Структурная схема как построить
Перейти к содержимому

Структурная схема как построить

  • автор:

Структурная схема

Для большинства объектов сети есть возможность построить структурную схему. Она отражает все коммутации объекта в нисходящем или восходящем порядке. Так можно построить схему для всей сети.

Построение схемы осуществляется в карточке объекта. Необходимо будет выполнить выбор направления построения.

Итоговый результат выглядит следующим образом.

На схеме объекты выводятся с дальнейшими ссылками и указанием портов коммутации. Незадействованные порты не выводятся.

Существует возможность просмотреть схему на карте покрытия, а так же вывести схему на печать.
При выводе схемы на печать схема экспортируется в PNG-изображение. Его возможно сохранить и в дальнейшем распечатать в нужном размере. Либо работать с ним в других программных продуктах.

Начиная с версии 3.18:

В структурной схеме отображаются затухания в т.ч. и на портах неиспользуемых делителей.

Что такое структурная схема

Структурная схема разрабатывается на начальных стадиях проектирования и предшествует разработке схем других типов. Структурная схема определяет основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи между ними. Схема отображает принцип действия изделия в самом общем виде.

Действительное расположение составных частей на структурной схеме не учитывают и способ связи не раскрывают. Построение схемы должно давать наглядное представление о

  • составе изделия,
  • последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников или условных графических обозначений. При изображении функциональных частей в виде прямоугольников их наименования, типы и обозначения вписывают внутрь прямоугольников.

Направление хода процесса, происходящего в изделии, обозначают стрелками, соединяющими функциональные части. На схемах простых изделии функциональные части располагают в виде цепочки в соответствии с ходом рабочего процесса в направлении слева направо. Схемы, содержащие несколько основных рабочих каналов, рекомендуется вычерчивать в виде параллельных горизонтальных строк.

Ниже на нескольких примерах показаны правила и особенности построения структурных схем устройств и систем.

На рис.1 приведена структурная схема автоматической системы регулирования теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС) здания.

Система содержит следующие функциональные части:

1. узел учета тепловой энергии, с помощью которого определяется количество потребленной тепловой энергии и расхода горячей воды,

2. система регулирования отопления, предназначенная для поддержания заданной температуры и давления теплоносителя (воды) в контуре отопления, заданной температуры воздуха в помещениях здания.

3. система регулирования ГВС, предназначенная для поддержания необходимой температуры и давления горячей воды,

4. система электроснабжения всех блоков автоматической системы регулирования,

5. персональный компьютер.

Структурная схема автоматической системы регулирования теплоснабжения и горячего водоснабжения

Рис. 1. Структурная схема автоматической системы регулирования теплоснабжения и горячего водоснабжения

Особенностью этой схемы является то. что на ней показаны не только связи между отдельными блоками системы регулирования, но и направление потоков теплоносителя и горячей воды.

При большом количестве функциональных частей в изделии элементы структурной схемы могут обозначаться порядковыми номерами. При этом должен быть составлен перечень этих функциональных частей. В этом случае наглядность структурной схемы ухудшается, т.к. роль каждой функциональной части выясняется не только по изображению, но и с помощью перечня.

Для примера исполнения этого варианта на рис. 2 приведена структурная схема системы стабилизации скорости вращения электродвигателя.

Структурная схема системы стабилизации скорости вращения электродвигателя

Рис. 2. Структурная схема системы стабилизации скорости вращения электродвигателя

Для сложных изделий, состоящих из нескольких функциональных частей, для каждой части также могут быть разработаны их структурные схемы.

Так, например, на рис. 3 приведена структурная схема основного преобразователя электромагнитного расходомера, входящего в состав узла учета тепловой энергии (рис. 1), и предназначенного для определения текущего и суммарного расхода теплоносителя (воды), протекающего по трубопроводу контура отопления.

Структурная схема преобразователя электромагнитного расходомера

Рис. 3. Структурная схема преобразователя электромагнитного расходомера

На структурной схеме допускается указывать характеристики функциональных частей, поясняющие надписи и диаграммы, определяющие последовательность процессов во времени, а также параметры в характерных точках (величины токов, напряжений, формы и величины импульсов и др.). Данные помещаются рядом с графическим обозначением или на свободном поле схемы. После окончания проектирования структурная схема изделия включается в эксплуатационную документацию для общего ознакомления обслуживающего персонала с изделием.

Информационные статьи производителей промышленного электрооборудования:

Построение структурных схем систем автоматического управления

Структурная схема САУ строится на основании физической модели системы. При ее построении следует:

  • 1) выделить элементарные динамические звенья основной цепи воздействия и цепей ОС и определить их передаточные функции;
  • 2) найти точки приложения задающих и возмущающих воздействий;
  • 3) определить положение узлов суммирования и точек съема сигналов для ОС.

При построении структурных схем следует учитывать назначение САУ (системы стабилизации, пуска, торможения и реверса, следящие системы) и, если это возможно, определить место включения регулятора (последовательная, параллельная коррекция).

При выделении функциональных элементов в качестве динамических звеньев следует стремиться к тому, чтобы их передаточные функции были наиболее простыми. В качестве примера построения структурной схемы рассмотрим систему стабилизации скорости электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем. Основными динамическими звеньями здесь являются следующие.

1. Двигатель постоянного тока. Операторное уравнение двигателя постоянного тока определяется следующим выражением:

где Гмл — электромеханическая постоянная времени двигателя, Тмд = JRJc 2 . Здесь с — коэффициент пропорциональности, определяемый по формуле

где UH, /н, (о„ — номинальные значения напряжения, тока и угловой скорости двигателя соответственно; Гд — электрическая постоянная времени якоря двигателя, Та = LJRд; LA, /?д — индуктивное и активное сопротивления якоря двигателя; /с— ток якоря двигателя, определяемый моментом статической нагрузки на валу.

Однако электромеханическая Гмд и электромагнитная Тм постоянные времени в рассматриваемом случае должны учитывать сопротивление и индуктивности главных цепей двигателя и тиристорного преобразователя, т.е.

где Rq— сумма сопротивлений цепей двигателя и преобразователя, Rq = Ял + /?п; Д) — сумма индуктивностей цепей двигателя и преобразователя, Lq = La + Ln.

Учитывая, что ЭДС двигателя е = со), запишем операторное уравнение:

где еп — операторное изображение приращения ЭДС преобразователя.

Покажем, что операторному уравнению соответствует структурная схема, изображенная на рис. 6.5.

Суммируя воздействия в узлах А и /? соответственно, получим

где / — ток двигателя, что равносильно уравнениям еп = е + /7^ + + Lodi/dt и (/До — IM/Tj) = е.

Таким образом, можем записать:

что подтверждает указанное соответствие.

2. Тиристорный преобразователь. В практике проектирования принято интерпретировать тиристорный преобразователь инерционным звеном 1-го порядка

где рп — коэффициент усиления преобразователя; Тп — постоянная времени звена:

Структурная схема двигателя где Г— постоянная времени фильтра (Г = 0,003. 0,005 с); т — число фаз;/ — частота сети; 1/2т/ — среднее статистическое запаздывание преобразователя

Рис. 6.5. Структурная схема двигателя где Гф— постоянная времени фильтра (Гф = 0,003. 0,005 с); т — число фаз;/ — частота сети; 1/2т/ — среднее статистическое запаздывание преобразователя.

  • 3. Суммирующий усилитель. Представляет собой безынерционное звено с коэффициентом усиления (5У.
  • 4. Датчик скорости. Представляет собой инерционное звено

где кЛС коэффициент усиления датчика скорости; Гдс — постоянная времени фильтра датчика скорости лс = 0,005 с).

Обычно для упрощения расчетов постоянную времени фильтра Тлс приводят к малой постоянной времени прямого канала. Такой постоянной времени является Тр инерционного звена, характеризующего тиристорный преобразователь. Для этой цели часто используют формулу Ямпольского:

С учетом сделанных замечаний структурная схема системы представлена на рис. 6.6.

Здесь в цепь основного воздействия включен регулятор Кр. С регулятора на объект действует управляющее воздействие иу. Однако его передаточная функция и структура находятся методом синтеза и будут рассмотрены далее. Здесь же условно примем Кр = 1.

Рис. 6.6. Структурная схема стабилизации скорости: а — исходная; б — расчетная

Получение структурной схемы по уравнениям

Пусть задана система алгебраических уравнений вида:
| 2x + 6y = 36
| 4x + 7y = 47
Выполняется преобразование схемы следующим образом. В каждом уравнении выбирается наиболее «значимая» переменная, которая остается в левой части уравнения, а всё остальное переносится в правую часть.
| 2x = 36 – 6y
| 7y = 47 – 4x

Каждое уравнение, имеющее слагаемые в правой части, на структурной схеме обозначается сумматором, на входы которого подаются слагаемые правой части с соответствующими знаками, а на выходе формируется сигнал, соответствующий левой части.

Если выражение левой части уравнения состоит из множителей, то на схеме к выходу сумматора добавляются блоки, которые позволяют выделить необходимую переменную путем деления на остальные множители.

Если слагаемое правой части является свободным числом (постоянным или зависящим от времени или других переменных, не входящих в систему), то на схеме оно представляется в виде внешнего воздействия.

Если слагаемое правой части зависит от переменных системы уравнений, то эти переменные приводятся к требуемым слагаемым (например, умножаются на числа), и подключаются к сумматору.

В результате будет получена структурная схема, реализующая систему уравнений.

В результате моделирования получены значения: x=3, y=5.

Построение структурной схемы по системе дифференциальных уравнений

Построение структурной схемы аналогично построению для системы алгебраических уравнений. В левой части остаются только старшие производные и вводится подстановка s = d/dt. Для получения на структурной схеме сигнала x при известном sx ставится интегратор 1/s.

Пусть задана система дифференциальных уравнений:
| x’ = x*y + 2*t
| y» = x + y — 8
В уравнениях под ‘ понимается производная первого порядка и под » — производная второго порядка. Тогда путем замены ‘ на s и, соответственно, » на s 2 получим:
| sx = x*y + 2*t
| s 2 y = x + y — 8
Далее на схему ставится 2 сумматора, на выходе которых формируются sx и s 2 y. Далее выход сумматора подключается к интегратору 1/s, в результате будет уже получены сигналы x и sy, и далее к выходу интегратора подключается ещё один интегратор, на выходе которого формируются уже сама переменная y. Далее эти переменные через коэффициенты усиления и блок умножения X подключаются к сумматорам. Кроме того, к сумматорам подключаются внешние воздействия 2*t и -8.
Структурная схема имеет следующий вид.

Все материалы сайта принадлежат лично Василию Щербакову.
Допускается использование материалов в некоммерческих или учебных целях с указанием ссылки на этот сайт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *