Требования стандартов к выполнению электрических схем

Электрические схемы следует выполнять согласно ГОСТ 2.702-69.

В зависимости от видов элементов, входящих в состав изделия, связей между ними и назначения схемы подразделяются на виды и типы.

Элементы и связи между ними позволяют разделить схемы на следующие виды: электрические, гидравлические, пневматические, кинематические, оптические, энергетические, комбинированные.

В зависимости от назначения схемы подразделяются на следующие типы: структурные, функциональные, принципиальные, соединений (монтажные), подключения, общие, расположения и объединенные.

Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи. Структурные схемы разрабатывают на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими при эксплуатации для общего ознакомления с системой.

Структурное представление системы автоматизации может быть различным: конструктивное, функциональное, алгоритмическое, информационное.

Элементы структурной схемы представляются прямоугольниками или кружками, которые могут быть разделены для представления внутренней структуры элемента. Допускается также применение общего вида структурного компонента, например, двигателя, панели оператора, контроллера.

Вместо полного наименования элемента допускается указывать условные обозначения, расшифровка которых дается в таблице на поле чертежа.

Размеры элементов структурной схемы не регламентируются.

В настоящее время для контроля и управления широко применяются многофункциональные агрегатированные системы. Поэтому на структурных схемах важно показать, какие именно технические средства и их модификации приведены в системе автоматизации.

Пример структурной схемы показан на рисунке 5.5.

Рисунок 5.5 – Структурная схема системы автоматизации

Функциональная схема – это технический документ, определяющий функционально-блочную структуру узлов контроля и управления.

Функциональная схема разъясняет процессы, протекающие в функциональных цепях изделия в целом. Функциональными схемами пользуются для изучения принципов работы изделий, а также при их наладке, регулировке, контроле и ремонте.

Для разработки функциональной схемы необходимо изучить технологический процесс, состав, характеристики и принципы работы оборудования, определить законы управления объектом, а также необходимые для контроля параметры. После этого вырабатываются следующие решения:

1) определяются средства получения информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования;

2) определяются средства воздействия на технологический процесс (преобразователи управляющих воздействий и исполнительные устройства);

3) определяются методы и средства стабилизации параметров процесса;

4) выбираются необходимые средства безопасности эксплуатации и диагностики.

Опыт проектирования систем автоматизации позволил выработать общие принципы, которыми следует руководствоваться при разработке функциональных схем систем автоматизации:

· предусматривать возможность наращивания функций управления;

· учитывать расстояния между местом установки системы управления и местами её компонентов – датчиками и исполнительными устройствами;

· применять однотипные (комплектные) средства, обеспечивающие простоту сопряжения, взаимозаменяемость, удобство компоновки и монтажа;

· применять информационно-измерительные системы и методы обработки информации, официально разрешенные государственными органами;

· обеспечивать достаточную точность и быстродействие средств автоматизации, их защиту от помех и вредных воздействий.

Перечисленное не исчерпывает все принципы разработки конкретной функциональной схемы.

Для сложных технологических процессов функциональные схемы могут быть разделены по видам технологического контроля и управления.

Функциональные схемы могут быть выполнены двумя способами:

1) средства автоматизации показываются на технологических схемах без построения пульта управления, однако при этом нет представления об организации управления и связи системы управления с объектом;

2) средства автоматизации и управления разделяются так, что на пульте управления, который обозначается прямоугольником, размещаются компоненты системы управления и контроля, а на технологической схеме показываются только средства автоматизации, установленные по месту.

На функциональных схемах должна быть приведена краткая техническая характеристика автоматизированного объекта, таблицы, диаграммы и т.п., поясняющие процесс управления.

Пример функциональной схемы показан на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 – Функциональная схема

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связей между ними, и, как правило, дает детальное представление о принципах работы изделия. Принципиальные схемы служат основанием для разработки других конструкторских документов, например схем соединений и подключений.

На принципиальной схеме в виде УГО (ГОСТ 2.721-68 – ГОСТ 2.752-71) изображают все электрические элементы и показывают все связи между ними.

Электрические элементы, как правило, изображают в отключенном положении. Элементы, используемые в изделии частично, допускается показывать на схеме не полностью, изображая лишь используемые части. Схемы выполняют в однолинейном или многолинейном изображении.

При однолинейном способе все цепи, выполняющие одинаковые функции, изображают одной линией, а аналогичные элементы, содержащиеся в указанных цепях, – одним УГО.

При многолинейном способе изображаются все цепи и элементы.

Линии связи, как правило; показываются полностью. Допускается обрывать линии связи удаленных друг от друга элементов, обрывы линий заканчивают стрелками с обозначением мест подключения. Линии связи, электрически не связанные, допускается сливать в общую линию, но при подходе к контактам каждая линия связи изображается отдельно.

Каждый элемент должен иметь буквенно-цифровое позиционное обозначение, которое состоит из буквенного обозначения и порядкового номера. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с УГО элементов с правой стороны и над ними. При выполнении УГО разнесенным способом позиционное обозначение элемента проставляется около каждой его составной части.

На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в изделие и изображенные на схеме. Как правило, данные об элементах должны быть записаны в перечень элементов (рис. 5.7). Связь перечня с УГО осуществляется через позиционные обозначения. Перечень помещают на первом листе схемы или выполняют в виде последующих листов.

Рисунок 5.7 – Пример оформления перечня элементов

Схема соединений, показывает соединения составных частей изделия и определяет провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединения и ввода (зажимы, разъемы, фланцы и т. п.). Схемами соединений пользуются при разработке других конструкторских документов, в первую очередь чертежей, определяющих прокладку и способы крепления проводов, жгутов, кабелей или трубопроводов в изделии, а также для осуществления присоединений и при наладке, контроле, ремонте и эксплуатации изделий.

К схемам соединений относятся:

а) схемы внешних соединений, на которых изображают все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (разъемы, зажимы и т. п.), к которым присоединяются провода, жгуты и кабели внешнего монтажа, а также соединения между этими устройствами и элементами;

б) схемы внутренних соединений, на которых показывают все элементы, входящие в состав изделия, а также соединения между этими элементами.

Устройства и элементы на схеме соединений изображают в виде прямоугольников, а входные и выходные разъемы, зажимы – в виде УГО.

Сведения о подключении контактов приводятся в таблице соединений.

Таблицы соединений предназначены для записи электрических проводок в щитах и пультах. Пример заполнения таблицы соединений приведен на рисунке 5.8.

Рисунок 5.8 – Пример заполнения таблицы соединений

Запись проводок в таблице соединений производят на основании принципиальных электрических схем и схем внешних проводок. Проводки записывают в пределах щита с учетом расположения приборов, аппаратуры, зажимов. Запись проводок производится по одному из следующих правил:

ü по возрастанию номеров маркировки цепей на принципиальной электрической схеме;

ü по методу непрерывности цепи – начало последующего проводника должно быть там, где закончился предыдущий проводник.

При записи электрических проводок нужно учитывать следующее:

1) проводники от аппаратуры, установленной на поворотной конструкции, должны подключаться, как правило, к сборкам зажимов;

2) после проводок, относящихся к принципиальным электрическим схемам управления, записывают проводники измерительных цепей, а затем – заземления;

3) перемычки выполняются между сборками коммутационных зажимов и записываются отдельно.

На схеме соединений позиционные обозначения элементов должны соответствовать позиционным обозначениям, присвоенным им на принципиальной схеме. Если при монтаже комплекса к жгутам или кабелям должны присоединяться разъемы или другие соединительные элементы, то на схеме внешних соединений этого комплекса около графических обозначений разъемов указываются их наименования, обозначения или типы.

Для многоконтактных элементов допускается провода и жилы кабелей обрывать, не доводя до контура графического обозначения элемента. При этом у изображений контактов следует помещать обозначения присоединяемых проводов или жил кабелей. Допускается линии, изображающие провода, жгуты и кабели, обрывать вблизи мест их присоединения либо вообще не показывать. В этом случае на схеме возле места присоединения провода (или жилы кабеля) указывают адрес присоединения его противоположного конца.

Схема соединений должна содержать сведения о марках, сечениях, расцветке проводов, а также о марках кабелей, количестве сечений и занятости жил. Если в состав изделия входят жгуты или кабели, заранее изготовленные по чертежам, то около их изображений на схеме или в таблице соединений указывают их номер чертежа.

Схема подключения показывает внешние подключения изделия. Схемами подключения пользуются для осуществления подключений изделий и при их эксплуатации.

На схеме подключения изделия, как правило, изображают в виде прямоугольников, а входные и выходные элементы изделий (разъемы, зажимы и т. п.) в виде УГО. Возле изображений разъемов проставляют их позиционные обозначения (по принципиальной схеме) и маркировку выходных элементов в соответствии с маркировкой на конструкции изделия.

Информация о внешних подключениях изделия задается на схеме путем указания наименований или адресов присоединения внешних цепей, или адресов присоединения проводов и кабелей.

Для быстрого определения номера проводника предназначены таблицы подключения проводов. Они составляются для каждого компонента щита (прибора, аппарата, блока зажимов).

На рисунке 5.9 приведена схема подключения некоторого контактора «К12». Таблица подключения контактора приведена на рисунке 5.10.

Рисунок 5.9 – Схема подключения контактора К12

Рисунок 5.10 – Пример выполнения таблицы подключений

Общая схема определяет составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации. Общими схемами пользуются при ознакомлении с комплексами, а также при их контроле и эксплуатации.

Схема расположения устанавливает относительное расположение составных частей изделия, а при необходимости также проводов, жгутов, кабелей и т. п. Схемами расположения пользуются при разработке других конструкторских документов, а также при изготовлении и эксплуатации изделий.