Урок 7

Урок 7. Основы составления электрических схем

Здравствуйте, друзья! Сегодня мы рассмотрим один из этапов проектирования электрических устройств – составление электрических схем. Однако рассматривать их мы будем очень поверхностно, поскольку многое из того, что необходимо для проектирования, нам еще неизвестно, а минимальные знания уже необходимы. Тем не менее, эти начальные знания помогут нам в дальнейшем при чтении и составлении электрических схем. Тема довольно скучная, но правила есть правила и их необходимо соблюдать. Итак…

Что же такое электрическая схема? Какие они бывают? Зачем нужны? Как их составлять и как их читать? Начнем с того, какие же вообще схемы существуют. Для того, чтобы унифицировать составление технической документации (а схемы есть ни что иное, как часть этой документации) в нашей стране, Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 августа 1984 г. № 3038 был введен Государственный Стандарт (ГОСТ) «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению», иначе именуемый ГОСТ 2.701-84, которому должны подчиняться любые схемы, выполненные вручную или автоматизированным способом, изделий всех отраслей промышленности, а также электрические схемы энергетических сооружений (электрических станций, электрооборудования промышленных предприятий и т. п.). Этим документом определены следующие виды схем:

электрические;
гидравлические;
пневматические;
газовые (кроме пневматических);
кинематические;
вакуумные;
оптические;
энергетические;
деления;
комбинированные.

Нас в первую очередь будет интересовать самый первый пункт – электрические схемы, которые составляются для электрических устройств. Однако ГОСТ определено так же несколько типов схем в зависимости от основного назначения:

структурные;
функциональные;
принципиальные (полные);
соединений (монтажные);
подключения;
общие;
расположения;
объединенные.

Сегодня мы рассмотрим электрические принципиальные схемы и основные правила их составления. Остальные виды схем имеет смысл рассматривать после того, как будут изучены электрические компоненты, и обучение подойдет к этапу проектирования сложных устройств и систем, тогда другие виды схем будут иметь смысл. Что же такое электрическая принципиальная схема и зачем она нужна? Согласно ГОСТ 2.701-84 схема принципиальная – схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними и, как правило, дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки). Такие схемы, например, поставлялись в документации к старым советским телевизорам. Это были огромные листы бумаги формата А2 или даже А1, на которых указывались абсолютно все составляющие телевизора. Наличие такой схемы существенно облегчало процесс ремонта. Сейчас такие схемы практически не поставляются с электронными приборами, потому как продавец надеется, что пользователю проще будет выкинуть прибор, чем его ремонтировать. Такой вот маркетинговый ход! Но это уже тема для отдельного разговора. Итак, принципиальная схема устройства необходима, во-первых, для того, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в состав устройства, во-вторых, как эти элементы соединены между собой и, в-третьих, какие характеристики имеют эти элементы. Так же, согласно ГОСТ 2.701-84 принципиальная схема должна давать понимание принципов работы устройства. Приведем пример такой схемы:

Рисунок 7.1 – Усилительный каскад на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с термостабилизацией рабочей точки. Схема электрическая принципиальная

Однако перед нами встаёт небольшая проблема: а никаких, собственно, электронных элементов мы и не знаем… Что, например, за прямоугольники или параллельные черточки нарисованы на рисунке 7.1? Что обозначают надписи C2, R4, +Eпит? Рассмотрение электронных компонентов мы начнём через урок и постепенно узнаем основные характеристики каждого из них. И обязательно изучим принцип работы этого устройства с таким страшным названием по его принципиальной схеме. Сейчас же мы изучим основные правила рисования принципиальных электрических схем. Вообще правил много, но в основном они направлены на увеличение наглядности и понятности схемы, поэтому со временем запомнятся. Знакомиться с ними будем по мере необходимости, чтобы сразу не забивать голову лишней, пока не нужной информацией. Начнём с того, что каждый электрический компонент на электрической схеме обозначается соответствующим условным графическим обозначением (УГО). УГО элементов мы будем рассматривать параллельно с самими элементами, либо вы можете сразу посмотреть их в ГОСТ 2.721 – 2.768.

Правило 1. Порядковые номера элементам (устройствам) следует присваивать, начиная с единицы, в пределах группы элементов (устройств), которым на схеме присвоено одинаковое буквенное позиционное обозначение, например, R1, R2, R3 и т.д., C1, C2, С3 и т.д. Не допускается пропуск одного или нескольких порядковых номеров на схеме.

Правило 2. Порядковые номера должны быть присвоены в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху вниз в направлении слева направо. При необходимости допускается изменять последовательность присвоения порядковых номеров в зависимости от размещения элементов в изделии, направления прохождения сигналов или функциональной последовательности процесса.

Правило 3. Позиционные обозначения проставляют на схеме рядом с условными графическими обозначениями элементов и (или) устройств с правой стороны или над ними. Кроме того, не допускается пересечение позиционного обозначения линиями связи, УГО элемента или любыми другими надписями и линиями.

Рисунок 7.2 – К правилу 3

Правило 4. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий связи, длину которых следует по возможности ограничивать. Пересечение линий связи, которого не удаётся избежать, выполняется под углом 90°.

Правило 5. Толщина линий связи зависит от формата схемы и размеров графических обозначений и выбирается из диапазона 0.2 – 1.0мм. Рекомендуемая толщина линий связи – 0.3 – 0.4мм. В пределах схемы все линии связи должны быть изображены одинаковой толщины. Допускается использование нескольких (не более трех) различных по толщине линий связи для выделения функциональных групп в пределах изделия.

Правило 6. Условные графические обозначения элементов изображают на схеме в положении, в котором они приведены в соответствующих стандартах, или повернутыми на угол, кратный 90°, если в соответствующих стандартах отсутствуют специальные указания. Допускается условные графические обозначения поворачивать на угол, кратный 45°, или изображать зеркально повернутыми.

Правило 7. При указании около условных графических обозначений номиналов элементов (резисторов, конденсаторов) допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерения:

Рисунок 7.3 – К правилу 7

Правило 8. Расстояние между линиями связи, между линей связи и УГО элемента, а так же краем листа должно быть не менее 5мм.

Для начала этих восьми правил вполне достаточно, чтобы научиться правильно составлять простые электрические принципиальные схемы. В уроке 5 мы рассматривали источники питания электрических схем, в частности, «сухие» элементы и аккумуляторные батареи, а в уроке 6 была рассмотрена лампа накаливания в качестве потребителя электрической энергии. Давайте исходя из описанных выше правил попробуем составить простейшую принципиальную схему, состоящую из трех элементов: источника (аккумуляторная батарея), приемника (лампа накаливания) и выключателя. Но сначала приведем УГО этих элементов:

А теперь последовательно включим эти элементы, собрав электрическую цепь:

Рисунок 7.4 – Первая принципиальная электрическая схема

Контакт SA1 называется нормально разомкнутым контактом, потому что в изначальном положении он разомкнут и ток через него не течет. При замыкании SA1 (например, это может быть выключатель, которым мы все зажигаем дома свет) лампа HL1 загорится, подпитываясь энергией батареи GB1, и гореть она будет до тех пор, пока не разомкнется ключ SA1, либо не кончится заряд аккумулятора.
Данная схема абсолютно точно и наглядно показывает последовательность соединения элементов и тип этих элементов, что исключает ошибки при сборке устройства на практике.
На сегодня пожалуй всё, еще один ужасно скучный урок на этом закончен. До скорых встреч!

Редактор для рисования схем

Время на чтение:

Многие электрики для упрощения работы с объектами используют различные программы для рисования схем. Далее перечислены и описаны бесплатные и платные программы для рисования электрических схем.

Бесплатные программы

Предоставляются пользователю в безвозмездное использование на постоянной основе. Они работают на соответствующих лицензиях. Поэтому, прежде чем начать использовать графические редакторы, необходимо скачать лицензию. Из популярных можно отметить Freeware, Open Source, GNU GPL, Public domain, Ad-supported и Donationware.

Программа для электросхем

Первая, третья и четвертая программы не ограничены по функционалу и могут быть применены в любое время суток. Вторая частично ограничена по коммерческой составляющей. Пятый сервис функционален и удобен. Шестой предоставляется безвозмездно, но создатель предлагает добровольно пожертвовать средства.

Функции бесплатного сервиса

VISIO

Редактор, которым просто и удобно управлять. Он имеет богатый функциональный набор. Несмотря на то, что приложение создано для показа информации на пк, сделанный документ можно в любое время распечатать для удобства.

VISIO

«Компас Электрик»

Приложение, сконструированное АСКОНом, помогающее проектировать любое электрооборудование и прикладывать к нему кондукторскую документацию. Платное программное обеспечение, но бесплатное на протяжении 2 месяцев.

«Компас Электрик»

ProfilCAD

Автоматизированное ПО, сконструированное для профессиональных электромонтажников и проектировщиков. Приложение помогает создавать электротехнический чертеж, отталкиваясь от плана помещения.

ProfilCAD

QElectroTech

Простой удобный и бесплатный сервис, созданный для формирования практических с электронными схемами-чертежами. Обычный редактор без специальных реализованных функций.

QElectroTech

123D Circuits

Веб-сервис, созданный для формирования проектов. Имеет в себе функции, нацеленные на программирование оборудования, симуляцию и трудовой анализ. Типовой функциональный набор имеет только радио-компоненты с модулями системы ардуино.

Читать еще: Встраиваемые вытяжки с отводом в вентиляцию

123D Circuits

Microsoft Visio

Приложение, отличающееся от других автоматическим и ручным расчетом принципиальной и силовой электрической схемы. Имеет в себе расширительный комплект базовых элементов. Нет возможности создания и редактирования объектов, доступен только их просмотр и распечатка.

Microsoft Visio

KiCad

Комплекс, имеющий открытый код. Система для сквозного конструирования электрических схем. Нацелена на разработку принципиальной схемы.

CadSoft Eagle

Программное обеспечение в виде комплексной среды, где можно создать как принципиальные схемы, так и макеты плат. Работать с ней можно в любом режиме. Приложение платное, но для ознакомления предоставляется бесплатно.

Обратите внимание! Имеет в связи с бесплатным использованием функциональные ограничения. К примеру, работать в редакторе можно с одним файлом.

Платные программы для рисования электросхем

Отличаются наличием большого функционала и технической помощи разработчиков. Позволяют не только быстро просматривать получившуюся схему, но и дополнять ее различными элементами.

Функции платного сервиса

Micro-Cap

Приложение, нацеленное на моделирование цифровой, аналоговой и смешанной электрической схемы. Все, что нужно, чтобы сделать чертеж, это ввести параметры в соответствующее табло и получить результат.

Micro-Cap

OrCAD

Пакет ПО, с помощью которого можно в автоматическом режиме разрабатывать и распечатывать схемы плат, электронные чертежи.

OrCAD

TINA-TI

Специальный симулятор, имеющий простой графический интерфейс. Создан для того, чтобы разрабатывать, проверять и искать неисправности в электросхемах с комплексной архитектурой.

TINA-TI

Altera

Большой комплект автоматизированных программ для рисования однолинейных схем электроснабжения и создания диаграмм, подобно sPlan, благодаря которому можно решать сложные задачи, связанные с созданием электрической проводки. Нацелено на преобразование простейших подблоков и печатных инструментов.

Altera

Altium Designer

Коммерческое приложение, благодаря функционалу которого можно создавать различные электронные устройства. Создана для профессиональных электриков и радиолюбителей.

Altium Designer

Proteus Design Suite

Программа для рисования схем, имеющая необходимый инструментарий, нацеленный на построение, проектирование, редактирование и внесение правок в электрические и программируемые интегральные однолинейные чертежи и радиосхемы. Позволяет работать с проектами, имеющими любой размер блока и сложность.

Proteus Design Suite

Перечисленные выше программы созданы для эффективного и быстрого конструирования проекта. Они помогают расчертить проект будущей электрической проводки в короткие сроки, определиться с месторасположением ее элементов и выполнить ряд других действий.

Чертим однолинейную схему — обзор бесплатных программ

Занимаясь ремонтом дома столкнулся с необходимостью нарисовать однолинейную схему электроснабжения. Все можно было сделать от руки, но решил сделать на компьютере. Этот обзор посвящен бесплатным программам для подготовки однолинейных электрических схем.

Что такое однолинейная схема электроснабжения?

Однолинейная схема — это технический документ, который в ОБЩЕМ И ЦЕЛОМ дает человеку, с ним работающему, понятие о:

Точках подключения объекта;
Основных нагрузках и их показателях (мощность автоматов, их номинал, маркировка и т.д.);
Питающем кабеле (вновь все его характеристики: тип, разрешенный ток и т.д.);
Номинальном токе вводного устройства в точке подключения и защитно-коммутационных устройств (аналогично);
Основных потребителях электричества на объекте (аналогично).

Фактически, без однолинейной схемы электроснабжения проводить электромонтажные работы НЕРЕАЛЬНО. Поскольку в документе есть главное – информация.

Что такое принципиальная электрическая схема

Принципиальная электрическая схема — это чертежи, показывающие полные электрические и магнитные и электромагнитные связи элементов объекта, а также параметры компонентов, составляющих объект, изображённый на чертеже.

Почему схема называется однолинейной?

Однолинейная схема – это та же электрическая принципиальная схема, но выполненная в упрощенном виде: все линии однофазных и трехфазных сетей изображаются одной линией.

Пример однолинейной электрической схемы

В чем нарисовать однолинейную электрическую схему

Программ для черчения на компьютере (электрические схемы не рисуют, а чертят!) много. Но все они как правило сложны в освоении, если Вы не занимаетесь этим профессионально. Однако я нашел несколько легких для использования обыкновенным человеком.

Программа 1-2-3 схема

Программное обеспечение компании HAGER 1-2-3-схема, Semiolog и hLsys Lume распространяются бесплатно. Скачивать можно и нужно с официального сайта http://www.hagersystems.ru/software/. А не искать ее на файлопомойках и мусоросборках. Программа на русском языке.

Программа «1-2-3 схема» позволяет подобрать корпус электрощита в соответствии требованиями по степени защиты, укомплектовать его защитными и коммутационными модульными аппаратами, задать иерархию подключения модульных аппаратов и в автоматическом режиме сформировать однолинейную схему щита.

Программа позволяет корректно подобрать серию корпуса и его размер, исходя из количества модульных аппаратов, произвольным образом промаркировать модульные аппараты. Элементная база программы 1-2-3-схема содержит актуальные артикулы оборудования, поставляемые на российский рынок и сертифицированные по российским и европейским стандартам. С помощью 1-2-3-схемы можно грамотно составить спецификацию, создать однолинейную схему электрощита и отрисовать его внешний вид.

Понятное дело, что совсем не обязательно пользоваться элементной базой производителя HAGER. Главное — это результат, то есть однолинейная схема, корректный размер корпуса щитка (когда места хватает для всех автоматов) и бонусом печать этикеток которые потом можно наклеить на щиток над автоматами.

Используя программу 1-2-3 схема вы сможете легко и с минимальными затратами времени создать электрическую схему щитка для жилищного строительства. Чтобы лучше использовать возможности программы и рационально использовать время hager разработал интерфейс между этой новой программой и программой для этикеток semiolog.

Для работы Вы можете использовать только мышку, разработать и распечатать схему электрического щитка и этикетки с обозначениями элементов схемы для щитка.

Пример щита в сборе с маркировками групп потребителей, сделанных в программе Semiolog.

Программа XL Pro² от Legrand

Вторая программа также от производителя — это XL Pro² от Legrand, которая упрощает проектирование низковольтных комплектных устройств (НКУ). Программа позволяет конструкторам НКУ проектировать распределительные шкафы и щитки серии XL³ двумя методами:

подобрать оборудование Legrand из предложенного перечня, необходимое для сборки шкафа;
с помощью однолинейной схемы.

Программа автоматически определит тип комплектного устройства, рассчитает его стоимость, выполнит размещение оборудования. XL Pro² автоматически вносит все изменения, что максимально упрощает проектирование и расчет различных типов шкафов.

Программа XL Pro распространяется бесплатно и доступна для загрузки зарегистрированными пользователями Extranet.

ПРОГРАММА XL PRO³

Программа XL Pro³ упрощает проектирование низковольтных комплектных устройств (НКУ).
Программа позволяет конструкторам НКУ проектировать распределительные шкафы и щитки производства Legrand на токи до 6300 А двумя методами:

подобрать оборудование Legrand из предложенного перечня, необходимое для сборки шкафа;
с помощью однолинейной схемы.

Программа автоматически определит тип комплектного устройства, рассчитает его стоимость, выполнит размещение оборудования. XL Pro³ автоматически вносит все изменения, что максимально упрощает проектирование и расчет различных типов шкафов.

Rapsodie — Компоновка распределительных щитов

Это третья программа в обзоре для компоновки распределительных щитов, но теперь уже от schneider-electric.

Rapsodie предназначена для компоновки шкафов НН серий Prisma Plus, Pragma и Kaedra.
Работа в Rapsodie существенно ускоряет процесс компоновки шкафа.
В результате работы с программой пользователь может получить: внешний вид шкафа и полную сборочную спецификацию, а также подробный расчет стоимости проекта.
База данных программы содержит устройства Schneider Electric, пользователь может автоматически подобрать к ним дополнительные аксессуары. Также есть возможность создавать персональный каталог из устройств, которых нет в базе данных программы.
Rapsodie также позволяет подобрать отобразить топологию однолинейной схемы для корректного подбора распределительных устройств и монтажных аксессуаров.
В программе есть режим автоматического подбора ячейки нужной конфигурации с учетом ранее заданных критериев.
Программа имеет привлекательный и интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, документация выдается в виде файлов распространенных форматов (*.txt, *.xls, *.pdf, *.dxf).

Преимущества

Rapsodie — это интеллектуальный инструмент для компоновки НКУ.

Комфорт и прозрачность при работе в программе
Автоматическая проверка совместимости устройств
Быстрый доступ к результатам проектирования
Печать или экспорт полноценной сопроводительной документации

В результате работы с программой Пользователь может получить: внешний вид шкафа (двери, передние панели, устройства, монтажные платы, составные устройства) и полную сборочную спецификацию, подробный расчет стоимости проекта (в том числе с учетом сборочных и наладочных работ, а также с учетом скидок).

Программа имеет привлекательный и интуитивно понятный русскоязычный интерфейс, документация создается в виде документов распространенных форматов (*.txt,*.xls, *.pdf, *.dxf). Работа в программе Rapsodie существенно ускоряет процесс компоновки шкафа и минимизирует возможность возникновения ошибки.

Программа бесплатна, но так же как и в случае с Legrand она отсутствует в свободном доступе. Программа распространяется среди клиентов и партнеров ЗАО «Шнейдер Электрик» на безвозмездной основе. Для максимального удобства пользователей освоения Rapsodie проводится учебный курс в Центре Обучения Schneider Electric.

Рисование и черчение электрических схем онлайн: лучшие программы

Преимущества программ для рисования электрических схем

Программы для рисования электропроводки помогают:

сократить время работы;
автоматизировать процесс;
увеличить производительность.