Elektromos kapcsolási rajzok olvasása: A szimbólumok, vonalak és áramkörök magyarázata

Bárki, aki először nyit meg egy készülékprojekt rajzot, ugyanazzal a fallal találkozik: apró szimbólumok oldalaival, minden irányban keresztező vonalakkal és olyan címkékkel, mint a K1-2 vagy TH1, amelyek önmagukban semmit sem magyaráznak meg. A jó hír az, hogy az elektromos kapcsolási rajzok olvasása nem az elektromos mérnökök számára fenntartott tehetség. Ez négy szokásra vezethető vissza: az alapvető szimbólumszókincs felépítése, annak megértése, hogy a vonalak és a csomópontok hogyan reprezentálják a kapcsolatokat, a hivatkozási jelölések és értékek dekódolása, valamint a következetes nyomkövetési rutin követése. Amint ezek a szokások a helyükre kerültek, a séma már nem tűnik zajnak, és elkezd olvasni, mint egy történetet, amelyben az áramkörbe áram kerül, védelemre és kapcsolásra kerül, hasznos munkát végez terhelés alatt, és visszatér a fvagyráshoz.

Ez a készség a mérnöki osztályon túl is számít. A beszállítói rajzokat áttekintő beszerzési csopvagytok, a hibajelentést nyomon követő minőségi személyzet és a hibás készüléket diagnosztizáló karbantartó technikusok gyorsabban és kevesebb hibával olvassák el a kapcsolási rajzokat, ha ugyanazokat az alapelveket alkalmazzák.

Mit mutat meg egy séma, és mit hagy ki szándékosan

Kezdje a legfontosabb következtetéssel: egy sematikus diagram az elektromos logikát írja le, nem a fizikai földrajzot. A lap ellentétes sarkaira rajzolt két komponens lehet elektromosan sorba kapcsolva, míg két egymás mellett elhelyezkedő szimbólum teljesen külön áramkörhöz tartozhat. A rajz feladata, hogy megmutassa, hogyan folyik az áram, és hogyan hatnak egymásra a jelek, nem pedig azt, hogy az alkatrészek hol helyezkednek el a PCB-n vagy a ház belsejében.

Az elektromos dokumentáció általában három kapcsolódó, de egymástól eltérő rajztípust tartalmaz. A sematikus diagram szabványos szimbólumokkal mutatja az áramköri funkciót. A kapcsolási rajz megmutatja a fizikai útvonalat és a valódi alkatrészek közötti kapcsolatokat, beleértve a kábelutakat és a csatlakozók helyzetét. A egysoros diagram leegyszerűsíti a többfázisú rendszereket vezetékcsoportonként egy vezetékre, ami inkább az áramelosztásban, mint a készüléktervezésben jellemző. A készülék oldalán a kapcsolási rajz definiálja az áramkört, a kapcsolási rajz leképezi azt valódi kábelekre és kapcsokra, és az ebből a térképből felépült kész rész mi is az a kábelköteg valójában . Annak ismerete, hogy melyik dokumentumot tartod a kezében, az első lépés a helyes olvasáshoz.

A legtöbb munkát végző szimbólumszókincs

Íme a biztató rész: nagyjából húsz szimbólum fedi a háztartási készülékek vázlatainak többségét. Nem kell egy egész könyvtárat memorizálnia az első hasznos olvasás előtt. Összpontosítson hat funkcionális csoportra, amelyeket az alábbiakban foglalunk össze.

Gyakori szimbólumcsoportok a készülék kapcsolási rajzain és az egyes csoportok által az olvasás során adott nyomok.
Szimbólumcsoport	Tipikus tagok	Mit kell ellenőrizni olvasás közben
Erő és referencia	AC forrás, akkumulátor, föld és semleges csomópontok	Hol lép be a táp a lapra, és melyik csomópont szolgál feszültségreferenciaként
Passzív alkatrészek	Ellenállások, kondenzátorok, induktorok, transzformátorok	Az érték, a minősítés és a polaritás minden jelölés mellé nyomtatva
Kapcsolók és relék	Billenőkapcsolók, nyomógombok, reléérintkezők	Az érintkezők nyugalmi állapotukban rajzolódnak ki, nem működő állapotukban
Védőeszközök	Biztosítékok, hőzárak, varisztorok, termisztorok	A sorozathelyzet pontosan megmutatja, hogy az egyes eszközök mit védenek
Terhelések	Motorok, fűtőelemek, lámpák, szivattyúk	Minden áramút végpontja és az áramot fogyasztó komponens
Kapcsolatok	Csomópontok, kivezetések, lapon kívüli csatlakozók	A pont megerősíti az illesztést; pont nélkül keresztező vonalakat soha ne érintse meg

Egy szimbólum külön figyelmet érdemel a készülékek munkája során: a termisztor. A vízforralók, sütők, fűtőtestek és kávéfőzők kapcsolási rajzain az NTC termisztor ellenállásszimbólumként jelenik meg, rajta egy hajlított vonallal, gyakran hőmérsékletjelzővel és TH vagy RT felirattal. Ellenállása a hőmérséklet emelkedésével csökken, így a vezérlőpanel pontosan így tudja, ha felforrt a víz, vagy ha a fűtőkamra elérte az alapértéket. Megértés hogyan viselkednek az NTC hőmérséklet-érzékelők egy áramkörben ezt az egy kis szimbólumot megbízható leolvasó horgonygá változtatja, mert azonnal azonosíthatja bármely fűtőberendezés érzékelő ágát.

NTC Temperature Sensors for Heating Appliances

NTC hőmérséklet-érzékelők fűtőberendezésekhez Az NTC termisztor szimbólumok a vízforralók, sütők és fűtőtestek érzékelési ágát jelölik, ahol a hőmérséklet emelkedésével az ellenállás csökken. Ezek az érzékelők adják a vezérlőkártyáknak a hőmérséklet-visszajelzést, amely a forráspont vagy az alapjel állapotának észleléséhez szükséges. Termék megtekintése →

Csomópontok, hálók és a pontszabály

A kapcsolatok félreolvasása az egyetlen leggyakoribb kezdő hiba, és egy konvenció a legtöbbet megakadályozza. Ahol egy kitöltött pont jelenik meg két vonal metszéspontjában, ezek a vezetékek elektromosan össze vannak kötve. Ahol két vonal egyszerűen keresztezi egymást pont nélkül, ott áthaladnak egymáson kapcsolat nélkül. A T-alakú csomópontok általában pont nélkül is össze vannak kötve, de a gyakorlat a rajzolóeszközök között változik, ezért tekintse a jelmagyarázatot tekintélynek.

A nagyméretű rajzok hálócímkéket is használnak a vonalak rendben tartása érdekében. Ahelyett, hogy egy vezetéket három lapon keresztül húzna, a rajzoló mindkét végén ugyanazt a nevet helyezi el, például GND, L, N vagy VCC, és minden, amelyen egy név van, egyetlen elektromos csomópont. A lapon kívüli csatlakozók ugyanúgy működnek, jelezve, hogy az útvonal egy másik lapon folytatódik, általában lapszámmal vagy nyíllal jelölve. Kezelje ezeket a címkéket valódi vezetékként: ha kétszer látja ugyanazt a címkét, akkor ezek a pontok összekapcsolódnak, függetlenül attól, hogy van-e közöttük vonal vagy sem.

Referencia jelölők és értékek

A professzionális rajzon minden szimbólum tartalmaz egy hivatkozási jelölést, egy rövid kódot, amely megnevezi az alkatrészosztályt és annak példányszámát. A gyakori előtagokat érdemes készletként megtanulni:

R ellenállásokhoz, C kondenzátorokhoz, L induktorokhoz
D diódákhoz és LED-ekhez, Q tranzisztorokhoz, U integrált áramkörökhöz
K relékhez és kontaktorokhoz, F biztosítékokhoz, T transzformátorokhoz
M motorokhoz, SW or S kapcsolókhoz, TH or RT termisztorokhoz

Az értékek a jelölő mellett helyezkednek el. A 10k jelű ellenállás 10 kilohm; a 470uF/16V jelzésű kondenzátor kapacitását és névleges feszültségét viseli, amelyet tiszteletben kell tartania. Ügyeljen a polaritásra az elektrolitkondenzátorokon és diódákon, mert a szimbólum maga kódolja a tájolást, és az alkatrész hátrafelé történő beszerelése valódi hibaüzem.

Két finomság választja el az új olvasókat a tapasztalt olvasóktól. Először is, szülő-gyermek komponensek: a vezérlőoldalon a K1 jelű relé tekercs máshol is működtetheti a K1-1 és K1-2 feliratú érintkezőket, így ugyanaz a relé több helyen is megjelenik. Másodszor, a szimbólumszabványok eltérőek. Az IEC és az észak-amerikai konvenciók eltérően rajzolják meg az érintkezőket, a földeléseket és a logikai elemeket, ezért ellenőrizze, hogy a rajz melyik szabványt használja, mielőtt bármilyen szimbólumot értelmezne.

Olvasási rutin, amely bármilyen rajzon működik

Az olvasási sorrend többet jelent, mint az olvasási sebesség. A tapasztalt mérnökök ritkán kezdik az első szimbólummal; szerkezettel kezdődnek. A következő sorrend a kis vízforralóktól az ipari vezérlőkig terjedő vázlatokon működik.

Először olvassa el a címblokkot és a jelmagyarázatot: rajzszámot, változatot, szimbólumszabványt és lapindexet. Az elavult felülvizsgálat valódi biztonsági kockázatot jelent.
Keresse meg a tápfeszültség bemenetet: vezeték és nulla, vagy DC pozitív és negatív, valamint a lapot vezető fő biztosítékot vagy megszakítót.
Ossza fel a rajzot funkcionális blokkra: tápegység, vezérlés, védelem, érzékelés és terhelés.
Kövesse nyomon az áramellátási útvonalat a forrástól a terhelésig és vissza, ellenőrizve minden sorba kapcsolt védelmi eszközt.
Kövesse nyomon a vezérlési útvonalat: határozza meg, hogy mi kapcsolja a terhelést, és milyen visszacsatolás, például egy termisztor vagy végálláskapcsoló befolyásolja ezt a döntést.
Kövesse a jelölőket az oldalakon, szem előtt tartva a szülő-gyermek kapcsolatokat, például a relé tekercseit és azok érintkezőit.
Menet közben jegyzeteljen, és minden ismeretlent ellenőrizze az összetevő adatlapján, ne találgasson.

Működő példa: Fűtőberendezés áramkörének nyomon követése

Alkalmazza a rutint egy egyszerűsített elektromos sütőre, és a módszer konkretizálódik. A tápfeszültség L és N ponton lép be. A vezeték először az F1 biztosítékon és egy hőlezáráson, majd a főkapcsolón át a fűtőelemhez jut, ami visszamegy N-be. Ez az áramút, és máris meg lehet állapítani a védelmi láncát: F1-nél túláram, lekapcsolásnál túlmelegedés.

A vezérlő ág intelligenciát ad. Az U1 vezérlőkártya alacsony feszültségű táplálását a hálózatról kapja, a TH1 NTC termisztor a sütőtérben helyezkedik el, és egy feszültségosztót táplál a kártyába, a kártya pedig meghajtja a K1 relé tekercset. Amikor a TH1 az alapjel alatti üreget jelzi, az U1 feszültség alá helyezi a K1-et, és a K1-1 érintkező bezárul, hogy táplálja az elemet. Ebben a sorrendben olvasva a kapcsolási rajz pontosan megmutatja, miért hibásodhatott meg egy soha nem melegedő sütő: nyitott biztosíték, megszakadt hőlezárás, beragadt K1 érintkező vagy a termisztor tartományon kívüli olvasása.

Az utolsó mentális lépés a szimbólumok hardverré fordítása. Az elem kivezetései, a reléérintkezők, a levágás és a termisztor mind kötegelt vezetékeken és csatlakozókon keresztül csatlakoznak, és a rajzkészlet kereszthivatkozásokat mutat ezekre az útvonalakra. A gyártás során a vázlatos hálókról az elvezetett, szigetelt, csatlakozókábelekre való áttérés pontosan az, amit egy dedikált sütő kábelköteg biztosít.

Elektromos sütő kábelköteg Miután a vázlatos szimbólumokat átvezetett vezetékekké alakították át, egy sütő kábelköteg hordozza az elemet, a relét, a levágást és a termisztor csatlakozásait. Az itt található kábelköteg-opciók áttekintése megmutatja, hogyan válnak a sematikus hálók szigetelt, csatlakozó kábelszerelvényekké. Termék megtekintése →

Hibák, amelyek megragadják az új olvasókat

A legtöbb sematikus félreolvasás néhány ismétlődő csapdába esik. Ezek szándékos ellenőrzése jelentősen lerövidíti a tanulási görbét.

Feltételezve, hogy a szimbólumok elhelyezése tükrözi a fizikai helyet, amit soha nem tesz meg a kapcsolási rajzon.
A pontszabály figyelmen kívül hagyása és kapcsolatok kitalálása minden vonalátlépésnél.
Reléérintkezők olvasása feszültség alatti állapotukban, amikor a rajzok megegyezés szerint a nyugalmi állapotot mutatják.
Az IEC és ANSI szimbólumkonvenciók keverése egy értelmezésen belül.
A jelmagyarázat és a revízióblokk kihagyása, majd a helyettesített rajz elemzése.
A diódákon és az elektrolitkondenzátorokon látható polaritási jelek nem láthatók.

A rajztól a kész összeállításig

A sematikus műveltség legegyértelműbben a komponensek beszerzése során kifizetődő. A rajzot olvasni tudó vásárló pontosan tud idézni egy kábelköteget: a vezetékmérő a terhelési áramból, a szigetelési osztály a fűtőtestek közelében lévő hőmérsékletekből következik, a csatlakozók kiválasztása a kapcsolási rajz végpontjaiból történik, a termisztor ágának pedig meg kell egyeznie a vezérlőkártya várható ellenállási görbéjével. A készülékgyártók éppen ezekben a részletekben veszítenek időt, amikor a rajzok és a szállítók nem ugyanazt a nyelvet beszélik.

Ez megváltoztatja a kábelköteg- és szenzorgyártókkal folytatott beszélgetések minőségét is. Ahelyett, hogy egy alkatrészt megjelenés alapján írna le, közvetlenül hivatkozhat hálókra, jelölésekre és minősítésekre, és a szállító ugyanazon dokumentum alapján megerősítheti a megvalósíthatóságot. Ha Ön egy új készülékprojektet készít elő, és azt szeretné, hogy a kapcsolási rajz gyártásra kész vezetékezési megoldássá váljon, a konyhai és környezetvédelmi berendezés-összeállítások mögött álló mérnöki csapat áttekinti a rajzokat, és árajánlatot ad a szabványos kérési csatornán keresztül.