《建筑电气CAD》实验指导书.docx
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《建筑电气CAD》实验指导书
建筑电气CAD
实验指导书
指导教师：
蔡学敬
适用专业：
电气工程及其自动化
2010年3月
目录
实验一AutoCAD基本操作1
实验二常用电气元件的绘制7
实验三三相异步电动机控制电气设计12
实验四变电工程设计17
实验五Protel99SE软件基本操作22
实验六滤波器仿真设计23
实验七串行通信电路交互式布线，封装模型设计及报表生成28
实验一AutoCAD基本操作
一、实验目的
了解AutoCAD软件环境，掌握线、圆、文字标注、尺寸标注、设置绘图环境、图形输出、绘图系统配置等基本操作。
二、实验要求
要求设计简单的图形，在软件环境中输入，并实现输出。
三、实验设备
装有AutoCAD2009软件的计算机一台。
四、实验步骤
1、AutoCAD2009的启动
在“开始”菜单中选择“程序”|Autodesk|AutoCAD2009-SimplifiedChinese|AutoCAD2009命令，或者单击桌面上的快捷图标，均可启动AutoCAD软件。
AutoCAD2009第一次启动后，弹出“新功能专题研习”对话框，从对话框提供的三个单选项选择一个，单击“确定”按钮，进入AutoCAD2009工作界面。
2、工作界面
AutoCAD2009的应用窗口主要包括以下内容：
标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、命令行提示区、状态栏以及面板控制台等。
3、AutoCAD命令输入方式
在AutoCAD2009中，结合键盘和鼠标来进行命令的输入和执行，主要利用键盘输入命令和参数，利用鼠标执行工具栏中的命令、选择对象、捕捉关键点以及拾取点等。
在AutoCAD中，通过按钮命令、菜单命令和命令行执行命令3种形式来执行AutoCAD命令。
（1）按钮命令是指通过单击工具栏中相应的按钮来执行命令。
（2）菜单命令是指选择菜单栏中的下拉菜单命令执行操作。
（3）命令行执行命令是指AutoCAD中大部分命令都具有别名，直接在命令行中输入别名并按Enter键来执行命令。
4、设置绘图环境
一般来说，如果不作任何设置，AutoCAD系统对作图范围没有限制。
可以将绘图区看作是一幅无穷大的图纸，但所绘图形的大小是有限的，因此为了更好地绘图，需要设定作图的有效区域。
选择“格式”→“图形界限”命令，或在命令行中输入LIMITS，可执行图形绘制界限命令。
命令:
LIMITS
重新设置模型空间界限:
//系统提示信息
指定左下角点或[开（ON）/关（OFF）]<0.0000,0.0000>:
//用鼠标或者输入坐标值定位左下角点。
指定右上角点<420.0000,297.0000>:
//用鼠标或者输入坐标值定位右上角点
选择“格式”|“单位”命令，或在命令行中输入DDUNITS命令，弹出“图形单位”对话框，在该对话框中可以对图形单位进行设置。
5、图形文件管理
（1）创建新的AutoCAD文件
在AutoCAD中有两种方法来创建一个新的图形文件，在不启动显示对话框时，选择“文件”→“新建”命令，或单击“标准”工具栏中的“新建”按钮，或在命令行中输入NEW命令，此时弹出“选择样板”对话框。
（2）打开和保存AutoCAD文件
选择“文件”→“打开”命令，或单击“标准”工具栏中的“打开”按钮，或在命令行中输入OPEN，都可以打开“选择文件”对话框，该对话框用于打开已经存在的AutoCAD图形文件。
选择“文件”→“保存”命令，或单击“标准”工具栏中的“保存”按钮，或在命令行中输入SAVE，都可以对图形文件进行保存。
若当前的图形文件已经命名，则按此名称保存文件。
如果当前图形文件尚未命名，则弹出“图形另存为”对话框，该对话框用于保存已经创建但尚未命名的图形文件。
6、图层创建与管理
选择“格式”→“图层”命令，弹出“图层特性管理器”对话框。
单击“新建图层”按钮，可以新建一个图层；单击“删除图层”按钮，可以删除一个选中的图层；单击“置为当前”按钮，可以将选中的图层置为当前状态。
在“图层特性管理器中”可以对下列特性进行管理：
颜色、打印、开、冻结、线型、线宽。
建立建筑图常见图层，共设置有“标题栏”、“尺寸标注”、“辅助线”、“门窗”、“墙线”、“文字标注”和“轴线”几个图层。
7、对象的选择
单击对象直接选择：
当命令行提示“选择对象：
”时，绘图区出现拾取框光标，将光标移动到某个图形对象上，单击，则可以选择与光标有公共点的图形对象，被选中的对象呈高亮显示。
窗口选择（左选）：
当需要选择的对象较多时，可以使用窗口选择方式，这种选择方式与Windows的窗口选择类似。
首先单击，将鼠标指针沿右下方拖动，再次单击，形成选择框，选择框成实线显示。
被选择框完全包容的对象将被选择。
交叉窗口选择（右选）：
交叉窗口选择（右选）与窗口选择（左选）的选择方式类似，所不同的是鼠标指针往左上方移动形成选择框，选择框呈虚线，只要与交叉窗口相交或者被交叉窗口包容的对象，都将被选择。
8、二维视图操作
选择“视图”→“缩放”命令，在弹出的级联菜单中选择合适的命令，或单击“缩放”工具栏中合适的按钮，或者在命令行中输入ZOOM命令，都可以执行相应的视图缩放操作。
常见缩放方式：
全部缩放、范围缩放、显示前一个视图、比例缩放、窗口缩放、实时缩放
命令:
ZOOM
指定窗口的角点，输入比例因子（nX或nXP），或者
[全部（A）/中心（C）/动态（D）/范围（E）/上一个（P）/比例（S）/窗口（W）/对象（O）]<实时>:
当在图形窗口中不能显示所有的图形时，就需要进行平移操作，以便查看图形的其他部分。
单击“标准”工具栏中的“实时平移”按钮，或选择“视图”→“平移”→“实时”命令，或在命令行中输入PAN，然后按Enter键，鼠标指针都将变成手形，可以对图形对象进行实时平移。
当然，选择“视图”→“平移”命令，在弹出的级联菜单中还有其他平移菜单命令，同样可以进行平移的操作，不过不太常用。
9、辅助绘图
（1）捕捉和栅格
在绘图中，使用栅格和捕捉功能有助于创建和对齐图形中的对象。
栅格是按照设置的间距显示在图形区域中的点，它能提供直观的距离和位置的参照，类似于坐标纸中的方格的作用，栅格只在图形界限以内显示。
捕捉则使光标只能停留在图形中指定的点上，这样就可以很方便地将图形放置在特殊点上，便于以后的编辑工作。
栅格和捕捉这两个辅助绘图工具之间有着很多联系，尤其是两者间距的设置。
有时为了方便绘图，可将栅格间距设置为与捕捉间距相同，或者使栅格间距为捕捉间距的倍数。
（2）正交和极轴
正交辅助工具可以帮助绘制平行于X或Y轴的直线。
当绘制众多正交直线时，通常要打开“正交”辅助工具。
在状态工具栏中，单击“正交”按钮，即可打开“正交”辅助工具。
当自动追踪打开时，在绘图区将出现追踪线（追踪线可以是水平或垂直，也可以有一定角度）可以帮助精确确定位置和角度创建对象。
（3）对象捕捉
所谓对象捕捉，就是利用已经绘制的图形上的几何特征点定位新的点。
在绘图区任意工具栏上，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“对象捕捉”命令，弹出“对象捕捉”工具栏。
可以在工具栏中单击相应的按钮，以选择合适的对象捕捉模式。
右键单击状态栏上“对象捕捉”按钮，在弹出的快捷菜单中选择“设置”命令，弹出“草图设置”对话框，选择“对象捕捉”选项卡，也可以设置相关的对象捕捉模式。
（4）动态输入
使用AutoCAD提供的动态输入功能，可以在工具栏提示中直接输入坐标值或者进行其他操作，而不必在命令行中进行输入，这样可以帮助专注于绘图区域。
单击状态栏上的DYN按钮可以打开和关闭“动态输入”。
“动态输入”有三个组件：
指针输入、标注输入和动态提示。
在DYN上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“设置”命令，弹出“动态输入”对话框。
10、对象特性的修改
“特性”面板和工具栏用于设置选择对象的颜色、线型和线宽。
AutoCAD2009版本都不是在界面上默认出现的。
“文字”、“标注”和“表格”面板中，设有文字样式、标注样式和表格样式下拉列表，可以设置文字对象、标注对象和表格对象的样式。
在创建文字、标注和表格之前，可以分别在文字样式、标注样式和表格样式下拉列表中选择相应的样式，创建的对象就会采用当前列表中指定的样式。
同样，也可以对创建完成的文字、标注和表格重新指定样式，方法是选择需要修改样式的对象，在样式列表中选择合适的样式即可。
“图层”工具栏和面板，可以切换当前图层，修改选择对象的所在图层，控制图层的打开与关闭，控制图层的冻结与解冻、锁定与解锁等。
“特性”选项板用于列出选定对象或对象集的特性的当前设置，可以修改任何可以通过指定新值进行修改的特性。
在未指定对象时，选择“工具”→“选项板”→“特性”命令，弹出“特性”选项板，选项板只显示当前图层的基本特性、图层附着的打印样式表的名称、查看特性以及关于UCS的信息。
实验二常用电气元件的绘制
一、实验目的
了解电气制图规范，学习常用电气元件的绘制，包括导线、连接器件、无源器件、半导体管和电子管、开关、控制和保护装置、常用测量仪表、灯和信号器件等。
二、实验要求
在熟练掌握常用电气元件绘制的基础上，绘制一个带多个开关的并联照明电路。
三、实验设备
装有AutoCAD2009软件的计算机一台。
四、实验步骤
Tips：
命令行键入U，取消上次操作
回车表示结束本次操作
打开“对象捕捉”和“对象追踪”，方便画图。
并联照明电路图为：
1、打开AutoCAD2009（用模板acadiso.dwt）。
2、绘制手动单极开关
（1）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最下端三段连接竖直线，分别长20。
命令:
_line指定第一点:
100,100（输入第一点绝对坐标）
指定下一点或[放弃（U）]:
@20,0（输入第二点相对坐标，@20,0表示x轴上右移20，y轴上不变）
指定下一点或[放弃（U）]:
@20,0
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@20,0
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
（直接回车，表示结束绘制直线）
Tips：
窗口上端标准工具栏上有窗口缩放按钮，可放大所选图形。
（2）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，过中间直线段中点画竖直线，长度为30，线型为虚线。
a）绘制中间直线段
单击“绘图”工具栏“直线”按钮，按shift+右键，出现如图下拉菜单
选择下拉菜单中的“中点”，这时把鼠标靠近绘制好的直线段，中点自动就定位出来了，鼠标点击直线段中点，按命令行提示操作：
命令:
_line指定第一点:
_mid于（第一点为直线段中点）
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,30（@0,30表示第二个点x轴上不变，y轴上上移30）
指定下一点或[放弃（U）]:
（直接回车，表示结束绘制直线）
按ESC键取消选择
b）切换成虚线
格式->线型，出现线型管理器对话框。
单击“加载”按钮，弹出“加载或重载线型”对话框，选择“ISOdash__________”单击“确定”按钮。
（3）单击“绘图”工具栏“直线”按钮，绘制最上边竖直直线段，长度为10，线型切换为实线。
a）切换到实线
格式->线型，出现线型管理器对话框。
选择“Continuous”
b）绘制直线
Tips：
可推算出最上边竖直直线段端点坐标，以便画图
效果如图
（4）旋转中间直线段
单击“修改”工具栏“旋转”按钮，按命令行提示操作。
命令:
ROTATE
UCS当前的正角方向:
ANGDIR=逆时针ANGBASE=0
选择对象:
找到1个（选中中间的直线段）
选择对象:
（回车表示选择完毕）
指定基点:
（指定中间直线段左端点为旋转基点）
指定旋转角度，或[复制（C）/参照（R）]<0>:
30（只旋转30°，只旋转，不复制）
效果如图：
（5）修剪
“修剪”按钮的功能是以选中直线或者圆弧为边界，裁减掉与之相交图形超过边界的部分。
单击“修改”工作栏中的“修剪”按钮。
命令:
_trim
当前设置:
投影=UCS，边=无
选择剪切边...
选择对象或<全部选择>:
找到1个（选中旋转后的边为修剪参考曲线）
选择对象:
（回车，选择完毕）
选择要修剪的对象，或按住Shift键选择要延伸的对象，或
[栏选（F）/窗交（C）/投影（P）/边（E）/删除（R）/放弃（U）]:
（单击虚线段在参考曲线的右边部分，该部分被修剪，回车完成修剪操作。
）
修剪完成后的单极手动开关如图：
3、绘制灯泡
（1）绘制圆
单击“绘图”工具栏“圆”按钮，从单极开关右端点出发，用鼠标左键在合适位置拾取一点作为圆心，画半径为15的圆。
命令:
_circle指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）]:
指定圆的半径或[直径（D）]:
15
（2）绘制多边形
单击“绘图”工具栏“多边形”按钮
命令:
_polygon输入边的数目<4>:
（直接回车，表示绘制边数为4边）
指定正多边形的中心点或[边（E）]:
（捕捉圆心为中心点）
输入选项[内接于圆（I）/外切于圆（C）]:
I（内接于圆）
指定圆的半径:
15
（3）绘制对角线和删除正方形
4、单个照明电路连线
5、并联照明电路
（1）复制，下移50
单击“修改”工具栏“复制”按钮，下移50
命令:
_copy
选择对象:
指定对角点:
找到11个
选择对象:
（直接回车，表示结束选择）
指定基点或[位移（D）]<位移>:
（把单个照明电路作为基点）指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:
50
连线，最后电路如图所示：
实验三三相异步电动机控制电气设计
一、实验目的
掌握机械电气设计规范，掌握电动机控制电气设计，掌握电气图的布局。
二、实验要求
设计、绘制并输出三相异步电动机供电系统图。
学生通过该实验可了解机械电气设计的一般步骤和方法。
三、实验设备
装有AutoCAD2009软件的计算机一台。
四、实验步骤
1、绘制三相交流电动机。
（1）绘制一个整圆。
“绘图”工具栏中的”圆”按钮
命令:
_circle指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）]:
100,100
指定圆的半径或[直径（D）]:
20
（2）“绘图”工具栏中的”文字”按钮，在合适位置输入文字“M3”其中文字字体选为”仿宋”,大小为10号字，居中对齐。
（3）绘制交流符号
“绘图”工具栏中的“样条曲线”按钮
命令:
SPLINE
指定第一个点或[对象（O）]:
90,90
指定下一点:
95,95
指定下一点或[闭合（C）/拟合公差（F）]<起点切向>:
100,90
指定下一点或[闭合（C）/拟合公差（F）]<起点切向>:
105,85
指定下一点或[闭合（C）/拟合公差（F）]<起点切向>:
110,90
指定下一点或[闭合（C）/拟合公差（F）]<起点切向>:
（直接回车，表示拟合点已经输入完）
指定起点切向:
（鼠标选择起点切线方向）
指定端点切向:
（鼠标选择终点切线方向）
2、绘制断流器符号
绘制一个矩形（长50宽20）
命令:
_rectang
指定第一个角点或[倒角（C）/标高（E）/圆角（F）/厚度（T）/宽度（W）]:
75,200（矩形左上端点）
指定另一个角点或[面积（A）/尺寸（D）/旋转（R）]:
125,180（矩形右下端点）
绘制
命令:
_line指定第一点:
_mid于（从矩形上边沿中点开始画线）
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,-5
指定下一点或[放弃（U）]:
@-10,0
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@0,-10
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@10,0
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@0,-5
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
3、绘制多级开关
绘制中间三段连接竖直线，分别长20
命令:
_line指定第一点:
（选择从矩形上边沿中点开始画线）
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,20
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,20
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@0,20
旋转竖直线的中间直线段
命令:
_rotate
UCS当前的正角方向:
ANGDIR=逆时针ANGBASE=0（直接回车，表示选择默认的逆时针方向）
选择对象:
找到1个（选择中间直线段）
选择对象:
（直接回车，表示结束选择）
指定基点:
（以中间直线段下端点作为旋转基点）
指定旋转角度，或[复制（C）/参照（R）]<0>:
30（旋转30度）
复制平移
复制中间的开关，平移到左边15处和右边15处。
画虚线段（shift+右键找中点）
4、连线
把断路器和交流发动机连起来（对象追踪和对象捕捉打开，便于定位）。
5、绘制机壳接地
调用“直线”绘图命令，绘制机壳接地线。
调用“直线”绘图命令，绘制折线段，如图a所示。
命令:
_line指定第一点:
（以圆最左边切点为第一点）
指定下一点或[放弃（U）]:
@-10,0（横线长10）
指定下一点或[放弃（U）]:
@0,-15（竖线长15）
指定下一点或[闭合（C）/放弃（U）]:
@5,0（横线长5）
以竖直直线为对称轴生成另一半地平线符号，如图b所示。
调用“直线”绘图命令，绘制斜线段,如图c所示
命令:
_line指定第一点:
（地平线右端点为第一点）
指定下一点或[放弃（U）]:
@5<-135（与x轴正方向成-135度角，长5的斜线段）
指定下一点或[放弃（U）]:
（直接回车，结束直线命令）
（4）在偏移距离为5处绘制另两条斜线，如图d所示。
图a图b图c图d
6、绘制输入端子
调用“圆”绘图命令，在多级开关端点处绘制一个半径为2的圆，作为电源的引入端子。
调用“复制”修改命令，复制移动生成另外两个端子。
选择上一步骤绘制的圆的圆心为复制基点，另外两根三相导线的端点为放置点。
7、新建图层。
打开图层特性管理器，新建图层。
新建图层取名“文字说明”，颜色为”160”
切换图层到新建的“文字说明”图层上，添加文字说明，为各器件和导线添加上标示符号，便于对图纸进行阅读和校核。
字体选择”仿宋”,大小为10号字，居中对齐。
（改字体，字号时一定要选中你所写的文字改动才有效）
三相异步电动机供电系统图
实验四变电工程设计
实验目的
掌握在所选软件环境中进行电力工程电气设计，掌握电力工程图的设计方法。
实验要求
根据变电工程的要求，先设计绘制简单的能表明变电所的工作的大致原理的系统图，在系统图的基础上，进一步设计电器主接线图，在所选软件环境中布局、绘制该电气图，并实现打印输出。
实验设备
装有AutoCAD2009软件的计算机一台。
实验步骤
1、绘制开关
绘制竖线
绘制斜线
从下端点上方20处开始绘制斜线，长度为20，角度为120（@20<120）
绘制水平线
绘制斜线到竖直线的垂足
图4-1
移动水平线
调用“移动”命令移动水平线
命令:
_move
选择对象:
找到1个（选择水平线）
选择对象:
（直接回车，表示结束选择）
指定基点或[位移（D）]<位移>:
D（位移方式）
指定位移<0.0000,0.0000,0.0000>:
@5,0（右移5个单位）
图4-2
调用“修剪”命令进行修剪
以水平线和斜线作为剪切边，如图4-3，最后结果如图4-4，此即为开关：
图4-3图4-4
（6）保存为图块
2、以开关为基础，绘制负荷开关
偏移斜线
调用“偏移”命令
以开关为基础，绘制负荷开关
命令:
_offset
当前设置:
删除源=否图层=源OFFSETGAPTYPE=0
指定偏移距离或[通过（T）/删除（E）/图层（L）]<3.2650>:
2（定距法偏移，偏移距离为2）
选择要偏移的对象，或[退出（E）/放弃（U）]<退出>:
（选择斜线为偏移对象）
指定要偏移的那一侧上的点，或[退出（E）/多个（M）/放弃（U）]<退出>:
（任取斜线左侧一点）
选择要偏移的对象，或[退出（E）/放弃（U）]<退出>:
（再次选择斜线为偏移对象）
指定要偏移的那一侧上的点，或[退出（E）/多个（M）/放弃（U）]<退出>:
（任取斜线右侧一点）
选择要偏移的对象，或[退出（E）/放弃（U）]<退出>:
（直接回车表示结束偏移）
最后效果如图4-5：
绘制垂线
最后效果如图4-6
利用修剪命令进行修剪，得到跌落式熔断器符号，如图4-7。
图4-5图4-6图4-7
保存为图块
3、绘制主变
在一条直线上绘制两个半径为10的圆，如图4-8所示
复制镜像图形，得到主变，即图4-9
图4-8图4-9
（3）保存为图块
4、绘制站用变压器
绘制圆
圆心为（100，100），半径为10
命令:
_copy
选择对象:
找到1个
选择对象:
（直接回车，表示结束选择
指定基点或[位移（D）]<位移>:
100,82（以100，82为基点）
指定第二个点或<使用第一个点作为位移>:
18
指定第二个点或[退出（E）/放弃（U）]<退出>:
图4-10
绘制直线
以上边一个圆的圆心为出发点，交于下边一个圆的垂足
图4-11
阵列直线
以直线为阵列对象，绘制出Y图形来
图4-12图4-13
复制Y图形
基点为上边一个圆的圆心，第二个点为下边一个圆的圆心
图4-14站用变压器
（5）保存为图块
5、电压互感器
（1）以站用变压器为基础，绘制一个过圆右交点，半径为10的圆
命令:
_circle指定圆的圆心或[三点（3P）/两点（2P）/相切、相切、半径（T）]:
2p（两点确定一个圆）
指定圆直径的第一个端点:
（为圆的右交点）
指定圆直径的第二个端点:
@20,0（第二个点离圆的右交点水平距离为20）
图4-15
绘制三角形
调用“多线段命令“
图4-16
绘制直线
图4-17
修剪
图4-18
删除直线，得到电压互感器
图4-19
（7）保存为图块
电气主接线图
根据前面步骤做出的图块，绘制电气主接线图如图：
图4-20电气主接线图
图4-21文字注释1图4-22文字注释2
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