块图符号介绍

块图是工程、软件设计、电气系统和程序控制的基本工具。它们通过将组件作为块及其交互作为连接线来提供系统的高级别视觉概览。 掌握块图中使用的符号对于任何参与系统设计、分析或文档的人来说都是必不可少的。 这些符号可以一眼就能传达功能、流和关系,使团队能够有效地在学科之间进行合作。 本条为常见块图符号、其含义以及它们如何在不同领域使用提供了权威的参考。

基本符号类别

无论字段,大多数块图都共享一组核心符号,代表基本操作和结构。理解这些符号是读取和创建有效图的第一步。

功能块(矩形)

矩形是块图中最通用的符号。 它代表一个进程、 操作、 组件或功能单位。 在矩形内部, 标签或标题描述特定的函数, 如“ 放大器 ” 、 “ 控制器 ” 、 “ 数据库查询器 ” 或“ 过滤器函数 ” 。 矩形的含义是明确的: 它是将输入转换成输出的独特的系统元素。 在软件流程图中, 圆形矩形通常表示一个进程( 起始/ 结束) , 但对于通用块图, 锐形矩形是标准。 对所有函数块使用一致的形状和大小来提高可读性 。

箭头和流线

箭头表示流量的方向—— 无论是信息、 能量、 材料或控制信号。 箭头的简单线条显示从一个区块向另一个区块的进发。 双向箭头代表双向通信或相互相互作用。 箭头线本身应该对主流是坚实的, 对二次流或条件流是破折的。 线条的厚度可以表示相对优先级或信号强度。 例如, 动力系统的块形图往往使用更厚的箭头来代表高能路径 。

输入/输出符号( 平面图)

平行图符号用于流程图和一些块图,以表示输入或输出操作。典型的例子包括“读感器数据”、“用户输入”、“数据结果”、“输入日志”或“输入/输出端口”在许多工程图中,输入/输出端口被显示为小三角形或附在块边缘上的箭头,特别是在电图中。为了一致性,总是将数据方向标出清楚,并在输入或输出位于系统外部时将符号置于块边界或作为一个单独的实体。

连接器和连接器(圆环和圆点)

小圆通常代表多行交汇的连接器或节点. 填充点(node)表示信号组合或分割的交汇点. 未填充的圆可能表示连接点到另一个图表表. 在数据流图(DFD)中,一个圆可以代表一个过程,但在块图中,一个圆更常用作交汇点(在控制系统中)或连接点. 对于复杂的图,连接符符号帮助避免了线的交叉,提高了清晰度.

决定钻石

虽然在流程图块图中更为常见,但钻石符号代表决定点或有条件的分支。在钻石内部,一个问题或条件(例如“Voltage > 5V? ” ) 被标注为“是”和“否”或带有其他结果。在工程块图中,决策钻石通常用于逻辑控制、状态过渡或错误处理。使用钻石立即向读者发出信号,即必须评估分支决定。

域名- 特定符号

除了基本符号外,特殊符号还被用于特定字段来代表特定的组件. 识别这些符号使工程师能够快速准确地解释复杂的图表.

电子和电气符号

电子学中的块图常代表整个子系统,但内部符号也可以用于更详细. 常见符号包括: .

抵抗器、电容器和导管

在电路级块图中,电阻器被显示为zigzag线或矩形(IEC标准),电容器作为两个平行线,导线作为一系列环形。 即使是在更高级块图中,这些符号也可能出现在标有“Power Supplement”或“Filter Circuit”的块内,以显示地形。

逻辑门和集成电路

逻辑门,如And,OR,NOT,NAND,NOR,XOR,和XNOR都有标准化的形状. 在块图中,这些门常用于代表组合逻辑或控制功能. 集成电路(ICs)以带针标签的矩形表示,常分为功能区段. 例如,一个微控制器块图显示CPU,RAM,GPIO,以及外围在更大的矩形内作为单独的矩形.

机械和工艺工程符号

工艺和仪器图(P&ID)依靠丰富的符号组来代表机械装置和工艺设备. 常见的符号包括: .

泵、阀门和坦克

泵子显示为圆形,内部有三角形指示流向(centrifugal pump)或简单的半圆形. 阀门有不同类型的具体符号:球阀,门阀,检查阀等. 坦克和船体被描绘为圆形或圆柱,往往带有容量或内装物的标签,这些符号允许流程工程师在不详细机械图纸的情况下可视化物流和控制点.

演员和传感器

传感器通常由字母缩写(如温度为T,压力为P,水平为L)的圆形来表示. 一条线从传感器符号到控制器块. 动因器,如马达或线性驱动器,可以显示为带有“M”或更细的图示的圆形. 在块图中,这些符号帮助识别测量点和控制环.

软件和数据流符号

软件块图经常借用数据流图(DFD)和流程图. 常见符号包括: .

数据库和外部实体

数据库显示为圆柱形或带有曲线底部的矩形。外部实体(用户,外部系统)显示为双垂直线的矩形(类似于一些公约中的圆形方形)。一个过程显示为圆形或圆形角的矩形。这些符号帮助映射软件架构的数据流和与外部组件的相互作用。

详细进程块

在面向对象的设计中,块可能代表一个类或模块,其中包含用于属性和方法的隔间。在系统块图中,这些隔间是罕见的;相反,一个具有类名的单块就足够了。然而,对于详细的设计文件,在更大的块图中,使用嵌入式的块或UML式矩形.

标准和公约

为确保一致性和普遍理解,有几项标准规范了块图符号。最广泛公认的是信息处理文件符号ISO 5807:1985和仪器符号的ANSI/ISA-5.1标准。在电气工程中,IEC 60617提供了一套全面的图形符号。遵循一个公认的标准,确保了世界各地的专业人员可以解释块图。总是检查适用于您领域的标准(例如软件工程经常使用ISO 5807,而工程则依赖于ISA-5.1)。 许多工程公司根据这些标准维持自己的符号库,以精简文件。

详细参考的是 Wikipedia关于块图的文章提供了对常见做法的很好的概述,此外,关于读取块图的Techopedia指南[为初学者提供了实用的提示.

常见的陷阱和最佳做法

即使有经验的工程师也可以在块图创建中犯错误。 避免以下常见的陷阱 :

  • 过度压缩图: 使用层次块图(图图)将大系统细分为可管理块。不要在一页上挤太多块。
  • 标签不一致: 使用统一的命名惯例(例如主要组件的大写,信号小写),所有块都应有明确的标签或标识符.
  • 模糊箭头方向: 总是添加箭头,即使流似乎明显. 缺少箭头会造成混乱,特别是在双向流中.
  • 忽略标准:[ 从同一图内不同标准混合符号会导致误解,坚持一个标准并在图中注解.
  • 隐含颜色或行样式:[ 二次流使用虚线,强线使用粗线,颜色区分数据类型(例如:蓝色表示数字信号,红色表示模拟),确保图在用灰色比例打印时仍然可以读取.

最佳做法包括从简单的块图开始,并反复地对其进行改进。使用软件工具提供内置符号库。如果图中使用不寻常或特定字段的符号,则总是定义一个图例。对于最终文档,包括一个版本编号和跟踪变化的日期。

结论

块图符号是系统设计的视觉语言。 掌握基本符号 — — 功能块、箭头、输入/输出、连接器和域特定格莱弗斯 — — 能够跨工程学科进行清晰的通信。 通过遵守ISO 5807或ANSI/ISA-5.1等标准,避免常见陷阱,并遵循最佳做法,您可以创建既信息化又易于解释的块图。无论是设计电子电路、软件架构,还是化学过程,精心设计的块图都使复杂性变得清晰。