Как научиться составлять электрические схемы

Урок 7. Основы составления электрических схем

Здравствуйте, друзья! Сегодня мы рассмотрим один из этапов проектирования электрических устройств – составление электрических схем. Однако рассматривать их мы будем очень поверхностно, поскольку многое из того, что необходимо для проектирования, нам еще неизвестно, а минимальные знания уже необходимы. Тем не менее, эти начальные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и составлении электрических схем. Тема довольно скучная, но правила есть правила и их необходимо соблюдать. Итак…

Что же такое электрическая схема? Какие они бывают? Зачем нужны? Как их составлять и как их читать? Начнем с того, какие же вообще схемы существуют. Для того, чтобы унифицировать составление технической документации (а схемы есть ни что иное, как часть этой документации) в нашей стране, Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 августа 1984 г. № 3038 был введен Государственный Стандарт (ГОСТ) «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», иначе именуемый ГОСТ 2.701-84, которому должны подчиняться любые схемы, выполненные вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности, а также электрические схемы энергетических сооружений (электрических станций, электрооборудования промышленных предприятий и т. п.). Этим документом определены следующие виды схем:

электрические;
гидравлические;
пневматические;
газовые (кроме пневматических);
кинематические;
вакуумные;
оптические;
энергетические;
деления;
комбинированные.

Нас в первую очередь будет интересовать самый первый пункт – электрические схемы, которые составляются для электрических устройств. Однако ГОСТ определено так же несколько типов схем в зависимости от основного назначения:

структурные;
функциональные;
принципиальные (полные);
соединений (монтажные);
подключения;
общие;
расположения;
объединенные.

Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные правила их составления. Остальные виды схем имеет смысл рассматривать после того, как будут изучены электрические компоненты, и обучение подойдет к этапу проектирования сложных устройств и систем, тогда другие виды схем будут иметь смысл. Что же такое электрическая принципиальная схема и зачем она нужна? Согласно ГОСТ 2.701-84 схема принципиальная – схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых указывались абсолютно все составляющие телевизора. Наличие такой схемы существенно облегчало процесс ремонта. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Такой вот маркетинговый ход! Но это уже тема для отдельного разговора. Итак, принципиальная схема устройства необходима, во-первых, для того, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в состав устройства, во-вторых, как эти элементы соединены между собой и, в-третьих, какие характеристики имеют эти элементы. Так же, согласно ГОСТ 2.701-84 принципиальная схема должна давать понимание принципов работы устройства. Приведем пример такой схемы:

Рисунок 7.1 – Усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с термостабилизацией рабочей точки. Схема электрическая принципиальная

Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7.1? Что обозначают надписи C2, R4, +Eпит? Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них. И обязательно изучим принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его принципиальной схеме. Сейчас же мы изучим основные правила рисования принципиальных электрических схем. Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. Знакомиться с ними будем по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову лишней, пока не нужной информацией. Начнём с того, что каждый электрический компонент на электрической схеме обозначается соответствующим условным графическим обозначением (УГО). УГО элементов мы будем рассматривать параллельно с самими элементами, либо вы можете сразу посмотреть их в ГОСТ 2.721 – 2.768.

Правило 1. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов (устройств), которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, R1, R2, R3 и т.д., C1, C2, С3 и т.д. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме.

Правило 2. Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса.

Правило 3. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и (или) устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, не допускается пересечение позиционного обозначения линиями связи, УГО элемента или любыми другими надписями и линиями.

Рисунок 7.2 – К правилу 3

Правило 4. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи, длину которых следует по возможности ограничивать. Пересечение линий связи, которого не удаётся избежать, выполняется под углом 90°.

Правило 5. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.2 – 1.0мм. Рекомендуемая толщина линий связи – 0.3 – 0.4мм. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Допускается использование нескольких (не более трех) различных по толщине линий связи для выделения функциональных групп в пределах изделия.

Правило 6. Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45°, или изображать зеркально повернутыми.

Правило 7. При указании около условных графических обозначений номиналов элементов (резисторов, конденсаторов) допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения:

Рисунок 7.3 – К правилу 7

Правило 8. Расстояние между линиями связи, между линей связи и УГО элемента, а так же краем листа должно быть не менее 5мм.

Для начала этих восьми правил вполне достаточно, чтобы научиться правильно составлять простые электрические принципиальные схемы. В уроке 5 мы рассматривали источники питания электрических схем, в частности, «сухие» элементы и аккумуляторные батареи, а в уроке 6 была рассмотрена лампа накаливания в качестве потребителя электрической энергии. Давайте исходя из описанных выше правил попробуем составить простейшую принципиальную схему, состоящую из трех элементов: источника (аккумуляторная батарея), приемника (лампа накаливания) и выключателя. Но сначала приведем УГО этих элементов:

А теперь последовательно включим эти элементы, собрав электрическую цепь:

Рисунок 7.4 – Первая принципиальная электрическая схема

Контакт SA1 называется нормально разомкнутым контактом, потому что в изначальном положении он разомкнут и ток через него не течет. При замыкании SA1 (например, это может быть выключатель, которым мы все зажигаем дома свет) лампа HL1 загорится, подпитываясь энергией батареи GB1, и гореть она будет до тех пор, пока не разомкнется ключ SA1, либо не кончится заряд аккумулятора.
Данная схема абсолютно точно и наглядно показывает последовательность соединения элементов и тип этих элементов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике.
На сегодня пожалуй всё, еще один ужасно скучный урок на этом закончен. До скорых встреч!

Для начинающих как читать электрические схемы: учимся правильно разбираться

Понятие электрической схемы
Разновидности электросхем
Основные обозначения
Источников питания
Проводов и их соединений
Общего провода
Радиодеталей
Резисторы
Конденсаторы
Диоды
Как научиться читать
Как читать простые схемы
Правила чтения
Как правильно составлять схему

Умение того, как читать электрические схемы, необходимо каждому радиолюбителю независимо от квалификации. Это поможет избежать ошибок при конструировании.

Понятие электрической схемы

Электрическая схема — это совокупность графических элементов, описывающая порядок их соединения и взаимодействия.

Разновидности электросхем

На практике применяется несколько видов электрических схем:

простые;
монтажные;
однолинейные;
многолинейные.

Первый тип самый распространенный. Основные компоненты и порядок их присоединения друг ко другу указываются на простых схемах (ПС). Кроме того, по ним проверяется правильность сборки. На монтажных (МС) диаграммах показано расположение деталей на плате или внутри корпуса. Полилинейные схемы используют для изображения трехфазных цепей.

Основные обозначения

Для удобства понимания детали источники питания провода и их соединения имеют графические обозначения. Буквенные символы распространенных радиодеталей приведены в таблице:

Деталь	Обозначение
Резистор	R
Конденсатор	C
Катушка индуктивности	L
Полупроводник	V
Предохранитель	F
Элемент питания	G

Источников питания

Для обозначения простого источника питания применяется символ, состоящий из 2 разделенных промежутком линий. Тонкая длинная характеризует положительный полюс, а короткая толстая — отрицательный. Кроме того, рядом с линиями ставится обозначение полюсов. Если нужно изобразить батарею, состоящую из нескольких гальванических элементов, то 2 символа для источника питания соединяются короткой пунктирной линией.

Проводов и их соединений

Проводники обозначаются тонкими горизонтальными или вертикальными линиями. Допускается отклонение на прямой или тупой угол. Если провода пересекаются, то место соединения выделяется точкой.

Для более легкого прочтения такие обозначения могут окрашиваться. Кабели символизируются линиями большей толщины.

Общего провода

Чтобы упростить начертание и чтение ПС, употребляется обозначение общего провода. Оно представляет собой перевернутую букву «Т». Ее вертикальная перекладина соединена со всеми проводами, которые подсоединены в точку с отрицательным потенциалом.

Радиодеталей

Для каждой радиодетали предусмотрено свое обозначение, утвержденное ГОСТом или другими стандартами. Благодаря этому достигается единообразие оформления.

Резисторы

Мощность сопротивлений обозначается в соответствии с таблицей:

Символ	Мощность
2 косые черты	0,125 Вт
1 косая черта	0,25 Вт
Длинная горизонтальная черта	0,5 Вт
1 вертикальная черта	1 Вт
2 вертикальные черты	2 Вт
Римская цифра «5»	5 Вт

Символ резистора — сплошной прямоугольник.

Конденсаторы

Эти элементы обозначаются как 2 параллельные короткие линии, к которым подводятся проводники. Если емкость регулируется, то указанный символ перечеркивается по диагонали стрелкой. Подстроечные конденсаторы отличаются тем, что их обозначение пересекается молоточком, а также указываются номиналы.

Диоды

Символ этой детали — равносторонний треугольник, пересеченный подведенным к нему проводником. Одна из его вершин, к которой добавлена короткая риска, обозначает анод. Соответственно, сторона треугольника, пересеченная проводом, — это катод. В зависимости от разновидности полупроводника, символ дополняется вспомогательными метками.

Например, светодиод отличается 2 параллельными стрелками, идущими под углом 135°.

Как научиться читать

Чтобы научиться читать электрические схемы, следует вначале изучить основные законы электротехники и правила соединения деталей. Их знание поможет добиваться нужных результатов при сборке действующих устройств и их работоспособности. Когда законы будут изучены, разбираются со стандартами по условному обозначению деталей и способами их подключения. Затем обращают внимание на тип элементов и их номиналы.

Как читать простые схемы

Процесс чтения для «чайников» рассматривается на примере простого проекта, состоящего из источника питания, звонка, нефиксируемой кнопки и проводников. Схема представляет собой замкнутую цепь с компонентами, соединенными последовательно. Это означает, что сила протекающего по ней тока будет одинакова в любой точке.

При подаче напряжения по нажатию кнопки звонок начинает звонить. Это связано с тем, что ток идет от положительного полюса батареи к отрицательному через все компоненты. Если провода не оказывают сопротивление постоянному току, то напряжение на клеммах звонка и выводах источника питания будет одинаковым по второму закону Кирхгофа.

Правила чтения

Соблюдение рекомендаций по чтению ПС поможет разбираться с принципом работы устройств. Существует несколько правил изучения схем:

Вначале надо ознакомиться с общим расположением деталей на ПС, примечаниями и пояснениями.
Правильно определить систему питания. Для этого следует искать общие провода, выявлять наличие оксидных конденсаторов, полярность их подключения, а также структуру транзисторов. В цепях переменного тока надо обязательно установить фазировку.
Потенциал в выбранной точке замеряется относительно отрицательного полюса, если в примечании не указано иное.

Кроме того, имеются дополнительные правила чтения, характерные для высоковольтных и магистральных цепей, схем автоматики и вычислительной техники.

Как правильно составлять схему

Электросхему для начинающих следует рисовать на клетчатом листе, чтобы ровно вычерчивать все линии и символы. Чаще всего общий провод соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Линейные элементы рисуются слева направо. Не рекомендуется изображать более 3 параллельных проводников подряд, это затруднит чтение схемы.

Для составления ПС, МС и чертежей можно воспользоваться приложениями для компьютера. Одно из них — Microsoft Visio — входит в состав офисного пакета. В наборе функций этой программы доступно более 100 символов для деталей, проводников и механизмов. Поддерживается автоматическая привязка концов рисуемых элементов, что обеспечивает целостность диаграммы при редактировании.

Еще одно приложение для правильного составления схем — это отечественный sPlan. Программа распространяется бесплатно и имеет русифицированные интерфейс и справку. С помощью sPlan создают электросхемы, соответствующие ГОСТу. Кроме того, имеется встроенный графический редактор, позволяющий создать монтажную диаграмму.

Как составлять схемы

Время на чтение:

ЭС — это важный документ, который строится в виде условных обозначений. В этой статье говорится о том, как составить схему самостоятельно и какие ошибки могут возникнуть в процессе работы.

Кратко об электрических схемах

ЭС создаются для работ по проектированию, производству, использованию и монтажу изделия.

Внимание! Для облегчения и ускорения процесса работы над изделием для него изготавливается несколько видов электрических схем, и каждая из них имеет особое предназначение.

ЭС можно условно поделить на:

структурные;
функциональные;
полные планы;
ЭС монтажная;
для соединения;
общие;
ЭС расположения;
связанные.

Простая электрическая схема

Что нужно знать для составления схем

Ниже описаны основные указания при составлении ЭС.

Указание 1. Порядковые числа изделиям необходимо приписывать, начиная с одного, в диапазоне группы устройств, которым на ЭС указано равное буквенное значение, для примера, А1, А2, А3 и т.д., В1, В2, В3 и прочее. Не разрешается пропускать даже одну цифру на ЭС.

Пример ЭС проводки

Указание 2. Все номера для схемы должны быть указаны в соответствии с последовательностью позиций элементов или изделий на ЭС снизу вверх в направлении справа налево. Если нужно, то разрешается менять последовательность присвоения чисел в зависимости от расположения компонентов в изделии, ориентацию прохождения сигналов или функциональной последовательности работы.

Указание 3. Позиционные артикли будут обозначаться на схеме около условного блока (нарисованного) или справой стороны изделий. Также не разрешается перекрещивание позиционного значения отметками связи, УГО элемента или иными другими отметками.

Программы для рисования схем

Список программ для бесплатного пользования:

Freeware — программа не ограничена по работоспособности и может применяться в личных целях без покупки полного пакета;
Опен Сорс — приложение с «открытым доступом», в котором разрешается добавлять изменения подстраивая программное обеспечение под собственные цели. Есть как платная, так и бесплатная версия;

Составление чертежа в программе

GNU GPL — программа полностью бесплатна и удобна в использовании;
Паблик домен — практически похожа с предыдущим приложением, можно скачать бесплатную лицензию в интернете;
Ad-supported — программа полностью функциональна, но иногда в ней есть реклама, чтобы ее убрать, нужно заплатить;
Donationware — приложение используется бесплатно, однако автор сервиса предлагает вносить добровольные пожертвования.

Возможные ошибки

Основные проблемы, которые могут возникнуть при составлении ЭС:

неверное рисование элемента, портящее электрическую цепь либо связь между компонентами в СЭП;
расположение контактов компонента «вне электрической цепи» в системе электронных паспортов;
неверный вид стрелки, показывающий ориентацию прохождения сигнала в электроцепи;
неверное направление линий электросвязи под произвольными углами.

Таким образом, составлять электрические планы самостоятельно, без опыта, довольно сложно. Для этого необходимо выбрать самую простую в управлении программу, а также более подробно изучить все основы работы. Например, как в схеме обозначается обращение или методы составления диаграммы.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Справочник электрика
- Бытовые электроприборы
- Библиотека электрика
- Инструмент электрика
- Квалификационные характеристики
- Книги электрика
- Полезные советы электрику
- Электричество для чайников
Справочник электромонтажника
- КИП и А
- Полезная информация
- Полезные советы
- Пусконаладочные работы
Основы электротехники
- Провода и кабели
- Программа профессионального обучения
- Ремонт в доме
- Экономия электроэнергии
- Учёт электроэнергии
- Электрика на производстве
Ремонт электрооборудования
- Трансформаторы и электрические машины
- Уроки электротехники
- Электрические аппараты
- Эксплуатация электрооборудования
Электромонтажные работы
- Электрические схемы
- Электрические измерения
- Электрическое освещение
- Электробезопасность
- Электроснабжение
- Электротехнические материалы
- Электротехнические устройства
- Электротехнологические установки

Как научиться читать и составлять электрические схемы

Электронные принципные схемы

Главным предназначением принципных электронных схем является отражение с достаточной полнотой и наглядностью обоюдной связи отдельных устройств, средств автоматизации и вспомогательной аппаратуры, входящих в состав многофункциональных узлов систем автоматизации, с учетом последовательности их работы и принципа деяния. Принципные электронные схемы служат для исследования принципа деяния системы автоматизации, они нужны при производстве пуско-наладочных работ и в эксплуатации электрического оборудования.

Принципные электронные схемы являются основанием для разработки других документов проекта: монтажных схем и таблиц щитов и пультов, схем соединения наружных проводок, схем подключения и др.

При разработке систем автоматизации технологических процессов обычно делают принципные электронные схемы самостоятельных частей, установок либо участков автоматизируемой системы, к примеру схему управления задвижкой, схему автоматического и дистанционного управления насосом, схему сигнализации уровня в резервуаре и т. п.

Принципные электронные схемы составляют на основании схем автоматизации, исходя из данных алгоритмов функционирования отдельных узлов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления и общих технических требований, предъявляемых к автоматизируемому объекту.

На принципных электронных схемах в условном виде изображают приборы, аппараты, полосы связи меж отдельными элементами, блоками и модулями этих устройств.

В общем случае принципные схемы содержат:

1) условные изображения принципа деяния того либо другого многофункционального узла системы автоматизации;

2) поясняющие надписи;

3) части отдельных частей (устройств, электронных аппаратов) данной схемы, применяемые в других схемах, также элементы устройств из других схем;

4) диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств;

5) список применяемых в данной схеме устройств, аппаратуры;

6) список чертежей, относящихся к данной схеме, общие пояснения и примечания. Для чтения принципных схем следует знать метод функционирования схемы, осознавать принцип деяния устройств, аппаратов, на базе которых построена принципная схема.

Принципные схемы систем контроля и управления по предназначению могут разделяться на схемы управления, технологического контроля и сигнализации, автоматического регулирования и питания. Принципные схемы по видам могут быть электронными, пневматическими, гидравлическими и комбинированными. В текущее время более обширное применение находят электронные и пневматические схемы.

Как прочесть электронную принципную схему

Принципная электронная схема — 1-ый рабочий документ, на основании которого:

1) делают чертежи для производства изделий (общие виды и монтажные схемы и таблицы щитов, пультов, стативов и т. п.) и соединений их с устройствами, исполнительными механизмами и меж собой;

2) инспектируют корректность выполненных соединений;

3) задают уставки аппаратам защиты, средствам контроля и регулирования процесса;

4) настраивают путные и конечные выключатели;

5) анализируют схему как в процессе проектирования, так и при наладке и эксплуатации при отклонении от данного режима работы установки, ранеем выходе из строя какого-нибудь элемента и т. п.

Таким макаром, зависимо от выполняемой работы чтение принципной схемы преследует различные цели.

Не считая того, если чтение монтажных схем сводится к тому, чтоб найти, что, где и как необходимо установить, проложить и соединить, то чтение принципной схемы еще труднее. В почти всех случаях оно просит глубочайших познаний, владения методикой чтения и умения рассматривать приобретенные сведения. И, в конце концов, ошибка, допущенная в принципной схеме, безизбежно будет повторяться во всех следующих документах. В конечном итоге вновь придется ворачиваться к чтению принципной схемы, чтоб выявить, какая в ней допущена ошибка либо что в определенном случае не соответствует правильной принципной схеме (к примеру, многоконтактное программное реле присоединено верно, но установленная при настройке продолжительность либо очередность переключения контактов не соответствует заданию).

Перечисленные задачки достаточно сложны, и рассмотрение многих из их выходит за рамки данной статьи. Все же полезно объяснить, в чем состоит их существо и перечислить главные технические приемы решения.

1. Чтение принципной схемы всегда начинают с общего ознакомления с нею и списком частей, находят на схеме любой из их, читают все примечания и пояснения.

2. Определяют систему электропитания электродвигателей, обмоток магнитных пускателей, реле, электромагнитов, комплектных устройств, регуляторов и т. п. Для этого находят на схеме все источники питания, выявляют по каждому из их род тока, номинальное напряжение, фазировку в цепях переменного тока и полярность в цепях неизменного тока и сопоставляют приобретенные данные с номинальными данными применяемой аппаратуры.

Выявляют по схеме общие коммутационные аппараты, также аппараты защиты: автоматы, предохранители, реле наибольшего тока и малого напряжения и т. п. Определяют по надписям на схеме, таблицам либо примечаниям уставки аппаратов и, в конце концов, оценивают зону защиты каждого из их.

Ознакомление с системой электропитания может пригодиться для: выявления обстоятельств нарушения питания; определения очередности, в какой следует на схему подавать питание (это не всегда индифферентно); проверки корректности фазировки и полярности (некорректная фазировка может, к примеру, в схемах резервирования привести к недлинному замыканию, изменению направления вращения электродвигателей, пробою конденсаторов, нарушению разделения цепей при помощи диодов, отказу поляризованных реле и т. п.); оценки последствий перегорания каждого предохранителя.

3. Изучают различные цепи каждого электроприемника: электродвигателя, обмотки магнитного пускателя, реле, прибора и т. п. Но электроприемников в схеме много и далековато не индифферентно, с какого из их начинать чтение схемы — это определяется поставленной задачей. Если необходимо найти по схеме условия ее работы (либо проверить, соответствуют ли они данным), то начинают с основного электроприемника, к примеру с электродвигателя задвижки. Следующие электроприемники выявятся сами собой.

К примеру, для запуска электродвигателя необходимо включить магнитный пускатель. Как следует, последующим электроприемником должна быть обмотка магнитного пускателя. Если в ее цепь заходит контакт промежного реле, нужно рассматривать цепь его обмотки и т. п. Но может быть и другая задачка: некий элемент схемы отказал, к примеру не пылает определенная сигнальная лампа. Тогда первым электроприемником будет конкретно она.

Очень принципиально выделить, что если не придерживаться при чтении схемы определенной целенаправленности, то можно затратить много времени, ничего не решив.

Итак, изучая избранный электроприемник, нужно проследить все вероятные его цепи от полюса к полюсу (от фазы к фазе, от фазы к нулю зависимо от системы питания). При всем этом нужно, во-1-х, выявить все контакты, диоды, резисторы и т. п., входящие в цепь.

Особо подчеркнем, что нельзя рассматривать несколько цепей сходу. Необходимо поначалу изучить, к примеру, цепь включения обмотки магнитного пускателя «Вперед» при местном управлении, установив, в каком положении должны быть элементы, входящие в эту цепь (тумблер режимов в положении «Местное управление», магнитный пускатель «Назад» отключен), что необходимо сделать, чтоб включить обмотку магнитного пускателя (надавить выключатель кнопочный «Вперед»), и т. п. Потом следует на уровне мыслей отключить магнитный пускатель. Рассмотрев цепь местного управления, на уровне мыслей переводят тумблер режимов в положение «Автоматическое управление» и изучают последующую цепь.

Ознакомление с каждой цепью электронной схемы имеет целью:

а) найти условия деяния, которым удовлетворяет схема;

б) выявить ошибки; к примеру, в цепи могут быть соединенные поочередно контакты, которые никогда сразу не должны быть замкнуты;

в) найти вероятные предпосылки отказа. В неисправную цепь, к примеру, входят контакты 3-х аппаратов. Рассматривая любой из их, просто найти неисправный. Такие задачки появляются при наладке и устранении проблем в процессе использования;

г) установить элементы, в каких могут быть нарушены временные зависимости или в итоге неверной регулировки, или из-за неверной оценки проектировщиком реальных критерий эксплуатации.

Обычными недочетами являются очень недлинные импульсы (управляемый механизм не успевает окончить начатый цикл), очень длинноватые импульсы (управляемый механизм, за вершив цикл, начинает его повторять), нарушение нужной очередности переключения (к примеру, вентили и насос врубаются не в той очередности, как следует, либо меж операциями не соблюдаются достаточные интервалы);

д) выявить аппараты, которым могут быть заданы некорректные уставки ; обычный пример — некорректная уставка токового реле в схеме управления задвижкой;

е) выявить аппараты, коммутационная способность которых недостаточна для коммутируемых цепей, либо номинальное напряжение ниже нужного, либо рабочие токи цепей больше номинальных токов аппарата и т . п.

Обычные примеры: контакты электроконтактного указателя температуры конкретно введены в цепь магнитного пускателя, что совсем неприемлимо; в цепи напряжения 220 В использован диодик на оборотное напряжение 250 В, что не довольно, потому что он возможно окажется под напряжением 310 В (К2-220 В); номинальный ток диодика 0,3 А, но он включен в цепь, через которую проходит ток 0,4 А, что вызовет недопустимый перегрев; сигнальная коммутаторная лампа 24 В, 0,1 А включена на напряжение 220 В через дополнительный резистор типа ПЭ-10 сопротивлением 220 Ом. Лампа будет светить нормально, но резистор сгорит, потому что выделяемая в нем мощность приблизительно в два раза выше номинальной;

ж) выявить аппараты, подверженные действию коммутационных перенапряжений, и оценить меры защиты от их (к примеру, гасящие контуры);

з) выявить приборы, на работу которых могут оказывать недопустимое воздействие смежные цепи, и оценить средства защиты от воздействий;

и) выявить вероятные неверные цепи как в обычных режимах, так и во время переходных процессов, к примеру перезаряд конденсаторов, поступление в чувствительный электроприемник энергии, освободившейся при выключении индуктивности, и т. п.

Неверные цепи время от времени образуются не только лишь при неожиданном соединении, да и при незамыкании, контакта, перегорании 1-го предохранителя, в то время как другие остались исправными. К примеру, промежуточное реле датчика технологического контроля включено через одну цепь питания, а его размыкающий контакт — через другую. При перегорании предохранителя промежуточное реле отпустит, что будет воспринято схемой как нарушение режима. В этом случае нельзя поделить цепи питания или необходимо по другому составлять схему и т. п.

Неверные цепи могут образоваться при несоблюдении очередности подачи питающих напряжений, что гласит о низком качестве проектирования. В верно составленных схемах очередность подачи питающих напряжений, также восстановление их после нарушений не должны приводить к любым оперативным переключениям;

к) оценить последствия нарушения изоляции попеременно в каждой точке схемы. К примеру, если кнопки присоединены к нулевому рабочему проводнику, а обмотка пускателя — к фазному (нужно включать напротив), то при подключении кнопочного выключателя «Стоп» к проводнику заземления пускатель нереально будет отключить. Если замкнется на землю провод после кнопочного выключателя «Пуск», произойдет самовключение пускателя;

л) оценить предназначение каждого контакта, диодика, резистора, конденсатора, зачем исходят из догадки, что рассматриваемый элемент либо контакт отсутствует, и оценивают, к каким это приведет последствиям.

Самостоятельное изучение схемотехники. Основные понятия. Часть 1

Изучение цифровой схемотехники нужно начинать с теории автоматов. В этой статье можно найти некоторые элементарные вещи, которые помогут не потеряться в дальнейших статьях. Я постарался сделать статью легкочитабельной и уверен, что неподготовленный читатель сможет в ней легко разобраться.

Сигнал — материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений по системе связи. Сигнал, в отличие от сообщения, может генерироваться, но его приём не обязателен (сообщение должно быть принято принимающей стороной, иначе оно не является сообщением, а всего лишь сигналом).

В статье рассматривается цифровой дискретный сигнал. Это такой сигнал, который имеет несколько уровней. Очевидно, что двоичный сигнал имеет два уровня — и их принимают за 0 и 1. Когда высокий уровень обозначается единицей, а низкий нулем — такая логика называется позитивной, иначе негативной.

Цифровой сигнал можно представить в виде временной диаграммы.

В природе дискретных сигналов не существует, по этому их заменяют аналоговыми. Аналоговый сигнал не может перейти из 0 в 1 мгновенно, по этому такой сигнал обладает фронтом и срезом.
Если рисовать упрощенно то это выглядит так:

1 — низкий уровень сигнала, 2 — высокий уровень сигнала, 3 — нарастание сигнала (фронт), 4 — спад сигнала (срез)

Сигналы можно преобразовывать. Для этого на практике используются логические элементы, а чтобы это записать формально используются логические функции. Вот основные:

Отрицание — инвертирует сигнал.
На схемах обозначается так:

Логическое ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция)

На схеме:

Логическое И (логическое умножение, конъюнкция)

На схеме:

Последние два могут иметь отрицание на выходе (И-НЕ, ИЛИ-НЕ). Значения их логических функций инвертируются, а на схеме выход рисуется кружочком.

Сводная таблица логических функций двух аргументов выглядит так:

Работа с логическими функциями основывается на законах алгебры логики, основы которых изложены в прикрепленном файле. Так же там есть задания для самоконтроля и контрольные вопросы по теме.

Проектирование логических схем с помощью функций алгебры логики

Логической схемой называется совокупность логических электронных элементов, соединенных между собой таким образом, чтобы выполнялся заданный закон функционирования схемы, иначе говоря, — выполнялась заданная логическая функция.
По зависимости выходного сигнала от входного все электронные логические схемы можно условно разбить на:

Схемы первого рода, т.е. комбинационные схемы, выходной сигнал которых зависит только от состояния входных сигналов в каждый момент времени;

Схемы второго рода или накапливающие схемы (схемы последовательностные), содержащие накапливающие схемы (элементы с памятью), выходной сигнал которых зависит как от входных сигналов, так и от состояния схемы в предыдущие моменты времени.

По количеству входов и выходов схемы бывают: с одним входом и одним выходом, с несколькими входами и одним выходом, с одним входом и несколькими выходами, с несколькими входами и выходами.

По способу осуществления синхронизации схемы бывают с внешней синхронизацией (синхронные автоматы), с внутренней синхронизацией (асинхронные автоматы являются их частным случаем).

Практически любой компьютер состоит из комбинации схем первого и второго рода разной сложности. Таким образом, основой любого цифрового автомата, обрабатывающего цифровую информацию, являются электронные элементы двух типов: логические или комбинационные и запоминающие. Логические элементы выполняют простейшие логические операции над цифровой информацией, а запоминающие служат для ее хранения. Как известно, логическая операция состоит в преобразовании по определенным правилам входной цифровой информации в выходную.

Можно считать, что элементарные логические функции являются логическими операторами упомянутых электронных элементов, т.е. схем. Каждая такая схема обозначается определенным графическим символом. (Они были представлены выше — Элементы И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ)

В качестве примера ниже представлена схема электрическая функциональная логического преобразователя (комбинационного автомата), реализующего логическую функцию в элементном базисе из логических элементов И, ИЛИ, НЕ.

Для закрепления предлагаю, самостоятельно синтезировать логическую схему, реализующую следующие логические функции:

Сделать это можно к примеру в Electronic workbench.

Вот для примера первое выполненное задание:

Hint: Для того чтобы включить условные обозначения в соответствии с отечественными ГОСТ-ами в файл настроек EWB.INI нужно добавить строку DIN = ON

На этом первая часть статьи заканчивается. Надеюсь, что она была не слишком утомительной. Все вышеописанное необходимо для понимания принципов работы с сигналами в электрических схемах. В следующей статье будут рассмотрены способы минимизации логических функций, понятие абстрактного автомата и пример синтеза RS-триггера.

Как научиться составлять электрические схемы

Как научиться составлять электрические схемы

Урок 7. Основы составления электрических схем

Комментарии:

Для начинающих как читать электрические схемы: учимся правильно разбираться

Понятие электрической схемы

Разновидности электросхем

Основные обозначения

Источников питания

Проводов и их соединений

Общего провода

Радиодеталей

Резисторы

Конденсаторы

Диоды

Как научиться читать

Как читать простые схемы

Правила чтения

Как правильно составлять схему

Как составлять схемы

Кратко об электрических схемах

Что нужно знать для составления схем

Программы для рисования схем

Возможные ошибки

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Как научиться читать и составлять электрические схемы

Самостоятельное изучение схемотехники. Основные понятия. Часть 1

Проектирование логических схем с помощью функций алгебры логики

Полезна ли была статья?