Типы электрических схем, их назначение и правила выполнения в РФ регламентированы ЕСКД, а именно ГОСТ 2.701, 2.702, 2.709, 2.710, 2.721, 2.755. Далее в статье рассмотрены типы электрических схем, их назначение и правила выполнения.

Типы электрических схем

Схема - это документ, на котором показаны в виде условных изображений или обозначений составные части изделия и связи между ними [1, п.4.1]. Электрические схемы в зависимости от их основного назначения подразделяются на типы [1, таб.2]:

• Схема структурная;
• Схема функциональная;
• Схема принципиальная (полная);
• Схема соединений (монтажная);
• Схема подключения;
• Схема общая;
• Схема расположения;
• Схема объединённая.

Примечание - в скобках указаны названия для электрических схем энергетических сооружений.

Назначение типов электрических схем

Электрические схемы разрабатываются для целей проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия. Для упрощения и ускорения работы над изделием для него разрабатывается несколько типов электрических схем, каждая из которых имеет своё назначение.

Схема структурная

Документ, определяющий основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи [1, таб.2]. Основная цель составления структурной схемы - ознакомительная. Глядя на неё можно не углубляясь в подробности технических решений быстро определить основные функциональные части изделия, понять их логику работы и назначение изделия в целом.

Рисунок 1 - Схема структурная цифрового силового контроллера Si8250

Схема функциональная

Документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия или изделия в целом [1, таб.2]. Зачастую в составлении функциональной схемы нет необходимости - достаточно структурной схемы. Функциональная схема, а точнее схемы составляются тогда, когда изделие состоит из набора более простых изделий для каждого из которых и составляется структурная схема. Можно сказать что функциональная схема это структурная схема для отдельной части изделия.

Схема принципиальная (полная)

Документ, определяющий полный состав элементов и взаимосвязи между ними и, как правило, дающий полное (детальное) представления о принципах работы изделия [1, таб.2]. Принципиальная схема, кроме того что даёт полное представление о принципах работы изделия, служит ещё одной цели - позволяет произвести расчёт режимов работы изделия.

Рисунок 2 - Схема принципиальная усилителя «Ланзар»

Схема соединений (монтажная)

Документ, показывающий соединения составных частей изделия и определяющий провода, жгуты, кабели или трубопроводы, которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединений и ввода (разъёмы, платы, зажимы и т.п.) [1, таб.2]. Монтажные схемы отражают фактическое положение всех составных частей изделия и их соединения, поэтому наиболее актуальными при сборке/монтаже изделия. Кроме того монтажная схема важна для оценки влияния составных частей изделия друг на друга, температурного режима изделия и оценки стабильности его работы в целом.

Рисунок 3 - Схема монтажная STP-30

Схема подключения

Документ, показывающий внешние подключения изделия [1, таб.2]. Используется при подключении изделия.

Рисунок 4 - Схема подключения АЦП ADC0804

Схема общая

Документ, определяющий составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации [1, таб.2]. Общая схема актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий.

Рисунок 5 - Схема общая

Схема расположения

Документ, определяющий относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости, также жгутов (проводов, кабелей), трубопроводов, световодов и т.п. [1, таб.2]. Так же как и общая, схема расположения актуальна для сложных изделий, включающих в себя большое количество других изделий. В ней помимо самого изделия и его функциональных частей может быть отражена конструкция, помещение или местность, на которых это изделие или его функциональные части будут расположены [2, п.5.7.1]

Рисунок 6 - Схема расположения оборудования силового шкафа

Схема объединённая

Документ, содержащий элементы различных типов схем одного вида [1, таб.2].

Примечание:

- При разработке изделия следует помнить, что количество типов схем на изделие должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объёме, достаточном для проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделия [1, п. 5.1.1]. Иначе говоря, не требуется выполнение всего приведённого выше набора схем.

- При разработке изделия вместо нескольких схем разных типов допускается выполнить для них объединённую схему. Например на монтажной схеме изделия показать его внешние подключения [1, с. 3].

- Если из-за особенностей изделия недостаточно перечисленных выше типов схем, то допускается разрабатывать схемы иных типов [1, с. 4].

- Схема может быть выполнена однолинейной и многолинейной. При многолинейном исполнении каждую цепь и включенные в неё элементы изображают отдельно, а при однолинейном исполнении - одной цепью. Однолинейное исполнение уместно, когда изображаемые цепи выполняют одну и ту же функцию и достаточно рассмотреть одну из них [2, п. 5.2.8-10].

- Рисунки 1-6 приведенные выше не являются эталоном выполнения соответствующих типов схем, они показывают лишь принцип построения этих схем.

Правила выполнения электрических схем

Правила выполнения электрических схем регламентированы в [1] - [6], ниже приведены лишь основные моменты.

Общие требования к электрическим схемам

Номенклатура (текст основной надписи) схем на изделие определяется в зависимости от самого изделия. Следует стремится к минимальному количеству типов схем [1, п.5.1.1].

Схемы выполняются на форматах установленных в [7] и [8].

Электрические схемы выполняются без соблюдения масштаба и без учёта действительного расположения составных частей. Исключение - схема соединений (монтажная) [1, п.5.3.1].

Для обозначения элементов электрических схем (резисторов, конденсаторов, транзисторов и т.п.) применяют условные графические обозначения (далее УГО) установленные в [3] - [6]. Если перечня УГО приведенного в [3] - [6] недостаточно, допускается применять нестандартизированные УГО. При этом на схеме нужно привести пояснения [1, п.5.4.1].

Линии взаимосвязи следует выполнять толщиной от 0,2 до 1,0 мм. Рекомендуется толщина линий 0.3 ÷ 0,4 мм [1, п.5.5.1].

Допускается помещать на схемы технические данные изделия в виде диаграмм, таблиц или текста. При этом содержание текста и таблиц должно быть кратким и точным, а диаграмм, кроме того, понятным. Тестовые данные как правило указывают внутри УГО либо сверху/справа от него, а таблицы и диаграммы располагают на свободном поле схемы [1, п.5.6.1-4].

Требования к структурным и функциональным схемам

На структурной (функциональной) схеме изображают все основные функциональные группы изделия и связи между ними. Основное требование - схема должна обеспечивать наилучшее представление о последовательности взаимодействия её функциональных групп [2, п.5.1.1,3; 5.2.1,3].

Требования к принципиальным схемам

В принципиальной схеме необходимо отразить все электрические элементы изделия и взаимосвязи между ними. Такие схемы выполняются для отключенного положения изделия. Всем элементам принципиальной схемы должно быть присвоено своё обозначение (например: R, L и т.п.) и порядковый номер (например: L1, L2, L3 и т.п.). Кроме того, рекомендуется указывать параметры входных и выходных цепей [2, п.5.3.1,3,7-10,23].

Требования к схемам соединений (монтажным)

На схемах соединений изображают все устройства и элементы изделия, их входные и выходные элементы и соединения между ними. Устройства и элементы на схеме лучше изображать в виде упрощенных внешних очертаний, а их положение должно примерно соответствовать действительному положению в изделии. Также на схеме соединений указываются обозначения, присвоенные элементам на принципиальной схеме. Кроме этого, указываются номера проводов жил и кабелей [2, п.5.4.1-3,5,20].

Требования к схемам подключения

На схеме подключения отражают изделие (в виде упрощенных внешних очертаний или прямоугольника) и его входные и выходные контакты с подводимыми к ним концами проводов и кабелей других изделий. Для всех элементов схемы следует указывать его буквенно-цифровое обозначение [2, п.5.5.1-6].

Требования к общим схемам

На общей схеме изображают устройства и элементы, входящие в комплекс, а также провода и кабели их соединяющие. Общая схема по своей сути похожа на схему подключения [2, п.5.6.1].

Требования к схемам расположения

На схеме расположения изображают составные части изделия, а при необходимости конструкцию, помещение или местность, на которых эти составные части будут расположены. Составные части изделия изображают в виде упрощенных внешних очертаний, а их расположение должно примерно соответствовать действительному размещению [2, п.5.7.1,2,4].

Требования к объединённым схемам

Для схем этого типа нет отдельных требований, поскольку они складываются из требований к отдельному типу схемы, входящей в состав объединённой.

Список использованных источников

1. ГОСТ 2.701-2008 Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. - Взамен ГОСТ 2.701-84 ; введ. 01.07.2009. - Москва : Стандартинформ, 2009. - 13 с.
2. ГОСТ 2.702-2011 Правила выполнения электрических схем. - Взамен ГОСТ 2.702-75 ; введ. 01.01.2012. - Москва : Стандартинформ, 2011. - 23 с.
3. ГОСТ 2.709-89 Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах. - Введ. 01.01.90. - Москва : Издательство стандартов, 1989. - 11 с.
4. ГОСТ 2.710-81 Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. - Взамен ГОСТ 2.710-75 ; введ. 01.07.81. - Москва : Издательство стандартов, 1985. - 17 с.
5. ГОСТ 2.721-74 Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. - Введ. 01.07.75. - Москва : Издательство стандартов, 1998. - 35 с.
6. ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - Взамен ГОСТ 2.738-68 и ГОСТ 2.755-74; введ. 01.01.88. - Москва : Издательство стандартов, 1988. - 21 с.
7. ГОСТ 2.004-88 Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ - Введ. 01.01.90. - Москва : Издательство стандартов, 1989. - 23 с.
8. ГОСТ 2.301-68 Форматы - Взамен ГОСТ 3450 - 60; введ. 01.01.71. - Москва : Издательство стандартов, 2007. - 23 с.
9. Новые интегральные компоненты для импульсных силовых преобразователей: рис.5 [электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.efo.ru/doc/Silabs/Silabs.pl?2522
10. Мощный усилитель “Lanzar” [электронный ресурс] - Режим доступа: http://ldsound.ru/moshhnyj-usilitel-lanzar/
11. Фирма Эллис. Монтажная схема STP-30 [электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.ellis.aha.ru/STP30MON.htm
12. АЦП для проведения лабораторных работ; дипломный проект: рисунок 3.2 [электронный ресурс] - Режим доступа: http://refleader.ru/merbewatyrna.html
13. Схемы электрические общие: рисунок 6.25 [электронный ресурс] - Режим доступа: http://alldrawings.ru/yroki-cherchenia/item/схемы-общие
14. CADElecto Energy: рис. 3 [электронный ресурс] - Режим доступа: http://sapr.ru/article/22692