1 / 61

TAU107 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä:

TAU107 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä:. Virtapiirimerkintöihin liittyviä standardeja Vaasan yliopisto 08.10.2004 Maarit Vesapuisto. Sisältö. Standardisoimisjärjestöistä SI-järjestelmä Piirrosmerkeistä Suureiden merkitsemisestä Esimerkkejä kirjallisuudesta.

bevis
Download Presentation

TAU107 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä:

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TAU107 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä: Virtapiirimerkintöihin liittyviä standardeja Vaasan yliopisto 08.10.2004 Maarit Vesapuisto

  2. Sisältö • Standardisoimisjärjestöistä • SI-järjestelmä • Piirrosmerkeistä • Suureiden merkitsemisestä • Esimerkkejä kirjallisuudesta Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  3. Standardisointi: määritelmä Standardisointi on yhteisten sääntöjen laatimista helpottamaan viranomaisten, elinkeinoelämän ja kuluttajien elämää. Standardeilla lisätään tuotteiden yhteensopivuutta ja turvallisuutta, suojellaan ympäristöä ja helpotetaan kotimaista ja kansainvälistä kauppaa. (SFS Käsikirja 1: 6) Standardisointi on pyrkimystä vähentää niin pitkälle kuin mahdollista teknillisesti ja kaupallisesti merkityksettömiä erilaisuuksia tuotteissa, saattaa käsitteiden määritelmät ja ilmaisutavat kaikkialla samoiksi sekä löytää kaikkien vaatimukset täyttävät tarkoituksenmukaiset menettelytavat kaikilla toiminnon aloilla. (Pere, 1996: 1-1) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  4. Standardoinnin tarpeen syntyminen Iso-Britanniasta alkanut ja 1800-luvulla Suomeen levinnyt teollinen tuotanto edellytti yhdenmukaisia tuotteita ja vaihto-osia, jotka tarkalleen vastasivat toisiaan. Työnjako, erikoistuminen ja alihankinta yli maan rajojen lisäsivät tarvetta yhteisten määritelmien käyttöön. Tekniikassa, tuotannossa, kuljetuksessa, kaupassa ja kulutuksessa alkoi yhteistyön aika, jossa ihmisten asuinpaikasta, kulttuurista ja kielestä riippumatta oli pystyttävä ymmärtämään toisiaan. Tarvittiin tarkasti määriteltyjä käsitteitä, merkkejä ja symboleja, joilla oli kaikille täsmälleen yhteinen merkitys. (Suomen Standardisointi ry 2002). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  5. Kansainvälisen IEC-standardisoimisjärjestön perustaminen Ensimmäinen toimiala, jolla tarve yhteisiin määritelmiin huomattiin, oli sähkötekniikka. Vuonna 1906 perustettua International Electrotechnical Commission eli IEC-järjestöä voidaan pitää ensimmäisenä kansainvälisenä standardisoimisjärjestönä. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  6. Kansainvälisen ISO- standardisoimisjärjestön perustaminen Myöhemmin 1920-luvulla perustettiin vastaava teknisten alojen standardisoimisjärjestö International Federation of the National Standardizing Associations (ISA), jonka toiminta kuitenkin päättyi toiseen maailmansotaan. Sodan jälkeen vuonna 1946 perustettiin uusi järjestö International Organization for Standardization (ISO), joka tällä hetkellä on kansainvälisellä tasolla laajin standardoimisjärjestö. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  7. Suomalaisen SFS-standardisoimisjärjestön perustaminen Suomessa standardisointityö alkoi vuonna 1924, kun teollisuuden aloitteesta perustettiin Suomen Standardisoimislautakunta. Yhteistyöhön osallistuvat järjestöt perustivat vuonna 1947 Suomen Standardisoimisliitto (SFS) ry:n. Standardisoimislautakunta jatkaa edelleen toimintaansa yhtenä SFS:n toimielimenä. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  8. Standardisoimisjärjestöt Standardisoimisjärjestöt voidaan jakaa kolmeen eri tasoon järjestön kansainvälisen laajuuden perusteella: • kansainvälinen, • alueellinen ja • kansallinen taso. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  9. Sähkötekninenala Teleala Maailman laajuinen taso ISOInternationalOrganization forStandardization http://www.iso.ch IECInternational Electrotechnical Comission http://www.iec.ch ITUInternationalTelecommunicationUnion http://www.itu.int Euroop-palainen taso CENEuropeanCommittee forStandardization http://www.cenorm.be CENELECEuropeanCommittee forElectrotechnicalStandardization http://www.cenelec.org ETSIEuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute http://www.etsi.org Kansal- linen taso SFSSuomenStandardoimisliittory http://www.sfs.fi SESKOSuomen sähköteknillinen standardoimisyhdistys http://www.sesko.fi VIESTINTÄ-VIRASTO http://www.ficora.fi Sähköalalla vaikuttavia standardoimisjärjestöjä Huom. Yhdysvalloissa toimii American National Standards Institute (ANSI) (http://www.ansi.org). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  10. Eurooppalainen CEN-standardisointijärjestö Keskeinen eurooppalainen standardisoimisjärjestö on vuonna 1961 perustettu European Committee for Standardization (CEN), johon kuuluvat mm. kaikki Euroopan Unionin (EU) jäsenvaltiot. Suomea CENissä edustaa SFS, joka ohjaa ja koordinoi standardisointitoimintaa Suomessa. SFS:n jäseniä ovat mm. Suomen valtio, Helsingin yliopisto sekä eräät elinkeinoelämän järjestöt. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  11. Eurooppalainen CENELEC-standardisointijärjestö Kansainvälistä IEC-järjestöä vastaa eurooppalainen sähköalan standardisoimisjärjestö CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization), jonka jäseninä ovat mm. kaikki EU-maat. Suomea CENELECissä edustaa Suomen Sähköteknillinen Standardisoimisyhdistys SESKO ry, joka vastaa sähkö- ja elektroniikka-alan standardisoinnista Suomessa. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  12. Eurooppalainen ETSI-standardisointijärjestö Kansainvälistä ITU-järjestöä vastaa telealan eurooppalaisen standardisoimisjärjestö ETSI (European Telecommunications Standards Institute), joka on avoin kaikille Euroopan maiden posti- ja telehallintojen yhteenliittymän CEPTin (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations) jäsenmaissa rekisteröidyille yhteisöille. Suomesta ITUn ja ETSIn toimintaan osallistuu Telehallintokeskus (syyskuusta 2001 alkaen nimeltään Viestintävirasto), joka vastaa telealan kansallisesta standardoinnista Suomessa Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  13. Kansainväliset vs. kansalliset standardit Kansainvälisiä standardeja, kuten ISO-standardeja, ei ole pakko vahvistaa kansallisesti. Usein ne kuitenkin vahvistetaan sellaisenaan tai yhteisin muutoksin eurooppalaisiksi standardeiksi. Esimerkiksi CENin EN-standardeista 40 prosenttia perustuu ISOn työhön ja sähköalan CENELECin eurooppalaisista EN-standardeista 90 prosenttia perustuu kansainvälisen IEC-järjestön standardeihin Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  14. SI-järjestelmä • Vuonna 1960 Yleinen paino- ja mittakonferenssi CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures) vahvisti • kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän (Système International d’Unités = SI), jonka • kehittäjänä on ollut Kansainvälinen paino- ja mittakomitea CIPM (Comité International des Poids et Mesures). • Suomessa on lainsäädännöllisesti (Vakauslaki N:o 219/1965 ja Mittayksikköasetus N:o 371/1992) määritelty käytettäväksi ko. SI-järjestelmää. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  15. SI-järjestelmän perusyksiköt Perussuure SI-perusyksikkö Nimi Nimi Tunnus pituusmetri m massakilogramma kg aikasekunti s sähkövirtaampeeri A termodynaaminen lämpötilakelvin K ainemäärämooli mol valovoimakandela cd (SFS-ISO 1000 + A1) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  16. Suuretunnuksia ja -yksiköitä • Standardit: • SFS 3655 (Suureet ja yksiköt, suurenimet, tunnukset ja yksiköt, 1982; perustuu standardeihin ISO 31/1-10) • SFS IEC 60050-121 + A1 (Sähköteknillinen sanasto. Osa 121: Sähkömagnetismi) • SFS-ISO 1000 + A1 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  17. vektorisuureiden tunnukset kirjoitetaan lihavoidulla kursiivilla (UR) tai vektorin merkkinä voidaan käyttää kirjaintunnuksen yläpuolella olevaa nuolta Suuretunnukset = muuttuja • yleensä latinalaisten tai kreikkalaisten aakkosten yksittäisiä kirjaimia [U, R, w] • skalaarisuureiden tunnukset kirjoitetaan kursiivilla (vinolla kirjasinlajilla), myös alaindekseissä (UR) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  18. Suuretunnukset Voimassa olevan ISO-standardin mukaan kompleksisuure merkitään kuten ”skalaarisuure” eli Z = Re Z + j Im Z = R + jX Standardissa SFS 2372 (kumottu 26.01.2004) oli myös merkintätapa, joka löytyy voimassa olevasta standardista IEC 60050-101 : Z = Re Z + j Im Z = R + jX Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  19. ISO 31/1-3 ISO 31/1: Avaruus ja aika (Space and time) 1-6.1 aika(väli), kesto t s ISO 31/2: Jaksolliset ilmiöt (Periodic and related phenomena) 2-1.1 jaksonaika T s 2-2.1 aikavakio (eksp.) t,(T) s 2-3.1 taajuus f, n Hz 2-4.1 kulmataajuus w rad/s ISO 31/3: Mekaniikka (Mechanics) 3-24.1 työ W, (A)1 J 3-24.2 energia E, (W)1 J 3-25.1 teho PW - hyötysuhde h 1 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  20. ISO 31/5: Sähkö ja magnetismi (Electricity and magnetism) 5-1.1 (sähkö)virta I A 5-2.1 (sähkö)varaus Q C 5-6.1 (sähkö)potentiaali V, j V 5-6.2 jännite, potentiaaliero U, (V)1 V 5-6.3 lähdejännite, E V sähkömotorinen voima Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  21. ISO 31/5: Sähkö ja magnetismi (Electricity and magnetism) 5-9.1 kapasitanssi C F 5-22.1 induktanssi L H 5-22.1 keskinäisinduktanssi M, L12 H 5-33.1 resistanssi, vastus R W 5-34.1 konduktanssi, johtokyky G S 5-40.1 vaihe-ero, vaihesiirtymä j rad 5-41.1 (kompleksinen) impedanssi Z W 5-41.2 impedanssi |Z| W 5-41.3 reaktanssi X W 5-41.4 resistanssi R W 5-43.1 (kompleksinen) admittanssi Y S 5-43.2 admittanssi |Y| S 5-43.3 suskeptanssi B S 5-43.4 konduktanssi G S Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  22. ISO 31/5: Sähkö ja magnetismi (Electricity and magnetism) 5-44.1 teho P W - hetkellinen teho p W - pätöteho P W, (W)2 - näennäisteho S, (PS )1 W, (VA)2 - loisteho Q, (Pq )1 W, (var)2 - tehokerroin l 1 Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  23. Piirrosmerkeistä • Piirrosmerkin merkitys määräytyy • sen muodosta ja • sen sisällöstä. Yleensä koko ja viivan leveys eivät vaikuta merkitykseen, eli piirrosmerkkejä voidaan pienentää tai suurentaa sopimaan piirustuksen mittakaavaan. Piirrosmerkkien yleismuoto ja mikäli mahdollista mittasuhteet olisi säilytettävä. (Pere 1996: 2-7). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  24. Piirrosmerkeistä IEC on julkaissut sekä piirrosmerkeistä, että piirustusjärjestelmästä ja erikoisohjeista suosituksia ja standardeja, jotka koskevat kaikkia sähkötekniikan eri sovellutusaloja. Juuri tällä hetkellä ollaan Euroopan unioniin liittymisen vuoksi yhdenmukaistamassa eurooppalaisia standardeja, ja uudet standardit tulevat löytymään kohdasta IEC 60617 DB, joka ei vielä ole täysin valmis. Tämän vuoden kesällä korvattiin uudella standardilla SFS-IEC 60617 Sähkökaavioiden piirrosmerkit (vahvistettu 28.06.2004) standardi SFS-EN 60617 Sähkökaavioiden piirrosmerkit (1997 – 1999). Yleisperiaate sekä IEC:n että Suomen vastaavissa standardeissa on se, että on yhdet piirrosmerkit, joita eri käyttäjäryhmät käyttävät Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  25. Paristo (SFS-EN 60617: 06-15-01) Akusto => Pariston piirrosmerkin kehitys: Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  26. Ideaalilähteet (SFS-EN 60617) Jännitelähde (02-16-02); virtalähde (02-16-01) Kirjallisuudessa esiintyviä piirrosmerkkejä Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  27. 04-01-01 vastus (yleismerkki); resistanssi 04-02-01 kondensaattori (yleismerkki); kapasitanssi 04-02-01 käämi (yleismerkki); induktanssi Passiiviset komponentit (SFS-EN 60617) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  28. vastus (yleismerkki); resistanssi kondensaattori (yleismerkki); kapasitanssi käämi (yleismerkki); induktanssi Passiiviset komponentit (vanhat) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  29. Sähkövirta Historiallisista syistä (käsite sähkövirta oli käytössä huomattavasti aikaisemmin kuin tiedettiin atomin koostuvan elektroneista, protoneista ja neutroneista) yleisesti on sovittu, että positiivisen virran suunta vastaa positiivisten varauksen kuljettajien liikesuuntaa ja on vastakkainen negatiivisten varauksenkuljettajien liikesuunnalle. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  30. Referenssivirta (SFS 4987) Piirissä, jossa pisteiden a ja b välillä on useita reittejä, täytyy valita yksikäsitteinen merkintätapa. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  31. Referenssivirta (IEC 60375 ) Suositeltavat merkintätavat ovat a) ja b) Jos kahden pisteen välillä on vain yksi haara, voidaan virran suunta merkitä (ilman nuolta) käyttämällä suureen symbolissa alaindeksiä, esim. iab. Tällöinkin on kuitenkin suositeltavaa käyttää myös nuolisymbolia ja yllä olevassa kuvassa esitettyjä tapoja a) ja b). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  32. Referenssijännite (SFS 4987) Nuolen takaosa (vastaavasti plusmerkki) kohdistetaan pisteeseen, jolla on korkeampi potentiaali. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  33. Referenssijännite (IEC 60375 ) Jännitteen referenssisuunnan merkitseminen suoralla tai kaarevalla viivalla, joka on varustettu (miinus- ja) plusmerk(e)illä. Jännitteen referenssisuunnan merkitseminen nuolella. Jännitteen referenssisuunnan merkitseminen solmupisteiden nimiä käyttäen. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  34. Lähdejännitteen suunnan merkitseminen ideaaliseen jännitelähteeseen (IEC 60375). Vain esitystapa a) on standardin IEC 60617-2 (1996) mukainen. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  35. Virran suunnan merkitseminen ideaaliseen virtalähteeseen (IEC 60375). Vain esitystapa a) on standardin IEC 60617-2 (1996) mukainen. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  36. Referenssivirta ja -jännite Virran ja jännitteen suuntien merkintätavoista seuraa, että samoilla referenssisuunnilla resistiivisen kaksinavan läpi kulkeva virta ja yli vaikuttava jännite saavat samat merkit. (SFS 4987) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  37. Esimerkkejä kirjallisuudesta (yläaste) Referenssivirran suunnan merkitseminen virtapiiriin Elektroniikka omaksi (Lavonen, Lindh, Autio ja Antila, 1998) Yläasteen valinnaiselle fysiikan kurssille suunnattu oppikirja Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  38. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssijännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Elektroniikka omaksi (Lavonen, Lindh, Autio ja Antila, 1998) Yläasteen valinnaiselle fysiikan kurssille suunnattu oppikirja Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  39. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran suunnan merkitseminen virtapiiriin Sähköilmiöt fysiikassa (Makkonen, Meisalo ja Suokko, 1996) Lukioasteen fysiikan oppikirjasarjan Atomista avaruuteen Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  40. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssijännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Sähköilmiöt fysiikassa (Makkonen, Meisalo ja Suokko, 1996) Lukioasteen fysiikan oppikirjasarjan Atomista avaruuteen Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  41. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Lukioasteen fysiikan oppikirjasarjan Atomista avaruuteen osasta Sähkömagnetismi fysiikassa (Makkonen, Meisalo ja Suokko, 1996) löytyy vain kaksi virtapiiriä, joihin on merkitty virran tai jännitteen suuntanuolia (ks. esimerkki elektroniputkesta sivulla 59 ja esimerkki sähköisestä värähtelypiiristä sivulla 82). Itse virtapiirejä em. oppikirjasta löytyy kyllä useitakin. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  42. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Lukioasteen fysiikan opiskeluun tarkoitettu Galilei -oppikirjasarjan osat 6 Sähkö ja osa 7 Sähkömagnetismi (Lavonen, Kurki-Suonio ja Hakulinen, 1999) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  43. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Lukioasteen fysiikan opiskeluun tarkoitettu Galilei -oppikirjasarjan osat 6 Sähkö ja osa 7 Sähkömagnetismi (Lavonen, Kurki-Suonio ja Hakulinen, 1999) Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  44. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Lukion sähkö ja elektroniikka (Lavonen, Blinikka ja Antila, 1999) Tarkoitettu lukion fysiikan syventäville ja soveltaville kursseille tukemaan kokeellista työskentelyä Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  45. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Fysiikka-sarjan osassa 4 Sähköä ja sähkömagnetismia (Lehto ja Luoma, 1999: 95). Lukio-opiskeluun tarkoitetussa Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  46. Esimerkkejä kirjallisuudesta (lukio) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Fysiikka-sarjan osassa 4 Sähköä ja sähkömagnetismia (Lehto ja Luoma, 1999: 95). Lukio-opiskeluun tarkoitetussa Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  47. Esimerkkejä kirjallisuudesta (yliopisto fysiikka) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Physics (Ohanian, 1988). Huom! tasasähköpiireissä jännitteitä ei ole lainkaan merkitty piireihin. Vaihtosähköpiireissä virtoja ja jännitteitä ei ole merkitty piireihin. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  48. Esimerkkejä kirjallisuudesta (yliopisto fysiikka) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Physics With Modern Physics. (Wolfson and Pasachoff, 1999.) Vaihtosähkössä ei jännitteen tai virran suuntaa merkitä lainkaan kuvioihin. Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  49. Esimerkkejä kirjallisuudesta (yliopisto fysiikka) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Understanding Physics (Mansfield, 1998). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

  50. Esimerkkejä kirjallisuudesta (piirianalyysi) Referenssivirran ja -jännitteen suunnan merkitseminen virtapiiriin Electric Circuits. Sixth Edition(Nilsson and Riedel, 2001). Tuotantoautomaation erityiskysymyksiä

More Related