So lernen Sie, elektrische Schaltpläne zu lesen und zu zeichnen

Elektrische Diagramme

Der Hauptzweck von Elektroplänen besteht darin, die Verbindung einzelner Geräte, Automatisierungsgeräte und Hilfsgeräte, die Teil der Funktionseinheiten von Automatisierungssystemen sind, unter Berücksichtigung ihrer Arbeitsfolge und Funktionsweise hinreichend vollständig und klar wiederzugeben . Grundlegende elektrische Schaltpläne dienen der Untersuchung des Funktionsprinzips des Automatisierungssystems und sind notwendig bei der Inbetriebnahme und in Betrieb elektrischer Geräte.

Grundlegende elektrische Diagramme sind die Grundlage für die Entwicklung anderer Designdokumente: elektrische Diagramme und Tabellen von Abschirmungen und Konsolen, externe Verkabelungsanschlusspläne, Verbindungspläne usw.

Bei der Entwicklung von Automatisierungssystemen für technologische Prozesse werden üblicherweise schematische Schaltpläne unabhängiger Elemente, Installationen oder Abschnitte eines automatisierten Systems erstellt, beispielsweise eines Steuerkreises für Stellventile, eines automatischen und ferngesteuerten Pumpensteuerkreises, eines Tankfüllstandsalarmkreises , und usw. .

Die wichtigsten Stromkreise werden auf der Grundlage von Automatisierungsschemata, auf der Grundlage der festgelegten Algorithmen für die Funktionsweise einzelner Steuer-, Signal-, automatischer Regelungs- und Steuereinheiten sowie allgemeiner technischer Anforderungen an das zu automatisierende Objekt zusammengestellt.

Auf schematischen Schaltplänen werden Geräte, Geräte, Kommunikationsleitungen zwischen einzelnen Elementen, Blöcken und Modulen dieser Geräte in herkömmlicher Form dargestellt.

Im Allgemeinen enthalten schematische Diagramme:

1) konventionelle Bilder des Funktionsprinzips der einen oder anderen Funktionseinheit des Automatisierungssystems;

2) erklärende Inschriften;

3) Teile einzelner Elemente (Geräte, elektrische Geräte) dieses Stromkreises, die in anderen Stromkreisen verwendet werden, sowie Elemente von Geräten anderer Stromkreise;

4) Schemata der Schaltkontakte von Geräten mit mehreren Positionen;

5) Liste der in diesem Schema verwendeten Geräte und Ausrüstungen;

6) Liste der Zeichnungen zu diesem Schema, allgemeine Erläuterungen und Anmerkungen. Um schematische Diagramme zu lesen, müssen Sie den Algorithmus des Schaltungsbetriebs kennen und das Funktionsprinzip von Geräten und Geräten verstehen, auf deren Grundlage das schematische Diagramm erstellt wird.

Schematische Diagramme von Überwachungs- und Steuerungssystemen können je nach Zweck in Steuerkreise, Prozesssteuerung und Signalisierung, automatische Regelung und Stromversorgung unterteilt werden. Schematische Diagramme nach Typ können elektrisch, pneumatisch, hydraulisch und kombiniert sein. Am weitesten verbreitet sind derzeit Elektro- und Pneumatikketten.

So lesen Sie einen Schaltplan

Das schematische Diagramm ist das erste Arbeitsdokument, auf dem Folgendes basiert:

1) Zeichnungen für die Herstellung von Produkten (Gesamtansichten und elektrische Diagramme und Tabellen von Platinen, Konsolen, Schränken usw.) und deren Verbindungen mit Geräten, Aktoren und untereinander erstellen;

2) Überprüfen Sie die Richtigkeit der hergestellten Verbindungen;

3) die Einstellungen für die Schutzvorrichtungen, Mittel zur Steuerung und Regelung des Prozesses festlegen;

4) Weg- und Endschalter einstellen;

5) Analysieren Sie den Stromkreis sowohl im Entwurfsprozess als auch während der Inbetriebnahme und des Betriebs im Falle einer Abweichung vom spezifizierten Betriebsmodus der Anlage, einem vorzeitigen Ausfall eines Elements usw.

Das Lesen des Schaltplans dient also je nach Arbeitsaufwand unterschiedlichen Zwecken.

Wenn es beim Lesen von Schaltplänen außerdem darum geht, herauszufinden, wo und wie man sie installiert, platziert und anschließt, dann ist das Lesen eines Schaltplans viel schwieriger. Dies erfordert in vielen Fällen fundierte Kenntnisse, die Beherrschung von Lesetechniken und die Fähigkeit, die erhaltenen Informationen zu analysieren. Schließlich wird sich der im schematischen Diagramm gemachte Fehler zwangsläufig in allen nachfolgenden Dokumenten wiederholen.Dies führt dazu, dass Sie erneut den Schaltplan lesen müssen, um herauszufinden, welcher Fehler darin gemacht wurde oder was im Einzelfall nicht dem korrekten Schaltplan entspricht (z. B. die Software mit vielen Kontakten). , das Relais ist korrekt angeschlossen, aber die im Setup eingestellte Dauer bzw. Reihenfolge der Schaltkontakte passt nicht zur Aufgabenstellung) …

Die aufgeführten Aufgaben sind recht komplex und die Betrachtung vieler davon würde den Rahmen dieses Artikels sprengen. Dennoch ist es sinnvoll, ihr Wesen zu klären und die wichtigsten technischen Lösungen aufzulisten.

1. Das Lesen eines schematischen Diagramms beginnt immer damit, sich allgemein mit ihm und der Liste der Elemente vertraut zu machen, jedes Element im Diagramm zu finden und alle Hinweise und Erklärungen zu lesen.

2. Definieren Sie das Stromversorgungssystem für Elektromotoren, magnetische Starterspulen, Relais, Elektromagnete, komplette Werkzeuge, Regler usw. Suchen Sie dazu alle Netzteile im Diagramm, identifizieren Sie für jedes Netzteil die Stromart, die Nennspannung, die Phasenlage in Wechselstromkreisen und die Polarität in Gleichstromkreisen und vergleichen Sie die erhaltenen Daten mit den Nenndaten der verwendeten Geräte.

Gängige Schaltgeräte werden anhand des Diagramms identifiziert, ebenso wie Schutzgeräte: Leistungsschalter, Sicherungen, Überstrom- und Überspannungsrelais usw. Bestimmen Sie die Einstellungen der Geräte anhand der Beschriftungen des Diagramms, der Tabellen oder Notizen und schließlich wird der Schutzbereich jedes einzelnen Geräts bewertet.

Kenntnisse über das Stromversorgungssystem können erforderlich sein, um: die Ursachen von Stromausfällen zu ermitteln; Bestimmen der Reihenfolge, in der der Stromkreis mit Strom versorgt werden soll (dies ist nicht immer gleichgültig); Überprüfen der korrekten Phasenlage und Polarität (eine falsche Phasenlage kann beispielsweise in Redundanzsystemen zu einem Kurzschluss, einer Änderung der Drehrichtung von Elektromotoren, einer Beschädigung von Kondensatoren, einer Verletzung der Stromkreistrennung durch Dioden und einer Beschädigung polarisierter Relais führen). und andere.); Abschätzen der Folgen einer durchgebrannten Sicherung.

3. Sie untersuchen alle Schaltkreise aller elektrischen Empfänger: Elektromotor, magnetische Starterspule, Relais, Gerät usw. Es gibt jedoch viele elektrische Empfänger im Stromkreis, und es ist keineswegs gleichgültig, welcher von ihnen beginnt, den Stromkreis auszulesen – dies hängt von der jeweiligen Aufgabe ab. Wenn Sie die Betriebsbedingungen anhand des Diagramms ermitteln (oder überprüfen müssen, ob sie mit den angegebenen übereinstimmen), beginnen Sie mit dem elektrischen Hauptempfänger, beispielsweise mit dem Ventilmotor. Folgende Stromverbraucher werden sich verraten.

Um beispielsweise den Elektromotor zu starten, müssen Sie ihn einschalten Magnetschalter… Daher sollte der nächste elektrische Empfänger die Spule des Magnetstarters sein. Wenn sein Stromkreis einen Kontakt eines Zwischenrelais enthält, muss der Stromkreis seiner Spule usw. berücksichtigt werden. Es kann jedoch ein anderes Problem vorliegen: Ein Element des Stromkreises ist ausgefallen, beispielsweise eine bestimmte Signallampe nicht aufleuchten. Dann wird sie der erste elektrische Empfänger sein.

Es ist sehr wichtig zu betonen, dass Sie viel Zeit damit verbringen können, nichts zu entscheiden, wenn Sie sich beim Lesen des Diagramms nicht an eine bestimmte Zielstrebigkeit halten.

Bei der Untersuchung des gewählten elektrischen Empfängers ist es daher notwendig, alle möglichen Stromkreise von Pol zu Pol (von Phase zu Phase, von Phase zu Null, je nach Stromsystem) zu verfolgen. In diesem Fall müssen zunächst alle im Stromkreis enthaltenen Kontakte, Dioden, Widerstände usw. identifiziert werden.

Bitte beachten Sie, dass Sie nicht mehrere Strecken gleichzeitig anzeigen können. Zuerst müssen Sie beispielsweise den Schaltkreis zum Schalten der Spule des Magnetstarters „Vorwärts“ während der lokalen Steuerung untersuchen und festlegen, in welcher Position sich die in diesem Schaltkreis enthaltenen Elemente befinden sollen (der Modusschalter befindet sich in der Position „Lokale Steuerung“) , der Magnetstarter „Zurück“ ist ausgeschaltet), was Sie tun müssen, um die Spule des Magnetstarters einzuschalten (drücken Sie die Taste der Taste „Vorwärts“) usw. Dann müssen Sie den Magnetstarter mental ausschalten. Nachdem Sie den lokalen Steuerkreis untersucht haben, stellen Sie den Modusschalter im Geiste auf die Position „Automatische Steuerung“ und studieren Sie den nächsten Schaltkreis.

Die Vertrautheit mit jedem Stromkreis des Stromkreises zielt darauf ab:

a) die Betriebsbedingungen bestimmen, die das System erfüllt;

b) Fehlererkennung; Beispielsweise kann ein Stromkreis in Reihe geschaltete Kontakte haben, die niemals gleichzeitig schließen dürfen.

v) Ermittlung der möglichen Fehlerursachen. Bei einem fehlerhaften Stromkreis sind beispielsweise die Kontakte von drei Geräten betroffen. Wenn man sie berücksichtigt, ist es leicht, ein defektes Gerät zu finden.Derartige Aufgaben fallen bei der Inbetriebnahme und Fehlersuche im laufenden Betrieb an;

G) Elemente einbauen, bei denen Zeitabhängigkeiten entweder aufgrund einer falschen Einstellung oder aufgrund einer falschen Einschätzung der tatsächlichen Betriebsbedingungen durch den Konstrukteur verletzt werden können.

Typische Mängel sind zu kurze Impulse (der gesteuerte Mechanismus hat keine Zeit, den gestarteten Zyklus abzuschließen), zu lange Impulse (der gesteuerte Mechanismus beginnt nach Abschluss des Zyklus, ihn zu wiederholen), eine Verletzung der erforderlichen Schaltsequenz (z. B. die Ventile und die Pumpe werden in der falschen Reihenfolge eingeschaltet oder es werden keine ausreichenden Betriebsabstände eingehalten);

e) Geräte identifizieren, die möglicherweise falsch konfiguriert sind; Ein typisches Beispiel ist eine falsche Einstellung eines Stromrelais im Steuerkreis eines Ventils;

e) Geräte identifizieren, deren Schaltleistung für geschaltete Stromkreise nicht ausreicht oder deren Nennspannung niedriger als erforderlich ist oder deren Betriebsströme der Stromkreise höher sind als die Nennströme des Geräts usw. NS.

Typische Beispiele: Die Kontakte eines elektrischen Kontaktthermometers werden direkt in den Stromkreis eines Magnetstarters eingefügt, was völlig inakzeptabel ist; in einem Stromkreis für eine Spannung von 220 V wird eine Sperrspannungsdiode von 250 V verwendet, was nicht ausreicht, da sie unter einer Spannung von 310 V liegen kann (K2-220 V); der Nennstrom der Diode beträgt 0,3 A, sie ist jedoch in den Stromkreis einbezogen, durch den ein Strom von 0,4 A fließt, was zu einer unzulässigen Überhitzung führt; Die Signalschaltlampe 24 V, 0,1 A wird über einen zusätzlichen Widerstand vom Typ PE-10 mit einem Widerstand von 220 Ohm an eine Spannung von 220 V angeschlossen.Die Lampe leuchtet normal, aber der Widerstand brennt durch, da die darin freigesetzte Leistung etwa doppelt so hoch ist wie die Nennleistung;

(g) Geräte identifizieren, die einer Überspannungsumschaltung ausgesetzt sind, und Schutzmaßnahmen dagegen bewerten (z. B. Dämpfungsschaltungen);

h) Geräte identifizieren, deren Funktion durch angrenzende Stromkreise unzulässig beeinträchtigt werden kann, und Maßnahmen zum Schutz vor Einflüssen bewerten;

i) um mögliche Störkreise sowohl im Normalbetrieb als auch bei Übergangsprozessen zu identifizieren, zum Beispiel beim Aufladen von Kondensatoren, beim Energiefluss in einem empfindlichen elektrischen Empfänger, der beim Ausschalten der Induktivität freigesetzt wird usw.

Falsche Stromkreise entstehen manchmal nicht nur bei einer unerwarteten Verbindung, sondern auch bei einem Nicht-Schließen, einem Kontakt, der von einer Sicherung durchgebrannt ist, während die anderen intakt bleiben. Beispielsweise wird ein Zwischenrelais eines Prozesssteuerungssensors durch eine Spannung eingeschaltet Stromkreis, und sein Öffnerkontakt schaltet sich über den anderen ein. Wenn die Sicherung durchbrennt, fällt das Zwischenrelais ab, was von der Schaltung als Modusverletzung wahrgenommen wird. In diesem Fall können Sie die Stromkreise nicht trennen, oder Sie müssen den Schaltplan anders zeichnen usw.

Wenn die Reihenfolge der Versorgungsspannungen nicht eingehalten wird, können falsche Schaltkreise gebildet werden, was auf eine schlechte Designqualität hinweist. Bei ordnungsgemäß ausgelegten Schaltungen sollte die Reihenfolge der Zuführung der Versorgungsspannungen sowie deren Wiederherstellung nach Störungen zu keiner betriebsbedingten Umschaltung führen;

Um die Folgen eines Isolationsfehlers an jedem Punkt des Stromkreises nacheinander zu beurteilen.Wenn beispielsweise die Taster mit dem neutralen Arbeitskabel verbunden sind und die Starterspule mit dem Phasenkabel verbunden ist (es ist notwendig, sie umzudrehen), dann, wenn der Schalter des Stopp-Tasters mit dem Erdungskabel verbunden ist Anlasser lässt sich nicht ausschalten. Schließt sich das Kabel nach dem Einschalten mit der „Start“-Taste der Masse, schaltet sich der Anlasser automatisch ein;

l) Bewerten Sie den Zweck jedes Kontakts, jeder Diode, jedes Widerstands und jedes Kondensators, wobei Sie davon ausgehen, dass das betreffende Element oder der betreffende Kontakt fehlt, und bewerten Sie die Konsequenzen daraus.

4. Das Verhalten der Schaltung wird sowohl bei teilweiser Abschaltung als auch bei Wiederherstellung ermittelt. Leider wird dieses kritische Problem oft unterschätzt. Daher besteht eine der Hauptaufgaben beim Lesen des Diagramms darin, zu überprüfen, ob das Gerät von einem Zwischenzustand in einen Betriebszustand übergehen kann und dass keine unerwarteten Betriebswechsel auftreten. Daher schreibt die Norm vor, dass beim Ziehen von Stromkreisen davon auszugehen ist, dass die Stromversorgung abgeschaltet ist und die Geräte und deren Teile (z. B. Relaisanker) keinen erzwungenen Einflüssen ausgesetzt sind. Von diesem Ausgangspunkt aus ist es notwendig, die Schemata zu analysieren. Zeitdiagramme der Wechselwirkung, die die Dynamik des Schaltkreisbetriebs und nicht nur seinen stationären Zustand widerspiegeln, sind bei der Schaltkreisanalyse eine große Hilfe.