2.6. Основные сведения по составлению схем автоматики

Схема является главным документом, поясняющим принцип действия и взаимодействия различных элементов, устройств или в целом систем автоматики. В зависимости от видов элементов и связей, входящих в состав автоматической установки, схемы разделяют на электрические, гидравлические, пневматические и кинематические, которые обозначаются соответствующими буквами, Э, Г, П и К.

В соответствии с назначением схемы подразделяют на следующие типы: принципиальные, соединения (монтажные), подключения, функциональные и структурные. Наименование схемы определяется ее видом и типом, например, схема электрическая принципиальная или схема гидравлическая подключения.

Схемы вычерчивают без соблюдения масштаба и часто без учета действительного пространственного расположения составных элементов установки. Они должны быть выполнены четко и компактно, но без ущерба для ясности и удобства чтения. При этом необходимо стремиться к минимальному числу пересечений и изломов линий. Для сложных установок схема может быть изображена на нескольких листах. Линии, которые показывают связь элементов, расположенных на отдельных листах, обрывают за пределами изображения схемы. Около места обрыва наносят условные обозначения одними и теми же буквами или цифрами, по которым легко определяются связи и продолжения линий на других листах.

Принципиальные электрические схемы иллюстрируют порядок соединения между собой отдельных элементов установки. На них изображают все элементы и все связи между ними, которые показывают входные и выходные цепи. Схемы вычерчивают для положения установок в отключенном состоянии. Другими словами, изображение элементов должно соответствовать обесточенному состоянию всех цепей схемы и отсутствию внешних механических воздействий на аппаратуру.

Для удобства чтения схема должна быть логически последовательной и читаться слева направо или сверху вниз.

Условные графические обозначения элементов вычерчивают в горизонтальном или вертикальном положении, а в отдельных случаях допускается обозначение поворачивать на угол, кратный 45°.

При больших форматах для облегчения нахождения элементов сложные схемы разбивают на отдельные зоны, которые указывают в перечне элементов. Если на одной схеме изображают различные по функциональному назначению цепи, то их вычерчивают линиями разной толщины (от 0,2 до 1 мм).

Каждому элементу схемы присваивают буквенное или цифровое по­зиционное обозначение. Буквенное обозначение обычно представляет собой сокращенное наименование элементов, например: РВ — реле времени, Тр — трансформатор, МП — магнитный пускатель. Цифровые номера следуют в порядке их возрастания, начиная с единицы, например, РB1,PB2 и т. д.,Rl,R2 и т.д. Последовательность номеров соответствует последовательному расположению на схеме основных элементов, считая слева направо или сверху вниз. При необходимости раздельно изображенные части элементов соединяют линией, указывающей на принадлежность их к одному конструктивному элементу. К сложной схеме, как правило, дается перечень элементов, в котором приведены основные данные об элементах.

Номиналы резисторов от 0 до 999 Ом на схемах пишутся без ука­зания единицы измерения, от 1 до 999 Ом — с обозначением единицы измерения буквой «к», а свыше 1 Мом — буквой «М». Для конденсаторов емкость в пикофарадах записывают числом без указания единицы измерения, а в микрофарадах емкость записывают в виде дробных величин или целым числом, проставляя, после него через запятую знак нуль, например 0,02; 0,2; 20,0.

Если параметры резисторов, конденсаторов и других элементов выбираются при наладке изделия, то в позиционных обозначениях таких элементов на схеме проставляют звездочки, например R2*, С4*.

Различают совмещенные и разнесенные (развернутые) принципиальные схемы.

На совмещенной схеме составные части элементов изображают совместно в непосредственной связи друг с другом и каждый элемент обозначают своим условным символом. Связь между отдельными элементами показывают линиями, идущими от одного элемента к другому. Преимущество совмещенных схем заключается в их наглядности простоте чтения при небольшом количестве межэлементных связей.

На разнесенной схеме условные обозначения составных частей эле­ментов изображают в разных местах схемы. Обычно последовательность соединения отдельных элементов аппаратуры показывают по цепи протекания тока от плюса к минусу или от одной фазы к другой. Элементы, входящие в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — одну под другой в виде параллельных горизонтальных или вертикальных строк (строчным способом). Схемы этого типа выполняют отдельно по цепям постоянного напряжения, переменного напряжения или переменного тока. Для облегчения нахождения элементов параллельные строки нумеруют последовательно возрастающими порядковыми цифрами. В ряде случаев в схемах постоян­ного тока начало цепей положительной полярности нумеруют нечетными цифрами, а отрицательной полярности — четными. На свободном поле рядом со схемой часто помещают разъяснение условного шифра элемента или его функционального назначения и основные технические данные.

Разнесенные схемы отличают простота изображения и наглядность взаимодействия элементов, возможность быстрого обнаружения обрывов и обходных ложных цепей.

Схема соединений изображает либо внешние соединения между отдельными узлами устройства, либо соединения между элементами внутри устройства. Схему, показывающую внешние подключения установки, называют схемой подключения. Такие схемы служат рабочими чертежами, по которым делают монтаж аппаратуры, поэтому их еще называют монтажными.

Для правильного соединения проводов при монтаже и для облегчения эксплуатации на схеме соединений изображают все элементы с их входными и выходными зажимами или разъемами, к которым присоединяются провода, а также показывают связи между элементами. Для упрощения схемы провода, идущие в одном направлении, объединяют в одну общую линию, а при подходе к зажимам каждый провод показывают отдельно. Элементы вычерчивают в различной форме: в виде прямоугольника или в условном графическом обозначении, а иногда в форме внешних очертаний прибора. Внутри или около изображения элемента указывают его наименование или тип, а на входных и выходных клеммах — определенную маркировку. Маркировка состоит из букв и цифр и в условном виде обозначает функциональное назначение и характеризует положение проводов и аппаратов в схеме. Она показывает, откуда приходит провод и куда подключается. Поэтому маркируют оба конца провода и переносят это обозначение на схему. Номера кабелей проставляют на схеме в окружностях вблизи от мест разветвления жил. На электрической схеме иногда указывают марки, сечения и расцветку проводов, если они не обозначены в других конструкторских документах к данной установке.

При автоматизации мобильных сельскохозяйственных машин и стационарных механизмов наряду с электрическими часто приходится иметь дело с кинематическими, гидравлическими и пневматическими схемами, на которых изображают соответственно кинематические элементы (шестерни, звездочки, шкивы, кулачки) и их механические и немеханические соединения (валы, стержни, шатуны, оси и т. п.), гидравлические и пневматические приводы, системы охлаждения и смазки, топливные системы, системы газо- и водоснабжения и др.