Электрические схемы

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СХЕМАХ.. 5

2.ОБЩИЕ ПРАВИЛА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ.. 7

3.ТРЕБОВАНИЯ К ГРАФИЧЕСКОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ14

4.ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.. 17

5.ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ.. 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 22

ПРИЛОЖЕНИЕ 24

ВВЕДЕНИЕ

Современныеприборы,станки,автоматическиелинииимеютразличныеэлектрическиеустройства, дляпоясненияработыкоторыхсоставляютэлектрическиесхемы.Схемыиспользуютприпроектировании,дляизученияпринциповработы,дляизготовления,регулировки,контроляиремонтаизделий. Схемызначительноупрощаютизображениеизделияиоблегчаютизучениеегоустройствавслучаях, когда нет надобности в изображении конструкции деталей изделия.

Цель данной работы - изучитьобщиетребованияграфическогооформленияэлектрическихпринципиальныхсхем;приобрестинавыкивизображенииибуквенно-цифровомобозначенииэлементовиустройствэлектрических схем и в оформлении таблицыперечня элементов схемы.

Для достижения целей были поставлены следующие задачи:

· ознакомиться с общими сведениями об электрических принципиальных схемах;

· выделить основные правила создания электрических принципиальных схем;

· изучить требования к оформлению электрических схем

· изучить позиционные обозначения

· ознакомиться с перечнем элементов электрических схем.

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СХЕМАХ

Схема–конструкторскийдокумент,накоторомпоказаныввидеусловныхизображенийилиобо- значений составные части изделия и связи междуними. [Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. Ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – с 44].

Схемывзависимостиотвидовэлементовисвязей,входящихвсоставизделия,подразделяются,со- гласно ГОСТ 2.701–84, на следующие виды:

 электрические – Э;

 гидравлические – Г;

 пневматические – П;

 кинематические – К.

Схемы в зависимости от основного назначения подразделяются на следующие типы:

 структурные – 1;

 функциональные – 2;

 принципиальные (полные) – 3;

 соединений(монтажные) – 4;

 подключения – 5;

 общие – 6;

 расположения – 7.

Наименованиесхемыопределяетсяеевидомитипом(например,схемаэлектрическаяпринципиальная, схема гидравлическая принципиальная).

Шифрысхем,входящихвсоставконструкторскойдокументацииизделий,должнысостоятьизбук- вы,определяющейвидсхемы,ицифры,обозначающейтипсхемы(напр., схемаэлектрическая принципиальная Э3).

Принципиальнаясхема–этосхема,определяющаяполныйсоставэлементовисвязимеждунимии дающая детальное представление о принципах работы изделия.

Элементсхемы–составнаячастьсхемы,котораявыполняетопределеннуюфункциювизделииине можетбытьразделенаначасти,имеющиесамостоятельноефункциональноезначение(резисторы,конденсаторы и т.д.). [Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. Ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 2007. -67 с.].

Устройство–совокупностьэлементов,представляющаяединуюконструкцию(блок,плата,шкафи т.д.).

Функциональнаягруппа–совокупностьэлементов,выполняющихвизделииопределеннуюфункциюинеобъединенныхвединуюконструкцию.

Напринципиальнойсхемеизображаютвсеэлектрическиеэлементы,необходимыедляосуществленияиконтролявизделиизаданныхэлектрическихпроцессов,ивсеэлектрическиесвязимеждуними,а такжеэлектрическиеэлементы(разъемы,зажимыит.п.),которымизаканчиваютсявходныеивыходные цепи.

Пример электрической цепи представлен на рис. 1

Рис. 1 Пример электрической схем

2.ОБЩИЕ ПРАВИЛА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ

Как известно электрические схемы (обозначаются Э) подразделяются на схемы электрические принципиальные(Э3), схемы электрические структурные (Э1), схемы электрические функциональные (Э2), схемы электрические соединений (Э4), схемы электрические подключения (Э5) и схемы электрические общие (Э6). Кроме того в редких случаях используют схемы электрические объединенные (Э0), на которых совмещаются различные типы схем одного вида, например схемы электрические подключений и соединений. Общие правила выполнения схем устанавливают ГОСТ 2.701-84 и ГОСТ 2.702–75. Буквенные коды элементов схемы представлены в приложении 1.

Схемы электрические структурные определяют основные части изделия, их назначения и служат для общего ознакомления с изделием. На структурной схеме раскрывается не принцип работы отдельных функциональных частей, а только взаимодействие между ними. Поэтому составные части изделия изображаются в виде прямоугольников различной формы, однако допускается также применять условные графические обозначения элементов. На линиях взаимосвязи стрелками указывают направление хода процессов, протекающих в изделии. На структурной схеме в виде таблицы обычно указываются наименования функциональных частей изделия. Кроме того, допускается на структурной схеме помещать поясняющие надписи, диаграммы, таблицы, а также указывать электрические параметры (токи, уровни напряжений) и формы сигналов в определенных точках схемы.

Схемы электрические функциональные предназначены для пояснения определенных процессов, протекающих в изделии. Эти схемы используются при изучении принципов работы изделия, его настройке, регулировке, контроле (приемке) и ремонте. По сравнению со структурной схемой, функциональная схема более подробно раскрывает функции отдельных элементов и устройств. Графическое построение функциональной схемы должно давать наиболее наглядное представление о процессах, отображаемых на схеме. Обычно функциональные схемы используются совместно с принципиальными, поэтому перечень элементов для функциональной схемы обычно не разрабатывают. На функциональных схемах полезно указывать технические характеристики функциональных частей (например, коэффициент усиления усилителя, полосу и порядок фильтра и т.п.), помещать диаграммы и таблицы, параметры в характерных точках.

Схемы электрические принципиальные определяют полный сотав изделия и дает детальное представление о принципе работы изделия. На основе схемы электрической принципиальной разрабатывают целый ряд других конструкторских документов – схемы соединений, чертежи печатных плат, перечни элементов и т.д. На схеме электрической принципиальной изображают все электрические элементы и устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии соответствующих электрических процессов. Элементы изображают в виде условных графических обозначений (УГО) в соответствии с ГОСТ.

Каждый элемент схемы электрической принципиальной должен иметь позиционное буквенно – цифровое обозначение в соответствии с ГОСТ 2.710 – 81. Порядковые номера элементам присваивают начиная с единицы в пределах группы элементов, имеющих одинаковые буквенные обозначения (R1, R2 и т.д., DD1, DD2 и т.д.). [ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем. М.: Издательство стандартов, 2005.–31 с.].

Порядковые номера присваивают в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз, в направлении слева направо. позиционное обозначение проставляют рядом с графическим обозначением элемента с его правой стороны или над ним. При изображении на схеме элемента разнесенным способом его позиционное обозначение проставляют около каждой части (например DD1.1, DD1.2 и т.д.). Обязательным документом, выпускаемым совместно со схемой электрической принципиальной, является перечень элементов (ПЭ3). В соответствующих ГОСТах определены правила его выполнения.

При выполнении схемы электрической принципиальной на поле схемы допускается помещать такие текстовые данные, как указания о марках, сечениях и расцветке кабелей, требованиях к электрическому монтажу, указания о назначении отдельных цепей (например, о питании микросхем).

При выполнении схемы электрической принципиальной на нескольких листах соблюдается сквозная нумерация и выполняется общий перечень элементов.

Схема электрическая соединений показывает соединения составных частей изделия между собой и определяет провода, жгуты, кабели, которыми осуществляются эти соединения. На схеме электрической соединений изображаются все составные части и элементы, входящие в состав изделия, разъемы, клеммы, зажимы и т.д.

Схемы электрические подключения показывают внешние подключения изделия.

Схемы электрические общие определяют составные части комплекса и соединение их между собой, используются при монтаже, наладке и проектировании.

Схемы выполняют без соблюдения масштаба, действительное расположение составных частей (например, компонентов на плате) не учитывается или учитывается лишь приближенно. Электрические элементы и устройства на схеме изображают в состоянии, соответствующему обесточенному (например нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты реле). Элементы, которые приводятся в действие путем механических перемещений (выключатели, кнопки и т.п.) изображаются на схемах в нулевом или отключенном положении. В противном случае требуется поместить текстовое примечание в поле схемы.

Форматы листов выбираются в соответствии с ГОСТ 2.301–68 и ГОСТ 2.004–79. При выборе форматов схемы следует учитывать объем и сложность схемы, условия ее хранения и обращения, возможность внесения изменений, особенности периферийного оборудования для вывода схем на бумажный носитель.

Наиболее удобно (но и к сожалению дорого) использовать струйные плоттеры фирмы Hewlett Packard, однако в ряде случаев хорошим выходом из положения является струйный принтер формата А3, той же фирмы Hewlett Packard или Epson. В этом случае можно либо пойти по пути склеивания схемы большого формата (А2 и А1) из нескольких листов, либо, что во многих случаях предпочтительнее, выполнять многолистовую схему. Выбранный формат должен обеспечивать компактное выполнение схемы, при этом не уменьшая наглядности представления и удобства пользования.

При выполнении многолистовой схемы рекомендуется на каждом из листов выполнять вполне законченную функциональную цепь (например схему аналогового тракта, схему узла цифровой обработки, узла питания), а не произвольно разбивать схему на листы без какой либо функциональной связи.

Линии на схемах всех типов выполняются в соответствии с ГОСТ 2.303–68. Толщина линии выбирается в пределах от 0.2 до 1 мм и выдерживается постоянными во всем комплекте схем на изделие. Как условные графические обозначения, так и линии соединений, выполняются линиями одинаковой толщины.

Как правило, утолщенными линиями изображают общие шины (жгуты). Тип линии зависит от изображаемого объекта. Так, электрические связи, условные графические обозначения элементов и т.п. изображаются сплошными линиями. Электрические и магнитные экраны, механические связи (например, якорь и контакты реле) изображаются штриховыми линиями. Условные границы устройств, функциональных групп обозначаются штрихпунктирной линией. Допускается выделять утолщенной линией отдельные электрические цепи, например силовые. [ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.М.: Издательство стандартов, 2005.–31 с.]

Номера действующих ГОСТов, определяющих правила выполнения схем приведены в Таблице 1.

Таблица 1. ГОСТы, определяющие правила выполнения схем

На электрической схеме любого типа изображают элементы и устройства (либо в виде условных графических обозначений, либо в виде прямоугольников), линии взаимосвязи, буквенно-цифровые обозначения, таблицы, текстовую информацию (например о питании интегральных микросхем) и помещают основную надпись.

Условные графические обозначения (УГО) элементов выполняются в соответствии с ЕСКД. Номера соответствующих ГОСТов приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Номера ГОСТов, определяющие графические обознаяения элементов.

При выполнении схемы устанавливается просвет между соседними линиями УГО не менее 1 мм, между отдельными УГО не менее 2 мм, между соседними линиями связи (цепями) не менее 3 мм.

Очевидно, что линии соединений должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков, в виде исключения для некоторых схем (мультивибраторы, триггеры и т.д.) допускается выполнение линий связи под углом 45°. Линии должны иметь минимальное количество изломов и взаимных пересечений.

Для уменьшения количества линий и повышения читаемости и наглядности схемы рекомендуется использовать слияние линий в групповые линии связи (шины, жгуты). Очень часто вместо порядкового номера используют обозначения, например D0, D1, RESET, CS м т.д. В большинстве случаев нормоконтроль воспринимает подобное обозначение. Линии групповой связи как правило выполняются утолщенными. Подходящие линии могут быть изображены либо под прямым углом, либо с изломом под углом 45° к групповой линии. В ACCEL EDA принят последний способ.

3.ТРЕБОВАНИЯ К ГРАФИЧЕСКОМУ ОФОРМЛЕНИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ

Электрические принципиальные схемы оформляются в соответствии с ГОСТ 2.101–68, ГОСТ

2.102–69 и должны отличаться выразительностью и четкостью графического решения.

Наэлектрическихпринципиальныхсхемахуказываютвзаимноерасположениеотдельныхизделий (элементовиустройств)ипорядоксоединенияихлиниямиэлектрическойсвязисисточникамитокаи между собой.

При оформлении схем применяются УГО, установленные стандартами ЕСКД ГОСТ 2.721–74…2.759–82.

Приграфическомоформлениипринципиальнойсхемынеобходимоучитыватьследующиеправила и рекомендации.

Схемывыполняютсядляизделий,находящихсявотключенномположении.ЭлементысхемпоказываютУГО,установленнымистандартамиЕСКД.РазмерыУГОприведенывГОСТ2.147–68,ГОСТ

2.128–74,ГОСТ2.130–13,ГОСТ2.155–74.Элементы,размерыкоторыхвуказанныхстандартахнеустановлены, необходимо изображать на схеме в размерах, в которыхони выполнены в этих стандартах.

Все размеры графических обозначений допускается пропорциональноизменять.

Элементытипареле,трансформаторовидругихизделий,содержащихбольшоеколичествоконтактов,могутбытьизображенынасхемедвумяспособами:совмещеннымиразнесенным.Присовмещенномспособе(рис.2)составныечастиэлементовилиустройствизображаютсянасхемевнепосредственнойблизостидругкдругу,приразнесенном(рис.3)–вразличныхместахдлябольшейнаглядности отдельных цепей.

Схемырекомендуетсявыполнятьстрочнымспособом:УГОустройствиихсоставныхчастей,входящихводнуцепь,изображаютпоследовательнодругзадругомпопрямой,аотдельныецепи–рядом, ввидепараллельныхгоризонтальныхиливертикальныхстрок.Строкинумеруютарабскимицифрами (рис. 3).

1. Схемывыполняютвмноголинейномилиоднолинейномизображении(рис.4).Примноголинейном изображениикаждуюцепьпоказываютотдельнойлинией,аэлементы–отдельнымиУГО;приоднолинейном–идентичныецепиизображаютоднойлинией,аодинаковыеэлементы–однимусловнымграфическимобозначением [Электротехнический справочник: В 3-х т. Т. 3. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд., испр. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 2005. 880 с.].

Графическиеобозначениянасхемахследуетвыполнятьлиниямитойжетолщины,чтоилиниисвязи (0,2…1,0 мм), (утолщенные линии выполняются вдвое толще принятой толщины линии связи).

Рис. 2 Изображение эле- Рис. 3 Строчный метод

мента совмещенным способом изображения схемы

а) б)

Рис. 4 Обозначение электрических цепей:

а – многолинейное;б– однолинейное

Условныеграфическиеобозначенияэлементовизображаютвположении,вкоторомониприведены встандартах,илиповернутыминаугол,кратный90(допускаетсяосуществлятьповоротнаугол,кратный 45).

Рекомендуемая толщина линий связи от 0,3 до 0,4 мм.

Линиисвязидолжнысостоятьизгоризонтальныхивертикальныхотрезковииметьнаибольшееколичество изломов. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи.

Обрывылинийсвязизаканчиваютстрелкамисуказаниемобозначенияэтойлинииихарактеристик цепей (полярности, потенциала и т.п.).

4.ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Всемэлементам,устройствамифункциональнымгруппамизделия,изображеннымнасхеме,присваиваютсяпозиционныеобозначения,содержащиеинформациюовидеэлементаиегопорядковомномере в пределах данного вида.

Позиционное обозначение состоит из трех частей, имеющих самостоятельное смысловое значение.

ВпервойчастиуказываютвидэлементаоднойилинесколькимибуквамисогласноГОСТ2.710–81 (буквенныекодыэлементов,встречающихсявзадании,приведенывтаблице1),например:R–резистор, С – конденсатор и т.д.

Вовторойчастиуказываетсяпорядковыйномерэлементавпределахданноговида,например:R1, R2, …, R12, C1, C2, …, C14.

Втретьейчастидопускаетсяуказыватьсоответствующеефункциональноеназначение,например:

C4J – конденсатор C4 используется как интегрирующий.

Порядковыеномераприсваивают,начинаясединицы,впределахгруппысодинаковымипозиционнымиобозначениямивсоответствииспоследовательностьюрасположенияэлементовнасхеме,считая, как правило, сверхувниз в направлении слева направо.

Позиционныеобозначенияпроставляютрядомсусловнымиграфическимиобозначениямиэлементов с правой стороны или над ними.

Внекоторыхслучаях(например,впринципиальныхсхемахнаполупроводниковуюинтегральную микросхему)околоусловныхграфическихипозиционныхобозначенийуказываютноминалырезисторовиконденсаторов.Приэтомдопускаетсяприменятьупрощенныйспособобозначенияединицизмерений (рис. 5): для резисторов:

 от 0 до 999 Ом – без указания единиц измерения;

 от 1 ⋅ 103до 999 ⋅ 103Ом – в килоомах с обозначениемединицы измерения строчной буквой к;

 от 1 ⋅ 106до 999 ⋅ 106Ом – в мегаомах с обозначением единицы измерения прописной буквой М;

 свыше 1 ⋅ 109Ом – в гигаомах с обозначением единицы измерения прописной буквой Г;

для конденсаторов:

 от0до9999–12ф–впикофарадахбезуказанияед.измерения;

 от 1 ⋅ 10–8до 9999 ⋅ 10–6ф – в микрофарадах ,мкФ.

или или
Рис. 5 Упрощенныйспособ обозначения единиц измерения

около условных графических обозначений

Сведенияофункцияхэлементовиустройствнеотносятсякначертательной геометрии.онидаютсявспециальной литературе.

5.ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Всесведенияобэлементах,входящихвсоставизделияиизображенныхнасхеме,записываютвпереченьэлементов,которыйпомещаютнапервомлистесхемыиливыполняютввидесамостоятельного документа.

Переченьэлементовоформляютввидетаблицы,заполняемойсверхувнизпоформе(рис.6),располагаемойнадосновнойнадписьюнарасстояниинеменее12ммотнее.Продолжениетаблицыпомещают слева от основной надписи, повторяя заголовок таблицы.

В графах перечняуказывают следующие данные:

 в графе «Поз. обозначение» – позиционное обозначение элемента устройства;

 вграфе«Наименование»–наименованиеэлементавсоответствиисдокументом,наосновании которогоэтотэлементприменен,атакжеобозначениеэтогодокумента(основнойконструкторскийдо- кумент: ГОСТ, ТУ);

 в графе «Примечание» – технические данные элемента, не содержащиеся в его наименовании. Элементызаписываютвпереченьгруппамивалфавитномпорядкебуквенныхкодовэлементов.В пределахкаждойгруппы,имеющейодинаковыебуквенныепозиционныеобозначения,элементырасполагаютповозрастаниюпорядковыхномеров.Элементыодноготипасодинаковымиэлектрическими параметрами,имеющиенасхемепоследовательныепорядковыеномера,допускаетсязаписыватьвпереченьводнустроку.Вэтомслучаевграфу«Поз.обозначение»вписываюттолькопозиционныеобо- значенияснаименьшиминаибольшимпорядковыминомерами,например:R3,R4,C8,…,C12,авграфу«Кол.» – общее количество таких элементов.

На рис. 6 показаны примеры записи элементов.

Рис. 6 Оформление перечня элементов

Основные элементы электрических схем и их обозначения представлены в приложениях 1 – 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе были рассмотрены электрические схемы. Очевидно, что электрические схемы широко используются - припроектировании,дляизученияпринциповработы,дляизготовления,регулировки,контроляиремонтаизделий. Схемызначительноупрощаютизображениеизделияиоблегчаютизучениеегоустройства.

Таким образом, в общем случае принципиальные схемы содержат:

1) условные изображения принципа действия того или иного функционального узла системы автоматизации;

2) поясняющие надписи;

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

4) диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств;

5) перечень используемых в данной схеме приборов, аппаратуры;

6) перечень чертежей, относящихся к данной схеме, общие пояснения и примечания. Для чтения принципиальных схем необходимо знать алгоритм функционирования схемы, понимать принцип действия приборов, аппаратов, на базе которых построена принципиальная схема.

Принципиальные схемы систем контроля и управления по назначению могут подразделяться на схемы управления, технологического контроля и сигнализации, автоматического регулирования и питания. Принципиальные схемы по видам могут быть электрическими, пневматическими, гидравлическими и комбинированными.

В работе были изучены общие требованияграфическогооформленияэлектрическихпринципиальныхсхем, приобретенынавыкивизображенииибуквенно-цифровомобозначенииэлементовиустройствэлектрических схем и в оформлении таблицыперечня элементов схемы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

2. ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем. – Взамен ГОСТ 2.702-69. Введен 01.07.1977.–М.: Издательство стандартов, 2005.–31 с.

3. ГОСТ 2.721-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. – Взамен ГОСТ 2.721-68, ГОСТ 2.783-69. Введен 01.07.1975. – М.: Издательство стандартов, 2003. – 22 с

4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. Ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 2007. -592 с.; ил.

5. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т. 3. 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др.) 7-е изд., испр. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 2005. 880 с. Ил.

6. Бургсдорф В.В., Якобс А.И. Заземляющие устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2006. 400 с

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Буквенные коды наиболее распространенных элементов

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители. ГОСТ 2.723–68 (СТ СЭВ 869–78).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Резисторы и конденсаторы

ГОСТ 2.728–74 (СТ СЭВ 863–76, СТ СЭВ 864–78)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

Приборы полупроводниковые.

ГОСТ 2.730–73 (СТ СЭВ 661–77)