4.2 Задачи для самостоятельного решения

Приведите типовую схему автоматизации технологического процесса. Схему начертить в соответствии с ГОСТ 21.404-85 (2003) «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах» /19/.

4.3 Вопросы для самоконтроля знаний

1. В соответствии с какими требованиями выполняют рабочие чертежи силового электрооборудования?

2. Что включают в состав рабочих чертежей силового электрооборудования?

3. Что включают в основной комплект рабочих чертежей марки ЭМ?

4. Какой нормативный документ устанавливает состав и правила оформления рабочих чертежей внутрен­него электрического освещения помещений сельскохозяйственного назначения?

5. Что включают в состав рабочих чертежей внутреннего электрического осве­ще­ния помещений зданий и со­оружений?

6. Что включают в состав основного комплекта рабочих чертежей марки ЭО?

7. В соответствии с требованиями какого стандарта выполняют рабочую документацию систем автоматизации?

8. Что включают в состав рабочей документации систем автоматизации?

9. Что включают в основной комплект рабочих чертежей систем автоматизации марки А?

10. Как изображают объекты управления схем автоматизации?

Практическое занятие №5. Правила выполнения электрических схем (структурных, функциональных, принципиальных)

Цель занятия. Изучение требований к выполнению различных электрических схем.

5.1 Краткие теоретические сведения

Классификация электрических схем и требования к их выполнению. При разработке электрической части проектов комплексной электрификации сельскохозяйственных объектов большое внимание уделяется построению различных схем. По виду элементов схем и связей между ними схемы подразделяются на следующие основные виды: электрические (буквенный код схемы Э), гидравлические (Г), пневматические (П) и кинематические (К). В зависимости от основного назначения схе­мы подразделяются на следующие типы: структурные (цифровой код 1), функциональные (2), принципиальные или полные (3), соединений или монтажные (4), подключения (5), общие (6), расположения (7) и объединенные (О) /14/. Таким образом, код схемы состоит из буквенной части, определяющей вид схемы, и цифро­вой части, определяющей ее тип. Например, код элект­рической схемы соединений (монтажной) будет Э4.

К выполнению схем различных типов предъявляют определенные требования, которые отражены в ГОСТ 2.702-75 (2000) /14/.

Структурные схемы изображают все основные укрупненные части системы и основные связи между ними. Графическое построение схемы должно давать достаточно наглядное представление о взаимодействии и последовательности работы отдельных частей, изображаемых обычно в виде прямоугольников. Линии взаимосвязи между отдельными частями показывают стрелками, обозначающими направление хода процесса, происходящего в установке. На рисунке 5.1 изображены структурные схемы подстанций.

Рисунок 5.1 Структурные схемы подстанций

Функциональные схемы отражают функциональные части установки, участвующие в данном технологическом процессе, показанном схемой. Рядом с графическими обозначениями на схемах этого типа допускается указывать технические характеристики функциональных частей. Структурные и функциональные схемы находят применение при проектировании систем сельскохозяйственных электроприводов, устройств автоматического управления и регулирования. На рисунке 5.2 показан пример выполнения функциональной схемы управления электроприводом.

Рисунок 5.2 Функциональная схема управления электроприводом:

Q — сетевой выключатель; Т — трансформатор; В — управляемый выпрямитель; Д — дроссель; И — инвертор; М — синхронный двигатель; ТН1Г ТН2 — трансформаторы напряжения; ДТ, ДТВ, ДН, ДС — датчики соответственно тока, тока возбуждения, напряжения, скорости; СУВ, СУИ — системы управления соответственно выпрямителем, инвертором; РС, РТ, РНВ, РТВ, РМ — регуляторы соответственно скорости, тока, напряжения, возбудителя, тока возбуждения, мощности; ЗС, ЗН — задатчики соответственно скорости, напряжения возбудителя; ФПС — функциональный преобразователь сигналов

На принципиальных схемах должны быть изображены все электрические элементы установки, необходимые для осуществления заданных электрических процессов и контроля за ними, а также все элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи. На основе принципиальных схем, дающих полное представление о принципах работы данной установки, разрабатывают схемы последующих типов. Схемы выполняют для изделий, находящихся в отключенном положении. На схемах следует указывать обозначения выводов (контактов) элементов, нанесенных на изделие, или имеющихся в технической документации. На принципиальных схемах рекомендуется также указывать характеристики входных и выходных цепей устройства (частоту, напряжение, силу тока и др.), а также параметры, подлежащие измерению, например на контактных гнездах. Изделия, имеющие самостоятельную принципиальную схему, изображают на общей схеме в виде прямоугольника или условного графического обозначения.

Принципиальные схемы выполняют без соблюдения масштаба — действительное пространственное расположение составных частей схемы учитывают приближенно либо совсем не учитывают. Размеры условных графических обозначений принимают по соответствующим стандартам. Линии связи на схемах состоят из горизонтальных и вертикальных отрезков, они должны иметь наименьшее число изломов и пересечений. Все контакты показывают в положениях при отсутствии тока в цепях.

Наиболее наглядное изображение построения электроустановки или ее элементов дают принципиальные схемы. Их можно выполнять как в однолинейном, так и в многолинейном изображении. В первом случае все цепи, выполняющие одинаковые функции, изображают одной линий, а во втором — каждую цепь изображают отдельной линией. Элементы схемы можно изображать совмещенным или разнесенным способом. При совмещенном способе составные части устройства или его элементы, например контакты пускателя_; катушки, кнопочные выключатели и др., изображают на схемах в непосредственной близости один от другого. При разнесенном способе эти составные части размещают на схеме в разных местах так, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно.

При выполнении принципиальных схем управления рекомендуется пользоваться строчным способом, то есть изображать элементы схемы, входящие в одну цепь, последовательно в строку и располагать эти строки одну под другой.

При проектировании важно освоить методику чтения принципиальных схем. На основе чтения схем выявляют принципы действия отдельных частей и всей установки в целом, выявляют особенности работы устройства в различных режимах, определяют уставки по току, времени, которые следует задать приборам и устройствам. Чтение схемы следует начинать с общего ознакомления, разобрать перечень входящих в нее элементов, затем определить цепи питания электродвигателей, катушек пусковой аппаратуры, размещение контактов этой аппаратуры и других элементов, помещенных в схеме. Анализ работы схемы проводят по отдельным цепям (рассматривать несколько цепей сразу не рекомендуется). При этом убеждаются, что данная цепь действительно может функционировать при соответствующих положениях контактов приборов и реле. В результате анализа схемы выявляют ошибки, определяют последовательность работы отдельных элементов, возможные причины отказа в работе схемы, выявляют ложные цепи, дают оценку назначения каждого элемента схемы. На рисунке 5.3 показан пример выполнения принципиальной схемы управления электроприводом.

Рисунок 5.3 Принципиальная электрическая схема управления транспортером

ТСН-3Б

Монтажные схемы показывают все соединения меж­ду устройствами и элементами установки, их входные и выходные элементы, места присоединений и вводов, а также какими проводами, шнурами или кабелями выполняются эти соединения. На монтажных схемах указывают обозначения всех контактов и устройств, нанесенные на изделие или содержащиеся в технической документации. Устройства и элементы с одинаковыми внешними подключениями допускается изображать на схеме с указанием подключения только для одного устройства. При изображении в схеме соединений разъемов допускается вместо них показывать таблицу с указанием подключения контактов. Провода, жгуты и кабели показывают на схеме от­дельными линиями. Допускается эти линии не проводить или обрывать их около мест присоединения, если их полное изображение затрудняет чтение схемы (в этом случае на схеме приводят поясняющие сведения в виде таблицы). На схемах приводят также дополнительные данные: для проводов — марку, площадь поперечного сечения и при необходимости расцветку; для кабелей _ марку, число и площадь поперечного сечени_я жил, число занятых жил.

Схемы подключения, общие, расположения и объединенные в проектах электрификации сельского хозяйства находят ограниченное применение.

Графические обозначения элементов электрических схем дополняют буквенно-цифровыми обозначениями, раскрывающими функциональное назначение каждого элемента и указывающими его место расположения. Позиционные обозначения состоят из прописных букв латинского алфавита и арабских цифр. Их записывают в одну строку без пробелов, допускается части обозначений разделять точкой или двоеточием (в составном обозначении). Для уточнения вида элемента применяют двухбуквенные коды.

В качестве первой буквы кода для коммутационных аппаратов принята буква S, защитных — F, управления — К, сигнальных — H, силовых выключателей — Q. Этой первой буквой обозначают вид или группу видов, к которой принадлежит элемент; вторая буква используется для обозначения принципа действия элемента. Цифры служат для обозначения номера элемента данного вида. В составном обозначении обязательным является указание обеих частей обозначения, то есть вида и номера элемента.

Так, катушка второго на схеме магнитного пускателя будет обозначена КМ2, автомата с третьим порядковым номером — QF3, первого разъединителя — QS1 и т. д. При разнесенном способе допускается к основному номеру элемента добавлять условный номер части этого элемента, расположенной в другой цепи. Его отделяют одной или двумя точками. Например, три контакта магнитного пускателя с первым порядковым номером, помещенные в силовой цепи, будут обозначены КМ1 : 1...3, а четвертый контакт, блокирующий пусковую кнопку и расположенный в цепи управления, бу­дет обозначен КМ1:4 (двоеточие является квалифицирующим символом для обозначения контактов).