Jak se naučit číst a kreslit elektrická schémata

Hlavním účelem schematických elektrických schémat je dostatečně úplnost a přehlednost odrážet vzájemné propojení jednotlivých zařízení, automatizačních zařízení a pomocných zařízení, která jsou součástí funkčních celků automatizačních systémů, s přihlédnutím k posloupnosti jejich činnosti a principu operace. Schématická elektrická schémata se používají ke studiu principu fungování automatizačního systému jsou nezbytné při uvádění do provozu a provozu elektrických zařízení.

Schématická elektrická schémata jsou podkladem pro vypracování dalších projektových dokumentů: schémata zapojení a tabulky rozvaděčů a konzol, schémata vnějšího zapojení, schémata zapojení atd.

Při vývoji systémů automatizace technologických procesů se obvykle vypracovávají schémata zapojení nezávislých prvků, instalací nebo částí automatizovaného systému, například obvod ovládání ventilu, obvod automatického a dálkového ovládání čerpadla, obvod signalizace hladiny v nádrži atd.

Schématická elektrická schémata jsou vypracována na základě automatizačních schémat, vycházejících ze stanovených algoritmů pro fungování jednotlivých řídicích, alarmových, automatických regulačních a řídicích jednotek a obecných technických požadavků na automatizovaný objekt.

Schématická elektrická schémata znázorňují zařízení, zařízení a komunikační linky mezi jednotlivými prvky, bloky a moduly těchto zařízení v konvenční podobě.

Obecně schémata zapojení obsahují:

1) konvenční obrazy principu fungování jedné nebo druhé funkční jednotky automatizačního systému;

3) části jednotlivých prvků (přístroje, elektrická zařízení) daného obvodu, použité v jiných obvodech, jakož i prvky zařízení z jiných obvodů;

4) schémata spínacích kontaktů vícepolohových zařízení;

5) seznam zařízení a vybavení používaných v tomto schématu;

6) seznam výkresů vztahujících se k tomuto schématu, obecné vysvětlení a poznámky. Chcete-li číst schémata zapojení, musíte znát algoritmus pro fungování obvodu, pochopit princip fungování zařízení, zařízení, na jejichž základě je schéma zapojení sestaveno.

Schématická schémata monitorovacích a řídicích systémů podle jejich určení lze rozdělit na řídicí obvody, řízení a signalizaci procesu, automatickou regulaci a napájení. Schématická schémata podle typu mohou být elektrická, pneumatická, hydraulická a kombinovaná. V současné době se nejvíce používají elektrické a pneumatické obvody.

Jak číst schéma elektrického obvodu

Schéma elektrického obvodu je prvním pracovním dokumentem, na jehož základě:

1) dělat výkresy pro výrobu výrobků (obecné pohledy a schémata zapojení a tabulky rozvaděčů, konzol, skříní atd.) a jejich propojení se zařízeními, pohony a mezi sebou;

2) zkontrolujte správnost provedených připojení;

3) nastavení nastavení pro ochranná zařízení, prostředky pro monitorování a regulaci procesu;

4) nastavit pojezdové a koncové spínače;

5) analyzovat obvod jak během procesu návrhu, tak během uvádění do provozu a provozu v případě odchylky od stanoveného provozního režimu instalace, předčasného selhání jakéhokoli prvku atd.

V závislosti na prováděné práci má tedy čtení schématu zapojení různé účely.

Kromě toho, pokud čtení schémat zapojení vede k určení, co, kde a jak nainstalovat, směrovat a připojit, pak je čtení schématu zapojení mnohem obtížnější. V mnoha případech to vyžaduje hluboké znalosti, zvládnutí technik čtení a schopnost analyzovat obdržené informace. A konečně, chyba ve schematickém diagramu se bude nevyhnutelně opakovat ve všech následujících dokumentech. V důsledku toho se budete muset znovu vrátit ke čtení schématu zapojení, abyste zjistili, jaká chyba v něm byla provedena nebo co v konkrétním případě neodpovídá správnému schématu zapojení (například vícekontaktní softwarové relé je zapojen správně, ale doba nebo sekvence sepnutí kontaktů nastavená při nastavení neodpovídá zadané úloze) .

Uvedené úkoly jsou poměrně složité a zvažování mnoha z nich přesahuje rámec tohoto článku. Přesto je užitečné vysvětlit, co je jejich podstatou a uvést hlavní technická řešení.

1. Čtení schematického diagramu vždy začíná obecným seznámením s ním a seznamem prvků, nalezením každého z nich na diagramu, přečtením všech poznámek a vysvětlení.

2. Určete napájecí systém elektromotorů, vinutí magnetických spouštěčů, relé, elektromagnety, kompletní zařízení, regulátory atd. K tomu najděte na schématu všechny zdroje napájení, určete pro každý z nich typ proudu, jmenovitý napětí, fázování v obvodech střídavého proudu a polaritu ve stejnosměrných obvodech a porovnejte získané údaje se jmenovitými údaji použitého zařízení.

Pomocí schématu se identifikují obecná spínací zařízení a také ochranná zařízení: jističe, pojistky, relé maximálního a minimálního napětí atd. Nastavení zařízení se určí z nápisů na schématu, tabulek nebo poznámek a nakonec , se posuzuje ochranné pásmo každého z nich.

Seznámení se systémem napájení může být nezbytné pro: identifikaci příčin výpadku napájení; určení pořadí, ve kterém by měla být do obvodu dodávána energie (to není vždy lhostejné); kontrola správného sfázování a polarity (nesprávné sfázování může např. v redundantních obvodech vést ke zkratu, změně směru otáčení elektromotorů, průrazu kondenzátorů, narušení oddělení obvodů pomocí diod, výpadku polarizovaných relé atd.) .); posouzení následků spálení každé pojistky.

3. Studují všechny možné obvody každého elektrického přijímače: elektromotor, vinutí magnetického startéru, relé, zařízení atd. V obvodu je ale mnoho elektrických přijímačů a není zdaleka lhostejné, od kterého začít číst obvod – to je určeno úkolem. Pokud potřebujete určit jeho provozní podmínky z diagramu (nebo zkontrolovat, zda odpovídají specifikovaným), začněte s hlavním elektrickým přijímačem, například s motorem ventilu. Následné elektrické přijímače se samy odhalí.

Chcete-li například nastartovat elektromotor, musíte zapnout magnetický startér. Dalším elektrickým přijímačem by proto mělo být vinutí magnetického startéru. Pokud jeho obvod obsahuje kontakt mezilehlého relé, je nutné zvážit obvod jeho vinutí atd. Může však nastat další problém: některý prvek obvodu selhal, například se nerozsvítí určitá signálka . Pak to bude první napájecí přijímač.

Je velmi důležité zdůraznit, že pokud při čtení schématu nedodržíte určité zaměření, můžete ztratit spoustu času, aniž byste cokoliv řešili.

Takže při studiu vybraného elektrického přijímače musíte vysledovat všechny jeho možné obvody od pólu k pólu (od fáze k fázi, od fáze k nule, v závislosti na systému napájení). V tomto případě je nutné nejprve identifikovat všechny kontakty, diody, odpory atd., které jsou součástí obvodu.

Zvláště zdůrazňujeme, že nemůžete uvažovat několik okruhů najednou. Nejprve musíte prostudovat například obvod pro zapnutí vinutí magnetického startéru „Dopředu“ s místním ovládáním a určit, v jaké poloze by měly být prvky obsažené v tomto obvodu (přepínač režimu je v poloze „Místní ovládání“ , magnetický startér „Backward“ je deaktivován), což je třeba provést pro zapnutí vinutí magnetického startéru (stiskněte tlačítkový spínač „Forward“) atd. Poté byste měli magnetický startér v duchu vypnout. Po prozkoumání obvodu místního ovládání přesuňte přepínač režimu do polohy „Automatické ovládání“ a prostudujte si další obvod.

Seznámení s každým obvodem elektrického obvodu má za účel:

a) určit podmínky činnosti, které systém splňuje;

b) identifikovat chyby; například obvod může mít kontakty zapojené do série, které by nikdy neměly být sepnuty současně;

c) určit možné důvody neúspěchu. Vadný obvod například obsahuje kontakty tří zařízení. Prozkoumáním každého z nich je snadné identifikovat ten vadný. Takové úkoly vznikají během nastavování a odstraňování problémů během provozu;

d) stanovit prvky, u kterých může dojít k porušení časových závislostí buď v důsledku nesprávného seřízení nebo v důsledku nesprávného posouzení skutečných provozních podmínek projektantem.

Typickými nedostatky jsou příliš krátké pulsy (řízený mechanismus nestihne dokončit započatý cyklus), příliš dlouhé pulsy (řízený mechanismus jej po dokončení cyklu začne opakovat), porušení požadovaného spínacího pořadí (např. ventily a čerpadlo jsou zapnuty ve špatném pořadí nebo nejsou dodržovány dostatečné intervaly mezi operacemi);

e) identifikovat zařízení, která mohou mít nesprávná nastavení; typickým příkladem je nesprávné nastavení proudového relé v řídicím obvodu ventilu;

f) identifikovat zařízení, jejichž spínací schopnost je pro spínané obvody nedostatečná, nebo jmenovité napětí je nižší než je požadováno, nebo provozní proudy obvodů jsou větší než jmenovité proudy zařízení apod. p.

Typické příklady: kontakty elektrického kontaktního teploměru jsou přímo vloženy do obvodu magnetického startéru, což je zcela nepřijatelné; v napěťovém obvodu 220 V je použita dioda pro zpětné napětí 250 V, což nestačí, protože může být pod napětím 310 V (K2-220 V); jmenovitý proud diody je 0,3 A, ale je zapojena do obvodu, kterým prochází proud 0,4 A, což způsobí nepřijatelné přehřátí; svítilna signálního spínače 24 V, 0,1 A je připojena na napětí 220 V přes přídavný rezistor typu PE-10 s odporem 220 Ohmů. Lampa bude svítit normálně, ale rezistor se spálí, protože výkon v něm uvolněný je přibližně dvojnásobek jmenovitého;

g) identifikovat zařízení náchylná na spínací přepětí a vyhodnotit ochranná opatření proti nim (např. tlumicí obvody);

h) identifikovat zařízení, jejichž činnost může být nepřijatelně ovlivněna sousedními obvody, a vyhodnotit prostředky ochrany proti vlivům;

i) identifikovat možné falešné obvody jak v normálních režimech, tak během přechodových procesů, například dobíjení kondenzátorů, vstup energie do citlivého elektrického přijímače uvolněné při vypnutí indukčnosti atd.

Falešné obvody se někdy tvoří nejen při neočekávaném spojení, ale také při neuzavřeném kontaktu nebo spálení jedné pojistky, zatímco zbytek zůstane nedotčen. Například mezilehlé relé senzoru řízení procesu je připojeno přes jeden silový obvod a jeho rozpínací kontakt je připojen přes druhý. Pokud dojde k přepálení pojistky, mezilehlé relé se uvolní, což bude obvodem vnímáno jako narušení režimu. V tomto případě není možné oddělit silové obvody nebo je třeba obvod navrhnout jinak atd.

Při nedodržení pořadí napájecího napětí se mohou vytvořit falešné obvody, což ukazuje na špatnou kvalitu návrhu. Ve správně navržených obvodech by posloupnost napájení napájecích napětí, stejně jako jejich obnova po poruchách, neměla vést k žádnému provoznímu přepínání;

j) vyhodnoťte následky selhání izolace jeden po druhém v každém bodě obvodu. Například, pokud jsou tlačítka připojena k nulovému pracovnímu vodiči a vinutí spouštěče je připojeno k fázovému vinutí (musí být zapnuto naopak), pak když je tlačítko „Stop“ připojeno k zemnicí vodič, startér nelze vypnout. Pokud je vodič za tlačítkem „Start“ zkratován k zemi, startér se automaticky zapne;

k) vyhodnotit účel každého kontaktu, diody, rezistoru, kondenzátoru, u kterého vycházíme z předpokladu, že dotyčný prvek nebo kontakt chybí, a vyhodnotit, k jakým důsledkům to povede.

4. Nastavte chování obvodu při částečném výpadku napájení a také při jeho obnovení. Tento nejdůležitější problém je bohužel často podceňován, takže jedním z hlavních úkolů čtení obvodu je kontrola, zda zařízení může přejít z jakéhokoli mezistavu do pracovního stavu a zda nedojde k neočekávanému provoznímu přepnutí. Proto norma požaduje, aby obvody byly zobrazeny za předpokladu, že je vypnuto napájení a zařízení a jejich části (např. kotvy relé) nejsou vystaveny nuceným vlivům. Z tohoto výchozího bodu musíme analyzovat schémata. Při analýze obvodů jsou velkou pomocí časové diagramy interakcí, které odrážejí dynamiku provozu obvodu, a ne jen nějaký ustálený stav.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Na obrázku je jednoduchý stejnosměrný elektrický obvod. Skládá se z takových prvků, jako je zdroj energie ve formě baterie, vypínače, proměnného odporu a žárovky (představující elektrickou zátěž). Nedílnou součástí každého elektrického obvodu je samotný zdroj energie (stejnosměrný nebo střídavý proud, bez kterého je každý elektrický obvod jen hromadou kovu), samotná zátěž (kvůli které bylo vše koncipováno, jsou to elektromotory, žárovky, topná tělesa atd.), studna a spínací zařízení ve formě různých spínačů a spínačů (musíte ovládat obvod alespoň na úrovni zapínání a vypínání).

V našem případě je elektrický obvod obvodu stejnosměrný. Jaká jsou jeho specifika a odlišnosti od střídavého elektrického obvodu? Už ze samotného názvu by mělo být jasné, že ve stejnosměrném proudu existuje jakási stálice! Spočívá v tom, že nosiče elektrického proudu (elektrony, elektrické záporně nabité částice) se pohybují striktně jedním směrem od mínus do plus. Ano, stojí za to si to ujasnit. Ve skutečnosti se elektřina pohybuje z mínusu do plusu (u pevných látek pohyb elektronů) a z plusu do mínusu (u kapalných a plynných látek pohyb iontů).

Stejnosměrný elektrický obvod je napájen zdrojem konstantního proudu, který má kladnou svorku (aka plus) a zápornou svorku (aka mínus). Uvnitř zdroje stejnosměrného proudu se za normálních podmínek nemohou póly měnit, to vylučuje samotný princip jeho činnosti a konstrukce. V elektrotechnice a zejména v elektronice existuje mnoho funkčních prvků, které fungují na stejnosměrný proud. Když je do nich dodáván střídavý proud (pokud to není zajištěno samotným obvodem), prvky buď jednoduše nefungují, nebo prostě selžou. Stává se to proto, že střídavý proud periodicky mění svou polaritu z plus na mínus a zpět (v běžné městské síti se to děje 50krát za sekundu).

Jak již bylo uvedeno na začátku, nejjednodušší elektrický obvod (ať už proměnný nebo konstantní) se skládá ze zdroje energie, zátěže a spínacího zařízení (spínače). V takovém obvodu elektrického obvodu je energie vytvářena zdrojem a dodávána do zátěže, která vykonává specifickou užitečnou práci. Přirozeně, bez spínačů bude problematické ovládat provoz elektrického obvodu. Jakýkoli elektrický obvod zahrnuje funkci zapnutí a vypnutí. Další proměnný odpor nakreslený na schématu (naše schéma jednoduchého stejnosměrného elektrického obvodu) ukazuje, že existuje určitý prvek schopný změnit svůj elektrický odpor, a tím ovlivnit velikost proudu v elektrickém obvodu.

Na schématu stejnosměrného elektrického obvodu můžete vidět, že pohyb proudu směřuje z plusu do mínusu (označeno šipkami) a výše bylo řečeno, že ve skutečnosti se proud pohybuje od mínus do plus (v pevných látkách) . O jaký rozpor se jedná? Věda jednoduše přijala, že přesně tento pohyb elektrického proudu by měl být naznačen ve schématu. Ale tohle fakt nic neovlivní. Pouhou znalostí symbolů na elektrických obvodech a fyzikálního principu fungování elektrického proudu s obvodem pracujeme, zapisujeme jej nebo jej používáme při opravě či montáži. V elektronice jsou na schématech vidět šipky umístěné na samotných funkčních prvcích. Ukazují směr aktuálního pohybu, jak bylo v symbolu zvykem.

Ve složitějších elektrických obvodech se k obvodům přidávají další zařízení a prvky, které rozšiřují celkovou funkčnost. Každá část, prvek, když je na něj přivedeno napětí nebo prochází elektrický proud, má svůj specifický rys. I když obecně, co lze dělat s elektřinou ze zdroje energie? Měňte pouze počáteční charakteristiky, jmenovitě zvýšení nebo snížení napětí, proudu, frekvence (pokud se jedná o střídavý nebo pulzní proud). Zapněte nebo vypněte schéma elektrického obvodu.

PS Jakékoli schéma elektrického obvodu může být reprezentováno jako hlavní funkční části, a to část zdroje energie, část ovládání a spínání, část přímé zátěže (pro kterou bylo vše organizováno). Jednoduše mentálně rozložíme schéma na tyto části a poskládáme hlavní funkční bloky, moduly a prvky. Pak vše začne do sebe zapadat. I poměrně složitý obvod (na první pohled) se poté začíná stávat jednoduchým a srozumitelným z hlediska jeho provozu.