Schema funcțională a monitorizării și controlului automat
are scopul de a afișa principalele soluții tehnice,
acceptate la proiectarea sistemelor de automatizare a proceselor
proceselor. Obiect de control în sistemele de automatizare a proceselor
procesele este o combinație de principale și auxiliare
echipament împreună cu oprirea și reglarea încorporate
organe.
O diagramă funcțională este un document tehnic care definește
structura blocului funcțional a nodurilor individuale de automată
controlul, managementul și reglementarea procesului tehnologic și
dotarea unității de control cu instrumente și echipamente de automatizare. Pe
Schema funcțională prezintă sisteme de control automat,
reglare, telecomanda, alarma, protectie si
blocare.
Toate elementele sistemelor de control sunt prezentate sub formă de condițional
imagini și sunt combinate într-un singur sistem prin linii funcționale
comunicatii. Schema funcțională a monitorizării și controlului automat
conţine o imagine simplificată a diagramei tehnologice
proces automatizat. Echipamentul din diagramă este prezentat sub formă de imagini simbolice.
În conformitate cu GOST 36-27-77 „Instrumente și echipamente de automatizare. Denumirile convenționale în schemele de automatizare a proceselor tehnologice” stabilește desemnările cantităților măsurate, caracteristicile funcționale ale dispozitivelor, liniile de comunicație, precum și metodele și tehnicile de construire a denumirilor grafice convenționale ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare.
Atunci când se dezvoltă o diagramă funcțională a automatizării procesului, este necesar să se rezolve următoarele probleme:
Sarcina de a obține informații primare despre starea procesului și a echipamentelor tehnologice;
Sarcina de a influența direct procesul tehnologic pentru a-l controla și a stabiliza parametrii tehnologici ai procesului;
Sarcina de monitorizare și înregistrare a parametrilor tehnologici ai proceselor și a stării echipamentelor tehnologice.
Când dezvoltați o diagramă funcțională, determinați:
1) un nivel adecvat de automatizare a procesului tehnologic;
2) principiile de organizare a controlului și managementului tehnologic
proces;
3) echipamente tehnologice controlate automat,
de la distanță sau în ambele moduri conform instrucțiunilor operatorului;
4) lista și valorile parametrilor controlați și reglabili;
5) metode de control, legi de reglementare și management;
6) sfera de protecție automată și blocare a circuitelor autonome de control ale unităților tehnologice;
7) un set de echipamente tehnice de automatizare, tipul de energie pentru transmiterea informațiilor;
8) amplasarea echipamentelor pe echipamente tehnologice, pe tablouri de distribuție și panouri de comandă.
Schema de automatizare trebuie să fie întocmită astfel încât să poată fi determinată cu ușurință din aceasta:
1) parametrii tehnologici de proces care sunt supuși controlului și reglării automate;
2) disponibilitatea protecției și alarmei;
3) mecanism de blocare acceptat;
4) organizarea punctelor de control și management;
5) structura funcțională a fiecărei unități de control, alarmă, reglare automată și control;
6) mijloace tehnice cu ajutorul cărora se implementează una sau alta unitate funcțională de control, alarmă, reglare automată și control.
În conformitate cu recomandările GOST 2.702-75 „Reguli pentru execuția circuitelor electrice”, construcția grafică a circuitului ar trebui să ofere o idee clară a secvenței de interacțiune a părților funcționale din sistem. O diagramă funcțională ar trebui să ilustreze părțile funcționale ale produsului (elemente, dispozitive și grupuri funcționale) implicate în procesul ilustrat de diagramă și conexiunile dintre aceste părți.
Există două opțiuni general acceptate pentru prezentarea unei diagrame funcționale:
conform GOST 21.404-85 „Automatizarea proceselor tehnologice. Simboluri ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare în diagrame" și GOST 21.408-93 "Sistem de documentație de proiectare pentru construcție. Reguli de implementare a documentației de lucru pentru automatizarea proceselor tehnologice”;
conform Standardului ANSI/ISA S5.1 al Societății Americane de Producători de Instrumente. „Simboluri de instrumentare și identificare”.
Un exemplu de aplicare a GOST este diagrama de instrumentare și automatizare prezentată în anexa la GOST 21.408-93 (Fig. 6). Această diagramă arată:
Canal pentru convertirea informaţiei de la elementul sensibil 7a într-un semnal unificat 7b;
Canal pentru transformarea semnalului de comandă 7c într-o acțiune de control asupra actuatorului (supapă) 7i cu capacitatea de a-l controla de la panoul de comandă la distanță 7e, indicând poziția cheii și folosind cheia de comandă manuală 7g;
Canal de alarma 7d cu semnale luminoase HL1/2.
În dulapul bloc (de exemplu, în dulapul de automatizare cu relee), semnalul de măsurare este convertit pentru transmisie de la distanță. Monitorizarea și controlul manual (controlerului) sunt efectuate la panoul operator. Bucla de control este închisă de actuator.
Monitorizarea, controlul și configurarea difuzoarelor se realizează pe ecranele nivelului de control (partea de jos a diagramei).
Este important ca semnalele de pe diagramă să indice dimensiunile și limitele de măsurare ale parametrilor fizici: mm, o C, MPa, m 3 / oră etc.
Fig.6 Exemplu de diagramă funcțională a automatizării conform GOST
Părțile funcționale și conexiunile dintre ele sunt prezentate în diagramă sub formă de simboluri grafice convenționale stabilite în standardele Sistemului Unificat de Documentație de Proiectare. Semantica abrevierei KIPiA joacă un rol special aici. Modul recomandat de a construi un sistem de denumire pentru instrumentare și automatizare, stabilit în GOST, este de a forma un nume cu mai multe litere, a cărui primă poziție poate fi oricare dintre cele 20 de litere ale alfabetului latin, a doua - oricare dintre cele 5 litere. , al treilea - oricare dintre 7 etc. (de exemplu, LIR, unde L este nivelul; I este citirile; R este înregistrarea).
Un exemplu de aplicare a standardului ANSI este diagrama de instrumentare prezentată în Fig. 7.
În această figură, pot fi distinse 4 niveluri de AC: nivelul inferior este motorul pompei, nivelul dispozitivelor panoului - YSLH și YS, nivelul logicii de blocare și control și nivelul superior - care semnalează starea executivului și elementele de comandă ale sistemului de automatizare.
Unitatea de control și protecție a motorului ESD oferă:
Pornire uşoară a motorului;
Marşarier motor;
Frânare cu un curent dat pentru un timp dat;
Limitarea curentului în timpul pornirii, conducerii și frânării;
Control prin semnale discrete, printr-o interfață serială, de la o stație de control locală;
Deconectarea sarcinii în caz de scurtcircuit;
Oprire temporizator;
Verificarea prezenței fazelor motorului electric la intervale specificate și emiterea de avertismente la oprire;
Determinarea modificărilor în secvența fazelor atunci când unitatea este pornită și emiterea de avertismente;
Determinarea defecțiunii uneia dintre fazele rețelei sub nivelul setat și emiterea unui avertisment;
Reglarea unghiului de deschidere al tiristoarelor folosind un semnal de intrare analogic.
Starea pompei este indicată de panoul de control YSLH. Acest semnal generează logica de blocare YSL, care este apoi reflectată de alarma de avertizare de oprire YAL și alarma de rulare YLH.
Pe baza stării comutatorului panoului YS, este generată logica de control a releului motorului, care este reflectată de alarma YL.
Pe baza stării tastei YS, generatorul de tensiune ESD este pornit de la distanță, ceea ce este confirmat de indicația „Blocare declanșată” LA. Comunicarea cu dispozitivele primare și secundare este afișată prin linii punctate.
Sistemele de monitorizare și control al proceselor folosesc adesea dispozitive combinate și complexe, cum ar fi
Fig. 8 Exemplu de parte de panou a unei versiuni distanțate a unei diagrame funcționale
instrumente combinate de măsurare și control,
microprocesoare, calculatoare, semi-kituri de telecomandă etc. Astfel de dispozitive sunt desemnate printr-un dreptunghi de dimensiuni arbitrare indicând în interiorul dreptunghiului (Fig. 8) tipul dispozitivului (U - mai multe mărimi măsurate eterogene; Y - transformări și funcții de calcul; I - citiri; R - înregistrare; C - control; S - pornit, oprit, comutare, blocare;
Tuturor instrumentelor și dispozitivelor de automatizare descrise în diagrama de automatizare funcțională li se atribuie denumiri poziționale constând din două părți: cifre arabe - numărul grupului funcțional și literele mici ale alfabetului rus - numărul de instrumente și echipamente de automatizare din acest grup funcțional (pentru exemplu, 5a, 3b etc.).
Denumirile de litere sunt atribuite fiecărui element al grupului funcțional în ordine alfabetică, în funcție de secvența de trecere a semnalului - de la dispozitive pentru primirea de informații la dispozitive care influențează procesul controlat (de exemplu, un dispozitiv de măsurare primar, un convertor secundar, un indicator de setare, un regulator, un indicator de poziţie, un actuator, un corp de reglare) .
Este permisă utilizarea numerelor arabe în locul literelor alfabetului rus (de exemplu, 5-1, 3-2 etc.).
Denumirile de poziție ale instrumentelor individuale și ale echipamentelor de automatizare, cum ar fi un regulator cu acțiune directă, un manometru, un termometru etc., constau numai din numere de serie.
La determinarea limitelor fiecărui grup funcțional, trebuie luată în considerare următoarea circumstanță: dacă orice dispozitiv sau controler este conectat la mai mulți senzori sau primește influențe suplimentare pe baza altor parametri (de exemplu, un semnal de corecție), atunci toate elementele de circuit care efectuează funcții suplimentare aparțin acelui grup funcțional, care este afectat. În special, regulatorul raportului face parte din grupul funcțional care este influențat de parametrul independent.
În sistemele de control centralizat care utilizează tehnologia computerizată, în sistemele de telemetrie, precum și în schemele complexe de control automat cu dispozitive comune diferitelor grupuri funcționale, toate elementele comune sunt plasate în grupuri funcționale independente.
Denumirile de poziție sunt de obicei plasate în partea de jos a cercului care indică dispozitivul, sau lângă acesta în partea dreaptă sau deasupra acestuia.
Informații conexe.
În general, schema bloc a unui sistem de control automat cu un singur circuit este prezentată în Figura 1.1. Un sistem de control automat este format dintr-un obiect de automatizare și un sistem de control pentru acest obiect. Datorită unei anumite interacțiuni între obiectul de automatizare și circuitul de control, sistemul de automatizare în ansamblu oferă rezultatul necesar al funcționării obiectului, caracterizându-i parametrii și caracteristicile de ieșire.
Fiecare proces tehnologic este caracterizat de anumite mărimi fizice (parametri). Pentru progresul rațional al procesului tehnologic, unii dintre parametrii acestuia trebuie menținuți constant, iar unii trebuie modificați conform unei anumite legi. La operarea unui obiect controlat de un sistem de automatizare, sarcina principală este menținerea condițiilor raționale pentru procesul tehnologic.
Să luăm în considerare principiile de bază ale construirii structurilor sistemelor locale de control automat. Cu controlul automat, de regulă, sunt rezolvate trei tipuri de probleme.
Primul tip de sarcină include menținerea unuia sau mai multor parametri tehnologici la un anumit nivel. Sistemele de control automat care rezolvă probleme de acest tip se numesc sisteme de stabilizare. Exemple de sisteme de stabilizare includ sistemele de reglare a temperaturii și umidității în unitățile de aer condiționat, a presiunii și temperaturii aburului supraîncălzit în centralele, controlul vitezei în turbinele cu abur și gaz, motoarele electrice etc.
Al doilea tip de sarcină presupune menținerea corespondenței între două mărimi dependente sau una dependentă și alte cantități independente. Sistemele care reglează rapoartele se numesc sisteme de urmărire automată, de exemplu, sisteme automate pentru reglarea raportului „combustibil - aer” în procesul de ardere a combustibilului sau raportul „debit de abur - debit de apă” la alimentarea cazanelor cu apă etc.
Al treilea tip de problemă implică schimbarea unei variabile controlate în timp conform unei anumite legi. Sistemele care rezolvă acest tip de problemă se numesc sisteme de control al programelor. Un exemplu tipic al acestui tip de sistem este un sistem de control al temperaturii în timpul tratamentului termic al metalului.
În ultimii ani, sistemele automate extreme (căutare) au fost utilizate pe scară largă, oferind efectul pozitiv maxim al funcționării unui obiect tehnologic cu costuri minime de materii prime, energie etc.
Ansamblu de mijloace tehnice cu ajutorul cărora una sau mai multe cantități reglementate, fără participarea unui operator uman, sunt aduse în conformitate cu valorile lor constante sau specificate variind conform unei anumite legi prin generarea unui impact asupra cantităților reglementate. ca urmare a comparării valorilor lor reale cu cele date, se numește sistem de control automat (ACP) sau sistem de control automat. Din definiție rezultă că, în general, cel mai simplu ASR ar trebui să includă următoarele elemente:
obiect de control (OU), caracterizat printr-o variabilă controlată x n. x(t);
un dispozitiv de măsurare (MD) care măsoară variabila controlată și o transformă într-o formă convenabilă pentru conversie ulterioară sau pentru transmisie de la distanță;
un dispozitiv master (SD), în care este instalat un semnal de referință care determină valoarea setată sau legea de modificare a variabilei controlate;
un dispozitiv de comparare (CD), în care valoarea reală a variabilei controlate x este comparată cu valoarea prescrisă g(t) și,
este detectată abaterea (g(t)- x(t));
un dispozitiv de control (RU), care generează, la primirea unei abateri (ε) la intrarea sa, o acțiune de reglementare care trebuie aplicată obiectului controlat pentru a elimina abaterea existentă a mărimii controlate x de la valoarea prescrisă g (t);
mecanism de acţionare (AM). La ieșirea centralei reactoare, efectul de reglare are o putere mică și este emis într-o formă care, în general, nu este adecvată pentru influența directă asupra obiectului reglementării. Este necesar fie să se întărească impactul reglementării, fie să-l transforme într-o formă convenabilă x p. În acest scop se folosesc actuatoare speciale, care sunt dispozitivele de ieșire ale actuatorului elementului de reglare;
autoritatea de reglementare (RO). Actuatoarele nu pot influența direct variabila controlată. Prin urmare, obiectele reglementării sunt dotate cu organisme de reglementare speciale RO, prin care IM influențează variabila reglementată;
linii de comunicație prin care semnalele sunt transmise de la element la element într-un sistem automat.
Ca exemplu, să luăm în considerare o diagramă bloc mai mare a controlului automat (Figura 1.1). În diagramă, parametrii de ieșire - rezultatul funcționării obiectului controlat, sunt desemnați x 1, x 2, ……… x n. Pe lângă acești parametri principali, funcționarea obiectelor de automatizare este caracterizată de o serie de parametri auxiliari (y 1, y 2,.......y n), care trebuie monitorizați și reglați, de exemplu, menținuți constant.
Figura 1.1. Schema bloc a controlului automat
În timpul funcționării, obiectul de control primește influențe perturbatoare f1.... fn, provocând abateri ale parametrilor x1.......xn de la valorile lor raționale. Informațiile despre valorile curente x tek și y tek intră în sistemul de control și sunt comparate cu valorile lor prescrise (valori de referință) g1...... gn, în urma cărora sistemul de control exercită acțiuni de control E1. ....En pe obiect, care vizează compensarea abaterilor parametrilor de ieșire curent de la valorile date.
Conform structurii sistemelor de control automat pentru un obiect de automatizare, în cazuri particulare, acestea pot fi centralizate pe un singur nivel, descentralizate pe un singur nivel și pe mai multe niveluri. În același timp, sistemele de control cu un singur nivel sunt sisteme în care obiectul este controlat dintr-un punct de control sau din mai multe puncte independente. Sistemele cu un singur nivel în care controlul se realizează dintr-un singur punct de control se numesc centralizate. Sistemele cu un singur nivel, în care părțile individuale ale unui obiect complex sunt controlate din puncte de control independente, sunt numite descentralizate.
2.2 Scheme funcționale și tehnologice ale controlului automat
Diagrama funcțional-tehnologică este principalul document tehnic care definește structura blocului funcțional a dispozitivelor unităților și elementelor sistemului de control automat, reglarea procesului tehnologic (operații) și controlul parametrilor acestuia, precum și echiparea obiectului de control. cu dispozitive și echipamente de automatizare. Schemele sunt adesea numite, de asemenea, simplu scheme de automatizare. Compoziția și regulile de implementare sunt dictate de cerințele standardelor (vezi Capitolul 1).
Schema de automatizare funcțională și tehnologică este realizată într-un singur desen, pe care simbolurile reprezintă echipamente tehnologice, linii și conducte de transport, echipamente de instrumentare și automatizare, indicând conexiunile dintre ele. Dispozitivele auxiliare (surse de alimentare, relee, întrerupătoare, întrerupătoare, siguranțe etc.) nu sunt prezentate pe diagrame.
Diagramele de automatizare funcțională sunt legate de tehnologia de producție și echipamentele tehnologice, prin urmare diagrama prezintă amplasarea echipamentelor tehnologice într-o manieră simplificată, fără a respecta scara, dar ținând cont de configurația efectivă.
Pe lângă echipamentele tehnologice, diagramele de automatizare funcționale în conformitate cu standardele descriu linii de transport pentru diverse scopuri într-o manieră simplificată (două linii) și condiționată (cu o singură linie).
Atât construcția, cât și studiul diagramelor documentației tehnice trebuie efectuate într-o anumită secvență.
Parametrii de proces care sunt supuși controlului și reglării automate;
Structura de management functionala;
Bucle de control;
Disponibilitatea protecției și alarmei și blocarea mecanismului acceptat;
Organizarea punctelor de control și management;
Mijloace tehnice de automatizare, cu ajutorul cărora se rezolvă funcțiile de control, alarmă, reglare automată și control.
Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți principiile construirii sistemelor de control automat pentru controlul procesului și imagini convenționale ale echipamentelor de proces, conductelor, instrumentelor și echipamentelor de automatizare, conexiunilor funcționale între dispozitivele individuale și echipamentele de automatizare și să aveți o idee despre natură. a procesului tehnologic şi a interacţiunii instalaţiilor individuale şi unităţilor de echipamente de proces.
Într-o diagramă funcțională, liniile și conductele de comunicație sunt adesea prezentate într-o diagramă cu o singură linie. Denumirea mediului transportat poate fi fie digitală, fie alfanumeric. (De exemplu: 1.1 sau B1). Prima cifră sau literă indică tipul de mediu transportat, iar numărul următor indică scopul acestuia. Denumirile numerice sau alfanumerice sunt prezentate pe rafturile liniilor de conducere sau deasupra liniei de transport (conducta) și, dacă este necesar, în pauze în liniile de transport (în acest caz, denumirile acceptate sunt explicate în desene sau în documente text (vezi tabelul 1.1.). Pe obiectele tehnologice se prezintă acele robinete de control și închidere, dispozitive tehnologice care sunt direct implicate în monitorizarea și controlul procesului, precum și organele de prelevare (senzori), de închidere și de reglementare necesare pentru a determina locația relativă. a punctelor de prelevare (locatii pentru instalarea senzorilor), precum si a parametrilor de masurare sau control (vezi tabelul 1.2).
Dispozitivele complete (mașini de control centralizat, mașini de control, semi-seturi de telemecanică etc.) sunt desemnate printr-un dreptunghi de dimensiuni arbitrare cu tipul de dispozitiv indicat în interiorul dreptunghiului (conform documentației producătorului).
În unele cazuri, unele elemente ale echipamentelor tehnologice sunt, de asemenea, reprezentate pe diagrame sub formă de dreptunghiuri, indicând numele acestor elemente. Totodată, lângă senzori, dispozitive selective, de recepție și alte dispozitive similare ca scop, indicați denumirea echipamentului tehnologic căruia îi aparțin.
Tabelul 1.1. Desemnarea conductelor de transport conform GOST 14.202 – 69
| Conținutul liniilor de transport (conducte) | Denumirea convențională digitală și literă | Denumire în culoare |
| Lichid sau gaz (general) | - | Roșu / galben |
| Apa Abur Aer Oxigen | - 1.1 - 1.0 - - 2.1 - 2.0 - - 3.1 - 3.6 - - 3 - 7 - | Verde Roz Albastru deschis |
| gaze nobile | - 5.1-5.0 - | violet |
| Amoniac Acid (agent oxidant) Alcali Ulei Combustibil lichid | - 11 - 11 - - 3 - 7 - - 7.1-7.0 - -8.4 – 14 – - 8.6 - | Gri măsline Gri-brun Maro Galben |
| Gaze inflamabile și explozive | -16 – 16 - | Portocale |
| Țevi de apa | VO – B9 | - |
| Conducta de incendiu | LA 2 | Gri deschis |
| Canalizare | KO – K12 | - |
| Țeavă de căldură | TO – T8 | - |
Tabelul 1.2. Simboluri ale fitingurilor tehnologice
| Nume | Desemnare conform GOST 14.202 - 69 |
| Supapă de trecere prin trecere (supapă de poartă) |  |
| Supapă acționată electric |  |
| Supapă cu trei căi |  |
| valva de siguranta |  |
| Supapa rotativa (supapa, poarta) |  |
| Diafragma actuatorului |  |
| Tabelul 1.3. Elemente de comutare electrice de ieșire | |
| Nume | Desemnare conform GOST 2.755 - 87 |
| Contact pentru comutarea circuitului de curent ridicat (contact de contact) |  |
| Contact normal |  |
| Contact normal |  |
Pentru a face diagramele mai ușor de citit, pe conducte și alte linii de transport sunt plasate săgeți care indică direcția de mișcare a substanței.
În diagrama funcțional-tehnologică, precum și în imaginea conductei prin care substanța părăsește acest sistem, se face o inscripție corespunzătoare, de exemplu: „Din atelierul de absorbție”, „De la pompe”, „Până la polimerizare. circuit".
Figura 1.2. Imaginea senzorilor și a dispozitivelor de eșantionare (fragment)
Simbolurile grafice convenționale ale echipamentelor de automatizare sunt prezentate în tabelele 1.2., 1.3., 1.4.. Simbolurile grafice convenționale ale echipamentelor electrice utilizate în diagramele de automatizare funcționale trebuie reprezentate în conformitate cu standardele (Tabelul 1.3.). Dacă nu există simboluri standard pentru niciun dispozitiv automat, ar trebui să adoptați propriile simboluri și să le explicați cu o inscripție pe diagramă. Grosimea liniilor acestor denumiri ar trebui să fie de 0,5 - 0,6 mm, cu excepția liniei de despărțire orizontale din imaginea simbolică a dispozitivului instalat pe tabloul de distribuție, a cărei grosime este de 0,2 - 0,3 mm.
Dispozitivul de prelevare pentru toate dispozitivele conectate permanent nu are o denumire specială, ci este o linie continuă subțire care conectează conducta de proces sau aparatul cu dispozitivul (Fig. 1.2. dispozitivele 2 și 3a). Dacă este necesar să se indice locația exactă a dispozitivului de prelevare sau a punctului de măsurare (în interiorul denumirii grafice a aparatului tehnologic), un cerc cu diametrul de 2 mm este reprezentat cu caractere aldine la sfârșit (Fig. 1.2 dispozitivele 1 și 4a). ).
Tabelul 2.4. Simboluri grafice convenționale ale echipamentelor și dispozitivelor de automatizare
| Nume | Simbol conform GOST 21.404 - 85 |
| Traductor de măsurare primar (senzor) sau dispozitiv instalat local (pe o linie de producție, aparat, perete, podea, coloană, structură metalică). De bază Acceptabil | |
| Dispozitiv instalat pe un panou sau telecomandă Permis de bază | |
| Dispozitiv de prelevare fără conexiune permanentă a dispozitivului | |
| Mecanism de acționare | |
| Comutator de cale | |
| Sonerie electrică, sirenă, claxon |  |
| Încălzitor electric: a) rezistență, c) inducție |  |
| Dispozitiv de inregistrat | |
| Lampă cu incandescență, descărcare în gaz (semnal) | |
| Mașină electrică trifazată (M – motor, G – generator) |  |
| Mașină electrică de curent continuu (motor M, generator G) |  |
Pentru a obține o desemnare completă (lizibilă) a unui dispozitiv sau a altui dispozitiv de automatizare, în imaginea sa grafică convențională este introdus un simbol cu litere sub forma unui cerc sau oval, care determină scopul, funcțiile îndeplinite, caracteristicile și parametrii de funcționare. În acest caz, locația literei determină sensul acesteia. Astfel, literele date în Tabelul 1.5 sunt principalii parametri și funcții, iar literele date în Tabelul 1.6 specifică funcția sau parametrul.
Tabelul 1.5. Desemnarea parametrilor principali măsurați în schemele de automatizare
| Parametrul măsurat | Desemnare |
| Densitate | D |
| Orice cantitate electrică. Pentru a specifica mărimea electrică care se măsoară, în dreapta imaginii grafice convenționale a dispozitivului este necesar să se dea numele acestuia, de exemplu, tensiune, curent, putere etc. | E U, I, P |
| Consum | F |
| Mărime, poziție, mișcare | G |
| Timp, program de timp | K |
| Nivel | L |
| Umiditate | M |
| Presiune, vid | P |
| Compoziție, concentrare etc. | Q |
| Viteza, frecventa | S |
| Temperatura | T |
| Viscozitate | V |
| Greutate | W |
| Mai multe mărimi măsurate eterogene | U |
Pentru a desemna controlul manual, se folosește litera H. Pentru a desemna cantități neprevăzute de standard, pot fi utilizate litere de rezervă: A, B, C, I, N, O, Y, Z (litera X nu este recomandată). . Literele rezervate folosite trebuie descifrate prin inscripția de pe câmpul liber al diagramei.
Mai jos sunt denumirile pentru clarificarea valorilor cantităților măsurate.
Tabelul 1.6. Desemnări suplimentare de litere
Litera folosită pentru a clarifica valoarea măsurată este plasată după litera care indică valoarea măsurată, de exemplu P, D - diferența de presiune.
Funcțiile efectuate de dispozitivele de afișare a informațiilor sunt desemnate cu litere latine (vezi Tabelul 2.7).
Tabelul 1.7. Literă de desemnare a funcției
În plus, pot fi utilizate desemnări cu literele E, G, V.
Toate literele de mai sus sunt plasate în partea superioară a cercului care indică dispozitivul (dispozitivul).
Dacă sunt folosite mai multe litere pentru a desemna un dispozitiv, atunci ordinea aranjamentului lor după primul, indicând valoarea măsurată, ar trebui să fie, de exemplu: TIR - un dispozitiv pentru măsurarea și înregistrarea temperaturii, PR - un dispozitiv pentru înregistrarea presiunii.
La desemnarea dispozitivelor realizate sub formă de blocuri separate și destinate operațiunilor manuale, litera H este plasată prima.
De exemplu în Fig. 1.2 prezintă o diagramă de automatizare folosind instrumente de înregistrare a diferenței de temperatură și presiune, unde se formează un simbol pentru dispozitiv (setul), scopul funcțional este indicat în partea superioară a cercului, iar desemnarea poziției acestuia este plasată în partea inferioară a cercul (alfabetic - digital sau digital - 1, 2, 4a, 4b, 3a, 3b). Astfel, toate elementele unui set, i.e. un grup funcțional de dispozitive (transductoare de măsurare primare, intermediare și de transmisie, dispozitiv de măsurare, dispozitiv de reglare, actuator, corp de reglare) sunt desemnate cu același număr. În acest caz, numărul 1 este atribuit primului set (din stânga), numărul 2 celui de-al doilea etc.
Pentru a distinge elementele unui set, lângă număr este plasat un index de litere (literele Z și O, al căror contur este similar cu conturul numerelor, nu sunt recomandate): pentru traductorul primar (element sensibil) - indicele „a”, pentru traductorul emițător - „b” , la dispozitivul de măsurare - „în”, etc. Astfel, pentru un set, denumirea completă a traductorului de măsurare primar va fi 1a, traductorul de măsurare transmisor 1b, dispozitivul de măsurare (secundar) 1c etc. înălțimea numărului este de 3,5 mm, înălțimea literei este de 2,5 mm.
Metodologie de întocmire a unei scheme de automatizare funcțională și tehnologică.
Schema funcțională este principalul document tehnic care determină structura și natura automatizării procesului tehnologic al unității proiectate și dotarea acesteia cu instrumente și echipamente de automatizare.
Schema funcțională descrie în mod convențional echipamente tehnologice, comunicații, comenzi, instrumente și echipamente de automatizare, precum și conexiunile dintre acestea.
Un exemplu de desen al unei diagrame de automatizare funcțională este prezentat în Fig. 2.
La proiectarea și descrierea diagramelor funcționale, terminologia trebuie să respecte GOST 17194-71 și simbolurile dispozitivelor și echipamentelor de automatizare - GOST 3925-59.
Dacă există obiecte tehnologice de același tip (ateliere, departamente, instalații, unități, dispozitive), neinterconectate și având aceleași echipamente cu instrumente și echipamente de automatizare, se realizează o diagramă funcțională pentru unul dintre ele și se dă o explicație pe desenul, de exemplu, „Schema este întocmită pentru unitatea 1; pentru unitățile 2-5 schemele sunt similare.” La aceasta se adaugă explicații cu privire la caracteristicile din denumiri (marcaje) și din caietul de sarcini. De exemplu, „Specificația ia în considerare echipamentul pentru cinci unități. Marcarea instrumentelor și echipamentelor de automatizare pentru unitățile 2-5 este similară cu cea prezentată pentru unitatea 1, cu indexul digital modificându-se în funcție de numărul unității.”
Pentru a indica pe diagrame sistemele proiectate de telecontrol (TC), telesemnalizare (TS) și telecontorizare (TI), sunt trasate linii orizontale în dreptunghiurile plăcilor și (panourile de control) cu inscripții pe partea stângă TU, TS, TI conectarea acestor sisteme cu dispozitivele și echipamentele de automatizare este prezentată prin linii de comunicații. Echipamentele tehnologice și comunicațiile unui obiect automat sunt reprezentate în diagrame funcționale într-o manieră simplificată, dar în așa fel încât să arate locația și interacțiunea relativă a acestora cu dispozitivele și automatizările. echipamente Este permisă reprezentarea unor părți ale obiectului sub formă de dreptunghiuri cu numele lor indicate pe comunicațiile tehnologice (sunt descrise conform GOST. 3464-63) arată numai acele organe de reglare și de oprire care sunt implicate în proces. sistem de control Diametrele trecerilor nominale sunt indicate pe liniile de conducte iar direcțiile de curgere a substanței sunt indicate prin săgeți în conformitate cu schema tehnologică.
Instrumentele și echipamentele de automatizare încorporate în echipamentele tehnologice și comunicații sau conectate mecanic la acestea sunt reprezentate pe diagrame funcționale în imediata apropiere a echipamentelor tehnologice. Acestea includ: selectarea dispozitivelor pentru presiune, nivel, compoziția substanței, dispozitive receptoare care percep efectele cantităților măsurate și controlate (dispozitive restrictive, rotametre, termometre de rezistență, cilindri termici ai termometrelor manometrice, termocupluri etc.), actuatoare, control și elemente de închidere.
Instrumentele și echipamentele de automatizare care nu au o legătură structurală și mecanică directă cu echipamentele de proces sunt prezentate în dreptunghiuri situate în partea de jos a câmpului de desen. Acestea includ: traductoare primare (senzori), care lucrează împreună cu dispozitive selective, convertoare, amplificatoare; instrumente și echipamente de control etc. . Ele sunt situate pe diagramă pe unul sau mai multe rânduri orizontale și sunt limitate în mod convențional la dreptunghiuri.
Dreptunghiul din stânga indică numele acestora: „Dispozitive locale”, „Panou de comandă”, etc. Echipamente și dispozitive auxiliare (filtre și cutii de viteze de alimentare pneumatice, siguranțe, demaroare magnetice etc.) care nu afectează structura funcțională a automatizării circuit , nu sunt prezentate pe diagrame.
Excepție fac demaroarele magnetice utilizate în buclele de control pentru a controla actuatoarele. Dispozitivele de pe tablouri sunt prezentate în diagramă în mod convențional, în dreptunghiul inferior, dispozitivele locale sunt situate deasupra acestuia.
Liniile de comunicație pe o diagramă funcțională sunt reprezentate ca o singură linie, în funcție de numărul de fire și țevi care fac această conexiune și sunt desenate cu cel mai mic număr de îndoituri și intersecții. Liniile de comunicație trebuie să afișeze clar conexiunile funcționale dintre elementele circuitului de la începutul până la sfârșitul semnalului. Este permisă combinarea liniilor de comunicație de blocare într-o singură linie comună. Pentru a facilita citirea diagramelor de automatizare funcționale cu o cantitate mare de echipamente tehnologice și echipamente de automatizare, sub dreptunghiurile tablourilor și consolelor, este permisă desenarea unui dreptunghi cu inscripții care explică scopul echipamentului de automatizare ilustrat.
Pe diagrame, tuturor dispozitivelor și echipamentelor de automatizare li se atribuie denumiri de poziție.
Denumirile identifică în mod clar tipul și locația instalării dispozitivului. Fiecărui set de echipamente de automatizare i se atribuie un număr de serie (de exemplu, setul 1 din Fig. 2). Un set este considerat a fi dispozitive legate funcțional care îndeplinesc o anumită sarcină. Fiecărui dispozitiv din kit i se atribuie o denumire alfanumerică, constând din numărul de serie al kit-ului și un index de litere.
În desenele diagramelor funcționale, în partea dreaptă deasupra ștampilei desenului, este plasată o specificație (una dintre opțiunile de implementare a diagramelor), care este materialul sursă pentru întocmirea formularelor de cerere și a specificațiilor de comandă. Dacă proiectul prevede utilizarea de noi echipamente tehnologice, atunci specificația acestuia este plasată mai întâi, apoi specificația pentru echipamente de automatizare, iar în grupurile „dispozitive locale”, „dispozitive pe tablouri de distribuție”.
Specificația include toate dispozitivele cărora li se atribuie desemnări de poziție pe diagrame.
Denumirile cantităților de bază și imaginile simbolice ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare în diagrame.
GOST 3925-59 stabilește denumirile cantităților măsurate și controlate și imaginile simbolice ale instrumentelor și dispozitivelor de automatizare utilizate în diagramele funcționale. Acestea includ desemnări ale principalelor mărimi controlate și controlate, denumiri ale principalelor instrumente electrice de măsurare, precum și imagini ale dispozitivelor de măsurare și control, tipuri de transmisii de control la distanță, traductoare primare care percep influența cantităților măsurate sau controlate, dispozitive de acționare și de reglementare. corpuri, dispozitive suplimentare și dimensiuni recomandate de imagine dispozitive și mijloace.
GOST oferă exemple de utilizare a imaginilor convenționale ale dispozitivelor, regulatoarelor cu acțiune directă, dispozitivelor de control constând din mai multe legături și denumiri de cantități controlate și controlate, precum și un exemplu de imagine a unei diagrame de automatizare funcțională.
Diagrama de automatizare pentru dezvoltarea unui sistem de control al procesului este un fel de diagramă funcțională integrată a unui obiect de control tehnologic, care acoperă așa-numitele „echipamente de câmp” ale nivelului inferior al sistemului și arătând conexiunile acestuia cu instrumente, echipamente informatice de control. și puncte de monitorizare și control de un nivel superior.
Schema de automatizare este realizată ținând cont de cerințele secțiunii 2 din GOST 2.702-75* ESKD, clauza 2.4 din GOST 24.302-80, secțiunea 4.1 din RD 50-34.698-90 și secțiunea 4.3 din GOST 21.408-93 SPDS.
Schema de automatizare este dezvoltată în ansamblu pentru obiectul de control tehnologic al sistemului de control automat sau pentru un sistem ingineresc separat (alimentare, alimentare cu căldură, ventilație etc.) sau parte a sistemului tehnologic/ingineresc, proces și exploatare: linie , sectiune, bloc, instalatie, unitate.
Exemplu: schema funcțională a automatizării cazanului de aburSchema funcțională este elaborată pe baza materialelor inițiale pentru realizarea sistemelor de control al procesului și, în primul rând, a materialelor reglementărilor tehnologice sau a documentelor individuale cuprinse în „reglementările tehnologice”.
Cea mai bună opțiune pentru o diagramă funcțională a automatizării TOU este o diagramă combinată cu o diagramă de conectare, care este realizată ca parte a setului principal de grad T în conformitate cu GOST 21.401-88 SPDS sau cu diagramele de conectare ale sistemelor de inginerie.
Implementarea unei scheme combinate este permisă în clauza 3.3 din GOST 21.404-88 „Tehnologia de producție. Cerințe de bază pentru desenele de lucru.”
În practica străină, se utilizează dezvoltarea circuitelor PID (Process Instrument Diagram). Dezvoltarea unei scheme combinate de către specialiști în procese tehnologice (echipamente tehnologice, OV, VK, EM etc.) împreună cu specialiști în dezvoltarea sistemelor de control al proceselor (inclusiv nivelul inferior, „de câmp”) oferă cele mai eficiente soluții în ambele părți ale proiectului (de exemplu, TX și ATX).
Deoarece o astfel de diagramă este emisă cu două semnături (TX și ATX), orice modificare a unei părți a TX devine automat proprietatea dezvoltatorilor ATX, ceea ce elimină multe situații de conflict care apar atunci când documentele sunt emise separat - diagrame de conexiune TX separate (OV). , VK etc. .) și separat circuite de automatizare ATX.
Schema de automatizare (AS), atunci când este dezvoltată separat de lansarea schemei de adulmecare TX (AV, VK etc.), trebuie convenită cu specialiștii relevanți ai părții tehnologice (instalații sanitare, încălzire și ventilație etc.) a proiectul.
Trebuie remarcat faptul că în diagrama de conectare (TX, OV, VK) în conformitate cu clauza 3.2 din GOST 1 1 -88, trebuie să fie indicate „... conducte și elementele lor” cu toate denumirile alfanumerice.
Iată câteva explicații ale unor termeni.
Bloc tehnologic- o unitate complexă sau de asamblare a echipamentelor tehnologice de un anumit nivel de pregătire în fabrică și de fabricabilitate, destinată implementării proceselor tehnologice principale sau auxiliare. Unitatea include mașini, aparate, echipamente primare de monitorizare și control, conducte, structuri de sprijin și de service, izolație termică și protecție chimică.
Blocurile, de regulă, sunt formate pentru a efectua transfer de căldură, transfer de masă, procese hidrodinamice, chimice și biologice. Nomenclatorul blocurilor se stabilește prin acte normative departamentale convenite cu ministerele care efectuează lucrări de instalare.
Conducta de proces- o conductă destinată transportului diferitelor substanțe necesare desfășurării unui proces tehnologic sau a unui echipament de exploatare.
Elemente de conductă- conducte de ramificație (conducte), coturi, tranziții, teuri, flanșe, compensatoare, închidere, control, supape de siguranță, suporturi, garnituri și elemente de fixare, dispozitive instalate pe conducte de monitorizare și control, condens și alte piese și dispozitive.
Dispozitivele instalate pe conducte pentru monitorizare și control sunt prezentate ca elemente de conductă pe o diagramă de cablare sau o diagramă combinată.
Denumirile alfanumerice sunt plasate pe rafturile liniilor directoare și corespund numărului de desen al elementului.
Element (element încorporat)- aceasta este o piesă sau o unitate de asamblare care este integrată în mod indisolubil în dispozitive tehnologice și conducte (bos, fiting, buzunar, manșon etc.).
În conformitate cu SNiP 3.05.07-85 „Sisteme de automatizare”, un astfel de element se numește structură încorporată sau element încorporat.
Structura încorporată sau elementul înglobat trebuie să asigure etanșeitatea necesară a echipamentului de proces și a conductei înainte de a instala dispozitivul de automatizare pe acestea. Acest lucru permite efectuarea testării hidraulice și pneumatice a echipamentelor și conductelor înainte de instalarea dispozitivelor de automatizare, înainte de începerea instalării și punerii în funcțiune a sistemelor de automatizare și a sistemelor de control al proceselor.
Dispozitiv de selecție- un dispozitiv instalat pe un echipament tehnologic sau o conductă și destinat să furnizeze mediul măsurat instrumentelor de măsură sau traductoarelor (senzorilor) de măsurare.
Rețineți că, conform clauzei 2.12 din SNiP 3.05.07-85, elemente sau structuri încorporate pentru instalarea dispozitivelor primare, pentru instalarea dispozitivelor de presiune selectivă, debit și nivel etc. (terminând cu robinete de închidere), debit individual contoare, debitmetre, elemente de control și oprire, linii de bypass (bypass-uri), materiale pentru fabricarea elementelor încorporate (structuri) sunt prevăzute și specificate în partea tehnologică a proiectului (TX, OV, VK).
O diagramă bloc (conform GOST) este o diagramă care definește principalele părți funcționale ale unui sistem de automatizare, scopul și relațiile acestora. Diagramele bloc scheletice sunt adesea întocmite pentru sistemele automate.
Schema bloc de automatizare are scopul de a determina sistemul de monitorizare și control al procesului tehnologic al unei anumite instalații și de a stabili conexiuni între tablouri și panouri de comandă, unități și posturi de lucru ale operatorului. Schema structurală este documentul principal de proiect, care stabilește canalele optime de management administrativ, tehnic și operator. Acestea reflectă caracteristicile TP și TSA atunci când creează sisteme locale de control și automatizare.
Schema bloc reflectă în general complexul de echipamente tehnice de automatizare utilizate, principiul interacțiunii obiectului tehnologic cu dispozitivul de control și personalul de operare.
Vom construi structura sistemului de control al presei pentru turnarea fundului de încălțăminte pe baza buclelor de control ale parametrilor tehnologici individuali. Construcția unei diagrame bloc într-o formă generală va face posibilă clarificarea acesteia atunci când alegeți un TSA și aspectul echipamentului selectat.
Pe acest echipament se pot distinge două obiecte de control: OU1 - matriță, OU2 - sistem de turnare prin injecție.
Pentru primul obiect, este necesar să se controleze poziția (Figura 2.1 DP1, DP2) și temperatura matriței (Figura 2.1 DT1).
În OU2 evidențiem următorii parametri: temperatura în trei zone de încălzire (Figura 2.1 DT2, DT3, DT4), presiunea de topire (Figura 2.1 DS1), nivelul elastomerului termoplastic în buncărul de încărcare (Figura 2.1 DS1), viteza de rotație a șurubului în timpul ciclului (Figura 2.1 DS1).
Semnalele electrice de la traductoarele de măsurare sunt trimise la dispozitivul de control. Cea mai promițătoare ar fi utilizarea unui controler industrial. Prezența memoriei încorporate (RAM), cronometre, contoare, multe intrări și ieșiri discrete și analogice, capacitatea de a conecta module suplimentare care extind posibilitățile de utilizare, un semnal de ieșire unificat - toate acestea vorbesc în favoarea utilizării unui sistem industrial. controlor.
Partea din schema bloc care prezintă dispozitivele care influențează obiectul tehnologic are o vedere generală și este prezentată sub forma a 9 convertoare de putere (PR1 - PR9) și 9 actuatoare (IM1 - IM9).
IM1 - unitate matriță;
ММ2 - antrenare ejector;
IM3 - regulator de tensiune alimentat elementelor de încălzire ale matriței;
ММ4 - motorul sistemului de răcire;
IM5, IM6, IM7 - regulator de tensiune alimentat elementelor de încălzire ale sistemului de turnare prin injecție;
IM8 - motor de rotație cu șurub;
IM9 - supapă pentru alimentarea matriței cu topitură.
Convertizoarele de putere sunt necesare pentru a converti semnalul de control al unui controler industrial într-un semnal de putere care acționează direct asupra IM.
Schema bloc arată, de asemenea, panoul de control (CP), unitatea de alarmă (ALS) și prezența unui canal de comunicație cu sistemul de control automat al întreprinderii.
Diagrama bloc este prezentată în Figura 2.1
Figura 2.1 - Schema bloc a automatizării