6.3.1.
На функциональной схеме изображают
функциональные части изделия(элементы,
устройства и функциональные группы),
участвующие в процессе, иллюстрируемой
схемой, и связи между этими частями.
Функциональные части и связи между ними
на схеме изображают в виде условных
графических обозначений, установленных
в стандартах Единой системы конструкторской
документации. Отдельные функциональные
части допускается изображать в виде
прямоугольников.
Графическое
построение схемы должно давать наиболее
наглядное представление о последовательности
процессов, иллюстрируемых схемой.
Допускается
при выполнении функциональной схемы
пользоваться положениями, указанными
в п.6.4.
6.3.2. На схеме должны
быть указаны:
– для
каждой функциональной группы –
обозначение, присвоенное ей на
принципиальной схеме, и (или) ее
наименование; если функциональная
группа изображена в виде условного
графического обозначения, то ее
наименование не указывают;
– для
каждого устройства, изображенного в
виде прямоугольника, – позиционное
обозначение, присвоенное ему на
принципиальной схеме, его наименование
и тип и (или) обозначение документа
(основной конструкторский документ,
государственный стандарт, технические
условия), на основании которого это
устройство применено;
–
для каждого устройства, изображенного
в виде условного графического обозначения,
– позиционное обозначение, присвоенное
ему на принципиальной схеме, и (или) его
тип.
Обозначение
документа, на основании которого
применено устройство, и тип элемента
допускается не указывать. Наименования,
типы и обозначения рекомендуется
вписывать в прямоугольники.
6.3.3.
На схеме рекомендуется указывать
технические характеристики функциональных
частей (рядом с графическими обозначениями
или на свободном поле схемы).
6.3.4.
На схеме помещают поясняющие надписи,
диаграммы или таблицы, определяющие
последовательность процессов во времени,
а также указывают параметры в характерных
точках (величины токов, напряжений,
формы и величины импульсов, математические
зависимости и т.п.).
6.4. Правила выполнения принципиальных схем.
6.4.1.
На принципиальной схеме изображают все
электрические элементы или устройства,
необходимые для осуществления и контроля
в изделии заданных электрических
процессов, все электрические связи
между ними, а также электрические
элементы (соединители, зажимы, разъемы
и т.п.), которыми заканчиваются входные
и выходные цепи.
6.4.2.
На схеме допускается изображать
соединительные и монтажные элементы,
устанавливаемые в изделии по конструктивным
соображениям.
6.4.3.
Схемы выполняют для изделий, находящихся
в отключенном положении. В технически
обоснованных случаях допускается
отдельные элементы схемы изображать в
выбранном рабочем положении с указанием
на поле схемы режима, для которого
изображены эти элементы.
6.4.4.
Элементы на схеме изображают в виде
условных графических обозначений (УГО),
установленных в стандартах ЕСКД.
6.4.5.
Элементы, используемые в изделии
частично, приводятся на схеме не
полностью, ограничиваясь изображением
только используемых частей. Элементы
и устройства изображают на схемах
совмещенным или разнесенным способом.
При совмещенном способе составные части
элементов или устройств изображают на
схеме в непосредственной близости друг
к другу. При разнесенном способе составные
части элементов и устройств или отдельные
элементы устройств изображают на схеме
в разных местах таким образом, чтобы
отдельные цепи изделия были изображены
наиболее наглядно. Разнесенным способом
допускается изображать все и отдельные
элементы или устройства. При выполнении
схем рекомендуется пользоваться строчным
способом. При этом УГО элементов или их
составных частей, входящих в одну цепь,
изображают последовательно друг за
другом по прямой, а отдельные цепи –
рядом, образуя параллельные (горизонтальные
или вертикальные) строки. При выполнении
схемы строчным способом допускается
нумеровать строки арабскими цифрами.
6.4.6.
При изображении элементов разнесенным
способом допускается на свободном поле
схемы помещать УГО элементов, выполненные
совмещенным способом. При этом элементы,
используемые в изделии частично,
изображают полностью с указанием
использованных и неиспользованных
частей (например, все контакты реле).
Выводы неиспользованных частей изображают
короче, чем выводы использованных
частей.
6.4.7.
Для упрощения схемы допускается несколько
электрически не связанных линий связи
сливать в линию групповой связи, но при
подходе к контактам (элементам) каждую
линию связи изображают отдельной линией.
При слиянии линий связи каждую линию
помечают в месте слияния и ответвления
цифрами, буквами, сочетанием букв и цифр
или обозначениями по ГОСТ 2.751-73.
Линии
электрической связи, сливаемые в линию
групповой связи, как правило, не должны
иметь разветвлений, т.е. всякий условный
номер должен встречаться на линии
групповой связи два раза. При необходимости
разветвлений их количество указывают
после порядкового номера линии через
дробную черту в соответствии с рисунком
2.
1/2 1
2 2
3/2 3
1 3
Рис. 2. Пример линии
групповой связи
6.4.8.
Каждый элемент и устройство, имеющее
самостоятельную принципиальную схему
и рассматриваемое как элемент, входящее
в изделие, и изображенные на схеме,
должны иметь позиционное обозначение
в соответствии с ГОСТ 2.710 – 81. Позиционные
обозначения элементам (устройствам)
присваиваются в пределах изделия
(установки). 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,C3 и
т.д. Порядковые номера должны быть
присвоены в соответствии с последовательностью
расположения элементов и устройств на
схеме сверху вниз в направлении слева
направо.
Позиционные
обозначения проставляют на схеме рядом
с УГО элементов и устройств с правой
стороны или над ними.
6.4.9.
На схеме изделия, в состав которого
входят устройства, не имеющие
самостоятельных принципиальных схем,
допускается позиционные обозначения
элементам присваивать в пределах каждого
устройства. Если в состав изделия входит
несколько одинаковых устройств,
позиционные обозначения элементам
присваиваются в пределах этих устройств
по правилам, указанным выше. Элементам,
не входящим в устройства, позиционные
обозначения присваивают, начиная с
единицы, по тем же правилам.
6.4.10.
На схеме изделия, в состав которого
входят функциональные группы, позиционные
обозначения присваивают вначале
элементам, не входящим в функциональные
группы, а затем элементам, входящим в
функциональные группы.
При
наличии в изделии нескольких одинаковых
функциональных групп позиционные
обозначения элементов, присвоенные в
одной из этих групп, следует повторять
во всех последующих группах. Обозначение
функциональной группы, присвоенное в
соответствии с ГОСТ 2.710 – 81, указывают
сверху или справа от изображения
функциональной группы.
6.4.11.
При изображении на схеме элемента или
устройства разнесенным способом
позиционное обозначение элемента или
устройства проставляют около каждой
составной части в соответствии с рисунком
3.
6.4.12.
При изображении отдельных элементов
устройств в разных местах в состав
позиционных обозначений этих элементов
должно быть включено позиционное
обозначение устройства, в которое они
входят, например, =А3-С5
– конденсатор С5,
входящий в устройство А3.
При
разнесенном способе изображения
функциональной группы (при необходимости
и при совмещенном способе) в состав
позиционных обозначений элементов,
входящих в эту группу, должно быть
включено обозначение функциональной
группы, например, ≠Т1-С5
– конденсатор С5,
входящий в функциональную группу Т1.
А3 А3.1 А3.2
Совмещенный
способ Разнесенный способ
изображения
устройства изображения устройства
Рис. 3. Способы
изображения устройства
6.4.13.
При однолинейном изображении около
одного УГО, заменяющего несколько
условных графических изображений
одинаковых элементов, указывают
позиционные обозначения всех этих
элементов.
6.4.14.
На принципиальной схеме должны быть
однозначно определены все элементы,
входящие в состав изделия и изображенные
на схеме. Данные об элементах должны
быть записаны в перечень элементов. При
этом связь перечня с УГО элементов
должна осуществляться через позиционные
обозначения.
6.4.15.
При сложном вхождении, например, когда
в устройство, не имеющее самостоятельной
принципиальной схемы, входит одно или
несколько устройств, имеющих самостоятельные
принципиальные схемы, и (или) функциональных
групп, или если в функциональную группу
входит одно или несколько устройств и
т.д., то в перечне элементов в графе
«Наименование» перед наименованием
устройств, не имеющих самостоятельных
принципиальных схем, и функциональных
групп допускается проставлять порядковые
номера (т.е. подобно обозначению разделов,
подразделов и т.п.) в пределах всей схемы
изделия. Если на схеме в позиционное
обозначение элемента включено позиционное
обозначение устройства, или обозначение
функциональной группы, то в перечне
элементов в графе «Поз. обозначение»
указывают позиционное обозначение
элемента без позиционного обозначения
устройства или обозначения функциональной
группы.
6.4.16.
При указании около УГО номиналов
резисторов и конденсаторов допускается
применять упрощенный способ обозначения
единиц измерений:
– для резисторов:
а) от 0 до 999 Ом –
без указания единиц измерения;
б)
от 1•103 до
999•103
Ом – в килоомах с обозначением единицы
измерения строчной буквой к;
в)
от 1•106
до 999•106
Ом – в мегаомах с обозначением единицы
измерения прописной буквой М;
г)
свыше 109
Ом – в гигаомах с обозначением единицы
измерения прописной буквой Г;
– для конденсаторов:
а) от 0 до 9999•10-12Ф – в пикофарадах
без указания единицы измерения;
б) от 1•10-8до 9999•10-6Ф – в
микрофарадах с обозначением единицы
измерения строчными буквами мк.
Как построить функциональную схему
Методика составления функционально-технологической схемы автоматизации.
Функциональная схема является основным техническим документом, определяющим структуру и характер автоматизации технологического процесса проектируемого объекта и оснащение его приборами и средствами автоматизации.
На функциональной схеме условно изображают технологическое оборудование, коммуникации, органы управления, приборы и средства автоматизации, а также связи между ними.
Пример оформления чертежа функциональной схемы автоматизации приведен на рис. 2.
При оформлении и описании функциональных схем терминология должна соответствовать ГОСТ 17194—71, а условные обозначения приборов и средств автоматизации — ГОСТ 3925—59.
При наличии однотипных технологических объектов (цехов, отделений, установок, агрегатов, аппаратов), не связанных между собой и имеющих одинаковое оснащение приборами и средствами автоматизации, функциональную схему выполняют для одного из них, при этом на чертеже дают пояснение, например «Схема составлена для агрегата 1; для агрегатов 2—5 схемы аналогичны». К этому добавляют пояснения относительно особенностей в позиционных обозначениях (маркировке) и в спецификации. Например, «В спецификации учтена аппаратура для пяти агрегатов. Маркировка приборов и средств автоматизации для агрегатов 2—5 аналогична приведенной для агрегата 1 с изменением цифрового индекса соответственно номеру агрегата».
Для обозначения на схемах запроектированных систем телеуправления (ТУ), телесигнализации (ТС) и телеизмерения (ТИ) в прямоугольниках щитов и (пультов вычерчивают горизонтальные линии с надписями с левой стороны ТУ, ТС, ТИ. Связь этих систем с приборами и средствами автоматизации показывают линиями связи. Технологическое оборудование и коммуникации автоматизированного объекта изображают на функциональных схемах упрощенно, но так, чтобы показать взаимное расположение и взаимодействие их с приборами и средствами автоматизации. Допускается изображение частей объекта в виде прямоугольников с указанием их наименования. На технологических коммуникациях (они изображаются по ГОСТ 3464—63) показывают только те регулирующие и запорные органы, которые участвуют в системе управления процессом. На линиях трубопроводов указываются диаметры условных проходов и стрелками обозначаются направления потоков вещества в соответствии с технологической схемой.
Приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и коммуникации или механически связанные с ним, изображают на функциональных схемах в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К ним относятся: отборные устройства давления, уровня, состава вещества, приемные устройства, воспринимающие воздействия измеряемых и регулируемых величин (сужающие устройства, ротаметры, термометры сопротивления, термобаллоны манометрических термометров, термопары и т. п.), исполнительные устройства, регулирующие и запорные органы.
Приборы и средства автоматизации, не имеющие непосредственной конструктивно-механической связи с технологическим оборудованием, показывают в прямоугольниках, расположенных в нижней части поля чертежа. К ним относятся: первичные преобразователи (датчики), работающие в комплекте с отборными устройствами, преобразователями, усилителями; приборы и аппаратура управления и т. п. Они располагаются на схеме в один или несколько горизонтальных рядов и условно ограничиваются прямоугольниками.
В прямоугольнике слева указываются их наименования: «Приборы местные», «Щит управления» и т. д. Вспомогательную аппаратуру и устройства (источники питания, фильтры и редукторы пневмопитания, предохранители, магнитные пускатели и т. п.), не влияющие на функциональную структуру схемы автоматизации, на схемах не показывают.
Исключение составляют магнитные пускатели, используемые в контурах регулирования для управления исполнительными устройствами. Приборы на щитах показывают на схеме условно в нижнем прямоугольнике, над ним располагаются приборы местные.
Рис.2. Функциональная схема автоматизации (обозначения на рис.3).
Линии связи на функциональной схеме изображают одной линией зависимо от количества проводов и труб, осуществляющих эту связь, и наносят с наименьшим количеством изломов и пересечений. Линии связи должны четко отображать функциональные связи между элементами схемы от начала прохождения сигнала до конца. Допускается объединять в одну общую линию блокировочные линии связи. В целях удобства чтения функциональных схем автоматизации с большим количеством технологического оборудования и средств автоматизации под прямоугольниками щитов и пультов допускается вычерчивать прямоугольник с надписями, поясняющими назначение изображенных средств автоматизации.
На схемах всем приборам и средствам автоматизации присваиваются позиционные обозначения.
Обозначения однозначно определяют тип и место установки устройства. Каждому комплекту средств автоматизации присваивается порядковый номер (например, комплект 1 на рис. 2). Комплектом считаются функционально-связанные устройства, выполняющие определенную задачу. Каждому устройству комплекта присваивается буквенно-цифровое обозначение, состоящее из порядкового номера комплекта и буквенного индекса.
На чертежах функциональных схем в правой стороне над штампом чертежа помещают спецификацию (один из вариантов выполнения схем), которая является исходным материалом для составления заявочных ведомостей и заказных спецификаций. Если в проекте предусмотрено использование нового технологического оборудования, то его спецификация располагается первой, затем помещается спецификация на средства автоматизации, причем по группам «приборы местные», «приборы на щитах».
Спецификация средств автоматизации.
В спецификацию включаются все устройства, которым на схемах присвоены позиционные обозначения.
Обозначения основных величин и условные изображения приборов и средств автоматизации в схемах.
ГОСТ 3925—59 установлены обозначения измеряемых и регулируемых величин и условные изображения приборов и устройств автоматизации, применяемые в функциональных схемах. К ним относятся обозначения основных контролируемых и регулируемых величин, наименований основных электроизмерительных приборов, а также изображения приборов измерительных и регулирующих, видов передач дистанционного воздействия, первичных преобразователей, воспринимающих воздействие измеряемых или регулируемых величин, исполнительных механизмов и регулирующих органов, дополнительных устройств и рекомендуемые размеры изображений приборов и средств.
В ГОСТе даны примеры применения условных изображений приборов, регуляторов прямого действия, регулирующих приборов, состоящих из нескольких звеньев, и обозначения контролируемых и регулируемых величин, а также пример изображения функциональной схемы автоматизации.
Что такое функциональная схема
Каждое изделие, относящееся к категории электрооборудования, изготовлено в соответствии с определенной схемой. Обычно в ней указываются элементы и детали, из которых состоит то или иное устройство. Во всех цепях происходят какие-то процессы, обеспечивающие работоспособность изделия. Для того чтобы лучше понять взаимодействие отдельных участков, составляется электрическая функциональная схема, позволяющая уяснить, как работает электрооборудование в различных эксплуатационных режимах.
Содержание функциональной схемы
На функциональных схемах в первую очередь отображаются рабочие группы, отдельные элементы и связи, существующие между ними. Графическое изображение наглядно представляет, в какой последовательности выполняются функциональные процессы в данном устройстве.
Все элементы на схеме располагаются наиболее удобным способом, отличающимся от их фактического размещения в приборе. Каждая функциональная часть или деталь соответствует определенным условным обозначениям. Точно так же отображаются связи между ними, позволяющие проследить взаимодействие и влияние на общую работоспособность.
Все графические обозначения установлены соответствующими нормативными документами, где определяются стандарты для отдельных элементов и целых групп. Правила выполнения используются такие же, как и в принципиальных схемах. Изображения отдельных функциональных частей могут выполняться в виде прямоугольников. В таких случаях используются правила, действующие для структурных схем.
Изображения на функциональных схемах
Отличие функциональной схемы от структурной заключается в более подробном описании функций имеющихся элементов, деталей и частей. Представленная графика выполняется таким образом, чтобы она наглядно демонстрировала последовательность всех происходящих процессов. Для отображения составляющих применяется совмещенный или разнесенный способы.
Все изображения, представляемые на функциональных схемах, разделяются на несколько категорий:
- Функциональные группы соответствуют условным обозначениям, используемым в принципиальных схемах. Если же применяется изображение в виде прямоугольника, в этом случае наносится наименование данной группы.
- Каждому элементу или отдельной детали присваивается условное графическое обозначение в виде буквенно-цифровых символов, аналогичное принципиальным схемам.
- Устройства, изображенные в виде прямоугольника, должны совпадать с позиционным обозначением, присвоенным на принципиальной схеме. Маркировка состоит из наименования и типа или документа, регламентирующего использование данного устройства. Эта информация располагается внутри прямоугольника. Подобные документы могут указываться и для устройств, представленных условными графическими обозначениями. Какие-либо сокращения и прочие условные наименования наносятся на поля схемы возле прямоугольника.
Дополнительно на схемы наносятся указания параметров и технических характеристик каждой функциональной части, особенности отдельных точек, пояснительные надписи и прочие обозначения.
Если электрическое устройство состоит из различных элементов, в этом случае выполняется разработка сразу нескольких однотипных схем или общая комбинированная схема, включающая в себя все элементы и их разнообразные связи.
Как правильно создать функциональную схему
На данных схемах отображаются детали, элементы и даже целые группы, оказывающие непосредственное влияние на работоспособность электрического устройства, выполнение им своих функций.
Каждая функциональная электрическая схема выполняется по установленным правилам:
- Для отображения функциональных частей и связей между ними применяются специальные условно-графические изображения, определяемые стандартами ЕСКД. Как правило, большинство функциональных частей на этих схемах представляют собой обычные прямоугольники.
- Графически схема строится таким образом, чтобы наглядно продемонстрировать последовательность иллюстрируемых процессов. Для отображение деталей и элементов используются совмещенный или разнесенный способы.
- Совмещенный способ предполагает изображение составных частей, расположенных непосредственно возле друг друга.
- При использовании разнесенного способа все детали и составные части наносятся в разных местах, чтобы создать более наглядное представление об отдельных цепях устройства.
При составлении схем чаще всего используется строчный способ. Графические значки деталей, составляющих единую цепь, отображаются по прямой линии, с последовательным, поочередным расположением друг за другом. Две или несколько цепей, расположенные рядом, прорисовываются параллельно, в виде вертикальных или горизонтальных строк.
При использовании разнесенного способа, на свободных местах схемы могут размещаться графические изображения элементов или деталей, выполненных совмещенным способом. Отдельные детали, используемые в устройстве лишь частично, отображаются полностью. При этом, отдельно указываются как использованные, так и не использованные части. Например, если изображается многоконтактное реле, то использованные контакты прорисовываются длиннее, а неиспользованные – короче.
Особенности составления схем
Функциональные схемы могут создаваться в одно- или многолинейном исполнении. В первом случае цепи с идентичными функциями отображаются в виде одной линии, а одинаковые детали – одними и теми же условно-графическими изображениями.
Многолинейная схема предполагает прорисовку каждой цепи в виде отдельной линии, а их составные части – в виде отдельных графических изображений.
Каждой функциональной группе присваивается обозначение, совпадающее с принципиальной схемой, а также ее наименование. При использовании условно-графических изображений наименования не указываются. Все виды маркировок, наименований, обозначений и типов должны по возможности вписываться вовнутрь прямоугольника.
Пример проектирования цифрового устройства «на пальцах»
Привет, Хабр! Это начало небольшого цикла из двух статей с пошаговым проектированием цифрового устройства с уклоном на практику. Минимум «воды» и максимум практики!
Для начала работы возьмем следующие выходные параметры: 0000110001110001
Примечание: существует множество способов и программ для проектирования цифровых устройств. Показанное в статье может отличаться от привычных вам. Это нормально.
Инструменты, материалы и прочее:
- Electronics Workbench
- Линейка, ручка и листок (для общих расчетов)
- Базовые знания дискретной математики, цифровой схемотехники и принципа работы представленных программ
- Условное графическое обозначение микросхем 7404 (аналог К155ЛН1), 7410 (аналог К155ЛА4), 7410 (аналог К155ЛА4) и 7420 (аналог К155ЛА1)
- Фактическое изображение микросхем 7404 (аналог К155ЛН1), 7410 (аналог К155ЛА4), 7410 (аналог К155ЛА4) и 7420 (аналог К155ЛА1)
Начало работы
1. Построение таблицы истинности и нахождение совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ)
Первым делом необходимо составить таблицу истинности по формуле
где N – количество возможных вариантов, а i – количество выходных сигналов.
В представленном случае это будет выглядеть так:
На основе полученных данных можно перейти к построению таблицы истинности. Для наглядности входные сигналы были обозначены как A, B, C и D, выходной как F.
После построения таблицы истинности можно приступать к получению СДНФ. Это выполняется в два шага:
- Выделяются строчки таблицы истинности, в которых F=1.
- Выписывается конъюнкция переменных у всех выделенных строк по следующей формуле: если значение переменной равно 1, то в конъюнкцию включается сама переменная. Если значение равно 0, то включается отрицание переменной. Полученные конъюнкции нужно связать в дизъюнкцию.
2. Создание карты Карно, минимизация и приведение к базису И-НЕ
Полученную СДНФ необходимо сократить при помощи карт Карно.
Три шага для построения карт Карно:
- так как используются четыре переменные (A, B, C и D), то строится таблица 5×5 клеток;
- таблица заполняется на основе «координат» из таблицы истинности (из строк, в которых F=1) или СДНФ (суть одна. Просто кому как удобнее);
- в заключение смежные клетки объединяются в группы. Группы не должны содержать нули. Группы должны быть кратны двум. Группы могут пересекаться.
Следующее действие — минимизация полученных групп. Общий принцип можно свести к следующему:
Если 11 — значение не меняется;
Если 00 — присваивается отрицание;
Если 01 (или 10) — вычеркивается.
Полученные произведения связываются в дизъюнкцию:
После чего составленное выражение приводится к базису И-НЕ при помощи закона де Моргана (отрицание конъюнкции есть дизъюнкция отрицаний, отрицание дизъюнкции есть конъюнкция отрицаний):
Обратите внимание на изменения — появилось двойное отрицание (по одной на «группу» и одно общее) и изменились знаки.
По желанию также можно составить логическую схему. Почему по желанию? Потому что дальше будет составление электронной схемы на основе логических элементов, а она, по своей сути, является той же самой логической схемой, но с возможностью проверки работоспособности.
Пример логической схемы:
3. Электронная схема на основе логических элементов
Основные расчеты завершены. Теперь можно отложить листок с ручкой и линейкой. Переходим в Electronics Workbench.
В данном случае этот этап выступает «промежуточным» и упрощает процесс перехода от выражения в базисе И-НЕ к электронной схеме на основе микросхем.
1 — Питание;
2 — Переключатели, используемые для подачи сигналов;
3 — Индикаторы (применяются для наглядной проверки работоспособности);
4 — Логические элементы типа «НЕ»;
5 — Логические элементы типа «3И-НЕ»;
6 — Логический элемент типа «4И-НЕ»;
7 — Заземление.
Как можно заметить, логические элементы электронной схемы внешне отличаются от тех, что были представлены ранее (в логической схеме). Это связано с тем, что в Electronics Workbench условное графическое обозначение логических элементов выполнено по стандартам ANSI, тогда как показанная ранее логическая схема была выполнена в соответствии ГОСТ 2.743-91.
Работоспособность электронной схемы проверяется по таблице истинности. Для этого нужно нажать кнопку запуска
и начать производить переключения, проводя сравнение с таблицей истинности.
ВАЖНО: нужно проверять каждую строчку. Выборочная проверка ничего не даст.
4. Электронная схема на основе микросхем
На базе имеющихся данных производится построение электронной схемы на основе микросхем (также по полученной схеме можно будет ориентироваться во время проектирования печатной платы).
Как можно заметить, в полученной электронной схеме использовано 4 микросхемы — 7404 (аналог К155ЛН1), 7410 (аналог К155ЛА4), 7410 (аналог К155ЛА4) и 7420 (аналог К155ЛА1). Для того чтобы понять, как происходит подключение, следует обратиться к фактическому изображению микросхем.
Сначала это может показаться сложным, но со временем вы поймете, что это не так уж и трудно.
ВАЖНО: не забывайте делать проверку.
Как составлять функциональные схемы
Работа каждой технической системы характеризуется некоторыми физическими показателями. При решении конкретных производственных задач часто возникает необходимость изменять значение этих параметров, регулировать их. Этой цели в сложных системах служат системы автоматического управления. Для создания автоматического регулирования параметров проводится анализ, завершающийся составлением функциональной схемы устройства.
Инструкция
Рассмотрите порядок построения функциональной схемы автоматического регулирования уровня топлива в карбюраторе. Определите функциональные элементы системы управления, найдите аналогии в решаемой вами задаче.
Определите принцип работы устройства. В нашем примере увеличение расхода топлива его уровень в поплавковой камере понижается, что приводит к опусканию поплавка. Вместе с поплавком опускается игла, запорный клапан открывается, увеличивая приток топливной смеси. Результат: уровень топлива в поплавковой камере восстанавливается до нормы.
Установите, что является объектом регулирования (ОР), регулируемой величиной, возмущающим и управляющим воздействиями в рассматриваемой системе. В данном случае объектом является поплавковая камера, в пространстве которой происходит процесс регулирования. Величина, подлежащая изменению – уровень топлива. Возмущающим воздействием служит изменение расхода топлива. Управляющим воздействием – подача топлива в камеру, чтобы восстановить заданный уровень.
Найдите функциональный блок, служащий исполнительным устройством (ИУ). В рассматриваемом примере это запорный клапан. Чем ниже находится игла, тем большее количество смеси будет подано в поплавковую камеру.
Определите, что в системе играет роль датчика (Д) и задающего устройства (ЗУ). У нас датчиком служит поплавок, служащий для измерения уровня топлива и преобразующий этот уровень в перемещение иглы клапана. Задающим устройством будет длина стержня иглы.
Сведите все блоки в единую функциональную схему. Подпишите каждый блок и укажите связи между ними. В результате вы должны получить изображение, наглядно отражающее функциональные цепочки в системе автоматического регулирования. По аналогии с рассмотренным примером составьте подобную схему для рассматриваемой вами системы.
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Схемы электрические. Типы схем
Время на прочтение
4 мин
Количество просмотров 416K
Привет Хабр!
Чаще в статьях приводят вместо электрических схем красочные картинки, из-за этого возникают споры в комментариях.
В связи с этим, решил написать небольшую статью-ликбез по типам электрических схем, классифицируемых в Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).
На протяжении всей статьи буду опираться на ЕСКД.
Рассмотрим ГОСТ 2.701-2008 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
Данный ГОСТ вводит понятия:
- вид схемы — классификационная группировка схем, выделяемая по признакам принципа действия, состава изделия и связей между его составными частями;
- тип схемы — классификационная группировка, выделяемая по признаку их основного назначения.
Сразу договоримся, что вид схем у нас будет единственный — схема электрическая (Э).
Разберемся какие типы схем описаны в данном ГОСТе.
Далее рассмотрим каждый тип схем более подробно применительно для электрических схем.
Основной документ: ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем.
Так, что же такое и с чем «едят» эти схемы электрические?
Нам даст ответ ГОСТ 2.702-2011: Схема электрическая — документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи.
Схемы электрические в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:
Схема электрическая структурная (Э1)
На структурной схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними. Графическое построение схемы должно обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
Пример схемы электрической структурной:
Схема электрическая функциональная (Э2)
На функциональной схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы), участвующие в процессе, иллюстрируемом схемой, и связи между этими частями. Графическое построение схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности процессов, иллюстрируемых схемой.
Пример схемы электрической функциональной:
Схема электрическая принципиальная (полная) (Э3)
На принципиальной схеме изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии установленных электрических процессов, все электрические взаимосвязи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы и т.д.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На схеме допускается изображать соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении.
Пример схемы электрической принципиальной:
Схема электрическая соединений (монтажная) (Э4)
На схеме соединений следует изображать все устройства и элементы, входящие в состав изделия, их входные и выходные элементы (соединители, платы, зажимы и т.д.), а также соединения между этими устройствами и элементами. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии. Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов должно примерно соответствовать их действительному размещению в устройстве или элементе.
Пример схемы электрической соединений:
Схема электрическая подключения (Э5)
На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т.д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия (характеристики внешних цепей и (или) адреса). Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия.
Пример схемы электрической подключений:
Схема электрическая общая (Э6)
На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), соединяющие эти устройства и элементы. Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме должно примерно соответствовать действительному размещению элементов и устройств в изделии.
Пример схемы электрической общей:
Схема электрическая расположения (Э7)
На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости связи между ними — конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены.
Пример схемы электрической расположения:
Схема электрическая объединенная (Э0)
На данном виде схем изображают различные типы, которые объединяются между собой на одном чертеже.
Пример схемы электрической объединенной:
PS
Это моя первая статья на Хабре не судите строго.
Каждое изделие, относящееся к категории электрооборудования, изготовлено в соответствии с определенной схемой. Обычно в ней указываются элементы и детали, из которых состоит то или иное устройство. Во всех цепях происходят какие-то процессы, обеспечивающие работоспособность изделия. Для того чтобы лучше понять взаимодействие отдельных участков, составляется электрическая функциональная схема, позволяющая уяснить, как работает электрооборудование в различных эксплуатационных режимах.
Содержание функциональной схемы
На функциональных схемах в первую очередь отображаются рабочие группы, отдельные элементы и связи, существующие между ними. Графическое изображение наглядно представляет, в какой последовательности выполняются функциональные процессы в данном устройстве.
Все элементы на схеме располагаются наиболее удобным способом, отличающимся от их фактического размещения в приборе. Каждая функциональная часть или деталь соответствует определенным условным обозначениям. Точно так же отображаются связи между ними, позволяющие проследить взаимодействие и влияние на общую работоспособность.
Все графические обозначения установлены соответствующими нормативными документами, где определяются стандарты для отдельных элементов и целых групп. Правила выполнения используются такие же, как и в принципиальных схемах. Изображения отдельных функциональных частей могут выполняться в виде прямоугольников. В таких случаях используются правила, действующие для структурных схем.
Изображения на функциональных схемах
Отличие функциональной схемы от структурной заключается в более подробном описании функций имеющихся элементов, деталей и частей. Представленная графика выполняется таким образом, чтобы она наглядно демонстрировала последовательность всех происходящих процессов. Для отображения составляющих применяется совмещенный или разнесенный способы.
Все изображения, представляемые на функциональных схемах, разделяются на несколько категорий:
- Функциональные группы соответствуют условным обозначениям, используемым в принципиальных схемах. Если же применяется изображение в виде прямоугольника, в этом случае наносится наименование данной группы.
- Каждому элементу или отдельной детали присваивается условное графическое обозначение в виде буквенно-цифровых символов, аналогичное принципиальным схемам.
- Устройства, изображенные в виде прямоугольника, должны совпадать с позиционным обозначением, присвоенным на принципиальной схеме. Маркировка состоит из наименования и типа или документа, регламентирующего использование данного устройства. Эта информация располагается внутри прямоугольника. Подобные документы могут указываться и для устройств, представленных условными графическими обозначениями. Какие-либо сокращения и прочие условные наименования наносятся на поля схемы возле прямоугольника.
Дополнительно на схемы наносятся указания параметров и технических характеристик каждой функциональной части, особенности отдельных точек, пояснительные надписи и прочие обозначения.
Если электрическое устройство состоит из различных элементов, в этом случае выполняется разработка сразу нескольких однотипных схем или общая комбинированная схема, включающая в себя все элементы и их разнообразные связи.
Как правильно создать функциональную схему
На данных схемах отображаются детали, элементы и даже целые группы, оказывающие непосредственное влияние на работоспособность электрического устройства, выполнение им своих функций.
Каждая функциональная электрическая схема выполняется по установленным правилам:
- Для отображения функциональных частей и связей между ними применяются специальные условно-графические изображения, определяемые стандартами ЕСКД. Как правило, большинство функциональных частей на этих схемах представляют собой обычные прямоугольники.
- Графически схема строится таким образом, чтобы наглядно продемонстрировать последовательность иллюстрируемых процессов. Для отображение деталей и элементов используются совмещенный или разнесенный способы.
- Совмещенный способ предполагает изображение составных частей, расположенных непосредственно возле друг друга.
- При использовании разнесенного способа все детали и составные части наносятся в разных местах, чтобы создать более наглядное представление об отдельных цепях устройства.
При составлении схем чаще всего используется строчный способ. Графические значки деталей, составляющих единую цепь, отображаются по прямой линии, с последовательным, поочередным расположением друг за другом. Две или несколько цепей, расположенные рядом, прорисовываются параллельно, в виде вертикальных или горизонтальных строк.
При использовании разнесенного способа, на свободных местах схемы могут размещаться графические изображения элементов или деталей, выполненных совмещенным способом. Отдельные детали, используемые в устройстве лишь частично, отображаются полностью. При этом, отдельно указываются как использованные, так и не использованные части. Например, если изображается многоконтактное реле, то использованные контакты прорисовываются длиннее, а неиспользованные – короче.
Особенности составления схем
Функциональные схемы могут создаваться в одно- или многолинейном исполнении. В первом случае цепи с идентичными функциями отображаются в виде одной линии, а одинаковые детали – одними и теми же условно-графическими изображениями.
Многолинейная схема предполагает прорисовку каждой цепи в виде отдельной линии, а их составные части – в виде отдельных графических изображений.
Каждой функциональной группе присваивается обозначение, совпадающее с принципиальной схемой, а также ее наименование. При использовании условно-графических изображений наименования не указываются. Все виды маркировок, наименований, обозначений и типов должны по возможности вписываться вовнутрь прямоугольника.
