Головна

Вимоги до оформлення та приклади виконання функціональних схем

  1. A. Порядок виконання роботи
  2. I. 10. Опишіть принципову схему установки і хід виконання лабораторної роботи.
  3. I. 5. Сформулюйте принцип суперпозиції для вектора. Наведіть приклади.
  4. I. Загальні вимоги
  5. I. Загальні вимоги до курсової роботи
  6. I. Загальні вимоги, що пред'являються до контрольної роботи
  7. I. Основні керівні документи і їх вимоги

Функціональна схема виконується відповідно до ГОСТ 21.404-85, ГОСТ 21.408-93 і іншими нормативними документами, у вигляді креслення, на якому схематично умовними зображеннями показують: технологічне обладнання, комунікації, органи управління та засоби автоматизації із зазначенням зв'язків між технологічним обладнанням та засобами автоматизації, а також зв'язків між окремими функціональними блоками і елементами автоматики.

Функціональні схеми автоматизації можуть розроблятися з більшим чи меншим ступенем деталізації. Однак обсяг інформації, представлений на схемі, повинен забезпечити повне уявлення про прийнятих основних рішеннях по автоматизації даного технологічного процесу і можливість складання на стадії проекту заявочних відомостей приладів і засобів автоматизації, трубопровідної арматури, щитів і пультів, основних монтажних матеріалів та виробів, а на стадії робочого проекту - всього комплексу проектних матеріалів, передбачених у складі проекту.

Функціональну схему автоматизації виконують, як правило, на одному аркуші, на якому зображують засоби автоматизації і апаратуру всіх систем контролю, регулювання, управління і сигналізації, що відноситься до даної технологічної установки. Допоміжні пристрої, такі як редуктори і фільтри для повітря, джерела живлення, реле, автомати, вимикачі і запобіжники в ланцюгах харчування, з'єднувальні коробки та інші пристрої і монтажні елементи, на функціональних схемах не показують.

Складні технологічні схеми рекомендується розчленовувати на окремі технологічні вузли і виконувати функціональні схеми цих вузлів у вигляді окремих креслень на кількох аркушах або на одному.

Для технологічних процесів з великим об'ємом автоматизації функціональні схеми можуть бути виконані окремо за видами технологічного контролю і управління. Наприклад, окремо виконуються схеми автоматичного управління, контролю і сигналізації і т.п.

Мал. 7.2. Приклад виконання схеми автоматизації розгорнутим способом

Функціональні схеми автоматизації можуть бути виконані двома способами: розгорнутим, з умовним зображенням щитів і пультів управління у вигляді прямокутників (як правило, в нижній частині креслення), в яких показуються встановлюються на них кошти автоматизації; спрощеним, із зображенням засобів автоматизації на технологічних схемах поблизу добірних і приймальних пристроїв, без побудови прямокутників, умовно зображують щити, пульти, пункти контролю і управління.

При виконанні схем за першим способом на них показуються всі прилади і засоби автоматизації, що входять до складу функціонального блоку або групи, і місце їх установки. Перевагою цього способу є велика наочність, в значній мірі полегшує читання схеми і роботу з проектними матеріалами.

Приклад виконання функціональних схем за першим способом дан на рис.7.2.

Технологічне обладнання в цьому випадку зображують у верхній частині схеми.

При побудові схем за другим способом, хоча він і дає тільки загальне уявлення про прийняті рішення по автоматизації об'єкта, досягається скорочення обсягу документації. Читання функціональних схем, виконаних таким чином, утруднене, не відображують організацію пунктів контролю і управління об'єктом. Приклади виконання функціональних схем по другому способу дані на Мал. 7.3.

Мал. 7.3. Приклад виконання схеми автоматизації спрощеним способом

Як уже зазначалося, прилади і засоби автоматизації при виконанні функціональних схем як першим, так і другим способом можуть бути зображені розгорнуто, спрощено або комбіновано.

При розгорнутому зображенні на схемах показують: відбірні пристрої, датчики, перетворювачі, вторинні прилади, виконавчі механізми, регулюючі та запірні органи, апаратуру управління і сигналізації, комплектні пристрої (машини централізованого контролю, телемеханічні пристрої) і т.д.

При спрощеному зображенні на схемах показують: відбірні пристрої, вимірювальні і регулюючі прилади, виконавчі механізми і регулюючі органи. Для зображення проміжних пристроїв (вторинних приладів, перетворювачів, апаратури управління і сигналізації і т.п.) використовуються загальні позначення відповідно до чинних стандартів на умовні позначення в схемах автоматизації.

Комбіноване зображення передбачає показ засобів автоматизації в основному розгорнуто, проте деякі вузли зображують спрощено.

Прилади й засоби автоматизації, що вбудовуються в технологічне обладнання і комунікації або механічно пов'язані з ними, зображують на кресленні в безпосередній близькості від них. До таких засобів автоматизації відносяться: відбірні пристрої тиску, рівня, складу речовини, датчики, що сприймають вплив вимірюваних і регулюючих величин (вимірювальні звужують пристрої, ротаметри, лічильники, термометри розширення і т.п.), виконавчі механізми, регулюючі та запірні органи.

Для датчиків і приладів, що вказують положення регулюючих органів, виконавчих механізмів і т. П., Необхідно показувати існуючу механічну зв'язок (див. табл. 7.2).

Прямокутники щитів і пультів слід розташовувати в такій послідовності, щоб при розміщенні в них позначень приладів і засобів автоматизації забезпечувалася найбільша простота і ясність схеми і мінімум перетинів ліній зв'язку.

У прямокутниках можна вказувати номери креслень загальних видів щитів і пультів. В кожному прямокутнику з лівого боку вказують його найменування.

Прилади й засоби автоматизації, які розташовані поза щитами і не пов'язані безпосередньо з технологічним обладнанням і трубопроводами, умовно показують в прямокутнику "Прилади місцеві". При кресленні функціональної схеми слід уникати дублювання однакових її частин, що відносяться як до технологічного устаткування, так і до засобів автоматизації.

На кресленнях функціональних схем повинні бути приведені пояснення, на підставі яких документів вони розроблені. Допускається також на вільному полі схеми давати коротку технічну характеристику об'єкта, що автоматизується, що пояснюють таблиці, діаграми і т.п.

Для полегшення розуміння сутності об'єкта, що автоматизується, можливості вибору діапазонів вимірювання і шкал приладів, установок регуляторів на функціональних схемах вказують граничні робочі (максимальні або мінімальні) значення вимірюваних або регульованих технологічних параметрів при сталих режимах роботи (див. рис.7.2).

Ці значення в одиницях шкали обраного приладу або в міжнародній системі одиниць без літерних позначень вказуються на лініях зв'язку від добірних пристроїв датчиків до приладів. Для приладів, що вбудовуються безпосередньо в технологічне обладнання або трубопроводи (термометри розширення, витратоміри постійного перепаду і т.п.) і наявних поза прямокутників, граничні значення величин вказують під позиційними позначеннями приладів або поблизу позначень.

Над основним написом, по її ширині зверху вниз, на першому аркуші креслення розташовують таблицю не передбачених стандартами умовних позначень, прийнятих в даній функціональній схемі; при необхідності ці таблиці можна виконувати на окремих аркушах.

Текст пояснення розташовують зазвичай над таблицею умовних позначень (або над основним написом) або в іншому вільному місці.

Контури технологічного обладнання на функціональних схемах рекомендується виконувати лініями товщиною 0,6 - 1,5 мм; трубопровідні комунікації 0,6 - 1,5 мм; прилади та засоби автоматизації 0,5 - 0,6 мм, Лінії зв'язку 0,2 - 0,3 мм; прямокутники, що зображують щити і пульти, 0,6 - 1,5 мм.

При виконанні функціональних схем обома способами із зображенням приладів по ГОСТ 21.404-85 добірне пристрій для всіх постійно підключених приладів не має спеціального позначення, а являє собою тонку суцільну лінію, що сполучає технологічний трубопровід або апарат з первинним вимірювальним перетворювачем або приладом (див. Мал. 7.2).

При необхідності вказівки точного місця розташування пристрою або точки вимірювання (всередині контура технологічного апарата) в кінці тонкої лінії зображується коло діаметром 2 мм (Див. Мал. 7.2).

Допускається запірну і регулюючу арматуру (наприклад, засувки, заслінки, шибери, направляючі апарати і т.п.), що бере участь в системах автоматизації і замовляє по технологічній частині проекту, зображати на функціональних схемах відповідно до діючих стандартів.

Підведення ліній зв'язку до символу приладу допускається зображати в будь-якій точці кола (зверху, знизу, збоку).

При необхідності вказівки напрямку передачі сигналу на лініях зв'язку допускається наносити стрілки (див. Лінії зв'язку рис.7.3).

Тема

СТРУКТУРНІ СХЕМИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Схеми структурні визначають основні функціональні частини виробу, їх призначення та взаємозв'язки і служать для загального ознайомлення з виробом. На структурній схемі розкривається не принцип роботи окремих функціональних частин вироби, а тільки взаємодія між ними. Тому складові частини виробу зображають спрощено у вигляді прямокутників довільної форми.

Допускається застосовувати умовні графічні позначення.

1. Структура систем управління

При розробці проекту автоматизації в першу чергу необхідно вирішити, з яких місць ті чи інші ділянки об'єкта будуть управлятися, де будуть розміщуватися пункти управління, операторські приміщення, яка повинна бути взаємозв'язок між ними, т. Е. Необхідно вирішити питання вибору структури управління. Під структурою управління розуміється сукупність частин автоматичної системи, на які вона може бути розділена за певною ознакою, а також шляхи передачі впливів між ними. Графічне зображення структури управління називається структурною схемою. Хоча початкові дані для вибору структури управління і її ієрархії з тим або іншим ступенем деталізації обумовлюються замовником при видачі завдання на проектування, повна структура управління повинна розроблятися проектною організацією.

Вибір структури управління об'єктом автоматизації має суттєвий вплив на ефективність його роботи, зниження відносної вартості системи управління, її надійності, ремонтоспособность і т.д.

У найзагальнішому вигляді структурна схема системи автоматизації представлена ??на Мал. 8.1. Система автоматизації складається з об'єкта автоматизації і системи управління цим об'єктом. Завдяки певному взаємодії між об'єктом автоматизації та системою управління система автоматизації в цілому забезпечує необхідний результат функціонування об'єкта, що характеризується параметрами х1, х2, ..., хn.


Мал. 8.1. Структурна схема системи автоматизації

До цих параметрів можна віднести, наприклад, величини, що характеризують доцільний кінцевий продукт технологічного процесу, окремі параметри, що визначають хід технологічного процесу, його економічність, забезпечення безаварійного режиму і т.д.

Крім цих основних параметрів, робота комплексного об'єкта автоматизації характеризується рядом допоміжних параметрів y1, y2, ... yi, Які також повинні контролюватися і регулюватися (наприклад, підтримуватися постійними). До такого роду параметрами можна віднести, наприклад, величини, що характеризують роботу установок підготовки технологічної пари, насосних станцій оборотного водопостачання і т. Д.

Від цих установок потрібно тільки подача на вхід технологічної установки сировини і енергоносіїв з заданими параметрами. При цьому необхідна дозування подачі сировини і енергоносіїв здійснюється засобами управління, що відносяться до технологічної установки.

В процесі роботи на об'єкт надходять впливи f1, f2, ... fi, Що викликають відхилення параметрів x1, х2, ..., хn від їх необхідних значень. Інформація про поточні значення x1, х2, ..., хn, в1, в2, ..., yi надходить в систему управління і порівнюється з запропонованими їм значеннями g1, g2, ..., gk, В результаті чого система управління виробляє керуючі впливи E1, E2, ..., Em для компенсації відхилень вихідних параметрів.

Таким чином, об'єкт автоматизації в загальному випадку складається з декількох в більшій чи меншій мірі пов'язаних один з одним ділянок управління. Ділянки управління фізично можуть представлятися в вигляді
 окремих установок, агрегатів і т. д. або в вигляді локальних каналів управління окремими параметрами одних і тих же установок, агрегатів і т. д.

У свою чергу, система управління в залежності від важливості регульованих параметрів, кола працівників експлуатаційного персоналу, яким необхідно знати їх значення для здійснення оптимального управління об'єктом, в загальному випадку повинна забезпечувати різні рівні управління об'єктом автоматизації, т. Е. Має складатися з кількох пунктів управління , в тій чи іншій мірі взаємозалежних один з одним.

З урахуванням викладеного структури управління об'єктом автоматизації можуть бути в окремих випадках однорівневими централізованими, однорівневими децентралізованими і багаторівневими. Однорівневі системи управління, в яких управління об'єктом здійснюється з одного пункту управління, називаються централізованими. Однорівневі системи, в яких окремі частини складного об'єкта управляються з самостійних пунктів управління, називаються децентралізованими.

Структурні схеми однорівневих централізованих та децентралізованих систем наведені на рис.8.2, На якому стрілками показані тільки основні потоки передачі інформації від об'єкта управління до системи управління та управляючі системи на об'єкт управління. на рис.8.2 окремі частини складного об'єкта управління, керовані відповідно з пунктів ПУ1 - ПУ3, розділені штриховими лініями.

Однорівневі централізовані системи застосовуються в основному для управління відносно нескладними об'єктами або об'єктами, розташованими на невеликій території. Більшість промислових об'єктів в даний час являє собою складні комплекси, окремі частини яких розташовані на значній відстані один від одного.

Мал. 8.2. Приклади однорівневих систем управління

Мал. 8.3. Приклад трирівневої системи управління:
 I - III - рівні управління

Крім основних технологічних установок, об'єкти мають велике число допоміжних установок-подоб'ектов (промислові котельні, компресорні, насосні станції оборотного водопостачання, котли-утилізатори, очисні споруди і т.п.), які необхідні для забезпечення технологічних установок всіма видами енергії, а також для утилізації та нейтралізації залишкових продуктів технологічного процесу.

Якщо управління такого комплексного об'єкта побудувати по однорівневої централізованій системі, то набагато ускладняться комунікації системи управління, різко зростуть витрати на її спорудження та експлуатацію, центральний пункт управління вийде громіздким. Переробка інформації, велика частина якої є непотрібною для безпосереднього ведення технологічного процесу, представляє великі труднощі. Відстань пункту управління від того чи іншого допоміжного підоб'єкту ускладнює прийняття оперативних заходів щодо усунення тих чи інших неполадок. У цьому випадку більш прийнятною стає однорівнева децентралізована система управління.

Однак за допомогою однорівневих систем не завжди представляється можливим оптимально вирішити питання управління технологічними процесами. Це в першу чергу відноситься до складних технологічних процесів. Тоді доцільно переходити до багаторівневим системам управління. Як приклад на ріс.8.3 представлена ??трирівнева система управління складним об'єктом з розгалуженими технологічними зв'язками між установками. Окремі технологічні установки управляються децентралізовано з пунктів управління 1 - 7. Це перший рівень управління. З пунктів 1 - 7 відповідно управляються об'єкти, які мають суттєву технологічну взаємозв'язок. У зв'язку з цим найбільш відповідальні регульовані параметри установок передаються на пункти управління 8 - 10 другого рівня управління. Основні параметри, що визначають технологічний процес об'єкта в цілому, можуть управлятися і контролюватися з пункту управління 11 третього рівня.

Для першого рівня при проектуванні доцільно передбачати три режими управління:

Для рівня другого рангу і вище можливі чотири режими роботи:

Апаратура i-го рангу відповідно повинна мати перемикачі режимів на три положення з чіткою сигналізацією положень.

Переклад апаратури з режиму 1 на режим 2 здійснюється по команді або з дозволу оператора системи вищого рангу.

Передача функцій управління тим чи іншим параметром на нижчий ранг здійснюється тільки після прийому команди про передачу і підтвердження оператора системи нижчестоящого рангу про готовність до прийняття на себе тих чи інших функцій управління (формування команд).

Багаторівнева структура системи управління забезпечує її надійність, оперативність, ремонтопридатність. При цьому легко вирішується оптимальний рівень централізації управління з мінімальною кількістю засобів технологічного контролю, управління і ліній зв'язку між ними.

АСУ ТП класифікуються на рівні класів 1, 2 і 3. До класу 1 (АСУ ТП нижнього рівня) відносяться АСУ ТП, керуючі агрегатами, установками, ділянками виробництва, що не мають в своєму складі інших АСУ ТП. До класу 2 (АСУ ТП верхнього рівня) відносяться АСУ ТП, керуючі групами установок, цехами, виробництвами, в яких окремі агрегати (установки) мають свої локальні системи управління, не оснащені АСУ ТП класу 1. До класу 3 (АСУ ТП багаторівневі) відносяться АСУ ТП, які об'єднують у своєму складі АСУ ТП класів 1, 2 і реалізують узгоджене управління окремими технологічними установками або їх сукупністю (цехом, виробництвом).

Побудова систем автоматизації за рівнями управління визначається як вимогами зниження трудовитрат на їх реалізацію, так і цілями (критеріями) управління технологічними об'єктами.

Система автоматизації структурно може бути представлена ??по-різному.

У загальному випадку будь-яка система може бути представлена ??конструктивної, функціональної або алгоритмічної структурою. У конструктивній структурі системи кожна її частина являє собою самостійне конструктивне ціле. Прикладами зображення конструктивних структурних схем системи автоматизації можуть служити рис.8.1 - 8.3.

У функціональній структурі кожна частина призначена для виконання певної функції, в алгоритмічної - для виконання певного алгоритму перетворення вхідної величини, що є частиною алгоритму функціонування системи в цілому.

У проектах автоматизації зображують конструктивні структурні схеми з елементами функціональних ознак.

Повні відомості про функціональну структуру із зазначенням локальних контурів регулювання, каналів управління і технологічного контролю наводяться в функціональних схемах.

Алгоритмічні структурні схеми по контурах регулювання вкрай необхідні при виробництві налагоджувальних робіт систем автоматизації.

2. Виконання структурних схем автоматизації (схем функціональної структури)

структурні схеми автоматизації в проектах автоматизації рекомендується розробляти відповідно до ГОСТ 24.302-80. Система технічної документації на АСУ. Загальні вимоги до виконання схем (п. 2.1, 2.2, 2.6).

Графічне побудова схеми має давати найбільш наочне уявлення про послідовність взаємодії функціональних частин у виробі. На лініях взаємодії рекомендується стрілками (по ГОСТ 2.721-74) позначати напрямок ходу процесів, що відбуваються у виробі.

На структурній схемі відображаються в загальному вигляді основні рішення проекту по функціональної, організаційної та технічної структурам автоматизованої системи управління технологічними процесами (АСУ ТП) з дотриманням ієрархії системи і взаємозв'язків між пунктами контролю та управління, оперативним персоналом і технологічним об'єктом управління. Прийняті при виконанні структурної схеми принципи організації оперативного управління технологічним об'єктом, склад і позначення окремих елементів структурної схеми повинні зберігатися у всіх проектних документах на АСУ ТП, в яких вони конкретизуються і деталізуються в функціональних схемах автоматизації, структурній схемі комплексу технічних засобів (КТС) системи, принципових схемах контролю і управління, а також в проектних документах, що стосуються організації оперативного зв'язку і організаційного забезпечення АСУ ТП.

вихідними матеріалами для розробки структурних схем є:

Структурна схема розробляється на стадіях "проект" і "робочий проект". На стадії "робоча документація" при двох - стадійному проектуванні структурна схема розробляється тільки в разі змін технологічної частини проекту або рішень по АСУ ТП, прийнятих при затвердженні проекту автоматизації.

Як приклад на рис. 8.4 приведена структурна схема управління сернокислотним виробництвом.

На структурній схемі показують:

Мал. 8.4. Фрагмент структурної схеми управління і контролю сернокислотним виробництвом: 1-лінія зв'язку з цехової хімічною лабораторією; 2 - лінія зв'язку з пунктами контролю та управління кислотним ділянкою; 3 - лінія зв'язку з пунктом контролю та управління III і IV технологічними лініями


Функція АСУ ТП і їх умовні позначення на рис. 8.4

Таблиця 8.1

 

Найменування | Найменування


Розміри | Розміри | Обозначаніе | Умовні буквено-цифрові позначення технічних засобів автоматизації | Примітка | позначення | Зображення засобів автоматизації на функціональних схемах | позначення | Буквені позначення. | позначення |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати