Правила выполнения принципиальных схем
Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связи между ними. На ней изображают все электрические элементы или устройства, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, все электрические связи между ними, а также элементы (соединители, зажимы и т.п.), которыми заканчиваются входные и выходные цепи. Пример принципиальной электрической схемы приведен на рис.6.
При графическом оформлении принципиальной схемы надлежит учитывать следующие правила и рекомендации.
Схемы выполняются для изделий, находящихся в отключенном положении. Элементы схем показывают условными графическими обозначения, установленными стандартами ЕСКД (ГОСТ 2.721 ... 2.756).
Иногда элементы в схеме используются не полностью (например, не все контакты реле). В этом случае допускается показывать элементы, ограничиваясь изображением только используемых частей (изображение реле К4 … К8 на рис. 5).
Рисунок 5 - Строчный метод изображения схемы: изображение элементов в схеме частично разнесенным способом
Элементы типа реле, трансформаторов и других изделий, содержащих большое количество контактов, могут быть изображены на схеме двумя способами: совмещенным и разнесенным. При совмещенном способе составные части элементов или устройств изображаются на схеме в непосредственной близости друг к другу при разнесенном способе (реле К5 … К8 на рис. 5) — в разных местах, для большей наглядности отдельных цепей.
Рисунок 6 - Изображение элемента (реле) совмещенным способом
На схеме указывают обозначения выводов (контактов) элементов или устройств, нанесенные на изделие или установленные в их документации. Однако при изображении одинаковых элементов (устройств) обозначение выводов допускается указывать на одном из них; при разнесенном способе — на каждой составной части элемента или устройства. Схемы рекомендуется выполнять строчным способом: условные графические обозначения устройств и их составных частей, входящих в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдельные цепи — рядом, в виде параллельных горизонтальных или вертикальных строк. При этом строки нумеруют арабскими цифрами (рис. 5).
Допускается сливать в одну линию несколько электрически не связанных линий связи (шина). При этом каждую линию помечают в месте слияния, а при необходимости на обоих концах условными обозначениями (цифрами, буквами или сочетаниями букв и цифр).
На схеме указывают характеристики входных цепей изделий (частоту, напряжение, силу тока, сопротивление и т.п.), а также параметры, подлежащие измерению на контрольных контактах, гнездах и т.п.
Допускается указывать адреса внешних соединений входных и выходных цепей данного изделия, если они известны. Например, адрес «=А—Х3:5» означает, что выходной контакт изделия должен быть соединен с пятым контактом третьего соединителя устройства А. Рекомендуется характеристики входных и выходных цепей, а также адреса их внешних подключений записывать и таблицы по форме, приведенной на рис. 6. Таблицы помещают вместо условных графических обозначений входных и выходных элементов - соединителей, плат и т.д. Таблицам присваивают позиционные обозначения элементов, которые они заменяют. Порядок расположения контактов в таблице определяется удобством построения схемы.
Сведения о соединении контактов многоконтактных соединений записывают двумя способами.
1. В таблицах около изображения соединителей, на поле схемы или на последующих листах помещают:
в графе «Конт.» — номер контакта соединителя (записывают по возрастанию номеров);
в графе «Адрес» — номер цепи и (или) позиционное обозначение элементов, соединенных с контактом;
в графе «Цепь» — характеристику цепи;
в графе «Адрес внешний» — адрес внешнего соединения.
2. Соединения с контактами соединителя изображают разнесенным способом. Точки, соединенные штриховой линией с соединителем, обозначают соединения с соответствующими контактами этого соединителя.
На поле схемы допускается помещать:
- указания о марках, сечениях и расцветках проводов и кабелей, соединяющих элементы, устройства, функциональные группы;
- указания о специфических требованиях к электрическому монтажу данного изделия.
Позиционные обозначения
Всем элементам, устройствам и функциональным группам изделия, изображенным на схеме, присваиваются позиционные обозначения, содержащие информацию о виде элемента (устройства, функциональной группы) и его порядковом номере в пределах данного вида. При необходимости записывают информацию о функции, выполняемой данным элементом (устройством, функциональной группой) в изделии. Позиционное обозначение состоит в общем случае из трех частей, имеющих самостоятельное смысловое значение. Их записывают без разделительных знаков и пробелов, одним размером шрифта. В первой части указывают вид элемента (устройства, функциональной группы) одной или несколькими буквами согласно ГОСТ 2.710-81 (буквенные коды распространенных видов элементов приведены в табл. 2), например: R - резистор, С - конденсатор, BS - звукосниматель; во второй части - порядковый номер элемента (устройства, функциональной группы) в пределах данного вида, например, R1, R2, ..., R12, С1, С2, ..., С14; в третьей части допускается указывать соответствующее функциональное назначение, буквенные коды для которого приведены в табл. 3, например, С4J — конденсатор С4, используемый как интегрирующий. Порядковые номера присваивают, начиная с единицы в пределах группы с одинаковыми позиционными обозначениями в соответствии с последовательностью расположения элементов на схеме, считая, как правило, сверху вниз в направлении СЛЕВА-НАПРАВО.
Позиционные обозначения проставляют рядом с условными графическими обозначениями элементов с правой стороны или над ними.
При изображении на схеме элемента (устройства, функциональной группы) разнесенным способом позиционные обозначения элемента или устройства проставляют около каждой составной части (рис. 7). При этом в позиционное обозначение элемента, функциональной группы или устройства, допускается включать обозначение устройства (группы), в которое элемент входит, например, =А3-С5 – конденсатор С5, входящий в устройство А3; ¹Т1-С5 – конденсатор С5, входящий в функциональную группу Т1 (Знаки =, ¹ – квалифицирующие символы, приведены в табл. 4).
Рисунок 7 - Простановка позиционных обозначений при изображении элементов и устройств разнесенным способом
Таблица 2 -Буквенные коды наиболее распространенных видов элементов
| Первая буква кода (обязательная) | Группа видов элементов | Примеры видов элементов | Двухбуквенный код |
| A | Устройство (общее обозначение) | ||
| B | Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот; аналоговые или многоразрядные преобразователи или датчики для указания или измерения | 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 |
| C | Конденсаторы | ||
| D | Схемы интегральные, микросборки | Схема интегральная аналоговая Схема интегральная цифровая, логическ. элемент Устройство хранения информации Устройство задержки | DA DD DS DT |
| E | Элементы разные | Нагревательный элемент Лампа осветительная Пиропатрон | EK EL ET |
| F | Разрядники, предохранители, устройства защитные | Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия Дискретный элемент защиты по току инерц-ого действия Предохранитель плавкий Дискретный элемент защиты по напряжению, разрядник | FA FP FU FV |
| G | Генераторы, источники питания | Батарея | GB |
| H | Устройства индикационные и сигнальные | Прибор звуковой сигнализации Индикатор символьный Прибор световой сигнализации | HA HG HL |
| K | 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 | ||
| H | Приборы, измерительное оборудование | Амперметр Счетчик импульсов Частотомер Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энергии Омметр Регистрирующий прибор Часы, измеритель времени действия Вольтметр Ваттметр | РА PC PF PC РК PR PS РТ PV PW |
| Q | Выключатели и разъединители в силовых цепях (энергоснабжение, питание оборудования) | 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 | 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 SP SR |
| Т | Трансформаторы, автотрансформаторы | Трансформатор тока Электромагнитный стабилизатор Трансформатор напряжения | ТА 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 |
| W | Линии и элементы СВЧ Антенны | Ответвитель Короткозамыкатель Вентиль Трансформатор, фазовращатель Аттенюатор Антенна | WE WK WS WT WU WA |
| X | Соединения контактные | Токосъемник, контакт скользящий Штырь Гнездо Соединение разборное Соединитель высокочастотный | ХА ХР XS XT XW |
| Y | Устройства механические с электромагнитным приводом | 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 |
Таблица 3 - Буквенные коды для указания функционального назначения элементов
| Буквенный код | Функция элемента (устройства) |
| A | Вспомогательный |
| B | Направление движения (вперед, назад, вверх, вниз, по часовой стрелке, против часовой стрелки) |
| C | Считающий |
| D | Дифференцирующий |
| F | Защитный |
| G | Испытательный |
| Н | Сигнальный |
| I | Интегрирующий |
| К | Толкающий |
| М | Главный |
| N | Измерительный |
| Р | Пропорциональный |
| Q | Состояние (старт, стоп, ограничение) |
| R | Возврат, сброс |
| S | Запоминание, запись |
| T | Синхронизация, задержка |
| V | Скорость (ускорение, торможение) |
| W | Сложение |
| X | Умножение |
| Y | Аналоговый |
| Z | Цифровой |
Таблица 4 - Квалифицирующие символы условных обозначений
| Тип условного обозначения | Квалифицирующий символ | Наименование применяемого знака |
| Обозначение высшего уровня - устройство | = | Равно |
| Обозначение высшего уровня - функциональная группа | ¹ | Не равно |
| Обозначение конструктивного расположении (конструктивное обозначение) | + | Плюс |
| Позиционное обозначение | – | Минус |
| Обозначение электрического контакта | : | Двоеточие |
| Адресное обозначение | ( ) | Обозначение заключают в крутые скобки |
При параллельном соединении допускается вместо изображения всех ветвей параллельного соединения изображать только одну ветвь, указывая количество ветвей при помощи обозначения ответвлений. Позиционные обозначения элементов, устройств, функциональных групп проставляют с учетом всех ветвей, входящих в параллельное соединение. При последовательном соединении вместо изображения всех последовательно соединенных элементов, устройств, функциональных групп допускается изображать только первый и последний элементы, показывая электрические связи между ними штриховыми линиями. Над штриховой линией указывают общее количество одинаковых элементов. В позиционных обозначениях при этом должны быть учтены элементы, устройства, функциональные группы, не изображенные на схеме.
Рисунок 8 - Изображение нескольких одинаковых элементов (устройств), соединенных параллельно (а) и последовательно (б)
Элементам, входящим в функциональные группы, присваивают позиционные обозначения по общим правилам. При наличии в изделии нескольких одинаковых функциональных групп позиционные обозначения элементов, присвоенные в одной из этих групп., повторяют в последующих.
Элементам, входящим в устройства, присваивают позиционные обозначения в пределах каждого устройства.
В некоторых случаях (например, в принципиальных схемах на полупроводниковую интегральную микросхему) около условных графических и позиционных обозначений указывают номиналы резисторов и конденсаторов. При этом допускается применять упрощенный способ обозначения единиц измерений (рис.9): для резисторов:
Рисунок 9- Упрощенный способ обозначения единиц измерений около условных графических обозначений
- от 0 до 999 Ом – без указания единиц измерения;
- от 1·103 до 999·103 Ом – в килоомах с обозначением единицы измерения строчной буквой к;
- от 1·106 до 999·106 Ом – в мегаомах с обозначением единицы измерений, прописной, буквой М;
- свыше 1·109 Ом – в гигаомах с обозначением единицы измерения прописной буквой Г;
для конденсаторов:
- от 0 до 9999·10-12 Ф – в пикофарадах без указания единицы измерения;
- от 1·10-8 до 9999·10-6 Ф – в микрофарадах с обозначением единицы изменения мкФ.
Перечень элементов
Все сведения об элементах, входящих в состав изделия и изображенных на схеме, записывают в перечень элементов, который помешают на первом листе схемы или выполняют в виде самостоятельного документа.
В первом случае перечень оформляют в виде таблицы по форме рис.9а, как правило, над основной надписью, на расстоянии менее 12 мм от нее. Продолжение перечня помещают слева от основной надписи, повторяя головку таблицы.
Рисунок 9 - Оформление перечня элементов:
а - запись элементов, имеющих общее наименование;
б - запись документов на основании которых элементы применены;
в - запись элементов, устройств одинаковых функциональных групп
Во втором случае перечень элементов выполняют на формате А4 с присвоением шифра, состоящего из буквы П (перечень) и шифра схемы, к которой выпускается перечень, например, ПЭ3 — перечень элементов к принципиальной электрической схеме. В графах перечня указывают следующие данные; в графе «Поз. обозначение» — позиционное обозначение элемента, устройства или обозначение функциональной группы:
- в графе «Наименование» — наименование элемента (устройства) в соответствии с документом, на основании которого этот элемент (устройств) применен, а также обозначение этого документа (основной конструкторский документ: ГОСТ, ТУ);
- в графе «Примечание» — указание технических данных элемента, не содержащихся в его наименовании (при необходимости);
- в графе «Зона» (в случае разбивки поля схемы на зоны) обозначение зоны; при строчном способе выполнения схемы — номер строки, в которой расположен данный элемент (устройство).
Элементы записывают в перечень группами в алфавитном порядке буквенных позиционных обозначений. В пределах каждой группы, имеющей одинаковые буквенные позиционные обозначения, элементы располагают по возрастанию порядковых номеров. Элементы одного типа с одинаковыми электрическими параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в перечень в одну строку. В этом случае в графу «Поз. обозначение», вписывают только позиционные обозначения с наименьшим и наибольшим порядковыми номерами, например, R3, R4; С8 ... С12, а в графу «Кол.» — общее количество таких элементов.
На рис. 9 показаны примеры записи элементов, у которых одинаковые:
- наименования (рис.9); записывают в виде общего заголовка один раз на каждом листе перечня и подчеркивают;
- обозначения документов, на основании которых эти элементы применены (рис. 9б);
- устройства или функциональные группы (рис. 9в); записывают элементы, входящие в каждое устройство (группу), начиная с наименования устройства (группы), которое подчеркивают; в графе «Кол.» указывают количество одинаковых устройств (групп), изображенных на схеме, в одной строке с заголовком; количество элементов, входящих в одно устройство (группу). Элементы устройств (групп) записывают после изделий, в них не входящих.
Позиционные обозначения элементов, параметры которых подбирают при регулировании, отмечают на схеме и в перечне звездочкой (например, R1*), на поле схемы помещают запись: «Подбирают при регулировании». В перечне указывают наименование и параметр элемента, близкого к расчетному.
Оформление электрических схем цифровой вычислительной техники
Электрические схемы для изделий цифровой вычислительной техники следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 2.751-73, 2.702-75, 2.708-81 и 2.743-82.
Схемы цифровой вычислительной техники чертят на листах, разбитых на колонки, ряды и зоны.
Все линии связи схемы подразделяют на входящие и выходящие. Входящими показывают электрические связи с входными выводами изделия, изображенными на данном листе, а также связи, изображения которых начинаются на другие листах схемы и других схемах. Начало входящих линий изображают, начиная с левой стороны и (или) сверху листа.
Выходящими показывают электрические связи с выходными выводами изделия, изображенными на данном листе, а также связи, изображения которых начинаются на данном листе и продолжаются на других листах схемы и других схемах. Выходящие линии заканчивают на правой стороне и (или) внизу листа,
При большой графической насыщенности схемы допускается входящие и выходящие линии связи начинать и обрывать внутри листа. Прерывать отдельные линии связи между удаленными друг от друга УГО, изображенными на одном листе. Всем входящим, выходящим и прерванным на данном листе линиям в месте обрыва должны быть присвоены обозначения (цифровые, буквенные или буквенно-цифровые), которые указывают над линией, на уровне линии или в разрыве линии. Ими могут быть обозначение сигнала, порядковые номера, адресное обозначение (координата места выхода линии связи из элемента либо координата места обрыва линии).
Условные графические обозначения в электрических схемах:
Рисунок 10- Условные графические обозначения и размеры некоторых элементов принципиальных схем
Допускается указывать в УГО разрядность функциональных частей (рис. 9), совмещать УГО функциональных частей по их большей стороне, если выходы одной полностью соответствуют входам другой
Рисунок 11 - Совмещение условно-графических обозначений функциональных частей
На функциональных схемах линии связи подразделяют на информационные и управляющие. Информационные подводят к большей стороне УГО, а отводят от его противоположной стороны; управляющие подводят к меньшей стороне УГО (при изображении УГО по ГОСТ 2.743-78 управляющие линии связи подводят к большей стороне УГО). Направления потоков информации на структурных и функциональных схемах показывают стрелками на линиях взаимосвязи (рис. 11).
Если к УГО подведено много управляющих сигналов, допускается продолжать его стороны, к которым их подводят (рис. 12).
На электрической принципиальной схеме двоичные логические элементы изображают в виде УГО по ГОСТ 2.713-78. Логические элементы с n состояниями, а также элементы и устройства, не выполняющие логические функции, но применяемые в изделии (например, аналоговые и аналого-цифровые элементы, диодные, резисторные сборки и т.д.), допускается изображать прямоугольниками. Для них действуют все положения ГОСТ 2.743-82.
Рисунок 12 - Продление сторон условно-графических обозначений
В основном поле УГО элементов и устройств помещают следующую информацию (элементы на рис. 11):
- в строке 1 — символ функции по ГОСТ 2.743-82;
- в строке 2 — полное или сокращенное наименование или тип, или код элемента (устройства);
- в последующих строках — буквенно-цифровое обозначение или порядковый номер; обозначение конструктивного расположения; адресное обозначение УГО элемента на листе и другую информацию.
Адресное обозначение указывает расположение УГО элемента на схеме и выражается координатами левого верхнего угла данного УГО.
Буквенно-цифровое обозначение допускается помещать над УГО. Функциональные группы, состоящие из нескольких элементов (устройств) и выполняющие логические функции, допускается изображать совмещенным способом. При этом отдельные логические элементы отделяют друг от друга штриховыми линиями. Если конструктивно объединенные логические элементы выполняют одинаковую логическую функцию, то информацию о них можно проставлять в одном верхнем элементе.
Обозначение выводов устройства (номера контактов) указывают сверху или в разрыве соответствующих линий связи рядом с УГО логических элементов.
На поле структурных, функциональных и принципиальных схем допускается приводить таблицы сигналов, в которых указывают информацию необходимую для прослеживания сигнала в изделии. Форма таблицы сигналов произвольна,
В таблицах должна быть указана следующая обязательная информация - наименование или обозначение сигнала и (или) его порядковый номер; конструктивные обозначения контактов, через которые проходит сигнал.
В таблицу могут быть введены дополнительные графы. Информация в таблицах сигналов должна быть упорядочена но алфавитному расположению сигналов и (или) по конструктивным и (или) схемным адресам.
Таблицы можно выпускать в виде самостоятельных документов с шифром ТС, например ТСЭ3.