Общие правила выполнения принципиальных схем

На принципиальной схеме показывают условными графическими обозначениями все электрические элементы электроустановки, а также все электрические связи между ними.

Связи по возможности изображают прямыми линиями с наименьшим числом пересечений.

Линии связи должны быть, как правило, показаны полностью, обрывать их допускается лишь в схемах очень большого размера.

Применительно к технологическим объектам управления различают следующие принципиальные схемы:

- силовых цепей, которые содержат устройства, предназначенные для реализации силовой (тяговой) мощности. В состав силовых цепей входят силовые (тяговые) электрические двигатели, пусковое оборудование, силовая коммутационная аппаратура, различные реле контроля, защиты и т. д.;

- электрических цепей управления, к которым относятся цепи управления электрическими аппаратами, сигнализации, автоматики и др.;

- вспомогательных цепей, в которые входят вспомогательные машины и устройства отопления, т. е. оборудование, предназначенное для обеспечения собственных нужд.

Основные правила составления электрических принципиальных схем

Составление принципиальной электрической схемы производственного механизма проводится на основании требований технического задания.

В процессе составления принципиальной схемы уточняются также типы, исполнения и технические данные электродвигателей, электромагнитов, реле, конечных выключателей, контакторов, и т. п.

На принципиальной схеме все элементы каждого электрического устройства, аппарата или прибора показываются отдельно и размещаются для удобства чтения схемы в различных местах ее в зависимости от выполняемых функций. Все элементы одного и того же устройства, машины, аппарата и т. п. снабжаются одинаковым буквенно-цифровым обозначением, на пример: KM1 — контактор линейный первый, KT2 — реле времени второе и т. п.

ГОСТ 2.710-81 «Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах»

На электрической принципиальной схеме показываются все электрические связи между входящими в неё элементами электрооборудования производственного механизма.

На принципиальных схемах силовые цепи обычно размещают слева и изображают их толстыми линиями (S), а цепи управления размещают справа и чертят тонкими линиями (1/2 S).

Принципиальная схема проектируется с использованием существующих типовых узлов и схем автоматического управления электропроводами.

Например, схем магнитных контроллеров и защитных панелей - для ПТМ (лифтов, подъёмных кранов, тельферов), схем узлов перехода от наладочного режима к автоматическому режиму при помощи раздельных кнопок управления или переключателей режимов — для ПТС и металлорежущих станков и т. д.

Релейно-контактные схемы необходимо составлять с учетом минимальной загрузки блок-контактов реле, контакторов, путевых выключателей и т. д., применяя для снижения коммутируемой ими мощности усилительные устройства: электромагнитные, полупроводниковые усилители и др.

Для повышения надежности работы схемы нужно выбрать наиболее простой, и в тоже время, эффективный вариант реализации, имеющий наименьшее количество органов управления, аппаратов и контактов.

 Для этой цели следует, например, применять общие аппараты защиты для электродвигателей, не работающих одновременно, а также осуществлять управление вспомогательными приводами от аппаратов главного привода, если они работают одновременно.

Цепи управления в сложных схемах следует присоединять к сети через трансформатор, понижающий напряжение до 110 В.

Это исключает электрическую связь силовых цепей с цепями управления и устраняет возможность ложных срабатываний релейно-контактных аппаратов при замыканиях, на землю в цепях их катушек.

Относительно простые схемы электрического управления допускается присоединять непосредственно к питающей сети.

Подача напряжения на силовые цепи и цепи управления должна производиться посредством вводного пакетного выключателя, тумблера или автоматического выключателя.

При применении на металлорежущих станках или других машинах только двигателей постоянного тока в схеме управления следует использовать также аппаратуру постоянного тока.

Различные контакты одного и того же электромагнитного аппарата (контактора, реле, командоконтроллера, путевого выключателя и др.) рекомендуется по возможности подключать к одному полюсу или фазе сети.

Это позволяет осуществить более надежную работу аппаратов (отсутствует вероятность пробоя и замыкания по поверхности изоляции между контактами).

Из этого правила следует, что один вывод катушки всех электрических аппаратов по возможности нужно подключать к одному полюсу (фазе) цепи управления.

Для обеспечения надежной работы электрооборудования должны быть предусмотрены средства электрической защиты и блокировки.

Электрические машины и аппараты всегда должны защищаться от возможных коротких замыканий и недопустимых перегрузок.

В СУ ЭП станков, молотов, прессов, мостовых кранов обязательно наличие нулевой защиты для устранения возможности самозапуска электродвигателей при снятии и последующей подаче напряжения питания.

Электрическая схема должна быть построена так, чтобы при перегорании предохранителей, обрыве цепей катушек, приваривании контактов не возникало аварийных режимов работы электропривода.

Схемы управления должны иметь защитные и технологические блокировки для предотвращения аварийных режимов при ошибочных действиях оператора, а также для обеспечения заданной последовательности технологических операций.

В сложных схемах управления необходимо предусмотреть блокировки, сигнализации и электроизмерительные приборы, позволяющие оператору (станочнику, крановщику) визуально наблюдать за режимом работы электроприводов.

Сигнальные лампы обычно включаются на пониженное напряжение: 6, 12, 24 или 48 В.

Для удобства эксплуатации и правильного монтажа электрооборудования зажимы всех элементов электроаппаратов, электрических машин (главные контакты, вспомогательные контакты, катушки, обмотки и др.) и провода на схемах маркируются.

Участки (зажимы элементов схемы и соединяющие их провода) цепей постоянного тока положительной полярности маркируются нечетными числами, а отрицательной полярности – четными числами.

Цепи управления переменного тока маркируются аналогично, т. е. все зажимы и провода, присоединяемые к одной фазе, маркируются нечетными числами, а к другой фазе – четными.

Общие точки соединений нескольких элементов на схеме имеют один и тот же номер.

После прохождения цепи через катушку, контакт, сигнальную лампу, резистор и т. п. номер изменяется.

Для выделения отдельных видов цепей индексация (маркировка, адресация) производится так, чтобы:

- цепи управления имели номера от 100 до 399;

- цепи сигнализации – от 400 до 799;

- цепи питания – от 800 до 999 и т. д.

Всем электрическим аппаратам и приборам присваиваются буквенно-цифровые обозначения.

При этом если эти аппараты и приборы показаны на схеме автоматизации, то их обозначения должны совпадать.

Если они не совпадают, тогда рядом с обозначениями аппаратов, приведенными на электрической схеме, в скобках приводят соответствующие обозначения по схеме автоматизации.

Контакты аппаратов, основной элемент которых изображен на другом чертеже, обводятся контуром, выполненным штриховой линией:

- контакты датчиков и приборов – окружностью.

- контакты реле, контакторов и других электрических аппаратов прямоугольником:

С наличием обязательной ссылки на номер чертежа, на котором изображена катушка этого аппарата.

Если при проектировании системы управления и сигнализации используются комплектные устройства или приборы с относительно сложной схемой внутренних электрических соединений, то такие устройства и приборы показываются в виде прямоугольника с указанием входных и выходных клемм.

При необходимости принципиальная электрическая схема такого узла изображается отдельно.

Выполнение электрических схем должно осуществляться в строгом соответствии требованиям ГОСТ на условные (установленные) буквенно-цифровые и графические обозначения.

Выполняя каждую электрическую схему, соблюдаются также изложенные ниже требования и общие правила:

- Электроустановки, защитные, коммутирующие и иные устройства должны изображаться в отключенном положении (состоянии), т. е. при отсутствии тока во всех цепях схемы и воздействий на управляющие и воспринимающие аппаратов внешних принудительных сил, воздействующих на подвижные контакты данных аппаратов;

- Схема выполняется без соблюдения масштаба, действительное расположение касающихся составных частей электроустановки не учитываются вообще, или же учитывают приближенно;

- Количество каких-либо схем, характеризующих электроустановку, должно сводится к минимуму, при условии, что схемы содержат достаточно сведений для регулировки, ремонта, проектирования, эксплуатации и монтажа ЭУ;

- На схемах электроустановок должно быть как можно меньшее количество всевозможных пересечений линий и изломов, а расстоянием между параллельными соседними линиями – не менее 3 мм;

- Принципиальная электрическая схема должна занимать не менее 2/3 площади формата (листа) на котором она представлена;

- Элементы одной функциональной группы должны показываться на принципиальных электрических схемах в определённых зонах (частях) чертежа;

- Удобство чтения схемы должно определяется расположением условных обозначений, как графических, так и буквенно-цифровых;

- Изображения цепей на одной и той же схеме с различным функциональным назначением разрешается различать толщиной их линий.

Например, толщина, рекомендуемая для линий электрической связи – 0,3 – 0,4 мм.

При наличии в схеме различных цепей по функциональному назначению, толщины неодинаковых линий берут в пределах от 0,2 до 1 мм;

- Маркировка (нумерация) выводов обмоток электродвигателей производится в соответствии с ГОСТ 26772-85;

- Магнитопроводные сердечники, являющиеся элементами условных графических обозначений трансформаторов и дросселей на электрических схемах показываются сплошной линией толщиной 1,2 ÷ 1,5S, на иных видах изображают как монолитные тела;

- В изображениях продольных разрезов якорей, статоров и роторов электродвигателей отображают нередко только верхнюю половину, в то время как нижняя половина в случае необходимости изображается контуром.

Примеры выполнения заданий с учётом функциональных возможностей ЭПРСУ и ЛПУ

В тексте заданий приняты следующие сокращения профессиональных терминов, понятий и определений:

ЭПРСУ – электрическая принципиальная релейная схема управления;

ЛПУ – логическая программа управления;

ЭП – электрический привод (электропривод);

ЭМП – электромагнитный привод;

АД с к.з.р. – асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором;

АД с ф.р. – асинхронный электродвигатель с фазным ротором;

ДПТ НВ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением.

Задание № 1а. Разработать ЭПРСУ и ЛПУ трёхфазного нереверсивного АД с к.з.р.