Wie Sie einen Schaltplan lesen
Schaltpläne sind einer der wichtigsten Bestandteile in der Elektrotechnik. Sie werden verwendet, um den Stromfluss durch einen Stromkreis darzustellen. Die in der Elektrik und Elektronik gebräuchliche grafische Darstellung einer Schaltung zeigt dabei nicht die reale Gestalt und Anordnung der einzelnen Bauelemente, sondern ist vielmehr eine abstrahierte Darstellung der einzelnen Funktionen in Form von Symbolen und der elektrischen Verschaltung der jeweiligen Bestandteile. Dadurch lässt sich darstellen, wie ein Stromkreis funktioniert oder es lassen sich Probleme in einem bestehenden Stromkreis finden. Der Hauptzweck von Schaltplänen ist dabei die Veranschaulichung der Komponenten und ihrer Verbindungen. Zum Tragen kommt dieser Zweck vor allem bei der Freischaltung von Objekten, um daran gefahrenlos (spannungslos) Arbeiten zu können.
Der nachfolgende Beitrag befasst sich mit den einzelnen Elementen eines vollständigen Schaltplans, erläutert was genau ein Schaltplan ist und gibt Auskunft darüber, wie Schaltpläne zu lesen sind. Darüber hinaus zeigen die verschiedenen Übersichten kurz und knapp, was ein jeweiliges Schaltsymbol bedeutet.
Was ist ein Schaltplan?
Elektrische Schaltpläne kommen überall da zum Einsatz, wo eine detaillierte Übersicht über einzelne Elemente und deren elektrische Verschaltung miteinander, notwendig ist. Neben der allgemeinen informativen Darstellung dienen Schaltpläne vor allem folgenden Zwecken:
- Als Vorstufe zum Layoutentwurf von Leiterplatten: Dabei werden in einer entsprechenden CAD-Software die auf einer Leiterplatte untergebrachten Bauteile und deren Verschaltung im Schaltplan gezeichnet. Im Anschluss wird aus dieser Schaltskizze dann eine so genannte Netzliste für das Layout erstellt.
- In angepasster Form als Vorstufe zum Entwurf von einfachen Schaltungen: Bei einfachen Stromkreisen. Für komplexere elektrische Schaltungen wären die grafischen Darstellungen zu großflächig und unübersichtlich
- Als Eingabe in eine Schaltungssimulation: So können bestimmte Funktionen vor der konkreten Realisierung überprüft und einzelne Parameter der Komponenten optimiert oder an bestimmte Anforderungen angepasst werden.
Als Synonym für den Begriff Schaltplan finden sich in der Praxis häufig auch Begriffe wie Stromlaufplan, Schaltbild oder Schaltskizze. Zur Erstellung von Schaltplänen bedient man sich in erster Linie an den sogenannten Schaltzeichen. Die grafischen Symbole finden sich unter anderem in der IEC 60617 Norm. Die Linien zwischen den einzelnen Schaltzeichen stellen dabei leitende Verbindungen dar. Werden weitere Bauelemente in das elektrische System ergänzt, ist es sinnvoll diese mit einer Referenzkennzeichnung nach IEC 81346 zu versehen. Das vereinfacht anschließend die Kommunikation zwischen der elektronischen Fachabteilung und der mechanischen Fachabteilung des Betriebs.
Woraus besteht ein Schaltplan?
Schaltpläne, Schaltbilder oder Schaltskizzen geben in einer aufgelösten Darstellung Informationen darüber, wie die einzelnen Motoren, Kabel, Schütz, Schalter, Leitungen und Geräte in der Praxis miteinander verbunden werden müssen, um einen geschlossenen und funktionierenden Stromkreis zu bilden. Jeder Plan besteht dabei aus den gleichen Bestandteilen. Das vereinfacht vor allem die Handhabung und das Lernen für Elektronik-Anfänger.
So können Sie einen Schaltplan lesen
Eine elektronische Schaltung oder einen Schaltplan zu lesen kann für Laien schnell überwältigend sein. Die Voraussetzung um einen Stromlaufplan korrekt lesen zu können sind einige Grundkenntnisse und Erfahrung. In der Elektronik ist es daher unabdingbar, dass man gewisse Grundlagen der Thematik beherrscht und verstanden hat. So können Fehler und Gefahren vermieden werden. Aus diesem Grund ist es notwendig, sich im Vorfeld mit den entsprechenden Grundlagen, elektronischen Bauelementen und verschiedenen Schaltungstechniken sowie Steuerungen und der Technik auseinander zu setzen.
Spannungsquelle bzw. Stromversorgung erkennen
Jede Schaltung verfügt normalerweise über eine Stromversorgung. Die jeweilige Spannungsquelle erkennt man im Schaltplan an einem langen Balken für Plus und einem kurzen Balken für Minus.
Bei vielen Stromkreisen wird im Schaltplan lediglich die Höhe der Betriebsspannung dargestellt. Die Information über die benötigte Spannung (Betriebs-, Eingangs- und Ausgangsspannung) ist in den meisten Fällen in Form eines U oder einem V zu erkennen. Dabei gibt das Vorzeichen die jeweilige Spannung vor. Ein Plus (+) als Vorzeichen bedeutet eine positive Betriebsspannung und ein Minus (-) als Vorzeichen eine negative Spannung.
Nachfolgend sind verschiedenen Ausführungen und deren Bezeichnungen aufgelistet:
Schaltplan Symbole
Die verschiedenen elektrischen Bauteile erkennt man im Schaltplan an den jeweiligen Schaltzeichen. Durch verschiedene Standards, die sich auf der gesamten Welt durchgesetzt haben, sind die Darstellung von Bauteilen leider nicht immer einheitlich. Die Nachfolgende Übersicht zeigt Beispiele, der wichtigsten Teile, die in jeder Schaltung vorkommen können und deren dazugehörige Symbole:
Neben den einzelnen Symbolen können elektrische Bauteile auch anhand ihrer Kennzeichnungen zugeordnet und unterschieden werden. Da einzelne Bauelemente meist mehrmals in einer Schaltung vorkommen, wird den jeweiligen Buchstaben eine entsprechende Zahl oder ein Index angehängt. So lässt sich ein bestimmtes Bauelement leichter definieren, wenn es in einer Stückliste oder Anleitung genannt wird. Die nachfolgende Tabelle zeigt verschiedene Zeichen nach der alten und neuen Norm, berücksichtigt aber auch ungültige Zeichen, die oft bei unprofessionellen Schaltungen verwendet werden.
