基于Protel DXP 2004机床控制线路元件库的绘制研究

王育玲， 林 涛,2， 王 军

(1.博州中等职业技术学校，新疆 博州833400；2.随州技师学院，湖北 随州441300)

Protel DXP 2004是一个基于Windows平台的EDA设计系统，是集原理图设计、电路板设计、电路仿真、信号完整性分析和逻辑电路设计功能为一体的工作平台，在电子设计领域占有极其重要的地位[1]，是目前使用人数非常多的优秀应用软件，是目前市场上最常用的绘图工具。它所具有的原理图设计系统是EDA系统中的主要设计工具之一，其Library元件库中常用Miscellaneous Connectors和Miscellaneous Devices。在机床控制线路原理图绘制中，需要用Protel DXP原理图设计系统及其原理图元件库编辑等功能实现机床控制线路原理图的绘制[2]。但软件中没有机床控制线路原理图的元件库，需要创建常用机床控制线路元件库，为此，本文研究了机床控制线路常用电气元件库存创建方法，并将“机床控制线路”元件库文件夹复制到安装Protel DXP 2004软件的目录下 (D：Program FilesAltium2004Library机床控制线路)，然后在绘图过程加载此元件库，便于绘制原理图直接调用。在元件库中创建大约35个元件，基本上能满足常用机床控制线路原理图绘制所需要的电气元件，给绘制原理图带来很大的方便，提高了绘图质量和绘图效果。

1 机床电气原理图电气元件分析

机床电气控制线路原理图组成如图1所示。

(1)电源电路：电源电路是从电源进线到电源开关输出部分的电路，由电源进线端子、电源开头、保护元件及电源出线组成。

(2)主电路：从主电路入手，根据各电动机和执行电器的控制要求分析其控制内容。主线路是从电源经过电动机绕组的大电流通过的路径，由保护电器、接触器主触点及电动机启动、正反转控制、调速、制动等基本环节组成。

图1 C6140普通车床控制线路原理图

(3)辅助电路：包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数设定、照明和故障报警等部分。由继电器的线圈和触点、接触器的线圈和触点、主令电器、指示灯、控制变压器等元件组成。

(4)联锁与保护环节：生产性机械对于安全性、可靠性要求很高，因此，设置了一系列的电器保护和必要的电气联锁[3]。

(5)辅助信息：除电源组成、主电路、辅助电路外，还需要对电路进行文字及符号信息说明，如导线的线号、电路的功能、分区栏及元件的触点分布等[4]。

找出图1中电气元件，相同图形只需要创建一个元件，在绘制过程中对电气元件的名称根据需要进行修改就可以了。

2 机床控制线路元件库创建

机床控制线路中大多数元件(如接触器、热继电器、组合开关等)在绘制软件中都没有自带的，需要自己创建，但有些电气元件(如变压器、接线端子等)也可利用软件中自带的元件进行修改，作为新建元件使用。

2.1 新建项目

如图2所示，进行以下操作新建项目：文件创建项目 PCB项目 右键 保存项目 按路径 D：Program filesAltum2004Library输入文件名 保存[5]。

(1)创建新元件

如图3所示，进行以下操作：点击上述文件创建新建项目右键追加新元件到项目中Schematic Library保存图标按钮按路径D：Program filesAltum2004Library输入“机床控制线路”文件夹 元件名 保存[6]。输入的文件名最好是“英文字母、符号+汉字”复合命名,如KM接触器主触头、KM接触器辅助触头等。

图2 新建项目及保存文件路径

图3 创建新元件

(2)设置绘图背景

如图4所示，进行以下操作：在编辑区任一位置右键库编辑器对话框点工作区选顔色确定。

(3)使用实用工具绘制元件库图形，这与原使用方法相同，这里不再介绍。

2.2 对原有库文件进行修改作为自制新元件[5]

此元件创建可利用“实用工具”绘制相应的图形，这里不再赘述。下面介绍对软件自带的Miscellaneous De-vices.IntLib库文件中类似的“变压器”图形略作修改作为自制新元件的方法。

图4 设置绘图背景

(1)进行以下操作：文件 打开 Altiumlibrary常用元件库抽取源 (如图5所示)软件工作界面左边Projects工作区找到Miscellaneous Devices.schlib[7]双击显示第一个原理图符号可对第一个元件进行编辑。

图5 抽取变压器源元件库

(2)选择所需要的元件进行编辑(如图6所示)：右下边工作区SCHSCH Library左键单击找到所需元件 (字母T开头的Trans)左键拖动框选元件复制(Ctrl+C)打开新建元件库工作区粘贴(Ctrl+V)右键退出或按[Esc]。

(3)对抽取源变压器元件按要求进行编辑(如图7所示)新元件编辑绘制(如图8所示)。

图6 元件库工作区

图7 抽取变压器源

(4)输入“TC(变压器).SchLib”按路径保存，即可作为新元件加入到元件库中。

2.3 绘制SW常开按钮及其他电气元件

按前面所述方法，设置工作区域颜色。

(1)如图 9所示，进行以下操作：“实用工具”设计图标按钮直线 在绘图区域画直线 (或画斜线时要按空格变化角度)按[Tab]键设置属性或双击图形，更改图线属性(含顔色、线宽、线风格)等按右键退出或按[Esc]。依次类推画出其他图形[5]。

图8 编辑后变压器

图9 更改图线属性

(2)放置引脚：按空格键调整电器的节点，且必指向元件外面，如图10所示，进行以下操作：左键按放置引脚图标移至所需要放置的位置按[Tab]键设置管脚的属性设置标识符号、显示名称、可视选项等确认。在绘制过程中要灵活设置捕捉栅格大小，在英文输入状态下按[G]键，依次出现10、5、1栅格或工具按钮，输入相应数字。

图10 放置元件引脚

(3)参照上述方法依次绘制相应的30个电器元件。

3 加载机床控制线路元件库

利用实用工具将所有元件创建完成后，就可以绘制机床电气原理图了。此时还需要将各元件加载，具体方法有以下两种，如图11所示。

方法 1：元件库 元件库 安装对话框 安装 按路径类似打开元件库选中元件(选中多个电器元件时，需要按[Shift]+鼠标左键)打开。

方法2:设计追加删除零件库安装对话框......同上。

图11 从机床控制线路元件库中安装电器元件

4 绘制调整电路原理图并放置辅助说明信息

当机床控制线路元件库加载完成后，就可以像绘制一般常用电子线路原理图方法一样直接从元件库中调用所需要的电器元件，如图12所示。这样就为绘图带来极大的方便，可标准、规范地绘制所需要的多种机床控制线路原理图。机床电气原理图绘制完毕后，再设置及调整放置元件序号、线号、辅助说明等，整幅机床电气原理图就完全绘制完成了。

(1)元件序号的设置

打开元件序号属性对话框的方法与打开其他对象的属性对话框方法相同,一种是元件在悬浮状态 (放置前)按[Tab]，在弹出的元件属性框中可修改元件属性；另一种是元件在放置后双击元件序号，在弹出对话框对元件序号的属性进行设置[5]。

元件序号内容的设置可在原理图上直接修改，方法是用鼠标左键单击元件序号，使之处于选择状态,再次用鼠标左键单击元件序号。此时元件序号处于可修改状态，输入相应的元件序号后，用鼠标左键单击空白处两下，退出修改状态。

(2)线号的放置

在机床电气线路原理图中，为了读图、安装和维修方便，同一网络的导线一般都赋予一个号码，简称“线号”。线号的放置[6]采用“放置文本字符串”命令，如图13所示。鼠标左键单击[A]后，按[Tab]键将弹出“注释”对话框。将Text改为所需要的文字，变更文字栏中文字大小，单击[确定]，在十字光标上将出现“L1”的字样并随之移动，将线号移动到合适的位置，单击鼠标左键即完成该线号的放置。此时，可看到原来的“L1”自动变成“L2”，单击鼠标左键可继续进行放置。如果重新输入新的内容，再次按[Tab]键即可打开“注释”对话框。放置结束后，单击鼠标右键退出放置状态。用该方法放置图中所有的线号[7]。

图12 调用电器元件

图13 放置文本字符串

(3)辅助说明的放置

为了方便机床电气线路原理图的识读，在原理图中还有一些其他的说明信息，实施方法与线号的放置方法相同。

(4)检查调整布局，完成全图。

在实践过程中，基于Protel DXP 2004软件创建由35个左右元件组成的机床控制线路电气元件库，基本上能绘制各种复杂的机床控制线路图，并且都能获得满意的效果，从而提高绘图效率和绘图质量,同时增加了机床控制线路原理图绘制方法和应用功能[8]。

[1]沈耀辉.从电子CAD到现代EDA[J].电子技术应用，1997,23(3):4-6.

[2]司慧玲.基于Protel DXP的电机星三角降压启动控制图的 绘 制[J].新 课 程 ，2010(10):62.

[3]都晔凯,恽文卫.电工EDA[M].北京：中国劳动保障出版社，2007.

[4]周万平.电工技能与实训[M].天津:天津科学技术出版社，2009.

[5]顾升路,官英双,杨超.Protel DXP 2004电路板设计实例与操作[M].北京：航空工业出版社，2011.

[6]胡在华,彭楚武,郭上华.基于 Protel 99 SE的 PCB在线修改及若干技巧[J].微型机与应用，2002，21(7)：21-22.

[7]李绍铭,刘晓东.LED移频键控信号驱动电路的设计[J].微型机与应用，2012,31(4)：74-77.

[8]林涛.模块一体化在电工EDA课程教学中的应用[J].中国职业技术教育，2012(32)：32-34.