1-8. Скелеты
При однолинейном начертании схем энергосистем пренебрегают многим. Но самой упрощенной, наиболее общей и абстрактной из всех видов схем является скелетная схема. Эти схемы применяются во всех областях электротехники — и в энергетике, и в радиотехнике, и в проводной связи — для самого первого знакомства с предметом.
Скелетная схема — это часто только мнемоническое пособие для более прочного запоминания общего принципа работы изучаемой установки. Отдельные узлы установки обозначаются кружочками или квадратиками, и между ними прокладываются линии, показывающие пути прохождения рабочей энергии и командных сигналов между этими отдельными узлами (рис. 1-12).
Рис. 1-13. Блок-схема связи в укрепленном районе.
Иногда для обозначения отдельных частей крупной установки применяется термин «блоки» и скелетную схему называют «блок-схемой» (рис. 1-13 и 1-14).
Соединительная черточка на блок-схеме может обозначать и простую двухпроводную линию, и пучок из многих сотен проводников, и радиоволну между антеннами, и световой луч, а в некоторых случаях даже механическую связь — трос или тягу.
Стрелки на соединительных линиях иногда показывают соподчинение блоков, иногда указывают на то, двусторонняя или односторонняя связь между узлами. Бывает, что стрелка — просто указание на уходящую за- пределы схемы цепь сигнализации или энергопитания.
На кружочках и квадратиках, составляющих скелетную схему, делают надписи, разъясняющие, что именно эта часть собой представляет.
Рис. 1-14. Блок-схемы телемеханических устройств.
а — односторонняя телесигнализация; б — телекомандование с обратной телесигнализацией; в — телеуправление с обратной телесигнализацией. Слева изображены распределительные пункты — РП; справа — исполнительные пункты ИП.
Существуют и условные значки для некоторых наиболее употребительных частей схем.
Усилитель обозначают так:
. Для фильтра рисуют кривую его прозрачности (подробнее о фильтрах будет сказано в гл. 6). Полосовой фильтр изображается таким значком:
’ а фильтр низких частот таким: 
1-9. Разные принципиальные схемы
Самый обширный класс электротехнических схем — это принципиальные схемы. Они могут быть то более, то менее подробными. На некоторых принципиальных схемах указываются решительно все соединительные проводнички, все приборы и контакты. Это полные принципиальные схемы. Иногда на принципиальных схемах указывается только часть цепей. Для сложной установки рисуется часто ряд принципиальных схем. Одна, скажем, принципиальная схема силовых цепей, другая — принципиальная схема измерительных и контрольных цепей, схема цепей связи и т. д.
Электротехника — очень разветвленная наука, и для разных ее областей выработались разные приемы изображения принципиальных схем.
Радиотехнические схемы, в которых участвуют десятки многосеточных электронных ламп, множество индуктивностей, емкостей, сопротивлений, имеют достаточно сложное токопрохождение. Но зато это токопрохождение не меняется в процессе работы схемы. Поэтому в изображении принципиальных радиотехнических схем нет большого разнообразия — все радиотехнические схемы рисуются примерно по одному шаблону. По одной или по нескольким линиям выстраиваются лампы, изображаемые в виде кружочков или овалов, и вокруг ламп протягиваются соединительные провода. Более редко лампы выстраиваются не по прямой линии, а, например, по кольцу (рис. 1-15) или по вершинам многоугольника.
Иной характер имеют схемы телефонных станций или устройств для автоматического управления различными агрегатами. Здесь характерно то, что действие установки связано с видоизменением ее схемы. В схеме происходят переключения, токопрохождение в ней меняется. Различают иногда спокойное положение схемы и ее рабочее положение.
Это изменчивость, «динамичность» схем телефонии и автоматики резко отличает их не только от многих других абстракций — например, от географической карты или строительного плана, но и от других электрических схем — схем энергетики или радиотехники.
Для схем автоматики удобно иметь такое начертание, чтобы изучающий эту схему возможно меньше загружался утомительной работой по переводу одного состояния схемы в другое.
Существует два сильно отличающихся один от другого метода изображения схем электроавтоматики.
Рис. 1-15. Кольцевая схема с электронными лампами.
Подобные схемы служат для счета импульсов, быстро следующих один за другим с интервалом в микросекунды. Показан пятиступенный кольцевой счетчик. Последовательные импульсы напряжения, подаваемые на шины импульсов, проводят счетчик через пять ступеней. Каждый импульс переводит ток с одной лампы на последующую. На шестом импульсе цикл возобновляется.
В схеме применены двойные триоды; для упрощения начертания половины ламп разнесены одна от другой. Схема взята из переводной книги с сохранением обозначений.
1-10. Свернутые и развернутые схемы
В годы младенчества электроавтоматики, в прошлом веке, впервые возникли свернутые схемы. На свернутых схемах стремились изобразить не только электрические соединения между отдельными приборами, но и систему механических связей внутри каждого прибора.
Когда в свернутой схеме рисуют реле, то обязательно все его контакты помещаются вблизи обмотки, а между контактами и обмоткой протягивают еще линию — она условно указывает на механическую связь между обмоткой и контактами.
Рис. 1-16. Двоичная схема в развернутом (а) и свернутом (б) начертаниях.
Схема предназначена для направления тока из проводника О в любой из восьми проводников 1, .... 8. Электромагниты 1, 2 и 3 переключают контакты. В зависимости от положения якорей ток из провода О может попасть в тот или иной проводник. Первый электромагнит переключает один контакт. Остальные два переключают по три контакта каждый. Когда по электромагниту проходит ток, якорь притягивается в верхнее положение и замыкает верхние контакты. При выключении тока якорь опускается и замыкает нижние контакты.
Когда все контакты всех реле опущены, как и показано на рисунке, ток из О идет в 8 Число возможных цепей т равно m = 2n, где n — число каскадов пирамиды, т. е. число реле.
Двоичные схемы применяются иногда для телеуправления.
Свернутые схемы — это еще не «чистая» электротехника. Такие схемы имеют еще много общего с машиностроительным чертежом. Токовые цепи в свернутых схемах имеют обычно много изгибов и поворотов; проследить за переключением цепей в свернутой схеме довольно затруднительно.
Легче всего мысленно переводить схему из одного состояния в другое, когда отдельные токовые цепи вычерчены возможно проще — лучше всего в виде прямых линий.
Такая схема с наиболее простым ходом отдельных электрических цепей называется «развернутой». Отдельные контакты и обмотки реле располагаются в развернутых схемах без всякого учета их механической связи друг с другом. Два контакта, тесно сидящие на якоре одного реле, в развернутой схеме могут оказаться в противоположных углах огромного листа.
Развернутые схемы стали широко применяться в последние десятилетия ввиду все большего развития автоматики и управления на расстоянии — телемеханики. Развернутая схема — это более высокая степень абстракции, чем схема свернутая. Требуется известная тренировка, чтобы научиться быстро читать и составлять развернутые схемы (рис. 1-16).
Бывают еще начертания схем, промежуточные между свернутыми и развернутыми. Их можно было бы назвать «полуразвернутыми» схемами. Они имеют недостатки и тех, и других схем, но в малой степени их достоинства.
Много еще есть тонкостей в схемной технике. Особая проблема — это индексация различных элементов схемы: кнопок, обмоток реле, контактов. Тот или иной подбор букв или цифр для условного обозначения элементов схемы может существенно облегчить или, наоборот, затруднить работу с ней.
