Схема или схематическая диаграмма — это разработанное представление элементов системы с использованием абстрактных графических символов , а не реалистичных изображений. Схема обычно опускает все детали, которые не имеют отношения к ключевой информации, которую схема призвана передать, и может включать чрезмерно упрощенные элементы, чтобы облегчить понимание этого важного значения, а также дополнительную организацию информации.
Например, на карте метро, предназначенной для пассажиров, станция метро может быть обозначена точкой. Точка вообще не предназначена для того, чтобы напоминать реальную станцию, а призвана дать зрителю информацию без ненужного визуального беспорядка. Принципиальная схема химического процесса использует символы вместо подробных изображений сосудов, трубопроводов, клапанов, насосов и другого оборудования, составляющего систему, тем самым подчеркивая функции отдельных элементов и взаимосвязи между ними и скрывая их физические детали. . В электронной принципиальной схеме расположение символов может совсем не походить на схему в том виде, в котором она выглядит в физическом мире: вместо того, чтобы отображать то, как схема выглядит , схема направлена на то, чтобы на более общем уровне отразить то, как она выглядит. работает . Это можно противопоставить схеме соединений , которая сохраняет пространственные отношения между каждым из своих компонентов.
Схемы и другие типы диаграмм, например,
Полусхематическая диаграмма сочетает в себе некоторую абстракцию чисто схематической диаграммы с другими элементами, отображаемыми максимально реалистично по разным причинам. Это компромисс между чисто абстрактной схемой (например, схемой Вашингтонского метрополитена) и исключительно реалистичным изображением (например, соответствующим видом Вашингтона с воздуха).
В электротехнической и электронной промышленности для описания конструкции оборудования часто используют принципиальную схему. Принципиальные схемы часто используются для обслуживания и ремонта электронных и электромеханических систем. [1] Хотя схемы традиционно рисовались вручную с использованием стандартизированных шаблонов или предварительно напечатанных клейких символов, сегодня часто используется программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования (EDA или «электрическое САПР»).
В области автоматизации электронного проектирования до 1980-х годов схемы были практически единственным формальным представлением схем. Совсем недавно, с развитием компьютерных технологий, были введены другие представления и разработаны специализированные компьютерные языки , поскольку с взрывным ростом сложности электронных схем традиционные схемы становятся менее практичными. Например, языки описания аппаратных средств незаменимы для проектирования современных цифровых схем .
Схемы электронных схем подготавливаются проектировщиками с использованием инструментов EDA ( автоматизации электронного проектирования ), называемых инструментами захвата схем или инструментами ввода схем . Эти инструменты выходят за рамки простого рисования устройств и соединений. Обычно они интегрированы в весь процесс проектирования и связаны с другими инструментами EDA для проверки и моделирования проектируемой схемы.
Программируемые логические контроллеры (ПЛК) можно программировать с использованием лестничных схем .
При проектировании электроэнергетических систем схематический рисунок, называемый однолинейной схемой , часто используется для изображения подстанций , распределительных систем или даже целых электрических сетей. Эти диаграммы упрощают и сжимают детали, которые повторяются на каждой фазе трехфазной системы , показывая только один элемент вместо трех. Электрические схемы распределительных устройств часто имеют общие функции устройства, обозначаемые стандартными номерами функций . Другой тип схемы, используемый для энергосистем, — это трехлинейная схема .
В целях анализа энергосистемы из однолинейной схемы, если система сбалансирована, можно получить эквивалентную пофазную (или однофазную ) принципиальную схему . Если все параметры представлены в виде импедансов и источников напряжения, эквивалентная пофазная схема называется диаграммой импеданса . Если все параметры представлены в виде адмиттансов и источников тока, эквивалентная пофазная схема называется диаграммой адмиттансов .
Если энергосистема неуравновешена, но линейна ( или может быть аппроксимирована линейной системой), то можно применить теорему Фортескью ( симметричные составляющие ). Таким образом, из однолинейной схемы получаются три различные пофазные принципиальные схемы, известные как диаграммы последовательности : диаграмма прямой последовательности , диаграмма обратной последовательности и диаграмма нулевой последовательности . Каждую из этих диаграмм можно представить в виде диаграммы импеданса или диаграммы проводимости.
Принципиальные схемы широко используются в руководствах по ремонту, чтобы помочь пользователям понять взаимосвязи деталей и предоставить графические инструкции, помогающие при разборке и восстановлении механических узлов. Многие руководства по ремонту автомобилей и мотоциклов отводят схематическим схемам значительное количество страниц.
