Как сделать структурную схему

3.7 Структурная схема (Э1)

Структурная схема отображает принцип работы изделия в самом общем виде. На схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы), а также основные взаимосвязи между ними. Действительное расположение составных частей изделия не учитывается и способ связи (проводная, индуктивная, количество проводов и т.п.) не раскрывается. Построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Направление хода процессов, происходящих в изделии, обозначают стрелками с развалом 60° на линиях взаимосвязи.

Функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников или условных графических обозначений в соответствии с рисунками 3.18, 3.19. Размеры прямоугольников не нормируются. При обозначении функциональных частей в виде прямоугольников, их наименования, типы, обозначения, передаточные функции, переходные характеристики, диаграммы вписывают внутрь прямоугольников. Допускается указывать тип элемента (устройства) или обозначение документа (государственный стандарт, технические условия и пр.), на основании которого этот элемент (устройство) применен. Каждое наименование пишут строчными буквами, начиная с прописной.

На схемах простых изделий 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. Дополнительные и вспомогательные цепи (элементы и связи между ними) следует выполнять из полосы, занятой основными цепями.

Для сокращения длины сложной схемы и повышения наглядности рекомендуется по возможности основные цепи располагать горизонтально, а вспомогательные цепи – вертикально или горизонтально в промежутках между основными цепями.

На схеме допускается указывать технические 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 помещают рядом с графическими обозначениями или на свободном поле схемы.

Сформулированные выше правила выполнения структурных схем должны соблюдаться как при оформлении иллюстраций в тексте пояснительной записки, так и при оформлении плакатов к дипломной работе.

Назначение структурных схем. Виды структурных схем. Элементы алгоритмических структурных схем.

Структурная схема показывает основные функциональные части электронного изделия, назначение электронных блоков и взаимосвязи между ними. Схема отображает принцип действия электронных аппаратов в общем виде.
Действительное расположение компонентов на структурной схеме не учитывают и способ связи не раскрывают. Построение схемы должно давать наглядное представление о

Электронном изделии,
последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Функциональные части на схеме показаны 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, показаны 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 упрощенная структурная схема телефона

Мобильный телефон имеет структуру микропроцессорной системы, которая содержит: — ЦП (один или два)

— контролер (зачастую ПЛИС), усилитель, диплексер радиочастотного тракта

Процессор как правило специализированный и содержит множество дополнительных возможностей.

Схемы электрические структурные

6.3.1 Схема электрическая структурная (код Э1) – схема, определяющая основные функциональные части изделия, их назначение и взаимосвязи.

Данные схемы разрабатывают при проектировании изделия на стадиях, предшествующих разработке схем других типов, и пользуются ими для общего ознакомления с изделием.

6.3.2 На схеме электрической структурной изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и основные взаимосвязи между ними.

Функциональные части изделия в соответствии с ГОСТ 2.721 изображают в виде прямоугольников, с размерами 10х10 или 10х15 мм или УГО, приведенных в соответствующих стандартах.

6.3.3 Графическое построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей изделия. На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.

6.3.4 На схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части изделия, если для ее обозначения применен прямоугольник. Наименования в этом случае вписывают внутрь прямоугольников в соответствии с рисунком 6.13.

Рисунок 6.13 – Пример выполнения схемы электрической структурной

При большом количестве функциональных частей допускается взамен наименования проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило, сверху вниз в направлении слева направо, В этом случае наименования указывают в таблице произвольной формы, помещаемой на поле схемы в соответствии с рисунком 6.14.

Структурная схема ГОСТ

Порядковый номер	Наименование
1	Антенна
2	Колебательный контур
3	Детектор
4	Усилитель
5	Источник питания
6	Телефон

Рисунок 6.14 – Схема электрическая структурная приемника прямого усиления
Следует обратить внимание на то, что при использовании цифровых обозначений вместо наименований функциональных частей наглядность схемы существенно ухудшается, так как назначение каждой функциональной составной части выясняется не только по изображению, но и с помощью перечня, приведенного в таблице.

ВНИМАНИЕ: В СТУДЕНЧЕСКИХ РАБОТАХ И ПРОЕКТАХ ПРИ ВЫПУСКЕ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ, НАИМЕНОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВПИСЫВАТЬ ВНУТРЬ ПРЯМОУГОЛЬНИКОВ.

6.3.5 На схеме допускается помещать технические характеристики функциональных частей, поясняющие надписи, диаграммы или таблицы, определяющие последовательность процессов во времени, а также указывать параметры в характерных точках (величины напряжений, токов, форсы импульсов и т.п.).

6.3.6 На схемах несложных изделий функциональные части располагают в виде прямой цепочки в соответствии с направлением распространения сигнала слева направо.

Схемы изделий, содержащих несколько каналов распространения сигналов, рекомендуется выполнять в виде параллельных горизонтальных цепочек. Дополнительные и вспомогательные цепи при этом необходимо выводить из основных цепей.

Для повышения наглядности основные цепи рекомендуется располагать горизонтально, а дополнительные и вспомогательные – вертикально или горизонтально между основными цепями.

Пример выполнения схемы электрической структурной приведен в приложении М данного пособия.

Назначение

Схемы являются конструкторскими документами и содержат важные сведения для проектирования, разработки, сборки, регулирования и эксплуатации приборов.

Изображения отдельных электроцепей имеют различные предназначения:

при проектировании позволяют определить конструктивные особенности изделия;
при производстве — помогают учесть структуру предмета, подобрать технологию изготовления, монтажа и контроля продукта;
при эксплуатации — поиск неполадок, ремонта и техобслуживания приборов.

Вам это будет интересно Особенности генератора электрической энергии

Для более полного понимания работы электросистем нужно изучить основные виды и назначение схем.

Как читать электросхемы

Объединенная

Схема объединяет несколько видов и типов чертежей, общее изображение позволяет обозначить значимые особенности цепи. Используется в производственных мощах с применением электрических, гидравлических, пневматических и кинематических элементов. Отдельные устройства, их связи изображают на одном объединенном изображении. Допускается также указывать на чертеже элементы и приборы, не включенные в оборудование, но необходимые для пояснения его принципов работы.

Обратите внимание! Графические обозначения дополнительных устройств отделяют на схеме штрих-пунктиром толщиной, аналогичной линиям связи, указывают местоположение деталей, разъяснения.

Наглядный пример общей схемы

Структурная

Структурную схему разрабатывают на старте проектирования с целью определения основных функциональных устройств конструкции, назначения взаимосвязи деталей. Материал отражает принцип действия системы в общих чертах. Функциональные части чертежа представлены прямоугольниками или условными графическими обозначениями. Названия, типы и обозначения вписаны в геометрические фигуры.

Важно! Действительное размещение структурных элементов на схеме не учитывается, способ связи не раскрывается.

Направление процесса, протекающего в системе, обозначено стрелками, соединяющими функциональные детали (прямоугольники с названиями). Структурные элементы простых устройств расположены на схеме в виде цепочки, соответствующей ходу рабочих процессов в направлении слева направо. При наличии нескольких рабочих каналов, их отображают в виде параллельных горизонтальных строк. Порядок чтения со стрелками и поясняющими надписями позволяет разобраться в структурной электрической схеме даже новичку.

Структурный чертеж

Функциональная

Изображение содержит рабочие элементы объекта, функциональные связи деталей, технические характеристики и параметры в характерных точках, письменные пояснения. Для сложных систем требуется несколько функциональных схем с пояснением происходящих процессов в соответствующих режимах работы. Количество функциональных чертежей, уровень детализации и объем информации определяется проектировщиком с учетом особенностей объекта.

Регламента по созданию условных графических обозначений нет (допускается использование прямоугольников с надписями), действуют только общие требования к оформлению конструкторских или технологических документов.

Функциональная электроцепь Э2

Монтажная

Монтажные схемы показывают действительное местоположение компонентов внутри и снаружи объекта. Чертежи создают для создания радиосистем, электрических шкафов, бытовых устройств. Так, электросхема проводки квартиры позволит рассмотреть точки монтажа розеток, светильников, люстры.

Вам это будет интересно Электронный преобразователь напряжения с 12 В на 220 В

Список компонентов монтажного чертежа включает радиодетали, узлы и компоненты, не соединенных между собой дорожками. На выводах устройств указан маршрут (буквенно-цифровые обозначения, указывающие на детали, рекомендуемые для соединения). Разработке монтажного рисунка предшествует принципиальная схема.

Монтажная электросхема квартиры

Принципиальная

Основное назначение принципиальных электросхем — полное и наглядное отображение взаимной связи отдельных приборов, элементов автоматики и дополнительной аппаратуры, оставляющей функциональные узлы автономных систем, с учетом последовательности работы и принципа действия. Использование чертежей упрощает пуско-наладочные работы и эксплуатацию оборудования. Схематические изображения систем также выступают основой для построения монтажных чертежей, таблиц щитов, пультов, наглядного отображения принципа подсоединения внешних проводок, подключения деталей.

Разработка принципиальных изображений согласована с алгоритмами действия отдельных узлов: контрольных, сигнализационных, регулировочных и управленческих. Также учитываются требования, предъявляемые к объекту. Условный вид схем позволяет рассмотреть приборы, аппараты, линии связи отдельных элементов, блоки, модули устройств.

Принципиальная электросхема передатчика радиостанции Р-861 М1

Описание структурной схемы

Автоматическая система регулирования температуры

Принял: Малафеев С.И.

Содержание:

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМЫ СИСТЕМЫ:

1.1 Описание функциональной схемы устройств

1.2 Описание структурной схемы

1.3 Описание объекта управления. Его статические и динамические характеристики

1.4 Принцип действия измерительного устройства

1.5 Характеристики регулирующего устройства

1.6 Принцип действия и характеристики исполнительного устройства

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:

2.1 Нелинейности автоматической системы, их статические характеристики

2.2 Линеаризация системы в рабочей точке

2.3 Передаточные функции линеаризованной системы

2.4 Характеристическое уравнение системы

2.5 Анализ устойчивости линейной модели системы

2.6 Определение показателя колебательности. Построение области устойчивости системы в плоскости параметров регулирующего устройства (Кр, Тр)

2.7 Корневой годограф системы

2.8 Импульсные и переходные характеристики разомкнутой системы относительно задающего и возмущающего воздействий

2.9 Аналитический расчет переходных процессов в замкнутой системе

2.10 Моделирование линеаризованной системы с помощью Matlab

2.11 Выполнить оптимизацию линеаризованной системы с помощью моделирования

2.12 Определить характеристики оптимизированной системы

2.13 Исследовать процессы в системе (для выходного сигнала и ошибки) при действии различных сигналов

2.14 Оценка точности системы. Основные составляющие ошибки

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:

3.1 Переходные процессы в системе при различных отклонениях от параметров рабочей точки задающего и возмущающего воздействий

3.2 Исследование процессов для выходной переменной и ошибки системы при действии на входе сигналов задания, содержащих гармоническую составляющую

3.3 Статические характеристики нелинейной системы

4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МДЕЛИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ:

4.1 Составление программы для имитационного моделирования, используя структурную схему нелинейной автоматической системы

4.2 Используя составленную программу, определить переходные процессы в системе для выходной переменной и ошибки при изменении задающего и возмущающего воздействий для различных рабочих точек

Читать:

Как установить подножку на велосипед royal baby

4.3 Статические характеристики системы

4.5 Сравнение результатов моделирования с помощью составленной программы и с помощью типовых программных средств

5. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ:

5.1 Влияние напряжения питающей сети на процессы регулирования температуры

5.2 Изменение свойств системы при использовании вместо ПИ регулятора П-, ПД- и ПИД-регулятора

5.3 Работа системы при использовании релейного двухпозиционного регулятора

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, ЭЛЕМЕНТЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМЫ СИСТЕМЫ

Описание функциональной схемы устройства

Рис. 1. Функциональная схема автоматической системы регулирования температуры

Общий принцип действия системы автоматического регулирования температуры состоит в том, чтобы поддерживать на требуемом уровне температуру объекта (в нашем случае – печи). Происходит это следующим образом – с датчика температуры (ДТ), который находится в печи (П), текущее значение температуры поступает на регулирующее устройство (РУ), которое на основании полученной информации вырабатывает управляющее воздействие. Это воздействие формируется по алгоритму управления, заложенному в регулятор.

Далее сигнал с РУ поступает на исполнительное устройство, а именно – на тиристорный регулятор напряжения (ТРН), управляемый ФСУ. Задача фазосдвигающего устройства – в соответствии с сигналом регулятора формировать такие углы включения тиристоров, чтобы напряжение, подаваемое на нагреватель, поддерживало температуру на нужном уровне. Установка требуемой температуры осуществляется с помощью задатчика (З).

Описание структурной схемы

Рис. 2. Структурная схема автоматической системы регулирования температуры

Входным сигналом системы является напряжение Uз, оно сравнивается с напряжением Uд ≈ Θ, которое действует на выходе датчика. Если Uз ≠ Uд, то появляется ошибка ε = Uз – Uд.

Допустим, что Uз > Uд, тогда ε > 0. Далее эта ошибка поступает на вход РУ, где она усиливается. РУ имеет передаточную функцию (ПФ)

Uр увеличивается, а углы включения тиристоров уменьшаются, т. к.

Следовательно Uн увеличивается.

Рн также увеличивается:

следовательно, температура в печи растет.

Если ε < 0, то температура в печи уменьшается за счет теплообмена.

Как правило, в реальных системах сложно точно разграничить объект управления и исполнительные механизмы, потому что структурная схема является упрощенной моделью устройств и может либо объединять несколько реальных объектов в один блок, либо наоборот разбивать объекты на несколько блоков.

В предложенной схеме можно принять, что:

1) Объектом управления является печь с нагревателем.

2) Исполнительным устройством, которое вырабатывает регулирующее воздействие Uн является тиристорный регулятор напряжения.

3)Измерительное устройство – датчик, который также является элементом главной ОС, вырабатывающим сигнал, находящийся в определенной функциональной зависимости от регулируемой переменной.

Как создать структурную схему в программе Компас 3D: шаг за шагом

Структурная схема является одним из наиболее важных инструментов при проектировании и создании подробной документации на проект. В программе Компас 3D, то же самое может быть достигнуто с помощью создания схемы, используя функциональность, предназначенную для этой цели.

Шаг 1: Создание документа

Первый шаг в создании структурной схемы в программе Компас 3D — это создание нового документа. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

Открыть "Файл" в главном меню.
Нажмите "Новый".
Выберите "Документ".

В качестве типа документа выберите "Схема".

Шаг 2: Добавление символов

Чтобы создать структурную схему в программе Компас 3D, необходимо добавить символы на лист. Для добавления символа используйте следующие действия:

Нажмите на кнопку "Добавить символ", которая находится в меню инструментов на рисунке с листом.
Выберите необходимый символ в меню, которое будет открыто.
Переместите символ на лист, нажав левую кнопку мыши.

Вы можете повторить этот процесс, чтобы добавить дополнительные символы на лист.

Шаг 3: Соединение символов

Чтобы создать связи между символами на листе, необходимо выполнить следующие действия:

Нажмите на кнопку "Добавить соединение" на панели инструментов.
Нажмите на первый символ, который вы хотите подключить.
Нажмите на второй символ, который вы хотите подключить.

При выборе двух символов будет создано новое соединение между ними. Вы можете повторить этот процесс, чтобы создавать все нужные вам связи.

Шаг 4: Добавление подписей и комментариев

Чтобы добавить подписи на лист, используйте следующие действия:

Нажмите на кнопку "Добавить текст" на панели инструментов.
Нажмите на лист, где вы хотели бы добавить подпись.
Наберите текст в появившемся диалоговом окне.

Вы можете добавлять несколько подписей на лист.

Шаг 5: Сохранение документа

Последний шаг в создании структурной схемы в программе Компас 3D — это сохранение документа. Для этого выполните следующие действия:

Откройте меню "Файл" в главном меню.
Нажмите "Сохранить как".
Введите имя файла и выберите место для сохранения документа.
Нажмите "Сохранить".

Поздравляем! Вы создали структурную схему в программе Компас 3D.

В заключении

Создание структурной схемы в программе Компас 3D не является сложной задачей. Вы можете использовать эту инструкцию в качестве руководства для проектирования программных модулей, механизмов, электрических схем и т. д. Следуйте шагам по порядку и вы сможете создавать свои структурные схемы в программе Компас 3D.

Свободные программы в офисе и дома

Схемы являются способом описания окружающего мира, одним из многих. Есть и другие, например, текстовое описание, математические формулы или видео, да мало ли какие еще. Но текст и схемы используются чаще других — они понятнее большему количеству людей и обладают универсальностью. Используя слова или картинки можно рассказать о чем угодно, и люди это поймут. Чего часто нельзя сказать, скажем о формулах.

У схем есть особенность — наглядность. Это свойство иногда позволяет заменить пространное изложение на словах всего одним рисунком. Мы обладаем способностью бысто анализировать визуальную информацию и здесь используется именно это наше свойство. В то же время схемы, как и текст, требуют прочтения. Иногда этот процесс занимает секунды, но может потребовать и большего времени. Как и текст, схемы могут быть краткими и понятными или объемными и бестолковыми. Поэтому к составлению схем надо подходить по крайней мере ответственно. Хорошая схема, как и текст, должна нести в себе конкретную информацию и представлять ее в понятном и однозначном виде.

Схемы редко используются сами по себе, без текста. Чаще они включаются в документ в качестве иллюстраций или хотя бы снабжаются кратким текстовым пояснением. Появление схемы оправдано в двух случаях. Во-первых — когда это позволяет сильно упростить текст. Иногда вместо пространного описания бывает достаточно ссылки на рисунок и минимального пояснения. Во-вторых — если требуется усилить имеющееся в тексте важное утверждение другим, графическим способом. Здесь используется метод повторения, а также тот факт, что визуальная информация запоминается по-другому, не так, как речь или текст.

Сказанное относится не только к схемам, но к любым видам графических иллюстраций. Однако, большинству все-таки чаще приходится иметь дело с составлением схем, а не художественных произведений. Схемы создаются из чисто практических соображений. Это могут быть структурные схемы организаций или технологических процессов, схемы рекламного характера для презентаций, всякого рода диаграммы для сравнения показателей или что-то подобное. Часто бывает, что даже намеки на художественность здесь не приветствуются. Хотя это не значит, что схема не должна выглядеть красиво.

О сохранении

Практически любая структурная схема может быть составлена из таких графических примитивов как прямоугольники, окружности, стрелки и т.п. Этим элементам всегда сопутствуют текстовые обозначения. Часто в схеме используются вставки подготовленных заранее рисунков или фотографий в виде миниатюр или фона. Все эти элементы располагаются на странице как отдельные объекты. Их можно перемещать по пространству схемы и даже редактировать в каких-то пределах — изменять размер, поворачивать, отражать, изменять цвет.

Программы, которые позволяют делать все это, сохраняют результат в виде файла, который позволяет в любой момент продолжить работу над схемой и внести в нее изменения. Эти файлы можно переслать по электронной почте или распечатать, но для работы с ними, даже для их просмотра все равно почти всегда нужна исходная программа. Кроме того, хотя есть и исключения, такие схемы нельзя внедрить в текстовый документ.

Для просмотра или внедрения в документ готовой структурной схемы все программы имеют функцию экспорта полученного результата в файлы изображений. Чаще всего — в файлы форматов PNG или JPG. Такой файл может быть открыт и распечатан на любом компьютере. Он легко внедряется в обычный текстовый документ. Но его сложно редактировать.

Поэтому при составлении структурных схем имеет смысл хранить оба варианта — один в формате той программы, которая использовалась для работы со схемой, а второй — в формате, пригодном для распространения. Кроме того, рекомендуется сохранять все вспомогательные файлы изображений и текста, которые вошли в схему. Все это упростит процесс доработки, если она понадобится.