《電子工程制圖》課件第10章

第10章電氣圖10.1電氣圖的分類

10.2電氣制圖基礎(chǔ)

10.3電氣系統(tǒng)圖

10.4電路圖

10.5接線圖

10.6邏輯功能圖

10.7控制系統(tǒng)功能表圖題

電氣圖是用來闡述電氣工作原理，描述電氣產(chǎn)品的構(gòu)造和功能，并提供產(chǎn)品安裝和使用方法的一種簡圖，主要以圖形符號、線框或簡化外表來表示電氣設(shè)備或系統(tǒng)中各有關(guān)組成部分的連接方式。電氣圖利用各種電氣符號、圖線來表示各種電氣設(shè)備、裝置、元件的相互連接關(guān)系，用來指導(dǎo)各種電氣設(shè)備、電氣線路的安裝接線、運行、維護(hù)和管理。

10.1電氣圖的分類

電氣圖是電氣工程各部門進(jìn)行信息交流、信息溝通的手段，廣泛應(yīng)用于電氣工程的各個領(lǐng)域，不同場合下的電氣圖所表達(dá)的對象、提供的信息及表達(dá)方式是不同的，這就使得電氣圖具有多樣性。我們可以根據(jù)電氣圖所要表達(dá)信息類型的不同，將電氣圖分為電氣系統(tǒng)圖、電路圖、接線圖、邏輯功能圖和控制系統(tǒng)功能表圖。

1．電氣系統(tǒng)圖

電氣系統(tǒng)圖又稱概略圖或框圖，是用符號或圖框概略表示系統(tǒng)組成、相互關(guān)系、主要特征的一種簡圖。

2．電路圖

電路圖是用標(biāo)準(zhǔn)電路元件符號表示電路連接的圖。電路圖是人們?yōu)檠芯?、分析、?guī)劃的需要，用物理電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的符號繪制的一種表示各元器件組成及器件關(guān)系的原理布局圖。由電路圖可以得知組件間的工作原理，為設(shè)計電路功能、分析電路性能提供指導(dǎo)。

3．接線圖

接線圖是用來表示成套裝置、設(shè)備的電路連接關(guān)系的簡圖。

4．邏輯功能圖

邏輯功能圖是利用二進(jìn)制邏輯單元符號繪制的一種簡圖，用以表達(dá)系統(tǒng)的功能、邏輯連接關(guān)系以及工作原理。

5．控制系統(tǒng)功能表圖

控制系統(tǒng)功能表圖(CSFC)建立在Petri網(wǎng)的理論基礎(chǔ)之上，用來描述控制系統(tǒng)的功能與特性，是一種并發(fā)系統(tǒng)的模型。

10.2電氣制圖基礎(chǔ)

電氣制圖是用圖形符號、文字和其他圖示方法來表現(xiàn)電氣系統(tǒng)中裝置和設(shè)備各組成部分的相互關(guān)系和連接情況的一種技術(shù)，是電氣工程中通用的技術(shù)手段。一張完整的電氣圖主要由電氣圖表、電氣元件、技術(shù)說明、明細(xì)表和標(biāo)題欄組成。

1．圖幅與格式

電氣制圖圖紙幅面與格式應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)《技術(shù)制圖圖紙幅面和格式》(GB/T14689—2008)的要求。

該標(biāo)準(zhǔn)還對圖框格式、標(biāo)題欄方位、附加符號等作了具體規(guī)定，相關(guān)內(nèi)容可參考本書第1章。

2．電氣圖用圖形符號

電氣圖中的元器件、裝置、線路及其他安裝方法等是按簡圖形式繪制的。在一般情況下，電氣圖都借用圖形符號、文字符號來表達(dá)。這些符號就像電氣工程語言中的“詞匯”。我們閱讀電路圖時，首先要了解和熟悉這些符號的形式、內(nèi)容、含義，以及它們之間的相互關(guān)系。

電氣圖用圖形符號按其在電氣圖中使用時本身具有的不同表達(dá)功能可分為一般符號、符號要素、限定符號。

1)一般符號

用以表示一類產(chǎn)品和此類產(chǎn)品特征的一種通常的、很簡單的符號稱為一般符號。一般符號可以作為圖形符號直接用于電氣圖中，也可以加上限定符號后使用。

2)符號要素

一種具有確定意義的簡單圖形必須與其他圖形組合以構(gòu)成一個設(shè)備或概念的完整符號，稱為符號要素。

例如，在圖10-1中，圖a是構(gòu)成電子管的幾個符號要素：管殼、陽極、陰極、柵極。這些符號都有確定的含義，但不能單獨使用，可以以不同的方式進(jìn)行組合，構(gòu)成不同類型的圖形符號。

圖10-1符號要素及其組合

3)限定符號

用以提供附加信息的一種加載其他符號的符號稱為限定符號。限定符號所表達(dá)的附加信息一般是電流或電壓的種類、可變性、力和運動的方向、能量或信號流動的方向及材料的類型等。表10-1中列出了常用的限定符號。

限定符號的應(yīng)用使得圖形符號能夠表達(dá)更豐富的內(nèi)容。例如，在圖10-2中，在電阻器一般符號的基礎(chǔ)上加上不同的限定符號，分別可以得到可變電阻、滑線電阻、預(yù)調(diào)電阻、帶滑動觸點的預(yù)調(diào)電阻、光敏電阻、壓敏電阻和熱敏電阻。

圖10-2限定符號應(yīng)用示例

限定符號一般不能單獨使用，但一般符號有時可以作為限定符號使用。例如圖10-3中，半導(dǎo)體二極管的一般符號加在橋式電路框內(nèi)表示全波橋式整流器。

圖10-3全波橋式整流器

3．電氣制圖用文字符號

文字符號用于編制電氣技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)文件，可以用來表示設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征信息。電氣制圖中的文字符號的使用應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則(GB/T7159—1987)》的規(guī)定。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。

1)基本文字符號

基本文字符號主要用于表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的種類代號，分為單字母符號和雙字母符號兩種。單字母符號按拉丁字母順序?qū)⒏鞣N電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分為23大類，每類用一個專用單字母表示，如“R”表示電阻器類，“C”表示電容器類等。雙字母是由一個表示種類的單字母和另一個字母組成。其組合形式應(yīng)以單字母符號在前、另一字母在后的次序列出。例如，“GB”表示蓄電池，“G”為電源的單字母符號。只有當(dāng)用單字母符號不能滿足要求、需要將大類進(jìn)一步劃分時才采用雙字母符號，以便較詳細(xì)和更具體地表述電氣設(shè)備、裝置和元器件。

表10-2列出了部分電氣設(shè)備常用基本文字符號。

完整電氣設(shè)備基本文字符號可參考國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則(GB/T7159—1987)》。

2)輔助文字符號

輔助文字符號是用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及線路的功能、狀態(tài)和特征的符號，如“SYN”表示同步，“L”表示限制，“RD”表示紅色等。輔助文字符號也可放在表示種類的單字母符號后邊組成雙字母符號，如“SP”表示壓力傳感器，“YB”表示電磁制動器。為簡化文字符號，若輔助文字符號由兩個以上字母組成，則允許只用其第一位字母進(jìn)行組合，如“MS”表示同步電動機等。輔助文字符號還可以單獨使用，如“ON”表示接通，“M”表示中間線，“PE”表示保護(hù)接地等。電氣設(shè)備常用輔助文字符號可參考國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》(GB/T7159—1987)中的相應(yīng)說明。

4．連接線

在電氣圖上，各種圖形符號之間的連線統(tǒng)稱為連接線。連接線可能是傳輸能量流、信息流的導(dǎo)線，也可能是表示邏輯流、功能流的某種特定的圖線。連接線是構(gòu)成電氣圖的重要組成部分，如何正確表示、標(biāo)識、標(biāo)記連接線是電氣制圖的重要內(nèi)容。

1)連接線的表示

(1)連接線的一般表示方法如圖10-4所示。

圖10-4連接線的一般表示

(2)導(dǎo)線根數(shù)的表示方法。

當(dāng)用單線表示一組導(dǎo)線時，若需要表示出導(dǎo)線根數(shù)，則可在導(dǎo)線上加小短斜線表示，根數(shù)較少(4根以下)時，短斜線的數(shù)量就表示導(dǎo)線的根數(shù)；根數(shù)較多時，可在單根短斜線上加數(shù)字表示導(dǎo)線根數(shù)，如圖10-5所示。

圖10-5導(dǎo)線根數(shù)的表示

(3)導(dǎo)線特征的表示。

導(dǎo)線的特征通常采用符號標(biāo)注：

①在導(dǎo)線符號上方標(biāo)出電流種類、配電系統(tǒng)、頻率和

電壓等。

②在導(dǎo)線符號下方標(biāo)出如下內(nèi)容：

·導(dǎo)線數(shù)?×?每根導(dǎo)線截面積(mm2)，若導(dǎo)線界面不同，可用“+”將其分開；

·導(dǎo)線材料，用化學(xué)元素符號表示，如圖10-6(a)所示；

·導(dǎo)線型號、截面和安裝方法，如圖10-6(b)所示。

圖10-6(a)表示線路有3根相線，導(dǎo)線截面積為70mm2，一根中線，導(dǎo)線截面積為35mm2，交流50Hz，380V，導(dǎo)線材料為鋁(Al)。

圖10-6導(dǎo)線特征的表示

(4)導(dǎo)線換位的表示。

在某些情況下需要表示電路相序的更換、極性的反向、導(dǎo)線的交換等，此時可采用如圖10-7所示的表示方法。

圖10-7導(dǎo)線特征的表示

2)連接線的粗細(xì)

為了突出或區(qū)分某些電路及電路的功能，連接線可采用不同粗細(xì)的圖線來表示。一般來說，電源主電路、一次電路、主信號通路等采用粗線，其他控制電路、二次電路等采用細(xì)線。圖10-8中，由隔離開關(guān)QS、斷路器QF等組成的變壓器T的電源電路采用粗線，而由電流互感器TA、電壓互感器TV、電度表Wh組成的測量電路用細(xì)線表示。

圖10-8連接線的粗線示例

3)連接線的分組和標(biāo)記

母線、總線、配電線束、多芯電線電纜等可視為平行連接線。對多條平行連接線，應(yīng)按功能分組，不能按功能分組的可以任意分組，每組不多于三條，組間距大于線間距離，見圖10-9(a)。

為了表示連接線的功能或去向，可以在連接線上加注限號名或其他標(biāo)記，標(biāo)記一般置于連接線上方，也可置于連接線的中斷處，必要時，還可在連接線上標(biāo)出信號特性的信息，見圖10-9(b)。

圖10-9連接線的分組和標(biāo)記示例

4)連接點的表示方法

導(dǎo)線連接點的表示有以下三種情形：

(1)對T形連接點可加實心圓點(·)，也可不加實心圓點；

(2)對+形連接點必須加實心圓點(·)；

(3)對交叉而不連接的兩條連接線，在交叉處不能加實心圓點，并應(yīng)避免在交叉處改變方向，還應(yīng)避免穿過其他連接線的連接點。

在圖10-10(a)中表示了兩種等價的T形連接點表示方法；圖(b)、(c)分別表示了兩線交叉(不連接)和兩線形成十字連接的情況；在圖(d)中表示了在交叉處改變方向的正確畫法和錯誤畫法。

圖10-10連接點表示方法示例

5)連接線的連續(xù)表示法和終端表示法

(1)連接線的連續(xù)表示法。用單線表示連續(xù)的連接線。

(2)連接線的中斷表示法。當(dāng)連接線較長或穿越稠密區(qū)域時，允許將連接線中斷，在中斷處加相應(yīng)的標(biāo)記。另外，一條圖線需要連接到另外的圖上，必須用中斷線表示。

10.3電氣系統(tǒng)圖

電氣系統(tǒng)圖也稱框圖或概略圖，是用符號或帶注釋的框概略表示系統(tǒng)或分系統(tǒng)的基本組成、相互關(guān)系及其主要特征的一種簡圖。它通常是某一系統(tǒng)、某一裝置或某一成套設(shè)計圖中的第一張圖樣。系統(tǒng)圖或框圖可分不同層次繪制，可參照繪圖對象的逐級分解來劃分層次。它還可作為教學(xué)、訓(xùn)練、操作和維修的基礎(chǔ)文件，使人們對系統(tǒng)、裝置、設(shè)備等有一個概略的了解，為進(jìn)一步編制詳細(xì)的技術(shù)文件以及繪制電路圖、接線圖和邏輯圖等提供基礎(chǔ)，也為進(jìn)行有關(guān)計算、選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備等提供重要依據(jù)。

(1)系統(tǒng)是一個沒有明確界定的概念，因此概略圖既可以表示大型、整體系統(tǒng)，也可以表示小型、局部系統(tǒng)。例如，圖10-11表示的是發(fā)電廠通過升壓變壓器將電力輸送到輸電網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過降壓變壓器送到區(qū)域變電站，直至輸送到最終用戶的電力系統(tǒng)圖。

(2)概略圖描述的內(nèi)容是系統(tǒng)的基本組成和主要特征，而不是全部組成和全部特征。例如，圖10-11所示的電力系統(tǒng)中只涉及基本組成部分及其結(jié)構(gòu)，并未涉及各部分的細(xì)節(jié)。

(3)概略圖可在整體的不同層次上進(jìn)行劃分。在較高層次上繪制的概略圖可反映對象的粗略概況；在較低層次上繪制的概略圖可表示局部對象的具體細(xì)節(jié)。

(4)在概略圖中，多線系統(tǒng)通常采用單線表示，系統(tǒng)的構(gòu)成一般采用圖形符號表示，對于某一具體的電氣裝置，也可采用框圖符號，如圖10-12所示。

圖10-11電力系統(tǒng)概略圖示例圖10-12電子示波器的結(jié)構(gòu)組成

10.4電

路

圖

電路圖是用國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號和文字符號，按工作順序排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的工作原理、基本組成和連接關(guān)系，而不考慮其實際位置的一種簡圖。其目的是便于學(xué)生詳細(xì)理解設(shè)備的工作原理，分析和計算電路的特性及參數(shù)，為測試和尋找故障提供信息，為編制接線圖提供依據(jù)。

1．電路圖的基本內(nèi)容

電路圖一般應(yīng)包括以下主要內(nèi)容：

(1)表示電路中元件或功能鍵的圖形符號；

(2)元件或功能鍵之間的連接線、單線或多線、連續(xù)線或中斷線；

(3)項目代號，如高層代號、種類代號、位置代號、端子代號；

(4)用于邏輯信號的電平約定；

(5)功能鍵的補充信息。

2．電路圖的繪制要點

1)布局

電路圖應(yīng)采用合理的布局，必要的標(biāo)注應(yīng)位于圖形符號的上方或左方。進(jìn)行電路圖布置時，一般輸入端在左，輸出端在右，按工作原理從左到右、從上到下排列；元件之間的所有連接用實線繪出。

2)項目代號

組成電氣系統(tǒng)的每一個元器件在電路圖中都應(yīng)有一個唯一的標(biāo)識，這個標(biāo)識就是項目代號。項目代號由文字符號和數(shù)字兩部分組成。例如，圖10-13中的電容C1，其中“C”標(biāo)識該元件的類型是電容，“1”表示此電路中電容元件的序號。

圖10-13項目代號標(biāo)識

3)工作狀態(tài)

電路圖中的可動元件要按無電狀態(tài)時的位置畫出。例如，各類開關(guān)、繼電器、斷路器均表示的是其斷電時的狀態(tài)。

4)連接線

電路圖中的連接線一般為水平布置或垂直布置；必要時將某些線(如主電路、主信號線)加粗；連接線的交叉、彎折一般應(yīng)為直角，且路徑應(yīng)最短。

電路中過長的連接線可采用中斷線的表示法，如圖10-14所示。

圖10-14連接線中斷表示

成組的外接線可采用表格的形式，表明外接線的端子代號、

電路特性及去向，如表10-3所示。

表10-3中，“標(biāo)記”欄標(biāo)出本路信號輸出、輸出的方向及項目代號；“編號”欄標(biāo)出順序號及端子代號；“電路特性”欄標(biāo)出本路信號的特性；“去向”欄標(biāo)出外接項目的名稱及代號。

3．電路圖分析示例

圖10-15說明了壓縮機電動機(M1)和風(fēng)機電動機(M2)供電、控制及互相鎖頻的電路構(gòu)成和工作原理。

(1)按供電電源和功能劃分為兩部分：主電路按能量的流向繪制，表示電能經(jīng)過熔斷器F1和F2、接觸器KM1和KM2至電動機M1和M2；輔助電路按順序動作，表示電路的基本功能。

(2)主電路采用垂直布置，副主電路采用水平布置，各元件均用圖形符號表示，與其外形結(jié)構(gòu)無關(guān)。

(3)圖中附表詳細(xì)表示了各元件的技術(shù)參數(shù)及連接關(guān)系。

圖10-15電路圖示例

10.5接

線

圖

接線圖是表示成套設(shè)備、整件、組件或裝置之間連接關(guān)系的簡圖。當(dāng)連接關(guān)系用表格表示時稱為接線表。接線圖及接線表是電氣產(chǎn)品生產(chǎn)、維修時使用的重要技術(shù)文件。兩種表示方法既可單獨使用，也可以組合使用。一般以接線圖為主，接線表予以補充。接線圖或接線表按連接對象不同可分為四類，如表10-4所示。

1．項目和端子的一般表示方法

1)項目的表示方法

接線圖中的項目一般采用簡化外形符號(正方形、長方形、圓形等)表示；某些接線比較簡單的元件(如電阻、電容、信號燈等)也可以用一般圖形符號表示；元件外形一般用細(xì)實線繪制，有些情況下，也可用點畫線繪出，但有引接線的邊應(yīng)用細(xì)實線繪制，如圖10-16所示。

圖10-16項目和端子的表示方法

2)端子的表示方法

端子一般用圖形符號和端子代號表示，如圖10-16(a)所示，小圓圈表示端子的圖形符號，數(shù)字表示端子代號，在書寫時表示為-K:1，-K:2，…。當(dāng)用簡化外形表示端子項目時，可不畫端子符號，僅用端子代號表示。如圖10-16(b)所示，端子排-X用簡化外形表示，沒有畫出端子符號，只有端子代號1、2、3、4。

2．導(dǎo)線的表示方法

在接線圖中，每條導(dǎo)線都要進(jìn)行編號。導(dǎo)線的表示有以下兩種方法：

(1)連續(xù)線：端子之間的導(dǎo)線用連續(xù)線表示。如圖10-17(a)所示，項目6和項目7之間的兩條導(dǎo)線(10號、11號)是用連接線表示的。其中，10號線一端接項目6的5號端子，另一端接項目7的1號端子；11號線一端接項目6的4號端子，另一端接項目7的2號端子。

圖10-17導(dǎo)線的表示方法

(2)中斷線：端子之間的導(dǎo)線用中斷線表示。如圖10-17(b)所示，項目X1和X2之間的兩條導(dǎo)線是用中斷線表示的。其中8號線一端接項目X1的1號端子，另一端接項目X2的A端子；9號線一端接項目X1的2號端子，另一端接項目X2的B端子。

3．接線圖的視圖選擇

接線圖表達(dá)的項目是存在于特定的立體空間的，因此接線圖存在視圖選擇的問題。接線圖的視圖選擇應(yīng)以最能清晰地表示出各個項目的端子和布線情況為原則，當(dāng)一個視圖不能清晰表示多個面的布線時，可以采用多個視圖。如圖10-18所示的控制柜，若要表示箱內(nèi)各面(后壁、左壁、右壁、箱門、箱頂、箱底)的設(shè)備布線情況，可將各面視圖展開到一個平面中。

圖10-18接線圖的視圖選擇

4．接線表的格式

接線表用來反映接線圖中各條導(dǎo)線的來處和去向、導(dǎo)線的類型和長度、連接的端子號和所屬的項目代號。接線表一般包括線纜號、規(guī)格、長度、連接點號、所屬項目的代號和其他說明等。其典型格式如表10-5所示。

10.6邏

輯

功

能

圖

邏輯功能圖是利用二進(jìn)制邏輯單元符號繪制的一種簡圖，用以表達(dá)系統(tǒng)的功能、邏輯連接關(guān)系以及工作原理。這種圖一般只表示功能而不涉及實現(xiàn)方法，屬于功能圖的一種。

1．邏輯和邏輯關(guān)系

在現(xiàn)代信息處理系統(tǒng)中，經(jīng)常會處理諸如開關(guān)的通斷、電位的高低、晶體管的導(dǎo)通與截止等信息，這類信息都可以用“0”和“1”兩個狀態(tài)值及其組合來表示?！?”和“1”兩種狀態(tài)的所有組合即為邏輯，而邏輯功能圖就是用來描述信息處理過程中邏輯值變化的一種圖形表示形式。

基本邏輯關(guān)系有“與”、“或”、“非”三種類型。

1)“與”關(guān)系

在如圖10-19(a)所示的電路中，只有熔斷器F未熔斷且開關(guān)Q已閉合，電動機M才能運轉(zhuǎn)。F、Q和M之間存在著某種邏輯關(guān)系，這種邏輯關(guān)系可以用邏輯代數(shù)式來表示為

M

=F·Q

這種關(guān)系稱為邏輯“與”關(guān)系，其真值表(表示邏輯變量輸入、輸出全部輸出狀態(tài)的表格)見表10-6，其邏輯符號表示如圖10-19(b)所示。

圖10-19“與”關(guān)系

2)“或”關(guān)系

圖10-20(a)所示的電路是由兩個并聯(lián)的開關(guān)a、b控制一個燈c的電路，只要a、b中有一個閉合，燈c就會亮。這是一個典型的“或”關(guān)系，這種邏輯關(guān)系用邏輯代數(shù)表示為：

c

=a+b

圖10-20“或”關(guān)系

其真值表見表10-7，邏輯符號表示如圖10-20(b)所示。

圖10-21“非”關(guān)系

2．邏輯圖的幾個概念

1)邏輯狀態(tài)

邏輯功能圖中變量的取值表示兩種狀態(tài)，如“開”和“關(guān)”、“是”和“非”、“真”和“假”，這兩種狀態(tài)分別稱為邏輯0和邏輯1，可以用二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”表示。

2)邏輯電平

確定了邏輯狀態(tài)后，還要確定邏輯狀態(tài)所表示的物理量(如電位)。在實際應(yīng)用中，一般不用物理量的絕對數(shù)值，而會指定一個閾值，超過了該值，被認(rèn)為是高電平，反之則被認(rèn)為是低電平。

3)邏輯約定

在繪制邏輯功能圖時，需要確定邏輯狀態(tài)(邏輯0和邏輯1)與邏輯電平(高電平和低電平)之間的對應(yīng)關(guān)系，這種對應(yīng)關(guān)系的規(guī)定稱為邏輯約定。邏輯約定分為兩種：

(1)正邏輯：高電平對應(yīng)邏輯1，低電平對應(yīng)邏輯0。

(2)負(fù)邏輯：高電平對應(yīng)邏輯0，低電平對應(yīng)邏輯1。

3．常用邏輯單元的圖形符號

在繪制邏輯功能圖時，邏輯單元的圖形符號必須依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《電氣簡圖用圖形符號第12部分：二進(jìn)制邏輯元件》(GB/T4728.12—2008)中的規(guī)定。常用邏輯單元的圖形符號見表10-9。

4．邏輯功能圖舉例

“異或”也是一種邏輯關(guān)系，其真值表見表10-10。“異或”關(guān)系所表達(dá)的邏輯功能為：當(dāng)兩個輸入中的一個且只有一個為“1”狀態(tài)時，輸出才會為“1”狀態(tài)，布爾代數(shù)表示為

c

=a?+?b

這一邏輯關(guān)系用邏輯功能圖表示為圖10-22。

圖10-22邏輯功能圖示例

10.7控制系統(tǒng)功能表圖

控制系統(tǒng)功能表圖(ControlSystemFunctionChart，CSFC)是用來描述控制系統(tǒng)特征與狀態(tài)的一種表圖。用CSFC表示的系統(tǒng)與實現(xiàn)工藝過程所采用的技術(shù)無關(guān)，因此CSFC廣泛應(yīng)用于各個技術(shù)領(lǐng)域，尤其適合對電氣控制系統(tǒng)功能的描述。在我國新頒布的“電氣制圖”國家標(biāo)準(zhǔn)中，功能表圖已列為正式的電氣圖。

1．控制系統(tǒng)功能表圖的基本概念

1)被控系統(tǒng)與施控系統(tǒng)

控制系統(tǒng)功能表圖能對系統(tǒng)過程及其控制作總體性描述，并能描述所用零部件的技術(shù)性能，而不考慮具體工藝實現(xiàn)過程。

為了給一個系統(tǒng)繪制清晰明確的功能表圖，必須確切地規(guī)定系統(tǒng)的界限及其功能表圖的范圍。因為純功能的描述并不提供系統(tǒng)的實際界限或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的任何細(xì)節(jié)，所以只能通過在假定的界限上對輸入和輸出作理想描述才能夠得到。

通常一個控制系統(tǒng)可以分為相互依賴的兩個部分：

(1)被控系統(tǒng)：包括執(zhí)行實際過程的操作設(shè)備；

(2)施控系統(tǒng)：接收來自操作者、被控過程等的信息并向被控系統(tǒng)發(fā)出命令的設(shè)備。

圖10-23給出了系統(tǒng)的劃分，表明了系統(tǒng)中各功能表圖的界限。

圖10-23控制系統(tǒng)的劃分

2)控制系統(tǒng)與功能表圖

對于電氣設(shè)備的啟動、運行和停止，需要采用各種控制手段和方法，從而構(gòu)成一個完整的控制過程。

圖10-24(a)表示了汽車行駛的控制系統(tǒng)，其過程包括發(fā)動機點火、汽車行駛、加速和停止。被控系統(tǒng)包括發(fā)動機、車輪等；施控系統(tǒng)包括啟動機、油門、剎車板等。圖10-24(b)為該過程的功能表圖。

圖10-24汽車行駛控制過程及功能表圖

3)功能表圖的作用

(1)為系統(tǒng)地進(jìn)一步設(shè)計提供依據(jù)。在設(shè)計一個系統(tǒng)的控制系統(tǒng)時，可以先畫出系統(tǒng)的框圖，確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能，然后畫出功能表圖，確定系統(tǒng)的控制過程和控制步驟，并明確每一步驟的輸入、輸出條件及其之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，就可以逐步實現(xiàn)系統(tǒng)的進(jìn)一步設(shè)計。

(2)可供不同專業(yè)人員之間進(jìn)行技術(shù)交流。功能表圖現(xiàn)在已經(jīng)成為一種新型的工程語言，適用于各種技術(shù)領(lǐng)域，從而為不同專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交流提供了一種手段。

2．功能表圖的基本圖形符號與表示方法

1)功能表圖的基本圖形符號

功能表圖包括“步”、“命令”或“動作”、“轉(zhuǎn)換”、“有向線”等。其圖形符號的畫法在國家標(biāo)準(zhǔn)《控制系統(tǒng)功能表圖的繪制》(GB/T6988.6—93)中有詳細(xì)的規(guī)定。表10-11列出了常用功能表圖的圖形符號。

2)功能表圖的表示方法

任何一個過程都可以分解為若干個連續(xù)的執(zhí)行步驟。在功能表圖中，這些執(zhí)行步驟被稱為“步”。步描述了控制過程的某個階段或某一時刻的狀態(tài)，一個步可以是動作的開始、持續(xù)或結(jié)束。一個過程的步分得越多，其圖形描述得就越清晰。

在某個給定時刻，一個步可以是活動的或非活動的。步的活動狀態(tài)可用二進(jìn)制邏輯變量“X*”的邏輯值“1”表示；步的非活動狀態(tài)可用二進(jìn)制邏輯變量“X*”的邏輯值“0”表示。星號“*”必須用相應(yīng)步的編號來代替。

當(dāng)一個步為活動步時，表明發(fā)出相關(guān)命令或執(zhí)行相應(yīng)動作?；顒硬娇稍谠摲栔屑右粓A點以示區(qū)別。

控制過程開始階段與初始狀態(tài)相對應(yīng)的活動步稱為初始步。它們表征了施控系統(tǒng)的初始行為。每個表圖都應(yīng)該有一個初始步。

步符號中矩形的長寬比是任意的，符號中的“*”在使用時應(yīng)以相應(yīng)步的編號代替。

3)命令或動作及其表示方法

在