Jak nauczyć się czytać i rysować schematy elektryczne
Schematy elektryczne
Głównym celem schematów elektrycznych jest odzwierciedlenie, z wystarczającą kompletnością i przejrzystością, wzajemnych połączeń poszczególnych urządzeń, urządzeń automatyki i urządzeń pomocniczych, które są częścią jednostek funkcjonalnych systemów automatyki, z uwzględnieniem kolejności ich pracy i zasady działania . Podstawowe schematy elektryczne służą do poznania zasady działania układu automatyki, są niezbędne podczas uruchamiania i w działanie urządzeń elektrycznych.
Podstawowe schematy elektryczne są podstawą do opracowania innych dokumentów projektowych: schematów elektrycznych i tabelek ekranów i konsol, schematów połączeń okablowania zewnętrznego, schematów połączeń itp.
Przy opracowywaniu układów automatyki procesów technologicznych najczęściej wykonuje się schematyczne schematy elektryczne niezależnych elementów, instalacji lub sekcji układu zautomatyzowanego, np. obwód sterowania zaworem siłownika, obwód automatycznego i zdalnego sterowania pompą, obwód alarmu poziomu w zbiorniku i itp. .
Główne obwody elektryczne zestawione są na podstawie schematów automatyki, w oparciu o określone algorytmy funkcjonowania poszczególnych zespołów sterowania, sygnalizacji, automatyki i sterowania oraz ogólne wymagania techniczne obiektu, który ma być zautomatyzowany.
Na schematycznych schematach elektrycznych urządzenia, urządzenia, linie komunikacyjne między poszczególnymi elementami, blokami i modułami tych urządzeń są przedstawione w konwencjonalnej formie.
Ogólnie rzecz biorąc, schematy zawierają:
1) konwencjonalne obrazy zasady działania jednej lub drugiej jednostki funkcjonalnej systemu automatyki;
2) napisy wyjaśniające;
3) części poszczególnych elementów (urządzeń, urządzeń elektrycznych) tego obwodu stosowanych w innych obwodach, a także elementy urządzeń innych obwodów;
4) schematy styków przełączających urządzeń wielopozycyjnych;
5) wykaz urządzeń, wyposażenia stosowanego w tym schemacie;
6) wykaz rysunków związanych z tym schematem, objaśnienia ogólne i uwagi. Aby czytać schematy, musisz znać algorytm działania obwodu, rozumieć zasadę działania urządzeń, urządzeń, na podstawie których zbudowany jest schemat ideowy.
Schematy ideowe układów nadzoru i sterowania ze względu na przeznaczenie można podzielić na obwody sterowania, sterowania i sygnalizacji procesu, automatycznej regulacji oraz zasilania. Schematyczne diagramy według typu mogą być elektryczne, pneumatyczne, hydrauliczne i kombinowane. Obecnie najczęściej stosowane są łańcuchy elektryczne i pneumatyczne.
Jak czytać schemat połączeń
Schemat ideowy jest pierwszym dokumentem roboczym, na podstawie którego:
1) wykonać rysunki do wykonania wyrobów (widoki ogólne i schematy elektryczne oraz tabele tablic, konsol, szafek itp.) oraz ich połączeń z urządzeniami, siłownikami i między sobą;
2) sprawdzić poprawność wykonanych połączeń;
3) ustawić nastawy urządzeń zabezpieczających, środków kontroli i regulacji procesu;
4) wyregulować wyłączniki drogowe i krańcowe;
5) analizować obwód zarówno w procesie projektowania, jak i podczas rozruchu i eksploatacji w przypadku odchyleń od określonego trybu pracy instalacji, przedwczesnej awarii dowolnego elementu itp.
Tak więc, w zależności od wykonywanej pracy, czytanie schematu ma różne cele.
Ponadto, jeśli czytanie schematów polega na ustaleniu, gdzie i jak zainstalować, umieścić i podłączyć, to czytanie schematu jest znacznie trudniejsze. W wielu przypadkach wymaga to dogłębnej wiedzy, opanowania technik czytania oraz umiejętności analizowania otrzymanych informacji. Wreszcie błąd popełniony na schemacie nieuchronnie powtórzy się we wszystkich kolejnych dokumentach.W rezultacie będziesz musiał ponownie wrócić do czytania schematu, aby dowiedzieć się, jaki popełniono w nim błąd lub co w konkretnym przypadku nie odpowiada prawidłowemu schematowi obwodu (na przykład oprogramowanie z wieloma stykami , przekaźnik jest podłączony prawidłowo, ale ustawiony podczas konfiguracji czas trwania lub kolejność przełączania styków nie odpowiada zadaniu) …
Wymienione zadania są dość złożone, a omówienie wielu z nich wykracza poza zakres tego artykułu. Niemniej jednak warto wyjaśnić ich istotę i wymienić główne rozwiązania techniczne.
1. Czytanie schematu zawsze zaczynamy od ogólnego zapoznania się z nim i spisem elementów, odnalezienia każdego z nich na schemacie, przeczytania wszystkich uwag i objaśnień.
2. Zdefiniuj układ zasilania silników elektrycznych, cewek rozruszników magnetycznych, przekaźników, elektromagnesów, kompletnych narzędzi, regulatorów itp. W tym celu należy odszukać na schemacie wszystkie zasilacze, określić rodzaj prądu, napięcie znamionowe, fazowanie w obwodach prądu przemiennego oraz polaryzację w obwodach prądu stałego dla każdego z nich i porównać uzyskane dane z danymi znamionowymi zastosowanego sprzętu.
Typowe urządzenia przełączające są identyfikowane zgodnie ze schematem, a także urządzenia zabezpieczające: wyłączniki, bezpieczniki, przekaźniki nadprądowe i przepięciowe itp. Określ ustawienia urządzeń poprzez podpisy schematu, tabele lub notatki, a na koniec oceniany jest obszar ochrony każdego z nich.
Znajomość systemu elektroenergetycznego może być konieczna do: identyfikacji przyczyn przerw w dostawie prądu; określenie kolejności, w jakiej zasilanie powinno być dostarczane do obwodu (nie zawsze jest to obojętne); sprawdzenie poprawności fazowania i polaryzacji (nieprawidłowe fazowanie może np. w schematach redundantnych doprowadzić do zwarcia, zmiany kierunku obrotów silników elektrycznych, uszkodzenia kondensatorów, naruszenia separacji obwodów za pomocą diod, uszkodzenia spolaryzowanych przekaźników i inni.); ocena skutków przepalonego bezpiecznika.
3. Badają dowolne obwody dowolnego odbiornika elektrycznego: silnika elektrycznego, cewki rozrusznika magnetycznego, przekaźnika, urządzenia itp. Ale w obwodzie jest wiele odbiorników elektrycznych i nie jest obojętne, który z nich zaczyna czytać obwód - zależy to od wykonywanego zadania. Jeśli musisz określić warunki jego działania zgodnie ze schematem (lub sprawdzić, czy odpowiadają określonym), to zacznij od głównego odbiornika elektrycznego, na przykład od silnika zaworu. Ujawnią się kolejni konsumenci energii elektrycznej.
Na przykład, aby uruchomić silnik elektryczny, musisz go włączyć Magnetyczny przełącznik… Dlatego kolejnym odbiornikiem elektrycznym powinna być cewka rozrusznika magnetycznego. Jeśli w jego obwodzie znajduje się styk przekaźnika pośredniego, należy wziąć pod uwagę obwód jego cewki itp. Ale może być inny problem: jakiś element obwodu się zepsuł, na przykład pewna lampka sygnalizacyjna nie świeci zapalić. Wtedy będzie pierwszym odbiornikiem elektrycznym.
Bardzo ważne jest, aby podkreślić, że jeśli nie przestrzegasz określonej celowości podczas czytania wykresu, możesz spędzić dużo czasu bez decydowania o niczym.
Tak więc, badając wybrany odbiornik elektryczny, konieczne jest prześledzenie wszystkich jego możliwych obwodów od bieguna do bieguna (od fazy do fazy, od fazy do zera, w zależności od systemu elektroenergetycznego). W takim przypadku należy najpierw zidentyfikować wszystkie styki, diody, rezystory itp. zawarte w obwodzie.
Pamiętaj, że nie możesz przeglądać wielu obwodów jednocześnie. Najpierw musisz przestudiować, na przykład, obwód przełączania cewki rozrusznika magnetycznego „Do przodu” podczas sterowania lokalnego, dostosowując, w jakiej pozycji powinny znajdować się elementy wchodzące w skład tego obwodu (przełącznik trybu znajduje się w pozycji „Sterowanie lokalne” , rozrusznik magnetyczny „Wstecz” jest wyłączony), co należy zrobić, aby włączyć cewkę rozrusznika magnetycznego (nacisnąć przycisk przycisku „Do przodu”) itp. Następnie musisz mentalnie wyłączyć rozrusznik magnetyczny. Po zbadaniu lokalnego obwodu sterującego, mentalnie przesuń przełącznik trybu do pozycji „Sterowanie automatyczne” i zbadaj następny obwód.
Zapoznanie się z każdym obwodem obwodu elektrycznego ma na celu:
a) określić warunki działania, jakie spełnia system;
b) identyfikacja błędu; na przykład obwód może mieć połączone szeregowo styki, które nigdy nie mogą zamykać się jednocześnie;
v) określić możliwe przyczyny awarii. Na przykład wadliwy obwód obejmuje styki trzech urządzeń. Biorąc pod uwagę każdy z nich, łatwo znaleźć wadliwy.Takie zadania pojawiają się podczas uruchamiania i rozwiązywania problemów podczas pracy;
G) instalować elementy, w których mogą zostać naruszone zależności czasowe albo w wyniku nieprawidłowego ustawienia, albo w wyniku błędnej oceny przez projektanta rzeczywistych warunków eksploatacji.
Typowymi mankamentami są zbyt krótkie impulsy (sterowany mechanizm nie ma czasu na dokończenie rozpoczętego cyklu), zbyt długie impulsy (sterowany mechanizm po zakończeniu cyklu zaczyna go powtarzać), naruszenie niezbędnej sekwencji przełączania (np. zawory i pompa są włączane w niewłaściwej kolejności lub nie są przestrzegane wystarczające odstępy między operacjami);
e) zidentyfikować urządzenia, które mogą być źle skonfigurowane; typowym przykładem jest nieprawidłowe ustawienie przekaźnika prądowego w obwodzie sterowania zaworu;
e) zidentyfikować urządzenia, których zdolność łączeniowa jest niewystarczająca dla obwodów przełączanych lub napięcie znamionowe jest niższe niż to konieczne, lub prądy robocze obwodów są wyższe niż prądy znamionowe urządzenia itp. NS.
Typowe przykłady: styki elektrycznego termometru kontaktowego są wkładane bezpośrednio do obwodu rozrusznika magnetycznego, co jest całkowicie niedopuszczalne; w obwodzie dla napięcia 220 V stosowana jest dioda napięcia wstecznego 250 V, co nie wystarcza, ponieważ może być pod napięciem 310 V (K2-220 V); prąd znamionowy diody wynosi 0,3 A, ale jest on zawarty w obwodzie, przez który przepływa prąd 0,4 A, co spowoduje niedopuszczalne przegrzanie; sygnalizacyjna lampa przełączająca 24 V, 0,1 A jest podłączona do napięcia 220 V poprzez dodatkowy rezystor typu PE-10 o rezystancji 220 Ohm.Lampa będzie świecić normalnie, ale rezystor przepali się, ponieważ uwolniona w nim moc jest około dwukrotnie większa niż nominalna;
(g) identyfikować urządzenia podlegające przełączaniu przepięciowemu i oceniać środki zabezpieczające przed nimi (np. obwody tłumiące);
h) identyfikować urządzenia, na których działanie mogą mieć niedopuszczalny wpływ sąsiednie obwody i oceniać środki ochrony przed wpływami;
i) zidentyfikować możliwe fałszywe obwody zarówno w trybach normalnych, jak i podczas procesów przejściowych, na przykład ładowania kondensatorów, przepływu energii w czułym odbiorniku elektrycznym, uwalnianej po wyłączeniu indukcyjności itp.
Fałszywe obwody czasami powstają nie tylko przy nieoczekiwanym połączeniu, ale także przy niezamknięciu, styk przepalony przez jeden bezpiecznik, podczas gdy inne pozostają nienaruszone.Na przykład przekaźnik pośredni czujnika sterowania procesem jest włączany przez jedną moc obwód, a jego styk NC włącza się przez drugi. Jeśli przepali się bezpiecznik, przekaźnik pośredni zostanie zwolniony, co zostanie odebrane przez obwód jako naruszenie trybu. W takim przypadku nie można rozdzielić obwodów zasilania, albo trzeba inaczej narysować schemat itp.
Nieprawidłowe obwody mogą powstać, jeśli kolejność napięć zasilania nie jest przestrzegana, co wskazuje na słabą jakość projektu. Przy prawidłowo zaprojektowanych obwodach kolejność podawania napięć zasilających, jak również ich powrót po zakłóceniu nie powinien prowadzić do jakichkolwiek przełączeń eksploatacyjnych;
Aby se) ocenić po kolei konsekwencje uszkodzenia izolacji w dowolnym punkcie obwodu.Np. jeśli przyciski są podłączone do przewodu neutralnego roboczego, a cewka rozrusznika jest podłączona do przewodu fazowego (należy ją zawrócić), to po podłączeniu wyłącznika przycisku Stop do przewodu uziemiającego, nie można wyłączyć rozrusznika. Jeśli przewód zamknie się do masy po przełączeniu przyciskiem «Start», rozrusznik włączy się automatycznie;
l) ocenić przeznaczenie każdego styku, diody, rezystora, kondensatora, dla których wychodzą z założenia, że brakuje danego elementu lub styku, i ocenić konsekwencje tego.
4. Zachowanie obwodu jest ustalane zarówno podczas częściowego wyłączenia, jak i przywrócenia zasilania. Niestety ten krytyczny problem jest często bagatelizowany, dlatego jednym z głównych zadań czytania diagramu jest sprawdzenie, czy urządzenie może przejść ze stanu pośredniego do stanu operacyjnego i czy nie nastąpią nieoczekiwane przełączenia operacyjne. Dlatego norma nakazuje rysowanie obwodów przy założeniu, że zasilanie jest wyłączone, a urządzenia i ich części (np. tworniki przekaźników) nie podlegają wymuszonym wpływom. Od tego punktu wyjścia konieczna jest analiza schematów. Diagramy czasowe interakcji, odzwierciedlające dynamikę działania obwodu, a nie tylko jego stan ustalony, są bardzo pomocne w analizie obwodów.