Разработка вопроса «Разработка и описание электрической принципиальной схемы управления»

Принципиальная электрическая схема отражает взаимные связи между отдельными электрическими устройствами, аппаратами, приборами и средствами автоматизации с учётом принципа действия и последовательности работы, отдельных её элементов.

Прежде чем составить схему, необходимо определить систему подключения к сети электродвигателя, катушек пускателей к реле, электромагнитов, приборов, регуляторов и других элементов, выявить их общие коммутационные аппараты и аппараты защиты.

Принципиальную электрическую схему изображают в положении отключенного питания, когда на аппараты и их части нет принудительных воздействий, такое положение является исходным для электрической схемы.

При разработке принципиальной электрической схемы рекомендуется придерживаться определенной последовательности:

ознакомиться с назначением, устройством и технологией работы механизма, его особенности;

составить технические условия на электропривод и схему управления;

вычертить силовую часть принципиальной электрической схемы;

обозначить сеть;

вычертить схему управления;

обозначить питание цепи управления;

изучить схему в целом и выделить типовые схемные решения и узлы;

определить функциональные назначение всего электрооборудования схемы;

установить по схеме наличие замкнутых цепей протекания тока или передачи потенциала при подаче питания;

рассмотреть, какие аппараты включаются при подачи питания;

установить цепи, в которых переключаются контакты аппаратов;

выбрать режим работы схемы и механизма и найти в схеме аппарат, включением которого начинается работа механизма;

установить взаимодействие аппаратов и электроприводов исполнительных механизмов, начиная с первого этапа его работа;

выделить в схеме, какие дополнительные переключения производятся после первого этапа работы механизма по технологическим факторам;

рассмотреть по схеме аппараты, дающие команду на переход ко второму этапу работы;

установить, по схеме момент окончания цикла работы и её возврата в исходное положение.

Технические условия на разработку электрической принципиальной схемы составляются в виде перечня операций, которые будет осуществлять принципиальная схема.

схема обеспечивает защиту силовой цепи и цепи управления от токов короткого замыкания и перегрузок;

осуществляет отключение магнитных пускателей при исчезновении напряжения и блокировку самовключения после подачи напряжения;

управляет запуском привода главного движения путём изменения по времени схемы включения со “звезды” на “треугольник”;

осуществляет световую сигнализацию:

– о включении электроприводов;

– об открытом защитном экране;

осуществляет блокировку последовательности включения электрооборудования;

осуществляет автоматическое управление насосом системы охлаждения.

Описание электрической схемы начинается с рассмотрения состояния аппаратов, когда они отключены, т. е. при отсутствии питания и командных воздействий. При описании схемы отмечается последовательность действия электрооборудования для рабочих и наладочных режимов, т. е. какие аппараты изменяют, сваё состояние при переходе к первому этапу работы, затем ко второму под воздействием управляющих команд и при взаимодействии между собой, прослеживается прохождение команд по различным цепям и аппаратам схемы. Обращается внимание на блокировки и защиту электрооборудования от ненормальных режимов работы, а также вопросы электробезопасности.

Назначение элементов принципиальной электрической схемы оформляется в виде таблицы 4.1.

 

Таблица 4.1 Назначение элементов принципиальной электрической схемы

Обозначение элементов	Название элементов	Назначение элементов
OF1	Автоматический выключатель	Подает напряжения на схему, защищает от токов короткого замыкания и перегрузок
QD	Устройство защитного отключения	Защищает персонал от токов утечки
FU	Плавкий предохранитель	Защищает цепь управления от токов короткого замыкания
КМ1-3	Магнитный пускатель	Дистанционно управляет приводом главного движения, а также обеспечивает нулевую защиту
HL1	Световая сигнализация	Сигнализирует о подачи напряжения в схему

Пример изображения принципиальной электрической схемы приводится на рисунке 4.1.

Правила изображения элементов принципиальной электрической схемы приводится в табл. 4.2, буквенное обозначение элементов электрической принципиальной схему приводится в табл. 4.3.

 

Рисунок 4.1 – Пример изображения принципиальной электрической схемы

 

 

Таблица 4.2 Обозначения условные графические и позиционные в электрических схемах

 

№	Наименование	Обозначение
	Ввод переменного трехфазного тока, пятипроводная линия (три фазных провода, нейтраль N, один провод защитный с заземлением PE) частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В, т.е. сеть TN-S	Ввод 3 NРE~50 Гц 380/220 В
То же, четырехпроводная линия (три фазных провода, один защитный провод с заземлением, выполняющий функцию нейтрали, т.е. PEN проводником), сеть TN-C	Ввод 3 РEN~50 Гц 380/220 В
В электрических схемах (не на вводах) переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В	3 ~50 Гц 380 В
	Ввод однофазной электрической сети TN-S напряжением 220 В, частотой тока 50 Гц, с разделенными проводниками PE и N	Ввод 1 NPE~50 Гц 220 В
В электрических схемах (не на вводах) переменный ток, однофазный, частотой 50 Гц, напряжением 220 В	1 ~50 Гц 220 В
	Обозначение на принципиальной электрической схеме ввода трехфазной электрической сети напряжением 220/380 В, частотой тока 50 Гц, с разделенными проводниками PE и N, подключаемой при монтаже к клеммнику ХТ1 ящика управления: 1 вариант         2 вариант	3 NPE~50 Гц 380/220 В XT1.1 XT1.2 XT1.3 XT1.4   3 NPE~50 Гц 380/220 В
	Трёхфазный автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем
	Трёхфазный автоматический выключатель с электромагнитным и тепловым расцепителем (комбинированным расцепителем)
	Трёхфазный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем (электромагнитным и тепловым) и дополнительным независимым расцепителем
	Трёхфазный четырёхполюсный автоматический выключатель с комбинированным расцепителем
	Однофазный автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем и блок-контактом	Примечание. Механическую связь можно не показывать
	То же, с комбинированным расцепителем, но без блок-контакта
	Однофазное двухполюсное устройство защитного отключения (УЗО), реагирующее на дифференциальный ток I D n	IDn
	Трёхфазное устройство защитного отключения (УЗО), реагирующее на дифференциальный ток I D n	IDn
	То же, но селективное	IDn
	Однофазный дифференциальный автоматический выключатель (сочетание автоматического выключателя, имеющего комбинированный расцепитель, с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток I D n)	IDn
	Трёхфазный четырехполюсный дифференциальный автоматический выключатель	IDn
	Трёхфазный выключатель нагрузки, пакетный выключатель
	Рубильник-выключатель, совмещённый с предохранителями
	Контакты электромагнитного пускателя и его катушка
	Контакт замыкающий (слева направо, сверху вниз)   Размыкающий (слева направо, сверху вниз)     Переключающий (слева направо, сверху вниз)     Переключающий, с нейтральным положением (например, тумблер)
	Реле электромагнитное промежуточное: катушка и контакты
	Контакт концевого выключателя: замыкающий размыкающий
	Катушка и контакты реле времени:     1) замыкающий, с выдержкой времени при срабатывании     2) замыкающий, с выдержкой времени при возврате   3) размыкающий, с выдер-жкой времени при срабаты-вании     4) размыкающий, с выдерж-кой времени при возврате     5) размыкающий, с выдерж-кой времени при сраба-тывании и возврате   6) замыкающий, с выдержкой времени при срабатывании и возврате	R=2,5
	Трехфазное тепловое реле:   Нагреватели     Контакт теплового реле с самовозвратом   Контакт теплового реле без самовозврата (с возвратом элемента посредством нажатия кнопки)	Продолжение приложения А КК КК КК КК КК КК КК
	Выключатель ручной (кнопка) с самовозвратом: «Пуск»     «Стоп»     без самовозврата	SB SB     или   SB SB   или   SB SB   или
	Асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (с присоединенными проводниками трех фаз и проводом защитного заземления PE)	Ø10   Ø20 M
	Переключатель однополюсный многопозиционный (например, на 4 положения)	SA
	Переключатель однополюсный двухпозиционный, со средним нейтральным положением	SA Р A или SA A Р
	Переключатель двухполюсный на 2 рабочих положения с нейтралью (в положении «А» замыкается цепь 3-4; в положении «Р» – цепь 1-2).   (допустимое обозначение)	SA A О Р
	Переключатель двухполюсный на три положения с нейтралью, со сложной коммутацией (в положении «Мест.» замыкается цепь 3-4, в положении «Дист.» – цепь 1-2).   (рекомендуемое обозначение)	Дист. SA Мест.
	То же, на 4 подключаемые цепи	Дист. SA Мест. .
	Арматура светосигнальная: 1. С лампой накаливания и встроенным резистором; с лампой накаливания и резистором, отделенным от арматуры)   2. С лампой газоразрядной и встроенным добавочным резистором   3. Со светодиодом (и встроенным резистором для постоянного тока; со встроенным резистором плюс диодом – для переменного тока)	HL HL R HL HL
	Звонок электрический	HА
	Соединение: – разборное – неразборное – гнездо испытательное   разъемное трехштыревое (трехпроводное)   однопроводнoе   штырь гнездо	ХТ ХТ или ХТ XT XT   XS ХТ XP
	Розетка (силовая) с маркировкой присоединяемых проводников, четырехштыревая	L1 L2 L3   N XS
	Реле уровня мембранное, поплавковое (с выходным микровыключателем, без усилителя)	SL SL
	Реле давления (без усилителя, с выходным микровыключателем)	SP SP
	Реле температуры (без усилителя)	t0 t0 SK SK
	Трансформатор натяжения	TV
Автотрансформатор	TV TА
	Трансформатор тока	или TА Л1 Л2 И2 И1 И2 И1 Л2 Л1
	Амперметр и вольтметр	PA А PV V
	Фотореле с фотодатчиком (фотосопротивлением)	A BL
	Диод, выпрямитель	– + ~ ~ UZ VD
	Конденсатор: неполярный полярный (оксидный)	+ C C
	Стабилитрон односторонний   Двухсторонний	VS VD VD
	Тиристор с управлением по катоду и аноду	VS
	Динистор	VD
	Симистор	VS
	Резистор постоянный   Подстрочный, переменный	R R R
	Потенциометр	R
	Терморезистор	RS RK t0
	Шунт измерительный
	Варистор     Разрядник	RU   FU U
	Оптопара диодная,     тиристорная,     транзисторная	U U U ` U
	Транзистор:   п – р – п   р – n – р	Ø10 VT VT
	Полевой транзистор: с каналом n -типа     с каналом p -типа   с изолированным затвором n -типа	VT VT VT З И   С
	Однопереходной транзистор (двухбазовый диод) n -типа   p -типа	VT VT
	Источник постоянного тока (батарея)	– + GB
	В данном приложении использованы обозначения по ГОСТ 2.755–87, ГОСТ 2.756–76, ГОСТ 2.727–74, ГОСТ 2.722–68, ГОСТ 2.730–73 и др.

 

Таблица 4.3 Буквенные коды наиболее распространенных элементов электрических схем по ГОСТ 2.710–81

 

Первая буква кода	Группа видов элементов	Примеры видов элементов	Код
А	Устройство (общее обозначение)
В	Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи или датчики	Громкоговоритель Магнитострикционный элемент Детектор ионизирующих излучений Сельсин-приемник Телефон (капсюль) Сельсин-датчик Тепловой датчик Фотоэлемент Микрофон Датчик давления Пьезоэлемент Датчик частоты вращения (тахогенератор) Звукосниматель Датчик скорости	BA   BB   BD BE BF BC BK BL BM BP BQ   BR BS BV
С	Конденсаторы
D	Схемы интегральные, микросборки	Схема интегральная аналоговая Схема интегральная цифровая, логический элемент Устройство хранения информации Устройство задержки	DA     DD   DS DT
Е	Элементы разные	Нагревательный элемент Лампа осветительная Пиропатрон	EK EL ET
F	Разрядники, предохранители, устройства защитные	Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия Дискретный элемент по току инерционного действия Предохранитель плавкий Дискретный элемент защиты по напряжению, разрядник	FA   FP FU   FV
G	Генераторы, источники питания	Батарея	GB
Н	Устройства индикационные и сигнальные	Прибор звуковой сигнализации Индикатор символьный Прибор световой сигнализации	HA HG   HL
К	Реле, контакторы, пускатели	Реле токовое Реле указательное Реле электротепловое Контактор, магнитный пускатель Реле времени Реле напряжения	KA KH KK   KM KT KV
L	Катушки индуктивности, дроссели	Дроссель люминесцентного освещения	LL
М	Двигатели
Р	Приборы, измерительное оборудование. Примечание: Сочетание РЕ применять не допускается	Амперметр Счетчик импульсов Частотомер Счетчик реактивной энергии Счетчик активной энергии Омметр Регистрирующий прибор Часы, измеритель времени действия Вольтметр Ваттметр	PA PC PF PK PJ PR PS   PT PV PW
Q	Выключатели и разъединители в силовых цепях (энергоснабжение, питание оборудования и т.д.)	Выключатель автоматический Короткозамыкатель Разъединитель	QF QK QS
R	Резисторы	Терморезистор Потенциометр Шунт измерительный Варистор	RK RP RS RU
S	Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных Примечание: Обозначение SF применяют для аппаратов, не имеющих контактов силовых цепей; не применяют для автоматических выключателей защиты от сверхтоков	Выключатель или переключатель Выключатель кнопочный Выключатель автоматический Выключатели, срабатывающие от различных воздействий: от уровня от давления от положения (путевой) от частоты вращения от температуры	SA SB SF     SL SP SQ SR SK
T	Трансформаторы, автотрансформаторы	Трансформатор тока Электромагнитный стабилизатор Трансформатор напряжения	TA   TS TV
U	Устройства связи Преобразователи электрических величин в электрические	Модулятор Демодулятор Дискриминатор Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель	UB UR UI     UZ
V	Приборы электровакуумные и полупроводниковые	Диод, стабилитрон Прибор электровакуумный Транзистор Тиристор	VD VL VT VS
X	Соединения контактные	Токосъемник, контакт скользящий Штырь Гнездо Соединение разборное Соединитель высокочастотный	XA XP XS XT   XW
Y	Устройства механические с электромагнитным проводом	Электромагнит Тормоз с электромагнитным приводом Муфта с электромагнитным приводом Электромагнитный патрон или плита	YA   YB   YC   YH
Z	Устройства оконечные, фильтры Ограничители	Ограничитель Фильтр кварцевый	ZL ZQ

 

В этом пункте пояснительной записки описывается схема управления электроприводом.

Сначала описывается состав схемы, её силовая часть, назначение элементов схемы. Потом описывается работа схемы в основном режиме управления, при автоматическом управлении, при наладке.

Описание электрической схемы начинается с рассмотрения состояния аппаратов, когда они отключены, т. е. при отсутствии питания и командных воздействий. При описании схемы отмечается последовательность действия электрооборудования для рабочих и наладочных режимов, т. е. какие аппараты изменяют, сваё состояние при переходе к первому этапу работы, затем ко второму под воздействием управляющих команд и при взаимодействии между собой, прослеживается прохождение команд по различным цепям и аппаратам схемы. Обращается внимание на блокировки и защиту электрооборудования от ненормальных режимов работы, а также вопросы электробезопасности.