电气控制与PLC应用第二章电气控制电路的基本环节
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电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•（一）绘制电气原理图的原 则：
• 1．图中所有的元器件都应采用国家统一规定 的图形符号和文字符号。
• 2．电气原理图的组成 电气原理图由主电路和 辅助电路组成。
•3．电源线的画 法 •4．原理图中电气元件的画法 • 5．电气原理图中电气触头的画法
•图2-24 凸轮控制器控制电动机调速电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、三相异步电动机的变频调速控制
•变频调速原理 •由三相异步电动机转速公式：
• 只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可
实现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频 调速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种：
45 61
85
100~160
时间继电器 整定值/S
11 13
15 17
20 24
30
14~60
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、自耦变压器减压起动控 制
•图2-15 XJ01系列自耦减压起动电路图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据
•（四）电气图中技术数据的标注
• 电气图中各电气元器件和型号，常在电 气原理图中电器元件文字符号下方标注出来。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、电器布置图
• 电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元 器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采 取集中绘制或单独绘制。
•电器元件的布置应注意以下几方面：
•转换开关控制电动机正反转电 路
•图2-6 转换开关控制电动机正反转电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三相异步电动机正反转控制电路
•图2-7 三相异步电动机正反转控制电路 •a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
第五节 三相异步电动机的调速控制
w 三相异步电动机转速 n=60f1(1-s)/p1 w 调速方法：有变极对数、变转差率和变频调速三
种。 w 变极调速：通过接触器触头来改变电动机绕组的
接线方式，以获得不同的极对数来达到调速的目 的。仅适用于笼型异步电动机。 w 变转差率调速：通过调节定子电压、改变转子电 路中的电阻以及采用串极调速来实现。 w 变频调速：现代电力传动的一个主要发展方向。
•1．额定频率以下的调速 •2．额定频率以上的调速
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第六节 直流电动机的电气控制
•一、直流电动机单向旋转起动控制
•图2-25 为直流电动机电枢串电阻单向旋转起动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、直流电动机可逆运转起动控制
•图2-26 直流电动机正反转电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、直流电动机单向运转能耗制动控 制
•图2-27 直流电动机单向旋转能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、直流电动机可逆旋转反接制动控制
•图2-28 直流电动机可逆运行反接制动控制电路
•1）体积大和较重的电 器元件应安装在电器安 装板的下方，而发热元 件应安装在电器安装板 的上面。
• 2）强电、弱电应分开， 弱电应屏蔽，防止外界干扰。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 3）需要经常维护、 检修、调整的电器元 件安装位置不宜过高 或过低。
• 5）电器元件布置 不宜过密，应留有一 定间距。如用走线槽， 应加大各排电器间距， 以利布线和维修。
电气控制与PLC应用第 二章电气控制电路的基
本环节
2020/11/28
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第一节 电气控制系统图
• 常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布 置图与安装接线图。
• 一、电气图常用的图形符号、 文字符号和接线端子标记
•二、电气原理图
• 电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电 部件的联接关系和工作原理的图。
型号
XJ01—14 XJ01—20 XJ01—28 XJ01—40 XJ01—55 XJ01—75 XJ01—80 XJ01—95 XJ01—100
被控制电动 机功率/KW
14 20 28 40 55 75 80 95 100
最大工作 电流/A
28 40 58 77 110 142 152 180 190
•二、点动与连续运转的控 制
•图2-8 电动机点动与连续运转控制电路 •a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、多地联锁控制
•图2-9 多地控制电路图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•来自百度文库、顺序控制
w 减压起动的方式有： w 星型—三角形减压起动、自耦变压器减压
起动、软起动、延边三角形减压起动、定 子串电阻减压起动等。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、星形—三角形减压起动控制
•图2-14 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•主电路中实现两台电动机顺序起动电 路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•按顺序起动与停止的控制电 路
•图2-11 两台电动机顺序控制电路图 •a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•时间继电器控制的顺序起动电 路
•图2-12 时间继电器控制的顺序起动电路
•一、自锁与互锁的控制
• 自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电 气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
•图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
w 减压起动：启动时降低加在电动机定子绕组上 的电压，待电动机起动起来后再将电压恢复到 额定值，使之运行在额定电压下。适用于容量 超过10kw的电动机。减压起动减小了起动电 流，减小线路的电压降，也就能减小起动起动 时对线路的影响。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
w 减压起动适用于空载或轻载下起动：原因 是电动机的电磁转矩是与定子端电压平方 成正比，使得电动机起动转矩相应减小。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、三相笼型电动机变极调速控制
•图2-22 双速电动机三相绕组连接图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•图2-23 双速电动机变极调速控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制
•2）一个元件中所 有的带电部件均画 在一起，并用点划 线框起来，即采用 集中表示法。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电 气原理图一致，并符合国家标准。
•4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出， 并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
•图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、安装接线图
• 安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。
•电气接线图的绘制原则是：
• 1）各电气元件 均按实际安装位置 绘出，元件所占图 面按实际尺寸以统 一比例绘制。
w 制动控制的方法：机械制动、电气制动 w 机械制动：用机械装置生产机械力来强迫电动机迅速
停车。 w 电气制动：使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方
向相反，起制动作用。 w 电气制动有：反接制动、能耗制动、再生制动、以及
派生的电容制动。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、电动机单向反接制动控制
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•五、自动往复循环控制
•图2-13 自动往复循环控制 •a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
第三节 三相异步电动机的起动控制
w 全压起动：起动时电动机的定子绕组直接接在 额定电压的交流电源上。适用于容量在10kw 及其以下的三相异步电动机。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型普通车床电气原理 图
•图2-1 CW6132型普通车床电气原理图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•6．原理图的布局 •7．线路连接点、交叉点的绘制 •8．原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触 头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少， 耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导 线以及安装、维修方便。
•图2-17 电动机单向反接制动控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、电动机可逆运行反接制动控制
•图2-18 电动机可逆运行反接制动控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、电动机单向运行能耗制动控 制
•图2-19 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路
•三、三相绕线型异步电动机的起动控 制
•图2-16 时间原则控制转子电阻起动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
第四节 三相异步电动机的制动控制
w 三相异步电动机停车时会出现的问题：从切除电源到 完全停止旋转，由于机械惯性，需要经过一段时间， 这种情况往往不能满足生产机械要求迅速停车的要求， 也会影响生产率的提高。因此应对电动机进行制动控 制。
•表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
型号
QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 QX4--125
控制电动机功 率/KW
13 17
22 38
40 55
75
125
额定电流 /A
26 33 42．5 58
77 105
142
260
热继电器额 定电流/A
15 19
25 34
自耦变压器 功率/KW
14 20 28 40 55 75 115 115 115
电流互感 器变比
—— —— —— —— —— —— 300/5 300/5 300/5
热继电器整 定电流/A
32 40 63 85 120 142 2．8 3．2 3．5
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、电动机可逆运行能耗制动控 制
•图2-20 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•五、无变压器单管能耗制动控制
•图2-21 电动机无变压器单管能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以 绘成一股线。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：电气安装接线图
•图2-4 CW6132型车床电气互连图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第二节 电气控制电路基本控制规律
• 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制 规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多 地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。
•（二）关于电气原理图图面区域的划分
• 为了便于确定原理图的内容和组成部分在图 中的位置，常在图纸上分区。竖边方面用大写拉 丁字母编号，横边用阿拉伯数字编号。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•（三）继电器、接触器触头位置的索引
• 电气原理图中，在继电器、接触器线圈 的下方注有该继电器、接触器相应触点所在 图中位置的索引代号，索引代号用图面区域 号表示。
•4）电器元件的布 置应考虑整齐、美 观、对称。外形尺 寸与结构类似的电 器安装在一起，以 利安装和配线。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型车床控制盘电器布置图
•图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型车床电气设备安装布置图
•（一）绘制电气原理图的原 则：
• 1．图中所有的元器件都应采用国家统一规定 的图形符号和文字符号。
• 2．电气原理图的组成 电气原理图由主电路和 辅助电路组成。
•3．电源线的画 法 •4．原理图中电气元件的画法 • 5．电气原理图中电气触头的画法
•图2-24 凸轮控制器控制电动机调速电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、三相异步电动机的变频调速控制
•变频调速原理 •由三相异步电动机转速公式：
• 只要连续改变电动机交流电源的频率f1，就可
实现连续调速。交流电源的额定频率50 Hz，所以变频 调速有额定频率以下调速和额定频率以上调速两种：
45 61
85
100~160
时间继电器 整定值/S
11 13
15 17
20 24
30
14~60
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•二、自耦变压器减压起动控 制
•图2-15 XJ01系列自耦减压起动电路图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•表2-2 XJ01系列自耦减压起动器技术数据
•（四）电气图中技术数据的标注
• 电气图中各电气元器件和型号，常在电 气原理图中电器元件文字符号下方标注出来。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、电器布置图
• 电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元 器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采 取集中绘制或单独绘制。
•电器元件的布置应注意以下几方面：
•转换开关控制电动机正反转电 路
•图2-6 转换开关控制电动机正反转电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三相异步电动机正反转控制电路
•图2-7 三相异步电动机正反转控制电路 •a)无互锁电路 b)具有电气互锁电路 c)具有双重互锁电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
第五节 三相异步电动机的调速控制
w 三相异步电动机转速 n=60f1(1-s)/p1 w 调速方法：有变极对数、变转差率和变频调速三
种。 w 变极调速：通过接触器触头来改变电动机绕组的
接线方式，以获得不同的极对数来达到调速的目 的。仅适用于笼型异步电动机。 w 变转差率调速：通过调节定子电压、改变转子电 路中的电阻以及采用串极调速来实现。 w 变频调速：现代电力传动的一个主要发展方向。
•1．额定频率以下的调速 •2．额定频率以上的调速
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第六节 直流电动机的电气控制
•一、直流电动机单向旋转起动控制
•图2-25 为直流电动机电枢串电阻单向旋转起动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、直流电动机可逆运转起动控制
•图2-26 直流电动机正反转电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、直流电动机单向运转能耗制动控 制
•图2-27 直流电动机单向旋转能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、直流电动机可逆旋转反接制动控制
•图2-28 直流电动机可逆运行反接制动控制电路
•1）体积大和较重的电 器元件应安装在电器安 装板的下方，而发热元 件应安装在电器安装板 的上面。
• 2）强电、弱电应分开， 弱电应屏蔽，防止外界干扰。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 3）需要经常维护、 检修、调整的电器元 件安装位置不宜过高 或过低。
• 5）电器元件布置 不宜过密，应留有一 定间距。如用走线槽， 应加大各排电器间距， 以利布线和维修。
电气控制与PLC应用第 二章电气控制电路的基
本环节
2020/11/28
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第一节 电气控制系统图
• 常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布 置图与安装接线图。
• 一、电气图常用的图形符号、 文字符号和接线端子标记
•二、电气原理图
• 电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电 部件的联接关系和工作原理的图。
型号
XJ01—14 XJ01—20 XJ01—28 XJ01—40 XJ01—55 XJ01—75 XJ01—80 XJ01—95 XJ01—100
被控制电动 机功率/KW
14 20 28 40 55 75 80 95 100
最大工作 电流/A
28 40 58 77 110 142 152 180 190
•二、点动与连续运转的控 制
•图2-8 电动机点动与连续运转控制电路 •a) 基本点动控制电路 b) 开关选择运行状态的电路 c)两个按扭控制的电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、多地联锁控制
•图2-9 多地控制电路图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•来自百度文库、顺序控制
w 减压起动的方式有： w 星型—三角形减压起动、自耦变压器减压
起动、软起动、延边三角形减压起动、定 子串电阻减压起动等。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、星形—三角形减压起动控制
•图2-14 QX4系列自动星形—三角形起动器电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•主电路中实现两台电动机顺序起动电 路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•按顺序起动与停止的控制电 路
•图2-11 两台电动机顺序控制电路图 •a 按顺序起动电路 b 按顺序起动、停止的控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•时间继电器控制的顺序起动电 路
•图2-12 时间继电器控制的顺序起动电路
•一、自锁与互锁的控制
• 自锁与互锁的控制统称为电气的联锁控制，在电 气控制电路中应用十分广泛，是最基本的控制。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
•图2-5 为三相笼型异步电动机全压起动单向运转控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
w 减压起动：启动时降低加在电动机定子绕组上 的电压，待电动机起动起来后再将电压恢复到 额定值，使之运行在额定电压下。适用于容量 超过10kw的电动机。减压起动减小了起动电 流，减小线路的电压降，也就能减小起动起动 时对线路的影响。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
w 减压起动适用于空载或轻载下起动：原因 是电动机的电磁转矩是与定子端电压平方 成正比，使得电动机起动转矩相应减小。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、三相笼型电动机变极调速控制
•图2-22 双速电动机三相绕组连接图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•图2-23 双速电动机变极调速控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、三相绕线型电动机转子串电阻调速控制
•2）一个元件中所 有的带电部件均画 在一起，并用点划 线框起来，即采用 集中表示法。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 3）各电气元件的图形符号和文字符号必须与电 气原理图一致，并符合国家标准。
•4）各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出， 并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图 上的导线编号相一致。
•图2-3 CW6132型车床电气设备安装布置图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、安装接线图
• 安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、 线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元 件布置图一起使用。
•电气接线图的绘制原则是：
• 1）各电气元件 均按实际安装位置 绘出，元件所占图 面按实际尺寸以统 一比例绘制。
w 制动控制的方法：机械制动、电气制动 w 机械制动：用机械装置生产机械力来强迫电动机迅速
停车。 w 电气制动：使电动机的电磁转矩方向与电动机旋转方
向相反，起制动作用。 w 电气制动有：反接制动、能耗制动、再生制动、以及
派生的电容制动。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•一、电动机单向反接制动控制
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•五、自动往复循环控制
•图2-13 自动往复循环控制 •a 机床工作台自动往复运动示意图 b 自动往复循环控制电路
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第三节 三相异步电动机的起动控制
w 全压起动：起动时电动机的定子绕组直接接在 额定电压的交流电源上。适用于容量在10kw 及其以下的三相异步电动机。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型普通车床电气原理 图
•图2-1 CW6132型普通车床电气原理图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•6．原理图的布局 •7．线路连接点、交叉点的绘制 •8．原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触 头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少， 耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导 线以及安装、维修方便。
•图2-17 电动机单向反接制动控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•二、电动机可逆运行反接制动控制
•图2-18 电动机可逆运行反接制动控制电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•三、电动机单向运行能耗制动控 制
•图2-19 电动机单向运行时间原则能耗制动控制电路
•三、三相绕线型异步电动机的起动控 制
•图2-16 时间原则控制转子电阻起动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
第四节 三相异步电动机的制动控制
w 三相异步电动机停车时会出现的问题：从切除电源到 完全停止旋转，由于机械惯性，需要经过一段时间， 这种情况往往不能满足生产机械要求迅速停车的要求， 也会影响生产率的提高。因此应对电动机进行制动控 制。
•表2-1 QX4系列自动星形—三角形起动器技术数据
型号
QX4--17 QX4--30 QX4--55 QX4--75 QX4--125
控制电动机功 率/KW
13 17
22 38
40 55
75
125
额定电流 /A
26 33 42．5 58
77 105
142
260
热继电器额 定电流/A
15 19
25 34
自耦变压器 功率/KW
14 20 28 40 55 75 115 115 115
电流互感 器变比
—— —— —— —— —— —— 300/5 300/5 300/5
热继电器整 定电流/A
32 40 63 85 120 142 2．8 3．2 3．5
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电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•四、电动机可逆运行能耗制动控 制
•图2-20 速度原则控制电动机可逆运行能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•五、无变压器单管能耗制动控制
•图2-21 电动机无变压器单管能耗制动电路
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
• 5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以 绘成一股线。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：电气安装接线图
•图2-4 CW6132型车床电气互连图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•第二节 电气控制电路基本控制规律
• 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制 规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多 地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。
•（二）关于电气原理图图面区域的划分
• 为了便于确定原理图的内容和组成部分在图 中的位置，常在图纸上分区。竖边方面用大写拉 丁字母编号，横边用阿拉伯数字编号。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•（三）继电器、接触器触头位置的索引
• 电气原理图中，在继电器、接触器线圈 的下方注有该继电器、接触器相应触点所在 图中位置的索引代号，索引代号用图面区域 号表示。
•4）电器元件的布 置应考虑整齐、美 观、对称。外形尺 寸与结构类似的电 器安装在一起，以 利安装和配线。
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型车床控制盘电器布置图
•图2-2 CW6132型车床控制盘电器布置图
电气控制与PLC应用第二章电气控制 电路的基本环节
•例：CW6132型车床电气设备安装布置图