Električne sheme: jednopolne, višepolne, montažni pogled

Vrste električnih shema

Nijedna shema sama ne opisuje cijelu električnu instalaciju. Svaka odgovara na drugo pitanje i služi drugom čitatelju: projektant iz pregledne sheme vidi koncept, monter iz montažnog pogleda i sheme stezaljki slaže ormar, a serviser iz strujne sheme traži kvar. Pravila za pripremu tih dokumenata — raspored lista, sustav stupaca i redaka, prikaz vodova i unakrsne reference — daje norma IEC 61082 (primjenjuje se važeće izdanje); simboli se uzimaju iz IEC 60617, a oznake iz IEC 81346.

Svi ti dokumenti nose iste referentne oznake i zato čine jedinstvenu cjelinu. U EDA alatu oni se ne crtaju odvojeno: strujna shema je izvor podataka, a popisi stezaljki, kabela i opreme generiraju se iz nje. Ručno crtani popisi koji se ne izvode iz sheme brzo se razilaze s njom — i to je jedan od glavnih razloga prelaska na EDA alate.

Jednopolna shema: napajanje i razdioba

Jednopolna shema prikazuje cijeli vod jednom crtom, bez obzira na to koliko vodiča ima. Broj vodiča označava se kosim crticama preko crte (do tri crtice) ili jednom crticom uz koju je upisan broj. Uz vod se pišu nazivni napon, vrsta struje i po potrebi presjek. Jednopolna shema namijenjena je pregledu: odakle dolazi energija, kroz koju zaštitu prolazi i kako se raspodjeljuje na trošila.

Jednopolna shema PS-1 (slika 7.6) čita se odozgo prema dolje. Mrežni priključak -X0 dovodi 230 V~ trožilnim vodom (L, N, PE), zaštitni prekidač -Q1 C6 A štiti i uklapa stranu 230 V, a napajanje -G1 pretvara izmjenični napon u 24 V= uz najveću struju 5 A. Iza osigurača -F1 slijedi razdioba 24 V (dvije crtice: L+ i M) na upravljač -A1, upravljač koračnog motora -T1, sigurnosni relej -K1 te senzore i tipkala. Vod od -T1 do motora -M1 ima četiri žile, po dvije za svaku fazu koračnog motora.

Jednopolna shema ne pokazuje kako je spojen pojedini kontakt, ali odmah pokazuje ono što strujna shema skriva u mnoštvu pojedinosti: da sva oprema na 24 V ovisi o jednom napajanju i jednom osiguraču. Kad se osi dodaje novi uređaj, na jednopolnoj shemi se prvo provjerava ima li napajanje dovoljno rezerve.

Višepolna shema

Višepolna shema prikazuje svaki vodič posebno. Za trofazni pogon to znači pet crta (L1, L2, L3, N, PE), svaki pol zaštitnog prekidača i svaki glavni kontakt kontaktora. Crta se ondje gdje je za montažu i ispitivanje važno znati točan spoj svake faze: glavni dovod ormara, glavni strujni krugovi motora, priključci pretvarača frekvencije i napajanja.

Za PS-1 višepolni prikaz strane 230 V pokazuje da -Q1 prekida vodič L (a u izvedbi 1P+N i N), dok se zaštitni vodič PE nikad ne prekida i vodi se izravno od -X0 do PE-stezaljke montažne ploče i do priključka PE napajanja -G1. Isti prikaz za izlaz -T1 pokazuje četiri vodiča prema motoru (namot A: A+ i A−, namot B: B+ i B−) i zaslon kabela -W2 spojen na PE na strani ormarića.

U višepolnoj shemi faze se crtaju uvijek istim redoslijedom i jednakim razmakom, obično L1, L2, L3, N, PE odozgo prema dolje ili slijeva nadesno. Zamjena redoslijeda dvaju vodiča u trofaznom krugu mijenja smjer vrtnje motora, pa je redoslijed na shemi podatak, a ne ukras.

Strujna shema sa strujnim stazama

Strujna shema upravljačkih krugova crta se u rastavljenom prikazu: svitak releja i njegovi kontakti ne crtaju se zajedno, nego svaki na onom mjestu gdje djeluje. Između dviju vodoravnih tračnica potencijala — za istosmjerni upravljački napon L+ gore i M dolje — crtaju se okomite strujne staze. Staze se numeriraju u okviru lista, a na većim listovima okvir se dijeli na numerirane stupce, pa se mjesto svakog elementa može opisati kao „list, stupac”.

Na slici 7.7 prikazan je ulazni dio upravljanja PS-1. U stazi 1 mirni kontakt tipkala za nuždu -S0 napaja ulaz sigurnosnog releja -K1. U stazama 2 do 6 tipkala START i STOP, senzor referentne točke i granične sklopke dovode signale na ulaze I0 do I4 upravljača -A1, a u stazi 7 radni kontakt 13–14 releja -K1 javlja upravljaču da je sigurnosni krug zatvoren. Stvarno ožičenje sigurnosnog releja (dvokanalni spoj, povratni krug) ovisi o uređaju i provodi se prema uputama proizvođača; slika prikazuje samo načelo.

Unakrsne reference povezuju rastavljene dijelove istog uređaja. Ispod svitka -K1 u stazi 1 navodi se popis njegovih kontakata s brojem staze u kojoj se nalaze („13–14 /7”), a uz kontakt u stazi 7 upisuje se staza svitka („/1”). U višelisnoj shemi referenca ima oblik broja lista i stupca, npr. /4.3 za list 4, stupac 3. Kad vod prelazi na drugi list, prekida se oznakom prijelaza s istim zapisom odredišta, pa čitatelj ne mora tražiti nastavak.

Montažni pogled ormara

Montažni pogled prikazuje montažnu ploču i vrata ormarića u mjerilu ili shematski, s položajem svakog uređaja, DIN-šina, kanala za vodove i uvodnica kabela. Uređaji se na ploču pričvršćuju na normiranu DIN-šinu TH35 širine 35 mm (IEC 60715). Širina modularnih uređaja izražava se u modulima, a jedan modul iznosi 17,5 mm: jednopolni zaštitni prekidač zauzima obično jedan modul, izvedba 1P+N dva.

Raspored na slici 7.8 slijedi uobičajenu logiku toka energije i signala: u gornjem redu su zaštita i napajanje (-Q1, -F1, -G1) i sigurnosni relej -K1, u srednjem upravljač -A1 i upravljač motora -T1, a u donjem redne stezaljke -X1 s PE-stezaljkama, najbliže uvodnicama kabela koji ulaze odozdo. Između redova i uz rubove postavljeni su kanali za vodove. Tipkala -S3 i -S4 te žarulje -H1 i -H2 ugrađene su na vrata i spojene savitljivim vodičima preko stezaljki.

Pri rasporedu vrijede pravila koja su dijelom propisana, a dijelom dobra praksa:

• razmaci za odvođenje topline uz napajanja i upravljače motora prema uputama proizvođača;
• odvajanje strane 230 V od strane 24 V i odvajanje kabela motora od signalnih vodova radi smanjenja smetnji;
• rezerva mjesta na šinama od oko 20 do 30 % za kasnije proširenje (preporuka);
• dovoljan prostor za alat i pristup vijcima stezaljki, osobito uz redne stezaljke;
• na montažnom pogledu uz svaki uređaj njegova referentna oznaka, jednaka oznaci na naljepnici.

Shema stezaljki i popis kabela

Redne stezaljke su granica između ormarića i polja. Shema ili popis stezaljki navodi za svaku stezaljku što je na nju spojeno s unutarnje strane (uređaj u ormariću i njegov priključak) i s vanjske strane (kabel, žila i uređaj na stroju). Popis kabela za svaki kabel navodi oznaku, odakle i kamo ide, tip, broj žila i presjek te duljinu.

Sastavi kabela navedeni su kao primjer; stvarni tip, broj žila i presjek uzimaju se iz proračuna i iz podataka proizvođača uređaja. Kabel motora koračnog pogona izvodi se oklopljen jer upravljač -T1 napaja namote brzim impulsima struje koji bez oklopa zrače smetnje na susjedne signalne vodove.

Duljina DIN-šine u ormariću

Računski prikaz zbraja širine uređaja u modulima i širine rednih stezaljki, dodaje rezervu mjesta i određuje koliko redova šine zadane korisne duljine treba predvidjeti na montažnoj ploči.

L = (m · 17,5 + n · b) · (1 + r)

gdje je m ukupni broj modula uređaja, n broj stezaljki, b širina jedne stezaljke u mm, a r udio rezerve.

Za zadane vrijednosti PS-1 — uređaji -Q1, -F1, -G1 i -K1 zauzimaju ukupno oko 9 modula, upravljač -A1 još 6 — uređaji traže 15 · 17,5 = 262,5 mm šine. Dvadeset stezaljki širine 5,2 mm (primjer; širinu daje proizvođač) traži još 104 mm, ukupno 366,5 mm. Uz rezervu od 25 % potrebno je oko 458 mm, što uz korisnu duljinu šine od 350 mm znači dva reda šine. Na montažnom pogledu slike 7.8 predviđena su ipak tri reda: dva za uređaje i treći za redne stezaljke, koje se smještaju najbliže uvodnicama. Razlog je upravljač motora -T1, koji nije modularni uređaj, ali zbog svoje širine i razmaka za hlađenje zauzima velik dio srednjeg reda — zato se u proračun takvi uređaji unose svojom stvarnom širinom preračunatom u module.

Ključni pojmovi

Provjeri se

Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.

Vježbe uz jedinicu

Gradivo ove jedinice priprema za sljedeće vježbe:

• V15 Jednopolna shema razdjelnika i montažni pogled · 2 sata