Hvordan lese elektriske skjematiske tegninger: Symboler, linjer og kretser forklart

Alle som åpner en apparatprosjekttegning feller første gang møter den samme veggen: sider med små symboler, linjer som krysser i alle retninger, og etiketter som K1-2 eller TH1 som ikke fellerklarer noe alene. Den gode nyheten er at å lese elektriske skjematiske tegninger ikke er et talent forbeholdt elektroingeniører. Det kommer ned til fire vaner: bygge et kjernesymbolvokabular, forstå hvordan linjer og veikryss representerer forbindelser, dekoding av referansebetegnelser og verdier, og følge en konsekvent sporingsrutine. Når disse vanene er på plass, slutter et skjema å se ut som støy og begynner å lese som en historie, der strøm kommer inn i kretsen, blir beskyttet og byttet, gjør nyttig arbeid i en last og går tilbake til kilden.

Denne ferdigheten betyr mye utover ingeniøravdelingen. Innkjøpsteam som gjennomgår leverandørtegninger, kvalitetspersonell som sporer en feilrapport og vedlikeholdsteknikere som diagnostiserer en defekt enhet, leser alle skjemaer raskere og med færre feil når de bruker de samme grunnleggende.

Hva en skjematisk viser, og hva den med vilje utelater

Start med den viktigste konklusjonen: et skjematisk diagram beskriver elektrisk logikk, ikke fysisk geografi. To komponenter tegnet på motsatte hjørner av et ark kan være elektrisk i serie, mens to symboler som sitter side om side kan tilhøre helt separate kretser. Tegningens jobb er å vise hvordan strømmen flyter og hvordan signaler samhandler, ikke hvor deler sitter på et PCB eller inne i et hus.

Elektrisk dokumentasjon inkluderer vanligvis tre relaterte, men distinkte tegningstyper. A skjematisk diagram viser kretsfunksjon med standardiserte symboler. A koblingsskjema viser den fysiske rutingen og forbindelsene mellom virkelige komponenter, inkludert kabelbaner og koblingsposisjoner. A enkeltlinjediagram forenkler flerfasesystemer til én linje per gruppe ledere, noe som er vanlig i kraftdistribusjon i stedet for apparatdesign. På apparatsiden definerer skjemaet kretsen, koblingsskjemaet kartlegger den på ekte kabler og terminaler, og den ferdige delen bygget fra dette kartet er hva et ledningsnett egentlig er . Å vite hvilket dokument du har er det første trinnet i å lese det riktig.

Symbolvokabularet som gjør det meste av arbeidet

Her er den oppmuntrende delen: Omtrent tjue symboler dekker det meste av husholdningsapparatskjemaet. Du trenger ikke å huske et helt bibliotek før din første nyttige lesning. Fokus på seks funksjonelle grupper, oppsummert nedenfor.

Vanlige symbolgrupper på apparatskjemaer og ledetrådene hver gruppe gir deg mens du leser.
Symbolgruppe	Typiske medlemmer	Hva du bør sjekke når du leser
Kraft og referanse	AC-kilde, batteri, jord og nøytrale noder	Hvor forsyning kommer inn i arket og hvilken node fungerer som spenningsreferanse
Passive komponenter	Motstander, kondensatorer, induktorer, transformatorer	Verdi, vurdering og polaritet trykt ved siden av hver betegnelse
Brytere og releer	Vippebrytere, trykknapper, relékontakter	Kontakter trekkes i hviletilstand, ikke arbeidstilstand
Beskyttelsesinnretninger	Sikringer, termiske cutoffs, varistorer, termistorer	Serieposisjonen viser nøyaktig hva hver enhet beskytter
Laster	Motorer, varmeelementer, lamper, pumper	Endepunktet for hver kraftbane og komponenten som bruker strøm
Tilkoblinger	Junction prikker, terminaler, off-page kontakter	En prikk bekrefter et ledd; krysse linjer uten en prikk aldri røre

Ett symbol fortjener spesiell oppmerksomhet i apparatarbeid: termistoren. På skjemaer for vannkokere, ovner, varmeovner og kaffemaskiner vises NTC-termistoren som et motstandssymbol med en bøyd linje gjennom, ofte merket med en temperaturmarkør og merket TH eller RT. Motstanden faller når temperaturen stiger, noe som er nøyaktig slik et kontrollpanel vet når vannet har kokt eller når et varmekammer har nådd settpunktet. Forståelse hvordan NTC temperatursensorer oppfører seg i en krets gjør det ene lille symbolet til et pålitelig leseanker, fordi du umiddelbart kan identifisere følergrenen til ethvert varmeapparat.

NTC Temperature Sensors for Heating Appliances

NTC temperatursensorer for varmeapparater NTC-termistorsymboler markerer den følende grenen av vannkokere, ovner og varmeovner, der motstanden faller når temperaturen stiger. Disse sensorene gir kontrollpanelene den temperaturtilbakemeldingen som trengs for å oppdage koke- eller settpunktforhold. Se produkt →

Kryss, nett og punktregelen

Feillesing av tilkoblinger er den vanligste nybegynnerfeilen, og en konvensjon forhindrer det meste. Uansett hvor en fylt prikk vises i skjæringspunktet mellom to linjer, er disse ledningene forbundet elektrisk. Der to linjer ganske enkelt krysser uten en prikk, passerer de over hverandre uten noen forbindelse. T-formede veikryss er normalt koblet sammen selv uten en prikk, men praksis varierer mellom tegneverktøy, så betrakt legenden som autoriteten.

Store tegninger bruker også nettetiketter for å holde linjer ryddige. I stedet for å dra en ledning over tre ark, plasserer tegneren det samme navnet, for eksempel GND, L, N eller VCC, i begge ender, og alt som deler et navn er én elektrisk node. Koblinger utenfor siden fungerer på samme måte, og signaliserer at en sti fortsetter på et annet ark, vanligvis merket med et arknummer eller en pil. Behandle disse etikettene som ekte tråd: Hvis du ser den samme etiketten to ganger, er disse punktene koblet sammen uansett om det er trukket en linje mellom dem.

Referansebetegnelser og verdier

Hvert symbol på en profesjonell tegning har en referansebetegnelse, en kort kode som navngir komponentklassen og dens instansnummer. De vanlige prefiksene er verdt å lære som et sett:

R for motstander, C for kondensatorer, L for induktorer
D for dioder og lysdioder, Q for transistorer, U for integrerte kretser
K for releer og kontaktorer, F for sikringer, T for transformatorer
M for motorer, SW or S for brytere, TH or RT for termistorer

Verdier sitter ved siden av betegnelsen. En motstand merket 10k er 10 kilohm; en kondensator merket 470uF/16V har sin kapasitans og en spenningsklasse du må respektere. Se polariteten på elektrolytiske kondensatorer og dioder, fordi symbolet i seg selv koder for orientering og å installere delen bakover er en reell feilmodus.

To finesser skiller nye lesere fra erfarne. For det første foreldre-barn-komponenter: en reléspole merket K1 på kontrollsiden kan betjene kontakter merket K1-1 og K1-2 andre steder, så det samme reléet vises flere steder. For det andre er symbolstandardene forskjellige. IEC og nordamerikanske konvensjoner trekker kontakter, grunner og logikkelementer forskjellig, så sjekk hvilken standard tegningen bruker før du tolker et symbol.

En leserutine som fungerer på alle tegninger

Leserekkefølge betyr mer enn lesehastighet. Erfarne ingeniører starter sjelden ved det første symbolet; de starter med struktur. Følgende sekvens fungerer på skjemaer fra en liten vannkoker til en industriell kontroller.

Les tittelblokken og forklaringen først: tegningsnummer, revisjon, symbolstandard og arkindeks. En utdatert revisjon er en reell sikkerhetsrisiko.
Finn strøminngangen: linje og nøytral, eller DC positiv og negativ, pluss hovedsikringen eller bryteren som leder arket.
Del tegningen inn i funksjonsblokker: strømforsyning, kontroll, beskyttelse, sensing og belastning.
Spor strømveien fra kilde til belastning og tilbake, og bekrefte hver beskyttelsesenhet i serie.
Spor kontrollveien: identifiser hva som bytter lasten, og hvilken tilbakemelding, for eksempel en termistor eller grensebryter, som påvirker denne avgjørelsen.
Følg designere på tvers av sider, hold foreldre-barn-relasjoner som reléspoler og kontaktene deres i sikte.
Annoter mens du går, og kontroller alt ukjent mot komponentdataarket i stedet for å gjette.

Bearbeidet eksempel: Sporing av en varmeapparatkrets

Bruk rutinen på en forenklet elektrisk ovn og metoden blir konkret. Strøm kommer inn ved L og N. Ledningen går først gjennom sikring F1 og en termisk avskjæring, deretter gjennom hovedbryteren til varmeelementet, som går tilbake til N. Det er kraftbanen, og du kan allerede oppgi dens beskyttelseskjede: overstrøm ved F1, overtemperatur ved avskjæringen.

Kontrollgrenen legger til intelligens. Et styrekort U1 henter lavspenningsforsyningen fra strømnettet, en NTC-termistor TH1 sitter i ovnsrommet og mater en spenningsdeler inn i kortet, og kortet driver reléspolen K1. Når TH1 rapporterer hulrommet under settpunktet, gir U1 energi til K1, og kontakten K1-1 lukkes for å drive elementet. Lest i den rekkefølgen forteller skjemaet deg nøyaktig hvorfor en ovn som aldri varmes opp kan ha sviktet: en åpen sikring, en åpen termisk avskjæring, en fast K1-kontakt eller en termistor som er utenfor rekkevidde.

Det siste mentale trinnet er å oversette symboler til maskinvare. Elementklemmene, relékontaktene, avskjæringen og termistoren kobles alle sammen gjennom buntede ledere og koblinger, og tegningssettet kryssrefererer disse rutene. I produksjon er denne oversettelsen fra skjematiske nett til rutede, isolerte, koblede kabler nøyaktig hva en dedikert ovnsledning gir.

Elektriske ovnsledninger Når skjematiske symboler er oversatt til rutede ledere, bærer et ovnsledningsnett element-, relé-, avskjærings- og termistorforbindelser. Gjennomgang av selealternativer her viser hvordan skjematiske nett blir isolerte, koblede kabelsammenstillinger. Se produkt →

Feil som fanger nye lesere

De fleste skjematiske feillesninger faller i en håndfull gjentatte feller. Å sjekke for dem bevisst forkorter læringskurven betraktelig.

Forutsatt at symbolplassering gjenspeiler fysisk plassering, noe det aldri gjør på en skjematisk.
Ignorerer punktregelen og finner på forbindelser ved hver linjekryss.
Leser relékontakter i aktivert tilstand, når tegningene viser hviletilstanden etter konvensjon.
Blande IEC- og ANSI-symbolkonvensjoner i én tolkning.
Hopp over forklaringen og revisjonsblokken, og analyser deretter en erstattet tegning.
Med utsikt over polaritetsmerker på dioder og elektrolytiske kondensatorer.

Fra tegning til ferdig montasje

Skjematisk leseferdighet lønner seg tydeligst under komponentinnkjøp. En kjøper som kan lese tegningen kan sitere en sele nøyaktig: ledningsmåler følger av belastningsstrøm, isolasjonsklasse følger av temperaturene nær varmeovner, koblingsvalg kommer fra skjemaets termineringspunkter, og termistorgrenen må samsvare med styrekortets forventede motstandskurve. Disse detaljene er nettopp der apparatprodusenter taper tid når tegninger og leverandører ikke snakker samme språk.

Det endrer også kvaliteten på samtaler med en sele- og sensorprodusent. I stedet for å beskrive en del etter utseende, kan du referere til nett, betegnelser og karakterer direkte, og leverandøren kan bekrefte gjennomførbarhet mot samme dokument. Hvis du forbereder et nytt apparatprosjekt og ønsker skjemaet oversatt til en produksjonsklar ledningsløsning, gjennomgår ingeniørteamet bak disse kjøkken- og miljøapparatmonteringene tegninger og gir tilbud gjennom standardforespørselskanalen.