Как научиться составлять электрические схемы

Многие люди, только начинающие свое знакомство с электричеством, задаются вопросом, как читать электрические схемы, каковы правила их чтения, какие существуют условности и как работает электрическая схема? Об этом и многом другом.

Как научиться читать электрическую схему

Каждое радиооборудование состоит из отдельных радиокомпонентов, которые сварены между собой определенным образом. Все эти элементы графически представлены на принципиальной схеме. Чтобы научиться читать этот документ, необходимо понять обозначение всех компонентов электропроводки в электрической цепи. Каждый компонент имеет свое графическое обозначение и содержит условный дизайн с характерными особенностями.

Проще всего работать с таким компонентом, как электронный конденсатор, с резисторами, громкоговорителями и другими электрическими устройствами с автоматикой. Обычно их легко распознать без таблицы символов. Учиться у них легче. С полупроводниками, т.е. транзисторами, симисторами и интегральными схемами, работать сложнее. Например, каждый биполярный транзистор имеет три вывода, т.е. базу, коллектор и эмиттер. По этой причине необходимы символические представления и пояснительная информация в виде латинских букв. На их изучение может уйти несколько дней, как и на то, чтобы научиться их определять.

Примечание: Помимо букв, на каждой схеме есть цифры. Они рассказывают о нумерации и технических параметрах. Стоит отметить, что научиться читать документ самостоятельно невозможно, поэтому необходимы уроки и учебники.

Основные правила

Отвечая на вопрос о том, как читать электрические схемы, стоит пояснить, что делать это следует слева направо, от начала и до самого конца. Это основной принцип. Еще одно эмпирическое правило — разбить одну схему на маленькие картинки или простые схемы. Он состоит из источника электрического тока, токоприемника, прямого привода, обратного провода и одного контакта аппарата. Поэтому, приступая к изучению документа, необходимо разделить его на части. Затем необходимо записать все детали, с примечаниями, пояснениями, уточнениями и спецификациями. Если на чертеже есть ссылки, их также следует изучить.

Примечание: Чертежи, показывающие момент работы систем электроснабжения, электрозащиты, управления и сигнализации, должны быть рассмотрены с точки зрения количества источников питания, совместимости, координации совместной работы, оценки последствий возможных неисправностей, нарушения изоляции кабелей, проверки исправности цепей, оценки надежности электроснабжения, способа работы оборудования и проверки мер по обеспечению безопасного выполнения работ.

Условные обозначения

Согласно правилам, существуют стандартные графические символы в однолинейных и двухлинейных схемах. Ниже приведена таблица с этими символами под названием «Электрические схемы для начинающих». Стоит отметить, что цифры и буквы также используются в рисунках. Этот вид маркировки регулируется нормативными документами, т.е. гуслями.

Как составлять схему

Схемы электропроводки должны быть составлены опытным электриком и в соответствии с действующими стандартами, которые объясняют функции отдельных проводов. В зависимости от состояния электрические схемы могут быть структурными, функциональными, принципиальными, монтажными, общими и принципиальными схемами. Вы можете создать любой из перечисленных выше списков, расположив вместе простейшие элементы.

Описание работы

Если электрическая схема построена правильно, она будет работать правильно. Это работает следующим образом. От источника питания возникает заряд, который проходит под клеммной колодкой к проводнику и соленоиду реле. Электрический ток проходит через катушку к контактам. Как только ток достигает контактов, вся сеть начинает работать, и диод включается. Благодаря электродвижущей силе начальный электрический ток сохраняется и достигает своих максимальных значений.

Обратите внимание, что без электродвижущей силы невозможно поддерживать ток в цепи, так как при большой амплитуде радиоэлементы начинают выходить из строя. В результате этого импульса полупроводниковые переходы пробиваются, и устройство обездвиживается. Сегодня диоды уже встроены в реле. Это позволяет схеме функционировать должным образом.

В целом, в дополнение к теме о том, как научиться читать электрические принципиальные схемы, стоит отметить, что читать их нужно с помощью учебных материалов, в которых содержится информация о том, что означают различные символы. Только когда вы будете полностью информированы, вы сможете приступить к работе над тем, выполняете ли вы соответствующие электромонтажные работы.

Сегодня мы рассмотрим один из этапов электротехнического проектирования — составление электрических схем. Однако мы рассмотрим их очень бегло, поскольку мы еще не знаем многого из того, что необходимо для проектирования, а минимальные знания уже требуются. Тем не менее, эти предварительные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и рисовании электрических схем. Довольно скучная тема, но правила есть правила, и им нужно следовать. Итак.

Что такое электрическая схема? Что это такое? Для чего они используются? Как они создаются и как их читать? Начнем с того, что такое электрические схемы. В целях унификации состава технической документации (а схемы являются не более чем частью этой документации) в нашей стране был принят Государственный стандарт (ГОСТ) «Единая система проектной документации. Схемы. Типы. Общие требования к оформлению», иначе называемый ГОСТ 2.701-84, которому должны подчиняться все схемы, выполненные вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей, а также электрические схемы энергетических объектов (электростанций, электрооборудования промышленных предприятий и т.д.) Данный документ определяет следующие виды схем

  • электрический;
  • гидравлический;
  • пневматический;
  • газ (кроме пневматического);
  • кинематический;
  • вакуум;
  • оптический;
  • энергичный;
  • дивизии;
  • соединенные.

Нас в первую очередь интересует первый пункт — электрические цепи, которые изготавливаются для электроприборов. Однако ГОСТ также определяет несколько типов цепей в зависимости от их основного назначения:

  • структурный;
  • функциональный;
  • электрические схемы (в сборе);
  • соединения (электрические схемы);
  • соединения;
  • общий;
  • договоренности;
  • соединенные.

Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные принципы их создания. Другие типы схем будут иметь смысл, когда вы изучите электрические компоненты и продвинетесь в своем обучении до стадии проектирования сложного оборудования и систем, тогда другие типы схем будут иметь смысл. Что такое электрическая схема и зачем она нужна? Согласно ГОСТ 2.701-84, схема — это диаграмма, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Такие схемы появлялись, например, в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых были указаны абсолютно все компоненты телевизора. Наличие такой схемы значительно облегчило процесс ремонта. В настоящее время такие схемы практически не прилагаются к электронным устройствам, поскольку продавец рассчитывает на то, что пользователю будет проще выбросить устройство, чем ремонтировать его. Такая маркетинговая уловка! Но это тема для отдельного обсуждения. Поэтому схема устройства необходима, во-первых, чтобы получить представление о том, какие компоненты входят в устройство, во-вторых, как эти компоненты соединены друг с другом и, в-третьих, какими свойствами обладают эти компоненты. Также, согласно ГОСТ 2.701-84, схема должна давать понимание принципов работы устройства. Вот пример такой схемы:

Рисунок 7.1 — Усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенный в схему с общим эмиттером, с термической стабилизацией рабочей точки. Принципиальная схема

Однако у нас есть небольшая проблема: мы фактически не знаем ни одного электронного компонента….. Что, например, представляют собой прямоугольники или параллельные черточки на рисунке 7.1? Что означают символы C2, R4, +Epit? В этом уроке мы начнем с рассмотрения электронных элементов и постепенно изучим основные характеристики каждого из них. И обязательно изучите принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его схеме. Сейчас мы рассмотрим основные принципы построения электрических схем. В целом, правил довольно много, но они в основном предназначены для того, чтобы сделать схему более четкой и понятной, поэтому со временем они будут запоминаться. Мы будем знакомиться с ними по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову ненужной информацией, в которой пока нет необходимости. Начнем с того, что каждый электрический компонент на схеме обозначен соответствующим графическим символом (CSV). Мы будем рассматривать КСО компонентов параллельно с самими компонентами, или вы можете обратиться непосредственно к ГОСТ 2.721 — 2.768.

Правило 1: Порядковые номера компонентов (устройств) следует указывать, начиная с 1, в пределах группы компонентов (устройств), которым присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение на схеме, например, R1, R2, R3 и т.д., C1, C2, C3 и т.д. Не допускается пропуск одного или нескольких чисел на диаграмме.

Правило 2. Серийные номера должны быть указаны в соответствии с порядком расположения компонентов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменение порядка следования серийных номеров в зависимости от расположения компонентов в изделии, направления потока сигналов или функциональной последовательности процесса.

Правило 3 Номера ссылок должны располагаться на схеме рядом с графическими символами компонентов и/или устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, обозначение должности не должно пересекаться линиями связи, ККА компонентов или любыми другими надписями или линиями.

Рисунок 7.2 — К правилу 3

Правило 4: Линии связи должны быть горизонтальными и вертикальными, с минимальным количеством перегибов и пересечений. В особых случаях могут быть разрешены наклонные участки линий связи, но их длина должна быть максимально ограничена. Пересечения линий связи, которые невозможно обойти, должны быть выполнены под углом 90°.

Правило 5 Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических символов и должна выбираться в пределах от 0,2 до 1,0 мм. Рекомендуемая толщина линий связи составляет 0,3 — 0,4 мм. Все линии связи должны иметь одинаковую толщину в пределах схемы. Допустимо использовать несколько (не более трех) линий связи разной толщины для идентификации функциональных групп внутри изделия.

Правило 6 Символы компонентов должны быть показаны на схеме в положении, указанном в соответствующих стандартах, или повернуты на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах нет конкретных указаний. Допускается поворачивать символы на угол, кратный 45°, или показывать их в зеркальном отображении.

Правило 7 — Разрешается использовать упрощенное обозначение единиц измерения при указании номинальных значений компонентов (резисторов, конденсаторов) вблизи обычных графических символов:

Рисунок 7.3 — К правилу 7.

Правило 8: Расстояние между линиями связи, между линиями связи и CS панели, а также краем листа должно быть не менее 5 мм.

Этих восьми правил достаточно для начала, чтобы научиться правильно рисовать простые электрические схемы. В Уроке 5 мы рассмотрели источники энергии для электрических цепей, в частности, сухие элементы и батареи, а в Уроке 6 мы рассмотрели лампу накаливания как приемник электроэнергии. Попробуем составить простую схему, состоящую из трех элементов: источника (батарейка), приемника (лампочка) и выключателя на основе описанных выше принципов. Однако сначала мы приведем УГО этих элементов:

Теперь соедините эти элементы последовательно, чтобы сформировать электрическую цепь:

Рисунок 7.4 — Первая принципиальная схема

Контакт SA1 называется нормально разомкнутым, так как в исходном положении он разомкнут и через него не течет ток. Когда SA1 замкнут (т.е. это может быть выключатель света, который мы все используем в доме), светильник HL1, питающийся от батареи GB1, включится и будет гореть до тех пор, пока выключатель SA1 не будет разомкнут или батарея не разрядится.
Эта схема абсолютно точно и четко показывает порядок подключения компонентов и типы этих компонентов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике.
На этом пока все, еще один ужасно скучный урок, и на этом все. До скорой встречи!

Принципиальные схемы

Основное назначение принципиальных схем — показать с достаточной полнотой и наглядностью взаимосвязь отдельных устройств, автоматики и вспомогательного оборудования, входящих в функциональные узлы систем автоматизации, с учетом порядка их работы и принципа действия. Электрические схемы служат для проверки принципа работы автоматики и необходимы для ввода в эксплуатацию и эксплуатации электрической системы.

Электрические схемы являются основой для разработки других проектных документов: электрических схем и таблиц панелей и пультов, внешних электрических схем, электрических схем и т.д.

При разработке систем автоматизации технологических процессов обычно составляются принципиальные схемы независимых компонентов, установок или участков автоматизируемой системы, например, схема управления задвижками, схемы автоматического и дистанционного управления насосами, схемы сигнализации уровня воды в резервуаре и т.д.

Основные электрические схемы составляются на основе схем автоматизации, исходя из заданных алгоритмов работы отдельных узлов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления и общих технических требований к автоматизируемому объекту.

На схемах в условной форме показаны устройства, аппараты, линии связи между отдельными элементами, блоками и модулями этих устройств.

Как правило, схемы содержат:

1) условные изображения принципа работы того или иного функционального блока системы автоматизации;

2) объяснения;

3) части отдельных элементов (приборов, электрических аппаратов) данной схемы, используемые в других схемах, а также элементы приборов из других схем;

4) схемы переключающих контактов многопозиционных устройств;

5) перечень приборов, оборудования, используемых в данной схеме;

6) список чертежей, относящихся к данной схеме, общие пояснения и примечания. Для того чтобы читать принципиальные схемы, необходимо знать алгоритм работы схемы, понимать принцип работы приборов, аппаратов, на основе которых построена схема.

Схемы систем контроля и управления, в зависимости от назначения, можно разделить на схемы контроля, управления процессами и сигнализации, автоматического управления и электроснабжения. Схемы правил по типу могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими и комбинированными. В настоящее время наиболее часто используются электрические и пневматические схемы.

Как читать электрическую схему

Принципиальная схема является первым рабочим документом, на основе которого можно:

1) выполнять чертежи для изготовления изделий (общие виды и электрические схемы и таблицы панелей, пультов, стоек и т.д.) и их соединений с приборами, исполнительными механизмами и между собой;

2) проверьте правильность выполненных соединений;

3) введите настройки устройств защиты, управления процессом и регулирования;

4) установите рельсы и концевые выключатели;

5) анализировать схему как в процессе проектирования, так и в процессе наладки и эксплуатации в случае отклонения от заданного режима работы устройства, преждевременного выхода из строя какого-либо из компонентов и т.д.

В зависимости от выполняемой работы, чтение электрической схемы преследует разные цели.

Кроме того, если чтение электрических схем ограничивается определением того, что, где и как нужно установить, проложить и подключить, то чтение электрической схемы является более сложным. Во многих случаях это требует глубоких знаний, хорошей техники чтения и умения анализировать информацию. Наконец, ошибка, допущенная на схеме, неизбежно повторится во всех последующих документах. В результате снова приходится возвращаться к чтению электрической схемы, чтобы выяснить, какая ошибка в ней допущена или что в конкретном случае не соответствует правильной электрической схеме (например, многополюсное программное реле подключено правильно, но установленная длительность или порядок переключения контактов не соответствует задаче, поставленной при настройке).

Перечисленные задачи достаточно сложны, и рассмотрение многих из них выходит за рамки данной статьи. Тем не менее, стоит объяснить, в чем они заключаются, и перечислить основные технические решения.

1) Всегда начинайте с чтения принципиальной схемы, ознакомления с ней и списком компонентов, определения местоположения каждого компонента на схеме, чтения всех примечаний и пояснений.

2) Определить схему питания электродвигателей, обмоток магнитного пускателя, реле, соленоидов, комплектных устройств, контроллеров и т.д. Для этого найдите на схеме все источники питания, определите для каждого из них род тока, номинальное напряжение, фазу в цепях переменного тока и полярность в цепях постоянного тока, и сравните полученные данные с номиналами используемых устройств.

Определите по схеме распространенные коммутационные аппараты и защитные устройства, такие как автоматические выключатели, предохранители, реле перегрузки по току и пониженного напряжения и т.д. Определите настройки устройств в соответствии со схемой, таблицами или примечаниями и, наконец, оцените зону защиты каждого устройства.

Знакомство с системой электропитания может потребоваться для того, чтобы: определить причины отсутствия питания; определить порядок подачи питания в цепи (это не всегда безразлично); проверить правильность фазировки и полярности (неправильная фазировка может, например, в резервных цепях, привести к короткому замыканию, реверсу двигателя, отказу конденсатора, отключению диодами, отказу реле полярности и т.д.); оценить последствия перегорания каждого предохранителя.

3) изучает различные схемы каждого электрического устройства: электродвигателя, пусковой обмотки, реле, прибора и т.д. Но в программе много потребителей электроэнергии, и не безразлично, с какого из них вы начнете читать программу — все решает задание. Если вам необходимо определить условия эксплуатации по схеме (или проверить их соответствие указанным), начните с главного электроприемника, например, двигателя ворот. Последующие рецепторы будут идентифицироваться самостоятельно.

Например, для запуска электродвигателя необходимо включить магнитный пускатель. Поэтому следующим рецептором должна быть обмотка магнитного пускателя. Если промежуточный контакт реле включен в его цепь, необходимо учитывать цепь обмотки и т.д. Но может быть и другая проблема: вышел из строя какой-либо компонент схемы, например, не горит определенный индикатор. Это будет первая точка контакта.

Очень важно подчеркнуть, что если при чтении диаграммы не сохранять определенную сосредоточенность, можно потратить много времени, так ничего и не решив.

Поэтому, исследуя выбранный вами потребитель электроэнергии, проследите все его возможные цепи от полюса к полюсу (от фазы к фазе, от фазы к нулю в зависимости от системы электроснабжения). Во-первых, определите все контакты, диоды, резисторы и т.д., которые являются частью схемы.

Важно не рассматривать несколько схем одновременно. Сначала следует изучить, например, схему включения соленоида магнитного пускателя «Вперед» при местном управлении, определив, в каком положении должны находиться компоненты этой схемы (переключатель режимов в положении «Местное управление», магнитный пускатель «Назад» выключен), что нужно сделать для включения соленоида магнитного пускателя (нажать на кнопочный выключатель «Вперед») и т.д. Затем мысленно отключите магнитный пускатель. После изучения схемы местного управления мысленно установите переключатель режимов в положение «Автоматическое управление» и изучите следующую схему.

Цель изучения каждой цепи на диаграмме состоит в том, чтобы:

(a) Определите условия эксплуатации, которым удовлетворяет схема;

(b) Определить неисправности; например, в цепи могут быть последовательно соединенные контакты, которые никогда не должны быть замкнуты одновременно;

(c) Определите возможные причины отказа. Например, неисправная цепь содержит контакты трех аппаратов. Осмотрев каждый из них, можно легко обнаружить неисправный. Такие задачи возникают при настройке и устранении неисправностей во время работы;

(d) Определите компоненты, в которых временные зависимости могут быть ошибочными либо из-за неправильной настройки, либо из-за того, что конструктор неправильно оценил фактические условия эксплуатации.

Типичными недостатками являются слишком короткие импульсы (управляемый механизм не успевает завершить начатый цикл), слишком длинные импульсы (управляемый механизм после завершения цикла начинает его повторять), нарушение требуемой последовательности включения (например, клапаны и насос включаются в неправильном порядке или между операциями не выдерживаются достаточные интервалы);

(e) Определите устройства, которые могут иметь неправильные настройки; типичный пример — неправильная настройка реле тока в схеме управления задвижкой;

(f) выявлять аппараты, коммутационная способность которых недостаточна для коммутируемых цепей, или номинальное напряжение которых ниже необходимого, или рабочие токи которых превышают номинальные токи аппаратов и т.д.

Типичными примерами являются: Контакты электроконтактного термометра непосредственно вставлены в цепь магнитного пускателя, что совершенно недопустимо; в цепи 220 В используется диод для обратного напряжения 250 В, что недостаточно, так как оно могло бы быть 310 В (К2-220 В); Номинальный ток диода составляет 0,3 А, но он включен в схему с протекающим через него током 0,4 А, что приведет к недопустимому перегреву; сигнальная коммутационная лампа 24 В, 0,1 А переключается на 220 В через дополнительный резистор типа PE-10 сопротивлением 220 Ом. Лампа будет светить нормально, но резистор будет перегреваться, поскольку рассеиваемая в нем мощность примерно вдвое превышает номинальную;

(g) выявлять оборудование, подверженное коммутационным перенапряжениям, и оценивать меры защиты от них (например, гасящие цепи);

(h) определить оборудование, которое может подвергаться негативному воздействию соседних цепей, и оценить меры защиты от помех;

(i) выявление возможных помех, как при нормальной работе, так и во время переходных процессов, например, перезарядка конденсатора, энергия, выделяемая при отключении индуктивности и т.д., подаваемая на чувствительный рецептор.

Ложные цепи иногда возникают не только из-за непредвиденных соединений, но и из-за нарушения контактов, перегорания одного предохранителя, в то время как остальные остаются в исправном состоянии. Например, промежуточное реле датчика управления процессом включается одной цепью питания, а его размыкающий контакт — другой. Если предохранитель перегорает, промежуточное реле размыкается, что воспринимается схемой как неисправность. В этом случае цепи питания не могут быть разделены или схема должна быть спроектирована по-другому и т.д.

Ложные цепи могут возникать при неправильной последовательности питающих напряжений, что указывает на низкое качество проектирования. Если схемы спроектированы правильно, последовательность питающих напряжений и их восстановление после возмущений не должны приводить к изменениям в работе;

(j) оценить последствия повреждения изоляции, по одному в каждой точке цепи. Например, если кнопки подключены к нейтральному рабочему проводнику, а обмотка пускателя подключена к фазному проводнику (они должны быть перевернуты), то пускатель не сможет сработать, если кнопка останова подключена к земляному проводнику. Если провод за кнопкой пуска замкнут на землю, стартер отключится сам;

(k) оценить функцию каждого контакта, диода, резистора, конденсатора, предполагая, что какой-либо компонент или контакт отсутствует, и оценить последствия.

Оцените статью
Добавить комментарий