Функционална схема на автоматичен мониторинг и управление
има за цел да покаже основните технически решения,
приети при проектиране на системи за автоматизация на процеси
процеси. Обект на управление в системи за автоматизация на процеси
процеси е комбинация от основни и спомагателни
оборудване заедно с вградено спирателно и регулиращо
органи.
Функционалната диаграма е технически документ, определящ
функционална блокова структура на отделни възли на автомат
контрол, управление и регулиране на технологичния процес и
оборудване на контролното съоръжение с инструменти и оборудване за автоматизация. На
Функционалната диаграма показва автоматични системи за управление,
регулиране, дистанционно управление, аларма, защита и
блокиране.
Всички елементи на системите за управление са показани под формата на условни
изображения и са обединени в единна система чрез линии на функционални
комуникации. Функционална схема на автоматичен мониторинг и управление
съдържа опростено изображение на технологичната схема
автоматизиран процес. Оборудването на диаграмата е показано под формата на символични изображения.
В съответствие с GOST 36-27-77 „Уреди и оборудване за автоматизация. Конвенционални обозначения в схемите за автоматизация на технологичните процеси" установява обозначенията на измерваните величини, функционалните характеристики на устройствата, комуникационните линии, както и методите и техниките за конструиране на конвенционални графични обозначения на устройства и оборудване за автоматизация.
При разработването на функционална схема за автоматизация на процесите е необходимо да се решат следните проблеми:
Задачата за получаване на първична информация за състоянието на технологичния процес и оборудването;
Задачата за пряко въздействие върху технологичния процес, за да го контролира и стабилизира технологичните параметри на процеса;
Задачата за наблюдение и запис на технологичните параметри на процесите и състоянието на технологичното оборудване.
Когато разработвате функционална диаграма, определете:
1) подходящо ниво на автоматизация на технологичния процес;
2) принципи на организиране на контрола и управлението на технологичните
процес;
3) технологично оборудване, управлявано автоматично,
дистанционно или в двата режима според инструкциите на оператора;
4) списък и стойности на контролирани и регулируеми параметри;
5) методи за контрол, закони за регулиране и управление;
6) обхвата на автоматичната защита и блокиране на автономните вериги за управление на технологични единици;
7) набор от технически средства за автоматизация, вид енергия за предаване на информация;
8) разположение на оборудването върху технологичното оборудване, на разпределителни табла и табла за управление.
Схемата за автоматизация трябва да бъде изготвена по такъв начин, че да може лесно да се определи от нея:
1) параметри на технологичния процес, подлежащи на автоматично управление и регулиране;
2) наличие на защита и аларма;
3) приет механизъм за заключване;
4) организиране на пунктове за контрол и управление;
5) функционалната структура на всеки блок за управление, аларма, автоматично регулиране и управление;
6) технически средства, с помощта на които се изпълнява един или друг функционален блок за управление, аларма, автоматично регулиране и контрол.
В съответствие с препоръките на GOST 2.702-75 „Правила за изпълнение на електрически вериги“, графичната конструкция на веригата трябва да дава ясна представа за последователността на взаимодействие на функционалните части в системата. Функционалната диаграма трябва да изобразява функционалните части на продукта (елементи, устройства и функционални групи), включени в процеса, илюстриран от диаграмата, и връзките между тези части.
Има две общоприети опции за представяне на функционална диаграма:
съгласно GOST 21.404-85 „Автоматизация на технологичните процеси. Символи на устройства и средства за автоматизация в диаграми" и GOST 21.408-93 "Система от проектна документация за строителство. Правила за прилагане на работна документация за автоматизация на технологичните процеси”;
според стандарта на Американското дружество на производителите на инструменти ANSI/ISA S5.1. „Символи на приборите и идентификация“.
Пример за прилагане на GOST е схемата за измерване и автоматизация, дадена в приложението към GOST 21.408-93 (фиг. 6). Тази диаграма показва:
Канал за преобразуване на информация от чувствителния елемент 7а в унифициран сигнал 7Ь;
Канал за преобразуване на управляващия сигнал 7с в управляващо действие върху задвижващия механизъм (клапан) 7i с възможност за управлението му от дистанционния контролен панел 7е, показващ позицията на ключа и използвайки ръчния контролен ключ 7g;
Алармен канал 7d със светлинни сигнали HL1/2.
В блоковия шкаф (например в шкафа за релейна автоматизация) измервателният сигнал се преобразува за дистанционно предаване. Мониторингът и ръчното (контролерно) управление се осъществяват от операторския панел. Контролният контур се затваря от задвижващия механизъм.
Мониторингът, контролът и конфигурацията на високоговорителите се извършват на екраните за ниво на управление (долната част на диаграмата).
Важно е сигналите на диаграмата да показват размера и границите на измерване на физическите параметри: mm, o C, MPa, m 3 / час и др.
Фиг.6 Пример за функционална схема на автоматизация съгласно GOST
Функционалните части и връзките между тях са изобразени на диаграмата под формата на конвенционални графични символи, установени в стандартите на Единната система за проектна документация. Особена роля тук играе семантиката на съкращението KIPiA. Препоръчителният начин за изграждане на система за именуване на уреди и автоматизация, установена в GOST, е да се формира многобуквено име, чиято първа позиция може да бъде всяка от 20-те букви от латинската азбука, втората - всяка от 5 букви , третият - който и да е от 7 и т.н. (например LIR, където L е ниво; I е показания; R е регистрация).
Пример за прилагане на стандарта ANSI е инструменталната диаграма, показана на фиг. 7.
На тази фигура могат да се разграничат 4 нива на AC: долното ниво е двигателят на помпата, нивото на панелните устройства - YSLH и YS, нивото на блокиращата и управляващата логика и горното ниво - сигнализиране на състоянието на изпълнителната и командни елементи на системата за автоматизация.
Блокът за защита и управление на двигателя ESD осигурява:
Мек старт на двигателя;
Реверс на двигателя;
Спиране със зададен ток за определено време;
Ограничаване на тока при потегляне, движение и спиране;
Управление чрез дискретни сигнали, по сериен интерфейс, от локална контролна станция;
Изключване на товара при късо съединение;
Изключване на таймера;
Проверка на наличието на фази на електродвигателя през определени интервали и издаване на предупреждения при спрян;
Определяне на промените във фазовото въртене при включване на устройството и издаване на предупреждения;
Установяване на повреда на една от фазите на мрежата под зададеното ниво и издаване на предупреждение;
Регулиране на ъгъла на отваряне на тиристори с помощта на аналогов входен сигнал.
Състоянието на помпата се показва от контролния панел на YSLH. Този сигнал генерира логиката за блокиране на YSL, която след това се отразява от алармата за предупреждение за спиране на YAL и алармата за работа на YLH.
Въз основа на състоянието на превключвателя на панела YS се генерира логиката за управление на моторното реле, което се отразява от алармата YL.
Въз основа на състоянието на ключа YS, генераторът на ESD напрежение се включва дистанционно, което се потвърждава от индикацията LA „Locking triggered“. Комуникацията с първичните и вторичните устройства е показана с пунктирани линии.
Системите за мониторинг и управление на процеси често използват комбинирани и сложни устройства, като напр
Фиг. 8 Пример за панелна част от раздалечена версия на функционална диаграма
комбинирани измервателни и контролни инструменти,
микропроцесори, компютри, полукомплекти за дистанционно управление и др. Такива устройства са обозначени с правоъгълник с произволни размери, показващ вътре в правоъгълника (фиг. 8) вида на устройството (U - няколко разнородни измерени величини; Y - трансформации и изчислителни функции; I - показания; R - регистрация; C - контрол; S - включване, изключване, превключване, блокиране; A-сигнализация).
Всички устройства за измерване и автоматизация, изобразени на диаграмата на функционалната автоматизация, имат позиционни обозначения, състоящи се от две части: арабски цифри - номера на функционалната група и малки букви от руската азбука - броя на оборудването за измерване и автоматизация в тази функционална група (за пример, 5a, 3b и т.н.).
На всеки елемент от функционалната група се присвояват буквени обозначения по азбучен ред в зависимост от последователността на преминаване на сигнала - от устройства за получаване на информация до устройства, влияещи върху контролирания процес (например първично измервателно устройство, вторичен преобразувател, указател на настройка, регулатор, индикатор за положение, задвижващ механизъм, регулиращо тяло).
Разрешено е използването на арабски цифри вместо букви от руската азбука (например 5-1, 3-2 и т.н.).
Позиционните обозначения на отделните инструменти и оборудването за автоматизация, като регулатор с директно действие, манометър, термометър и др., се състоят само от серийни номера.
При определяне на границите на всяка функционална група трябва да се вземе предвид следното обстоятелство: ако някое устройство или контролер е свързано към няколко сензора или получава допълнителни влияния въз основа на други параметри (например коригиращ сигнал), тогава всички елементи на веригата, които изпълняват допълнителни функции, принадлежат към тази функционална група, която е засегната. По-специално, регулаторът на съотношението е част от функционалната група, която се влияе от независимия параметър.
В централизирани системи за управление, използващи компютърни технологии, в телеметрични системи, както и в сложни схеми за автоматично управление с устройства, общи за различни функционални групи, всички общи елементи се поставят в независими функционални групи.
Позиционните обозначения обикновено се поставят в долната част на кръга, обозначаващ устройството, или до него от дясната страна, или над него.
Свързана информация.
Като цяло блоковата схема на едноконтурна система за автоматично управление е представена на фигура 1.1. Автоматичната система за управление се състои от обект на автоматизация и система за управление на този обект. Благодарение на определено взаимодействие между обекта на автоматизация и веригата за управление, системата за автоматизация като цяло осигурява необходимия резултат от работата на обекта, характеризиращ неговите изходни параметри и характеристики.
Всеки технологичен процес се характеризира с определени физични величини (параметри). За рационалното протичане на технологичния процес някои от неговите параметри трябва да се поддържат постоянни, а други трябва да се променят по определен закон. При работа на обект, управляван от система за автоматизация, основната задача е да се поддържат рационални условия за технологичния процес.
Нека разгледаме основните принципи на изграждане на структурите на локални системи за автоматично управление. С автоматично управление, като правило, се решават три вида проблеми.
Първият тип задачи включват поддържане на един или повече технологични параметри на дадено ниво. Системите за автоматично управление, които решават проблеми от този тип, се наричат системи за стабилизиране. Примери за стабилизиращи системи включват системи за регулиране на температурата и влажността в климатичните инсталации, налягането и температурата на прегрятата пара в котелните агрегати, контрол на скоростта в парни и газови турбини, електродвигатели и др.
Вторият тип задача включва поддържане на съответствие между две зависими или една зависима и други независими величини. Системите, които регулират съотношенията, се наричат системи за автоматично проследяване, например автоматични системи за регулиране на съотношението "гориво - въздух" в процеса на изгаряне на гориво или съотношението "поток на пара - воден поток" при захранване на котли с вода и др.
Третият тип проблем включва промяна на контролирана променлива във времето според определен закон. Системите, които решават този тип проблеми, се наричат системи за програмно управление. Типичен пример за този тип система е система за контрол на температурата по време на термична обработка на метал.
През последните години широко се използват екстремни (търсени) автоматични системи, осигуряващи максимален положителен ефект от функционирането на технологичен обект с минимални разходи за суровини, енергия и др.
Набор от технически средства, с помощта на които една или повече регулирани величини, без участието на човек-оператор, се привеждат в съответствие с техните постоянни или зададени стойности, вариращи по определен закон, чрез генериране на въздействие върху регулираните величини. в резултат на сравняване на техните действителни стойности с дадените, се нарича система за автоматично управление ( ACP) или система за автоматично управление. От определението следва, че като цяло най-простият ASR трябва да включва следните елементи:
контролен обект (OU), характеризиращ се с управлявана променлива x n. x(t);
измервателно устройство (MD), което измерва контролираната величина и я преобразува във форма, удобна за по-нататъшно преобразуване или за дистанционно предаване;
главно устройство (SD), в което е инсталиран сигнал за зададена точка, който определя зададената стойност или закона за промяна на контролираната променлива;
устройство за сравнение (CD), в което действителната стойност на контролираната променлива x се сравнява с предписаната стойност g(t) и,
установено е отклонение (g(t)- x(t));
управляващо устройство (RU), което генерира при получаване на отклонение (ε) на входа си регулиращо действие, което трябва да се приложи към контролирания обект, за да се елиминира съществуващото отклонение на контролираното количество x от предписаната стойност g (T);
задвижващ механизъм (AM). На изхода на реакторната централа регулиращият ефект има малка мощност и се издава във форма, която по принцип не е подходяща за пряко въздействие върху обекта на регулиране. Необходимо е или да се засили регулаторното въздействие, или да се трансформира в удобна форма x p. За тази цел се използват специални изпълнителни механизми, които са изпълнителните изходни устройства на регулиращия елемент;
регулаторен орган (RO). Задвижващите механизми не могат да влияят директно на управляваната променлива. Следователно обектите на регулиране са оборудвани със специални регулаторни органи RO, чрез които ИМ влияе върху регулираната величина;
комуникационни линии, чрез които сигналите се предават от елемент на елемент в автоматична система.
Като пример, нека разгледаме по-голяма блокова схема на автоматично управление (Фигура 1.1). На диаграмата изходните параметри - резултатът от работата на управлявания обект, са обозначени с x 1, x 2, ……… x n. В допълнение към тези основни параметри, работата на обектите за автоматизация се характеризира с редица спомагателни параметри (y 1, y 2,.......y n), които трябва да се наблюдават и регулират, например да се поддържат постоянни.
Фигура 1.1. Блокова схема на автоматично управление
По време на работа обектът на управление получава смущаващи влияния f1.... fn, предизвикващи отклонения на параметрите x1.......xn от рационалните им стойности. Информацията за текущите стойности x tek и y tek влиза в системата за управление и се сравнява с техните предписани стойности (задани) g1......gn, в резултат на което системата за управление упражнява управляващи действия E1. ....En върху обекта, насочени към компенсиране на отклонения на параметрите на токовия изход от зададените стойности.
Според структурата на системите за автоматично управление на обект на автоматизация, в отделни случаи те могат да бъдат едностепенни централизирани, едностепенни децентрализирани и многостепенни. В същото време системите за управление на едно ниво са системи, в които обектът се управлява от една контролна точка или от няколко независими. Едностепенните системи, в които управлението се извършва от една контролна точка, се наричат централизирани. Едностепенните системи, при които отделни части на сложен обект се управляват от независими контролни точки, се наричат децентрализирани.
2.2 Функционални и технологични схеми на автоматично управление
Функционално-технологичната схема е основният технически документ, който определя структурата на функционалния блок на устройствата на възлите и елементите на системата за автоматично управление, регулиране на технологичния процес (операции) и контрол на неговите параметри, както и оборудването на обекта за управление с устройства и средства за автоматизация. Схемите също често се наричат просто схеми за автоматизация. Съставът и правилата за изпълнение се диктуват от изискванията на стандартите (виж Глава 1).
Функционалната и технологична схема за автоматизация се извършва в един чертеж, на който символите изобразяват технологично оборудване, транспортни линии и тръбопроводи, оборудване за измерване и автоматизация, като се посочват връзките между тях. Спомагателните устройства (захранвания, релета, прекъсвачи, ключове, предпазители и др.) не са показани на диаграмите.
Функционалните диаграми за автоматизация са свързани с производствената технология и технологичното оборудване, поради което диаграмата показва разположението на технологичното оборудване по опростен начин, без да се съобразява с мащаба, но като се вземе предвид действителната конфигурация.
В допълнение към технологичното оборудване, функционалните схеми за автоматизация в съответствие със стандартите изобразяват транспортни линии за различни цели по опростен (двуредов) и конвенционален (едноредов) начин.
Както изграждането, така и проучването на диаграмите на техническата документация трябва да се извършват в определена последователност.
Параметри на процеси, подлежащи на автоматичен контрол и регулиране;
Функционална структура на управление;
Контролни контури;
Наличие на защита и аларма и приет механизъм за заключване;
Организация на пунктове за контрол и управление;
Технически средства за автоматизация, с помощта на които се решават функциите на контрол, аларма, автоматично регулиране и управление.
За да направите това, трябва да знаете принципите на изграждане на системи за автоматично управление за управление на процеси и конвенционални изображения на технологично оборудване, тръбопроводи, инструменти и оборудване за автоматизация, функционални връзки между отделни устройства и оборудване за автоматизация и да имате представа за природата на технологичния процес и взаимодействието на отделни инсталации и възли от технологично оборудване.
Във функционална диаграма комуникационните линии и тръбопроводите често се показват в еднолинейна диаграма. Обозначението на транспортирания носител може да бъде цифрово или буквено-цифрово. (Например: 1.1 или B1). Първата цифра или буква показва вида на транспортираната среда, а следващата цифра показва нейното предназначение. Цифрови или буквено-цифрови обозначения се представят на рафтовете на водещите линии или над транспортната линия (тръбопровод) и, ако е необходимо, в прекъсванията на транспортните линии (в този случай приетите обозначения са обяснени на чертежи или в текстови документи (вж. таблица 1.1.) На технологичните обекти покажете тези контролни и спирателни вентили, технологични устройства, които са пряко включени в наблюдението и контрола на процеса, както и вземане на проби (сензори), спирателни и регулаторни органи, необходими за определяне на относителното местоположение на точки за вземане на проби (места за инсталиране на сензори), както и параметри за измерване или контрол (вижте таблица 1.2).
Пълните устройства (машини за централизирано управление, машини за управление, полукомплекти телемеханика и т.н.) са обозначени с правоъгълник с произволни размери с типа на устройството, посочен вътре в правоъгълника (съгласно документацията на производителя).
В някои случаи някои елементи на технологичното оборудване също са изобразени на диаграми под формата на правоъгълници, като се посочват имената на тези елементи. В същото време до сензори, селективни, приемни и други устройства, подобни по предназначение, посочете името на технологичното оборудване, към което принадлежат.
Таблица 1.1. Обозначаване на транспортни тръбопроводи съгласно GOST 14.202-69
| Съдържание на транспортни линии (тръбопроводи) | Конвенционално цифрово и буквено обозначение | Обозначение в цвят |
| Течност или газ (общо) | - | Червено Жълто |
| Вода Пара Въздух Кислород | - 1.1 - 1.0 - - 2.1 - 2.0 - - 3.1 - 3.6 - - 3 - 7 - | Зелено Розово Светло синьо |
| Благородни газове | - 5.1-5.0 - | Виолетово |
| Амонячна киселина (окислител) Алкално масло Течно гориво | - 11 - 11 - - 3 - 7 - - 7.1-7.0 - -8.4 – 14 – - 8.6 - | Сиво Маслинено Сиво-кафяво Кафяво Жълто |
| Запалими и експлозивни газове | -16 – 16 - | портокал |
| Водопроводни тръби | VO – B9 | - |
| Пожаропровод | НА 2 | Светло сиво |
| Канализация | КО – К12 | - |
| Топлинна тръба | ДО – Т8 | - |
Таблица 1.2. Символи на технологични фитинги
| Име | Обозначение съгласно GOST 14.202 - 69 |
| Шибърна клапа през проход (порта) |  |
| Електрически задвижван вентил |  |
| Трипътен вентил |  |
| предпазен клапан |  |
| Ротационен вентил (клапан, шибър) |  |
| Задвижваща мембрана |  |
| Таблица 1.3. Изходни електрически превключващи елементи | |
| Име | Обозначение съгласно GOST 2.755 - 87 |
| Контакт за превключване на силнотокова верига (контакт на контактора) |  |
| Нормален контакт |  |
| Нормален контакт |  |
За да се направят диаграмите по-лесни за четене, върху тръбопроводи и други транспортни линии са поставени стрелки, показващи посоката на движение на веществото.
Във функционално-технологичната схема, както и в изображението на тръбопровода, през който веществото напуска тази система, се прави съответен надпис, например: „От абсорбционния цех“, „От помпите“, „Към полимеризацията“. верига”.
Фигура 1.2. Изображение на сензори и устройства за вземане на проби (фрагмент)
Конвенционалните графични символи на оборудването за автоматизация са дадени в таблици 1.2., 1.3., 1.4.. Конвенционалните графични символи на електрическото оборудване, използвани във функционалните схеми на автоматизация, трябва да бъдат изобразени в съответствие със стандартите (Таблица 1.3.). Ако няма стандартни символи за никакви автоматични устройства, трябва да приемете свои собствени символи и да ги обясните с надпис върху диаграмата. Дебелината на линиите на тези обозначения трябва да бъде 0,5 - 0,6 mm, с изключение на хоризонталната разделителна линия в символичното изображение на устройството, монтирано на разпределителното табло, чиято дебелина е 0,2 - 0,3 mm.
Устройството за вземане на проби за всички постоянно свързани устройства няма специално обозначение, а представлява тънка плътна линия, свързваща технологичния тръбопровод или апарат с устройството (фиг. 1.2. устройства 2 и 3а). Ако е необходимо да се посочи точното местоположение на устройството за вземане на проби или точката на измерване (вътре в графичното обозначение на технологичния апарат), в края с удебелен шрифт се изобразява кръг с диаметър 2 mm (фиг. 1.2 устройства 1 и 4а). ).
Таблица 2.4. Конвенционални графични символи на оборудване и устройства за автоматизация
| Име | Символ съгласно GOST 21.404 - 85 |
| Първичен измервателен преобразувател (сензор) или устройство, инсталирано локално (на производствена линия, апарат, стена, под, колона, метална конструкция). Основно приемливо | |
| Устройството е инсталирано на панел, конзола Основен Допустимо | |
| Устройство за вземане на проби без постоянно свързване на устройството | |
| Задействащ механизъм | |
| Превключвател на коловоза | |
| Електрически звънец, сирена, клаксон |  |
| Електрически нагревател: а) съпротивителен, в) индукционен |  |
| Записващо устройство | |
| Лампа с нажежаема жичка, газоразрядна (сигнална) | |
| Трифазна електрическа машина (М – двигател, G – генератор) |  |
| DC електрическа машина (мотор M, генератор G) |  |
За да се получи пълно (свободно четливо) обозначение на устройство или друго устройство за автоматизация, в неговото конвенционално графично изображение под формата на кръг или овал се въвежда буквен символ, който определя предназначението, изпълняваните функции, характеристиките и работните параметри. В този случай местоположението на буквата определя нейното значение. По този начин буквите, дадени в таблица 1.5, са основните параметри и функции, а буквите, дадени в таблица 1.6, уточняват функцията или параметъра.
Таблица 1.5. Определяне на основните измервани параметри в схемите за автоматизация
| Измерван параметър | Обозначаване |
| Плътност | д |
| Всяко електрическо количество. За да се уточни електрическото количество, което се измерва, вдясно от конвенционалното графично изображение на устройството е необходимо да се даде името му, например напрежение, ток, мощност и др. | E U, I, P |
| Консумация | Е |
| Размер, позиция, движение | Ж |
| Време, времева програма | К |
| Ниво | Л |
| Влажност | М |
| Налягане, вакуум | П |
| Състав, концентрация и др. | Q |
| Скорост, честота | С |
| температура | T |
| Вискозитет | V |
| Тегло | У |
| Няколко разнородни измервани величини | U |
За обозначаване на ръчно управление се използва буквата H. За обозначаване на количества, които не са предвидени от стандарта, могат да се използват резервни букви: A, B, C, I, N, O, Y, Z (буквата X не се препоръчва) . Използваните запазени букви трябва да бъдат дешифрирани от надписа върху свободното поле на диаграмата.
По-долу са обозначенията за изясняване на стойностите на измерваните величини.
Таблица 1.6. Допълнителни буквени обозначения
Буквата, използвана за изясняване на измерената стойност, се поставя след буквата, обозначаваща измерената стойност, например P, D - разлика в налягането.
Функциите, изпълнявани от устройствата за показване на информация, са посочени с латински букви (виж таблица 2.7).
Таблица 1.7. Буквено обозначение на функцията
Допълнително могат да се използват обозначения с буквите E, G, V.
Всички горепосочени буквени обозначения се поставят в горната част на кръга, обозначаващ устройството (устройството).
Ако за обозначаване на едно устройство се използват няколко букви, тогава редът на тяхното подреждане след първата, показваща измерената стойност, трябва да бъде например: TIR - устройство за измерване и запис на температура, PR - устройство за запис на налягане.
При обозначаване на устройства, направени под формата на отделни блокове и предназначени за ръчни операции, буквата H се поставя на първо място.
Например на фиг. 1.2 показва схема за автоматизация, използваща регистриращи инструменти за разлика в температурата и налягането, където за формиране на символ за устройството (комплект), функционалната цел е посочена в горната част на кръга, а обозначението на позицията му е поставено в долната част на кръгът (азбучен - цифров или цифров - 1, 2, 4a, 4b, 3a, 3b). Така всички елементи от едно множество, т.е. една функционална група устройства (първични, междинни и предавателни измервателни преобразуватели, измервателно устройство, регулиращо устройство, изпълнителен механизъм, регулиращо тяло) се обозначават с еднакъв номер. В този случай номер 1 се присвоява на първия (отляво) набор, номер 2 на втория и т.н.
За да се разграничат елементите на един набор, буквен индекс се поставя до номера (буквите Z и O, чийто контур е подобен на контура на числата, не се препоръчват): за първичния преобразувател (чувствителен елемент) - индекс “а”, за предавателния преобразувател - “б”, при измервателния уред - “в” и др. Така за един комплект пълното обозначение на първичния измервателен преобразувател ще бъде 1а, предавателния измервателен преобразувател 1b, измервателното (вторично) устройство 1с и т.н. височината на цифрата е 3,5 мм, височината на буквата е 2,5 мм.
Методика за съставяне на функционална и технологична схема за автоматизация.
Функционалната схема е основният технически документ, който определя структурата и характера на автоматизацията на технологичния процес на проектираното съоръжение и оборудването му с инструменти и оборудване за автоматизация.
Функционалната схема изобразява условно технологичното оборудване, комуникациите, управлението, инструментите и средствата за автоматизация, както и връзките между тях.
Пример за чертеж на функционална схема за автоматизация е показан на фиг. 2.
При проектирането и описанието на функционалните схеми терминологията трябва да отговаря на GOST 17194-71, а символите на устройствата и оборудването за автоматизация - GOST 3925-59.
При наличие на технологични обекти от един и същи тип (цехове, цехове, инсталации, възли, устройства), които не са свързани помежду си и имат еднакво оборудване с инструменти и средства за автоматизация, за един от тях се съставя функционална схема и се дава обяснение на чертежа, например „Диаграмата е съставена за блок 1; за блокове 2-5 схемите са подобни”. Към това са добавени пояснения относно характеристиките в обозначенията (маркировките) и в спецификацията. Например „Спецификацията взема предвид оборудване за пет единици. Маркировката на приборите и средствата за автоматизация за блокове 2-5 е подобна на показаната за блок 1, като цифровият индекс се променя според номера на блока.
За да се обозначат на диаграмите проектираните системи за телеуправление (TC), телесигнализация (TS) и телеметрия (TI), в правоъгълниците на таблата и (контролните табла) са изчертани хоризонтални линии с надписи от лявата страна TU, TS, TI. връзката на тези системи с устройства и оборудване за автоматизация е показана чрез комуникационни линии , Технологичното оборудване и комуникациите на автоматизиран обект са изобразени на функционални диаграми по опростен начин, но по такъв начин, че да се покаже тяхното относително местоположение и взаимодействие с устройства и автоматизация оборудване Разрешено е да се изобразяват части от обекта под формата на правоъгълници, посочващи техните имена На технологичните комуникации (те са изобразени в съответствие с GOST 3464-63) показват само онези регулаторни и спирателни органи, които участват в процеса система за управление , На тръбопроводните линии са посочени номиналните диаметри и стрелките показват посоките на потока на веществото в съответствие с технологичната схема.
Инструментите и средствата за автоматизация, вградени в технологично оборудване и комуникации или механично свързани с него, са изобразени на функционални схеми в непосредствена близост до технологичното оборудване. Те включват: устройства за избор на налягане, ниво, състав на веществото, приемащи устройства, които възприемат ефектите на измерените и контролирани величини (ограничителни устройства, ротаметри, съпротивителни термометри, термични цилиндри на манометрични термометри, термодвойки и др.), изпълнителни механизми, контрол и спирателни елементи.
Инструментите и оборудването за автоматизация, които нямат пряка структурна и механична връзка с технологичното оборудване, са показани в правоъгълници, разположени в долната част на полето за чертане. Те включват: първични преобразуватели (сензори), работещи заедно със селективни устройства, преобразуватели, усилватели; инструменти и контролно оборудване и др. . Те са разположени на диаграмата в един или няколко хоризонтални реда и условно са ограничени до правоъгълници.
Правоъгълникът вляво показва техните имена: „Местни устройства“, „Контролен панел“ и др. Спомагателно оборудване и устройства (филтри и пневматични захранващи редуктори, предпазители, магнитни стартери и др.), които не засягат функционалната структура на автоматизацията верига , не са показани на диаграмите.
Изключение правят магнитните стартери, използвани в контролни контури за управление на задвижващи механизми. Устройствата на разпределителните табла са показани на диаграмата условно в долния правоъгълник, над него са разположени локални устройства.
Комуникационните линии на функционална диаграма са изобразени като една линия, в зависимост от броя на проводниците и тръбите, които правят тази връзка, и са изчертани с най-малък брой прегъвания и пресичания. Комуникационните линии трябва ясно да показват функционалните връзки между елементите на веригата от началото на сигнала до края. Разрешено е комбинирането на блокиращи комуникационни линии в една обща линия. За да се улесни четенето на функционални диаграми за автоматизация с голямо количество технологично оборудване и оборудване за автоматизация, под правоъгълниците на разпределителните табла и конзолите е разрешено да се начертае правоъгълник с надписи, обясняващи предназначението на изобразеното оборудване за автоматизация.
На диаграмите на всички устройства и оборудване за автоматизация са присвоени позиционни обозначения.
Обозначенията ясно идентифицират вида и мястото на монтаж на устройството. На всеки комплект оборудване за автоматизация се присвоява сериен номер (например комплект 1 на фиг. 2). Комплектът се счита за функционално свързани устройства, които изпълняват определена задача. На всяко устройство в комплекта се присвоява буквено-цифрово обозначение, състоящо се от серийния номер на комплекта и буквен индекс.
В чертежите на функционални диаграми, от дясната страна над печата на чертежа, се поставя спецификация (една от възможностите за изпълнение на диаграмите), която е изходният материал за изготвяне на формуляри за кандидатстване и спецификации на поръчката. Ако проектът предвижда използването на ново технологично оборудване, първо се поставя неговата спецификация, след това се поставя спецификацията за оборудване за автоматизация и в групите „локални устройства“, „устройства на табла“.
Спецификацията включва всички устройства, на които са присвоени позиции на диаграмите.
Обозначения на основни количества и символични изображения на устройства и средства за автоматизация в диаграми.
GOST 3925-59 установява обозначенията на измерени и контролирани величини и символни изображения на инструменти и устройства за автоматизация, използвани във функционални диаграми. Те включват обозначения на основните контролирани и контролирани величини, наименования на основните електрически измервателни уреди, както и изображения на измервателни и контролни устройства, видове предавания за дистанционно управление, първични преобразуватели, които възприемат влиянието на измерени или контролирани величини, изпълнителни механизми и регулаторни тела, допълнителни устройства и препоръчителни размери на изображения устройства и средства.
GOST предоставя примери за използване на конвенционални изображения на устройства, регулатори с директно действие, контролни устройства, състоящи се от няколко връзки, и обозначения на контролирани и контролирани количества, както и пример за изображение на функционална схема на автоматизация.
Диаграмата за автоматизация за разработване на система за управление на процеси е вид интегрирана функционална схема на технологичен обект за управление, обхващаща така нареченото „полево оборудване“ на по-ниското ниво на системата и показваща връзките му с инструменти, управляващо компютърно оборудване и точки за наблюдение и контрол от по-високо ниво.
Схемата за автоматизация се изпълнява, като се вземат предвид изискванията на раздел 2 от GOST 2.702-75* ESKD, точка 2.4 от GOST 24.302-80, раздел 4.1 от RD 50-34.698-90 и раздел 4.3 от GOST 21.408-93 SPDS.
Схемата за автоматизация се разработва като цяло за технологичния обект на управление на системата за автоматично управление или за отделна инженерна система (електроснабдяване, топлоснабдяване, вентилация и др.) или част от технологичната/инженерна система, процес и работа: линия , секция, блок, инсталация, възел.
Пример: функционална схема на автоматика на парния котелФункционалната схема се разработва въз основа на изходните материали за създаване на системи за управление на процесите и на първо място на материалите на технологичните регламенти или отделни документи, включени в „технологичните регламенти“.
Най-добрият вариант за функционална схема на автоматизацията на TOU е схема, комбинирана със схема на свързване, която е направена като част от основния комплект от клас Т в съответствие с GOST 21.401-88 SPDS или със схеми на свързване на инженерни системи.
Изпълнението на комбинирана схема е разрешено в точка 3.3 от GOST 21.404-88 „Производствена технология. Основни изисквания към работните чертежи."
В чуждестранната практика се използва разработването на PID схеми (Process Instrument Diagram). Разработването на комбинирана схема от специалисти по технологични процеси (технологично оборудване, OV, VK, EM и др.) Съвместно със специалисти по разработване на системи за управление на процеси (включително по-ниско, „полево“ ниво) осигурява най-ефективните решения в двете части на проекта (например TX и ATX).
Тъй като такава диаграма се издава с два подписа (TX и ATX), всяка промяна в част от TX автоматично става собственост на разработчиците на ATX, което елиминира много конфликтни ситуации, които възникват, когато документите се издават отделно - отделни диаграми за свързване на TX (OV , VK и др.) и отделно ATX схеми за автоматизация.
Схемата за автоматизация (AS), когато е разработена отделно от пускането на схемата за издирване на TX (OV, VK и др.), трябва да бъде съгласувана със съответните специалисти в технологичната част (ВиК, отопление и вентилация и др.) Проектът.
Трябва да се отбележи, че в схемата на свързване (TX, OV, VK) в съответствие с клауза 3.2 от GOST 1 1 -88 трябва да бъдат посочени „... тръбопроводи и техните елементи“ с всички буквено-цифрови обозначения.
Ето някои обяснения на някои термини.
Технологичен блок- комплекс или монтажна единица от технологично оборудване с определено ниво на фабрична готовност и технологичност, предназначена за изпълнение на основни или спомагателни технологични процеси. Блокът включва машини, апарати, първична апаратура за контрол и управление, тръбопроводи, поддържащи и обслужващи конструкции, топлоизолация и химическа защита.
Блоковете, като правило, се формират за извършване на топлопренос, масов пренос, хидродинамични, химични и биологични процеси. Номенклатурата на блоковете се определя от ведомствени нормативни документи, съгласувани с министерствата, извършващи монтажни работи.
Процесен тръбопровод- тръбопровод, предназначен за транспортиране на различни вещества, необходими за провеждане на технологичен процес или работа на оборудване.
Тръбопроводни елементи- разклонителни тръби (тръби), колена, преходи, тройници, фланци, компенсатори, спирателни, контролни, предпазни клапани, опори, уплътнения и крепежни елементи, устройства, монтирани на тръбопроводи за наблюдение и контрол, кондензация и други части и устройства.
Устройствата, монтирани на тръбопроводи за наблюдение и контрол, са показани като тръбопроводни елементи на електрическа схема или комбинирана схема.
Буквено-цифровите обозначения се поставят на рафтовете на водещите линии и съответстват на номера на чертежа на елемента.
Елемент (вграден елемент)- това е част или монтажна единица, която е неразривно вградена в технологични устройства и тръбопроводи (глава, фитинг, джоб, ръкав и др.).
В съответствие със SNiP 3.05.07-85 „Системи за автоматизация“ такъв елемент се нарича вградена структура или вграден елемент.
Вградената конструкция или вграденият елемент трябва да осигури необходимата херметичност на технологичното оборудване и тръбопровода преди инсталирането на устройството за автоматизация върху тях. Това позволява да се извършват хидравлични и пневматични изпитвания на оборудване и тръбопроводи преди инсталирането на устройства за автоматизация, преди началото на монтажа и пускането в експлоатация на системи за автоматизация и системи за управление на процеси.
Устройство за избор- устройство, монтирано на технологично оборудване или тръбопровод и предназначено да доставя измерваната среда на измервателни уреди или измервателни преобразуватели (сензори).
Обърнете внимание, че съгласно клауза 2.12 от SNiP 3.05.07-85, вградени елементи или конструкции за инсталиране на първични устройства, за инсталиране на устройства за селективно налягане, дебит и ниво и т.н. (завършващи със спирателни вентили), индивидуален поток измервателни уреди, разходомери, контролни и спирателни елементи, байпасни линии (байпаси), материали за изработка на вградени елементи (конструкции) са предвидени и посочени в технологичната част на проекта (ТХ, ОВ, ВК).
Блокова схема (според GOST) е диаграма, която определя основните функционални части на системата за автоматизация, тяхната цел и връзки. Често се изготвят скелетни блокови схеми за автоматични системи.
Блоковата схема на автоматизацията е предназначена да определи системата за наблюдение и управление на технологичния процес на дадено съоръжение и да осъществи връзки между разпределителни табла и контролни панели, блокове и работни места на оператора. Структурната схема е основният проектен документ, който установява оптималните канали за административно, техническо и операторско управление. Те отразяват характеристиките на TP и TSA при създаването на локални системи за управление и автоматизация.
Блоковата схема като цяло отразява комплекса от използвани технически средства за автоматизация, принципа на взаимодействие на технологичния обект с управляващото устройство и оперативния персонал.
Ще изградим структурата на системата за управление на пресата за леене на дъна на обувки на базата на контурите за управление на отделните технологични параметри. Изграждането на блокова схема в обща форма ще позволи да се изясни при избора на TSA и оформлението на избраното оборудване.
На това оборудване могат да се разграничат два контролни обекта: OU1 - матрица, OU2 - система за леене под налягане.
За първия обект е необходимо да се контролира позицията (Фигура 2.1 DP1, DP2) и температурата на формата (Фигура 2.1 DT1).
В OU2 подчертаваме следните параметри: температура в три нагревателни зони (Фигура 2.1 DT2, DT3, DT4), налягане на топене (Фигура 2.1 DS1), ниво на термопластичен еластомер в бункера за зареждане (Фигура 2.1 DS1), скорост на въртене на шнека по време на цикъла (Фигура 2.1 DS1).
Електрическите сигнали от измервателните преобразуватели се изпращат към управляващото устройство. Най-обещаващото би било използването на индустриален контролер. Наличието на вградена памет (RAM), таймери, броячи, множество дискретни и аналогови входове и изходи, възможност за свързване на допълнителни модули, които разширяват възможностите за използване, унифициран изходен сигнал - всичко това говори в полза на използването на индустриален контролер.
Частта от блоковата схема, показваща устройствата, въздействащи на технологичния обект, има общ вид и е представена под формата на 9 преобразувателя на мощност (PR1 - PR9) и 9 изпълнителни механизма (IM1 - IM9).
IM1 - задвижване на матрицата;
ММ2 - ежекторно задвижване;
IM3 - регулатор на напрежението, подаван към нагревателните елементи на формата;
ММ4 - система за охлаждане на двигателя;
IM5, IM6, IM7 - регулатор на напрежението, подаван към нагревателните елементи на системата за леене под налягане;
IM8 - винтов двигател;
IM9 - клапан за подаване на стопилката към формата.
Преобразувателите на мощност са необходими за преобразуване на управляващия сигнал на промишлен контролер в сигнал на мощност, който действа директно върху IM.
Блоковата схема също така показва контролния панел (CP), аларменото устройство (ALS) и наличието на комуникационен канал с автоматизираната система за управление на предприятието.
Блоковата схема е показана на фигура 2.1
Фигура 2.1 - Блокова схема на автоматизацията