行时热继电器就会动作。另外检查热继电器的安装环境温度如果环境温度太高热继电器的动作电流会降低也可能导致误动作。5.3 独家避坑经验经验一按钮的颜色要统一。启动按钮用绿色停止按钮用红色这是行业惯例。但有些项目里停止按钮也用黑色结果现场操作人员分不清哪个是启动哪个是停止。我一般会在图纸上标注按钮的颜色并在BOM表里注明。经验二线号要跟端子号对应。有些设计里线号和端子号是两套编号系统现场接线的时候要对着图纸查半天。我一般会让线号和端子号保持一致比如端子编号是“X1:1”线号就是“X1-1”这样接线的时候一目了然。经验三时序图要标注时间间隔。如果时序图只画了信号的高低电平没有标注时间间隔调试的人还是不知道每个动作之间要隔多久。我一般会在时序图上标注“t15s”、“t25s”这样的时间参数并在图纸说明里写清楚这些时间是怎么来的。经验四图纸要留备用页。项目做完之后图纸上最好留一两页空白页标注“备用”。这样如果后期要增加功能可以直接在备用页上画不用重新调整图纸结构。经验五EPLAN项目要定期备份。EPLAN项目文件比较大而且一旦损坏很难恢复。我一般会每天下班前把项目文件夹压缩备份一次备份文件按日期命名保留最近一周的备份。如果项目文件损坏可以从备份里恢复。6. 从图纸到现场的完整交付流程6.1 图纸审核要点图纸画完之后不能直接发给现场要先审核。审核的内容包括电路逻辑是否正确、元件选型是否合理、线号是否连续、端子是否够用、图纸比例是否合适、时序图是否清晰。我一般会自己先审一遍然后找另一个工程师再审一遍。两个人看同一张图纸往往能发现不同的问题。审核的时候我会重点检查顺序联锁的部分因为这是最容易出错的地方。6.2 BOM表与部件汇总EPLAN可以自动生成BOM表但自动生成的BOM表往往包含很多不需要的信息比如部件的内部编号、供应商编号等。我一般会自定义BOM表的模板只保留型号、厂家、数量、备注这几列。BOM表生成之后要跟采购确认一下元件的货期。有些进口元件货期很长如果等到现场施工的时候才发现元件没到货就会耽误工期。我一般会在设计阶段就把BOM表发给采购让他们提前询价和备货。6.3 现场调试步骤现场调试的时候我一般按以下步骤来第一步检查接线。对照图纸检查每个元件的接线是否正确特别是接触器的辅助触点常开常闭不能接反。第二步空载测试。不接电机只给控制回路通电按下启动按钮观察接触器的动作顺序是否正确。如果顺序不对检查联锁触点。第三步带载测试。接上电机给主回路通电按下启动按钮观察电机的运转方向是否正确。如果方向反了调换任意两相电源线。第四步联锁测试。在M1运行的情况下尝试直接启动M3看是否能够启动。如果不能启动说明顺序联锁起作用了。在M3运行的情况下尝试停止M1看是否能够停止。如果不能停止说明反向联锁起作用了。第五步故障测试。模拟热继电器动作看接触器是否能够正确释放。模拟控制回路断电看接触器是否能够全部释放。6.4 图纸交付与归档调试完成之后要把最终的图纸交付给客户并归档保存。交付的图纸包括主回路图、控制回路图、端子图、电缆图、时序图、BOM表、调试记录。归档的时候我一般会把EPLAN项目文件、PDF图纸、BOM表、调试记录放在同一个文件夹里按项目编号命名。如果客户需要还可以提供EPLAN的PDF导出文件方便他们在没有EPLAN的电脑上查看图纸。提示交付的图纸一定要跟现场实际接线一致。如果调试过程中改了接线一定要在图纸上同步修改否则图纸就失去了参考价值。7. 这个电路还能怎么扩展三台电机顺序启停只是一个基础电路实际项目中往往需要更多的功能。比如增加自动模式。在手动模式的基础上增加一个自动模式开关。自动模式下按下启动按钮后三台电机按预设的时间间隔自动顺序启动按下停止按钮后按相反的顺序自动停止。这个功能可以用定时器来实现也可以用PLC来实现。增加故障报警。如果任何一台电机过载或者接触器故障系统应该能够发出报警信号并自动停止所有电机。这个功能可以用中间继电器和声光报警器来实现。增加远程控制。如果设备安装在现场但控制室在远处可以通过远程I/O模块或者通讯模块来实现远程控制。EPLAN里可以用“黑盒”来表示远程I/O模块用“连接线”来表示通讯电缆。增加触摸屏。如果客户需要更直观的操作界面可以增加一个触摸屏用EPLAN的“HMI”符号来表示。触摸屏可以通过通讯跟PLC或者远程I/O模块连接实现集中监控。这些扩展功能都可以在现有电路的基础上增加不需要推翻重来。这也是继电器-接触器方案的一个优点扩展方便改起来不费劲。我个人在实际操作中的体会是顺序启停电路虽然简单但细节很多。EPLAN画图的时候一定要把线号、端子、部件库这些基础工作做扎实不然后面改起来很麻烦。时序图虽然看起来不起眼但对现场调试的帮助很大建议每个有时序要求的项目都画一张。最后图纸审核和现场调试这两个环节不能省很多问题只有在实际接线和通电测试的时候才会暴露出来。
EPLAN实战：三台电机顺序启停控制电路设计与时序图绘制
1. 三台电机顺序启停到底在做什么三台电机顺序启停说白了就是让三台电机按照“先来后到”的规矩干活启动的时候必须M1先转M1转起来之后M2才能转M2转起来之后M3才能转停止的时候反过来M3先停然后M2停最后M1停。这个逻辑在工业现场非常常见比如一条传送带系统如果末端电机还没启动前端电机就先把物料送过来那就会堆料反过来停机时如果前端先停末端还在跑同样会堵料。所以顺序启停本质上是一个联锁逻辑不是简单的三个自锁回路拼在一起。我在刚接触EPLAN的时候觉得这个电路很简单不就是三个接触器加几个按钮嘛。但真正动手画的时候才发现顺序启停涉及到的细节比想象中多得多按钮是点动还是自锁、中间继电器怎么参与逻辑、EPLAN里符号库怎么选、端子怎么排、线号怎么编、时序图怎么画才能让施工的人一眼看懂。这些问题如果不在设计阶段解决到了现场调试的时候就是一堆麻烦。这篇文章我打算把整个设计过程从头到尾拆一遍包括EPLAN里的实际操作步骤、电路原理的分析、时序图的绘制方法以及我在这个过程中踩过的坑。不管你是刚学EPLAN的学生还是已经工作几年但没怎么接触过顺序控制的电气工程师应该都能从里面找到有用的东西。注意本文涉及的电路为典型工业控制电路实际项目中需根据具体设备的电压等级、负载类型、安全要求进行调整不可直接照搬用于生产设备。2. 电路方案选型与逻辑设计2.1 为什么选继电器-接触器方案而不是PLC一说到顺序启停很多人第一反应是用PLC做写几行梯形图就搞定了。但在实际项目中继电器-接触器方案仍然有它的用武之地。我选这个方案的原因有三个第一成本。三台小功率电机的顺序启停用三个接触器加几个中间继电器就能搞定成本可能不到两百块。如果用PLC最便宜的也要几百块还要配电源、接线端子、编程调试整体成本翻好几倍。第二可靠性。继电器-接触器电路是纯硬件逻辑不受程序跑飞、电源波动导致CPU复位的影响。在一些对可靠性要求高但逻辑简单的场合硬件电路反而更稳。第三维护便利。现场电工不一定懂PLC编程但继电器电路他们看得懂。出了问题拿万用表量一下线圈电压、量一下触点通断很快就能定位。PLC出了问题如果手边没有编程电脑就只能干瞪眼。当然如果逻辑复杂、需要经常修改、或者需要跟上位机通讯那肯定还是PLC更合适。方案选型没有绝对的好坏只有适不适合。2.2 顺序启停的三种实现思路在继电器-接触器方案里顺序启停有三种常见的实现思路我分别说一下它们的优缺点。第一种按钮串联法。把M2的启动按钮串联在M1接触器的常开辅助触点后面M3的启动按钮串联在M2接触器的常开辅助触点后面。这样只有M1启动了M2的启动按钮才有效。停止按钮则反过来串联M1的停止按钮串联在M3接触器常开触点后面以此类推。这种方案最简单用的元件最少但有个问题停止按钮需要接常开触点跟常规的停止按钮用常闭触点的习惯相反现场电工容易接错。第二种中间继电器法。用中间继电器来传递顺序信号。M1启动后KA1线圈得电KA1的常开触点闭合为M2的启动提供条件。M2启动后KA2得电为M3提供条件。停止时反向操作。这种方案逻辑清晰扩展方便但多用了三个中间继电器成本和柜内空间都会增加。第三种接触器辅助触点互锁法。直接用接触器自身的辅助触点来做顺序逻辑不额外增加中间继电器。M1接触器的常开辅助触点串联在M2的启动回路里M2接触器的常开辅助触点串联在M3的启动回路里。停止回路则用常闭触点反向串联。这种方案兼顾了成本和清晰度是我最常用的方案。我最终选的是第三种方案因为三台电机的顺序逻辑不复杂用接触器辅助触点就够了没必要多上三个中间继电器。下面详细说一下电路的工作原理。2.3 主回路与控制回路的整体架构整个电路分为主回路和控制回路两部分。主回路负责给电机供电包括断路器、接触器主触点、热继电器。控制回路负责逻辑控制包括按钮、接触器线圈、辅助触点。主回路的设计比较常规三相电源经过断路器QF1然后分成三路每路经过一个接触器主触点KM1、KM2、KM3和一个热继电器FR1、FR2、FR3最后接到电机。断路器的额定电流根据电机功率来选接触器的额定电流要大于电机额定电流的1.2倍左右热继电器的整定电流按电机额定电流的0.95到1.05倍来设。控制回路的电源从主回路的一相和零线取经过一个控制回路断路器QF2然后进入逻辑电路。控制回路的电压一般是220V AC如果现场有安全要求也可以用24V DC但需要额外的开关电源。提示控制回路一定要单独设断路器不能跟主回路共用。否则主回路故障跳闸时控制回路也断电所有接触器同时释放可能造成设备损坏。3. EPLAN实战从建项目到出图纸3.1 项目创建与图纸结构规划打开EPLAN第一步是新建项目。我一般会用“项目向导”来创建因为向导会自动生成标准的图纸结构省得手动一页一页加。在向导里选择“IEC模板”项目名称填“三台电机顺序启停控制”保存路径选一个自己找得到的地方。项目创建好之后在“页导航器”里可以看到自动生成的图纸结构。我一般会把图纸分成几个部分封面页、目录页、主回路图、控制回路图、端子图、时序图。如果项目比较大还会加电缆图、部件汇总表。这个项目不大六页图纸就够了。在EPLAN里图纸的“页属性”里可以设置图纸比例。默认是1:1如果图纸内容比较多可以改成1:2或者1:5。但要注意图纸比例改变后符号和端子的显示大小也会跟着变。如果发现端子模型变得很小可以在“选项-设置-项目-图形编辑”里调整端子的显示比例或者在“层管理”里把端子层的缩放比例单独设大一点。3.2 部件库的准备与选型EPLAN画图跟CAD最大的区别就是EPLAN是基于部件库的。你放的每一个符号背后都对应一个具体的部件有型号、有厂家、有参数。所以画图之前先把部件库准备好。我常用的部件库来源有几个一是EPLAN自带的样本库里面有一些通用部件二是厂家官网下载的EDZ文件比如西门子、施耐德、正泰都有自己的EPLAN部件库三是自己建部件把常用元件的参数录进去。这个项目需要的部件包括断路器3P额定电流根据电机功率选、接触器3P带常开常闭辅助触点、热继电器带常开常闭辅助触点、按钮启动按钮常开停止按钮常闭、端子双层端子因为控制回路和主回路都要走线。注意EPLAN部件库的“同步当前项目”功能可以把项目里用到的部件信息同步到部件库但反过来不行。如果你在部件库里改了参数项目里的部件不会自动更新需要手动“更新部件”。选接触器的时候要注意辅助触点的数量。顺序启停电路里每个接触器至少需要一个常开辅助触点用于自锁一个常开辅助触点用于顺序传递一个常闭辅助触点用于停止联锁。如果接触器自带的辅助触点不够就要加辅助触点块。我一般会选带2常开2常闭的接触器基本够用。3.3 主回路绘制与线号编制主回路的绘制比较直接。在EPLAN里从“符号库”里找到断路器、接触器主触点、热继电器主触点、电机的符号拖到图纸上然后用“连接线”把它们连起来。线号的编制是个容易忽略但很重要的环节。EPLAN可以自动生成线号但自动生成的线号往往不符合现场习惯。我一般会手动设置线号规则主回路用“L1、L2、L3”加数字编号比如“L1-1、L2-1、L3-1”表示第一路电机的三相进线控制回路用“1、2、3”这样的数字编号按功能分区。在EPLAN里设置线号的方法是在“选项-设置-项目-连接-编号”里选择“在线号中显示连接颜色”和“在线号中显示连接截面”然后定义编号规则。我一般用“信号名序号”的格式比如“KM1-A1”表示KM1线圈的A1端子。线号编好之后可以用“连接导航器”来检查有没有重复的线号或者漏编的线号。这个功能很实用能省掉很多人工检查的时间。3.4 控制回路绘制与逻辑实现控制回路的绘制是重点。我按功能把控制回路分成几个区域启动区域、停止区域、顺序联锁区域、线圈区域。启动区域包括三个启动按钮SB1、SB2、SB3。SB1直接接控制电源按下后KM1线圈得电。SB2的进线端接KM1的常开辅助触点只有KM1得电后SB2才有电。SB3的进线端接KM2的常开辅助触点只有KM2得电后SB3才有电。停止区域包括三个停止按钮SB4、SB5、SB6。SB4是总停按钮按下后所有接触器都释放。SB5是M2和M3的停止按钮按下后KM2和KM3释放但KM1保持。SB6是M3的停止按钮按下后只有KM3释放。顺序联锁区域是核心。KM1的常开辅助触点串联在SB2的回路里KM2的常开辅助触点串联在SB3的回路里。同时KM2的常闭辅助触点串联在KM1的线圈回路里KM3的常闭辅助触点串联在KM2的线圈回路里。这样做的目的是如果KM2没有释放KM1就不能启动如果KM3没有释放KM2就不能启动。这是反向联锁防止误操作导致顺序混乱。线圈区域就是三个接触器线圈每个线圈并联一个指示灯用来显示接触器的工作状态。在EPLAN里画控制回路的时候我习惯用“电位连接点”来标注电源的正负极用“中断点”来处理跨页连接。如果控制回路比较复杂一页画不下可以用“中断点”把信号引到下一页EPLAN会自动生成跨页参考。3.5 端子图与电缆图的生成端子图是给现场接线的人看的所以一定要清晰。EPLAN可以根据图纸上的连接自动生成端子图但自动生成的端子图往往不够直观我一般会手动调整一下。在EPLAN里生成端子图的方法是在“页导航器”里新建一页选择“端子图表”模板然后选择要生成端子图的连接。EPLAN会自动把端子的编号、连接线号、连接截面、连接目标都列出来。我一般会把主回路端子和控制回路端子分开画。主回路端子用大电流端子控制回路端子用小电流端子。如果控制回路走线比较多可以用双层端子一层走信号一层走公共线。电缆图是给放电缆的人看的。EPLAN可以根据电缆的定义自动生成电缆图包括电缆的型号、长度、起点、终点、芯线编号。如果项目里用了EPLAN的“电缆导航器”还可以自动计算电缆长度。提示端子图和电缆图一定要在图纸完成后再生成因为如果图纸改了端子图和电缆图不会自动更新需要手动重新生成。4. 时序图绘制与动作逻辑分析4.1 时序图在电气设计中的作用时序图这个东西在电气设计里经常被忽略。很多人觉得电路图已经画得很清楚了为什么还要画时序图我的经验是电路图告诉你“怎么接”时序图告诉你“怎么动”。对于顺序启停这种有时序要求的电路时序图能让调试的人一眼看出每个接触器在什么时间点动作、什么时间点释放省掉大量推理的时间。时序图的横轴是时间纵轴是信号。每个信号用一条水平线表示高电平表示信号有效接触器得电低电平表示信号无效接触器释放。信号之间的先后关系用垂直虚线对齐表示因果关系。4.2 启动过程的时序分析启动过程从按下SB1开始。SB1按下后KM1线圈得电KM1主触点闭合M1开始运转。同时KM1的常开辅助触点闭合为SB2提供电源。这时候如果按下SB2KM2线圈得电M2开始运转KM2的常开辅助触点闭合为SB3提供电源。再按下SB3KM3线圈得电M3开始运转。在时序图上KM1的信号线在SB1按下的时刻从低变高KM2的信号线在SB2按下的时刻从低变高KM3的信号线在SB3按下的时刻从低变高。三条信号线依次上升间隔时间取决于操作人员按按钮的速度。如果要在时序图上表示自动顺序启动可以用一个定时器来代替人工按按钮。比如KM1得电后定时器T1开始计时5秒后T1触点闭合自动触发KM2启动KM2得电后定时器T2开始计时5秒后自动触发KM3启动。这样时序图上的三条信号线就是等间隔上升的。4.3 停止过程的时序分析停止过程从按下SB6开始。SB6按下后KM3线圈失电KM3主触点断开M3停止运转。同时KM3的常闭辅助触点恢复闭合为KM2的停止提供条件。再按下SB5KM2线圈失电M2停止运转KM2的常闭辅助触点恢复闭合。最后按下SB4KM1线圈失电M1停止运转。在时序图上KM3的信号线在SB6按下的时刻从高变低KM2的信号线在SB5按下的时刻从高变低KM1的信号线在SB4按下的时刻从高变低。三条信号线依次下降顺序跟启动时相反。如果要在时序图上表示自动顺序停止也可以用定时器来实现。比如按下总停按钮后KM3立即释放定时器T3开始计时5秒后KM2释放再5秒后KM1释放。4.4 在EPLAN中绘制时序图的技巧EPLAN本身不是画时序图的工具但可以用它的“图形编辑器”来画。我一般会在图纸的最后加一页专门用来画时序图。画时序图的时候先用“线”工具画出时间轴和信号轴然后用“矩形”工具画出每个信号的高电平区间。EPLAN的“对齐”功能很好用可以把不同信号线的上升沿和下降沿对齐保证时序关系的准确性。如果觉得EPLAN画时序图太麻烦也可以用专门的时序图工具画好之后导出为图片再插入到EPLAN图纸里。EPLAN支持插入外部图片在“插入-图形”里选择图片文件就行。注意插入的图片不会随EPLAN项目一起保存如果图片文件被移动或删除图纸上的图片就会显示不出来。所以最好把图片文件放在项目文件夹里一起备份。5. 常见问题与排查技巧实录5.1 EPLAN操作中的典型问题问题一部件库里的部件跟项目里的部件不一致。这个问题的表现是你在部件库里改了某个部件的参数但项目里用的还是旧参数。解决方法是在“部件导航器”里找到对应的部件右键选择“更新部件”EPLAN会把项目里的部件信息更新为部件库里的最新版本。问题二图纸比例改变后端子模型变得很小。这个问题的原因是端子的显示比例是跟图纸比例绑定的。解决方法是在“选项-设置-项目-图形编辑”里把“端子显示比例”单独设大一点或者在“层管理”里把端子层的缩放比例固定住不随图纸比例变化。问题三EPLAN许可文件与当前版本不符。这个问题的表现是打开EPLAN时提示许可错误。解决方法是检查许可文件是不是跟当前EPLAN版本匹配如果不匹配需要重新申请或者更新许可文件。如果是网络许可检查许可服务器是不是正常运行。问题四导出的部件汇总表模板不对。EPLAN自带的部件汇总表模板可能不符合公司的格式要求。解决方法是在“报表-生成”里选择“部件汇总表”然后选择“模板”可以自定义模板的列、表头、排序方式。模板文件是XML格式的可以用文本编辑器修改。5.2 电路调试中的典型问题问题一按下SB2KM2不启动。排查思路首先检查KM1是否已经启动如果KM1没启动KM1的常开辅助触点就是断开的SB2的回路没有电。如果KM1已经启动用万用表量SB2两端的电压如果一端有电一端没电说明SB2的触点有问题如果两端都没电说明KM1的常开辅助触点没闭合或者接线松了。问题二按下SB4KM1不停止。排查思路检查KM2和KM3是否已经停止。如果KM2或KM3没有停止它们的常闭辅助触点是断开的KM1的线圈回路被切断所以KM1不会停止。这是反向联锁在起作用不是故障。问题三接触器频繁吸合释放。排查思路检查控制回路的电源电压是否稳定如果电压波动太大接触器线圈可能无法保持吸合。另外检查接触器的自锁触点是否接触良好如果自锁触点接触不良接触器吸合后无法自锁就会频繁吸合释放。问题四热继电器误动作。排查思路检查热继电器的整定电流是否跟电机额定电流匹配。如果整定电流设得太小电机正常运行时热继电器就会动作。另外检查热继电器的安装环境温度如果环境温度太高热继电器的动作电流会降低也可能导致误动作。5.3 独家避坑经验经验一按钮的颜色要统一。启动按钮用绿色停止按钮用红色这是行业惯例。但有些项目里停止按钮也用黑色结果现场操作人员分不清哪个是启动哪个是停止。我一般会在图纸上标注按钮的颜色并在BOM表里注明。经验二线号要跟端子号对应。有些设计里线号和端子号是两套编号系统现场接线的时候要对着图纸查半天。我一般会让线号和端子号保持一致比如端子编号是“X1:1”线号就是“X1-1”这样接线的时候一目了然。经验三时序图要标注时间间隔。如果时序图只画了信号的高低电平没有标注时间间隔调试的人还是不知道每个动作之间要隔多久。我一般会在时序图上标注“t15s”、“t25s”这样的时间参数并在图纸说明里写清楚这些时间是怎么来的。经验四图纸要留备用页。项目做完之后图纸上最好留一两页空白页标注“备用”。这样如果后期要增加功能可以直接在备用页上画不用重新调整图纸结构。经验五EPLAN项目要定期备份。EPLAN项目文件比较大而且一旦损坏很难恢复。我一般会每天下班前把项目文件夹压缩备份一次备份文件按日期命名保留最近一周的备份。如果项目文件损坏可以从备份里恢复。6. 从图纸到现场的完整交付流程6.1 图纸审核要点图纸画完之后不能直接发给现场要先审核。审核的内容包括电路逻辑是否正确、元件选型是否合理、线号是否连续、端子是否够用、图纸比例是否合适、时序图是否清晰。我一般会自己先审一遍然后找另一个工程师再审一遍。两个人看同一张图纸往往能发现不同的问题。审核的时候我会重点检查顺序联锁的部分因为这是最容易出错的地方。6.2 BOM表与部件汇总EPLAN可以自动生成BOM表但自动生成的BOM表往往包含很多不需要的信息比如部件的内部编号、供应商编号等。我一般会自定义BOM表的模板只保留型号、厂家、数量、备注这几列。BOM表生成之后要跟采购确认一下元件的货期。有些进口元件货期很长如果等到现场施工的时候才发现元件没到货就会耽误工期。我一般会在设计阶段就把BOM表发给采购让他们提前询价和备货。6.3 现场调试步骤现场调试的时候我一般按以下步骤来第一步检查接线。对照图纸检查每个元件的接线是否正确特别是接触器的辅助触点常开常闭不能接反。第二步空载测试。不接电机只给控制回路通电按下启动按钮观察接触器的动作顺序是否正确。如果顺序不对检查联锁触点。第三步带载测试。接上电机给主回路通电按下启动按钮观察电机的运转方向是否正确。如果方向反了调换任意两相电源线。第四步联锁测试。在M1运行的情况下尝试直接启动M3看是否能够启动。如果不能启动说明顺序联锁起作用了。在M3运行的情况下尝试停止M1看是否能够停止。如果不能停止说明反向联锁起作用了。第五步故障测试。模拟热继电器动作看接触器是否能够正确释放。模拟控制回路断电看接触器是否能够全部释放。6.4 图纸交付与归档调试完成之后要把最终的图纸交付给客户并归档保存。交付的图纸包括主回路图、控制回路图、端子图、电缆图、时序图、BOM表、调试记录。归档的时候我一般会把EPLAN项目文件、PDF图纸、BOM表、调试记录放在同一个文件夹里按项目编号命名。如果客户需要还可以提供EPLAN的PDF导出文件方便他们在没有EPLAN的电脑上查看图纸。提示交付的图纸一定要跟现场实际接线一致。如果调试过程中改了接线一定要在图纸上同步修改否则图纸就失去了参考价值。7. 这个电路还能怎么扩展三台电机顺序启停只是一个基础电路实际项目中往往需要更多的功能。比如增加自动模式。在手动模式的基础上增加一个自动模式开关。自动模式下按下启动按钮后三台电机按预设的时间间隔自动顺序启动按下停止按钮后按相反的顺序自动停止。这个功能可以用定时器来实现也可以用PLC来实现。增加故障报警。如果任何一台电机过载或者接触器故障系统应该能够发出报警信号并自动停止所有电机。这个功能可以用中间继电器和声光报警器来实现。增加远程控制。如果设备安装在现场但控制室在远处可以通过远程I/O模块或者通讯模块来实现远程控制。EPLAN里可以用“黑盒”来表示远程I/O模块用“连接线”来表示通讯电缆。增加触摸屏。如果客户需要更直观的操作界面可以增加一个触摸屏用EPLAN的“HMI”符号来表示。触摸屏可以通过通讯跟PLC或者远程I/O模块连接实现集中监控。这些扩展功能都可以在现有电路的基础上增加不需要推翻重来。这也是继电器-接触器方案的一个优点扩展方便改起来不费劲。我个人在实际操作中的体会是顺序启停电路虽然简单但细节很多。EPLAN画图的时候一定要把线号、端子、部件库这些基础工作做扎实不然后面改起来很麻烦。时序图虽然看起来不起眼但对现场调试的帮助很大建议每个有时序要求的项目都画一张。最后图纸审核和现场调试这两个环节不能省很多问题只有在实际接线和通电测试的时候才会暴露出来。