Условные цифровые обозначения трубопроводов для жидкостей и газов по ГОСТ 2.784-70 Основные условные обозначения приборов и средств...

Информация о документе:

Дата добавления: 05/07/2015 в 09:27
Количество просмотров: 149
Добавил(а): Венера Каюмова
Название файла: uslovnye_cifrovye_oboznacheniya_truboprovodov_dlya.doc
Размер файла: 729 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

Условные цифровые обозначения трубопроводов для жидкостей и газов по ГОСТ 2.784-70 Основные условные обозначения приборов и средств...

3.3. Функциональные схемы


Функциональные схемы(рис. 3.1, 3.5) являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации. Функциональные схемы автоматизации разъясняют процессы, протекающие в системе, определяют уровень автоматизации, организацию пунктов контроля, управления и защиты, оснащение средствами сбора, обработки и передачи информации и др.).

Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами, также энергии, сырья и других материалов, определяемых технологией производства. На функциональной схеме условными обозначениями показывают технологическое оборудование, коммутации, органы управления и средства автоматизации с указанием связей между технологическим оборудованием и средствами автоматизации.

При составлении функциональных схем автоматизации необходимо учитывать:

  • уровень (объем) автоматизации технологического процесса;

  • технологические параметры, подлежащие автоматическому регулированию и контролю, пределы их измерений и выбор метода измерения;

  • автоматическое или дистанционное управление технологическим оборудованием (приведением механизмов, рабочих органов и т.п.);

  • автоматическую защиту и блокировку технологических агрегатов и установок;

  • выбор основных технических средств автоматизации;

  • размещение приборов и аппаратуры на щитах и пультах управления.

Функциональная схема автоматизации технологического объекта или процесса содержит:

  • упрощенное изображение объекта управления, группы объектов или полностью технологического процесса, подлежащих автоматизации; все объекты показывают с принадлежащими им коммуникациями, на которых должны быть изображены основные рабочие органы (клапаны, краны, заслонки, шиберы и т. п.); трубопроводы жидкости, пара, газа при однолинейном исполнении изображают условными обозначениями;

  • обозначения мест установки датчиков автоматических устройств для отбора управляющих воздействий;

  • обозначения мест установки регулирующих и запорных рабочих органов автоматических устройств;

  • обозначения технических средств управления автоматического и операторного управления, принятых для управления отдельными объектами и процессом в целом, с указанием их расположения по месту (на объектах или коммуникациях) и на щитах и пультах управления;

  • функциональные цепи – линии связи как между отдельными элементами автоматического устройства (комплекса), так и между комплексами автоматических устройств, объединенных общей цепью управления.

Технологическое оборудование на функциональной схеме изображают упрощенно (без масштаба и второстепенных деталей), но, как правило, в соответствии с действительной конфигурацией. Коммуникации, органы управления, средства измерения и автоматизации показывают схематически условными обозначениями. Технологическое оборудование и коммуникации должны показывать взаимное расположение и взаимодействие со средствами измерения и автоматизации.

Элементы и детали, расположенные внутри объекта автоматизации, изображают на функциональной схеме только в том случае, если они соединяются или взаимодействуют со средствами измерения и автоматизации. Трубопроводы показывают в соответствии с технологической схемой или только те части, где они взаимодействуют или соединяются со средствами измерения и автоматизации. Рядом с трубопроводами показывают стрелками направление потока среды в соответствии с технологической схемой.

Применительно к теплоэнергетическим установкам функциональные схемы составляются для: котлов; турбоагрегатов; вспомогательного оборудования машинного зала (подогревателей, деаэраторов, питательных и других насосов и т.п.), вместе для всего оборудования или раздельно; химической водоочистки; других частей установки, оборудуемых отдельными оперативными постами управления с элементами устройств автоматизации.

Функциональные схемы для сложных агрегатов, в частности для котлов большой паропроизводительности, обычно составляют раздельно: для устройств автоматического регулирования и дистанционного управления и для устройств теплотехнического контроля и технологической сигнализации. Устройства автоматического управления и технологической защиты отражаются в одной из этих схем или на самостоятельных схемах.

В некоторых случаях оборудование показывают отраслевыми условными изображениями, если имеется принятая система условных изображений, как, например, в теплоэнергетике, электротехнике и других отраслях.

Однородные трубопроводы, например продуктовые и водяные, которые различаются по роду протекающего продукта или параметрами среды (холодная, горячая вода и т. п.), должны обозначаться однотипно согласно стандартам.

При проектировании схем автоматизации учитывают современные требования к автоматизации технологического процесса; условия пожаро- и взрывоопасности; агрессивность и токсичность окружающей среды; параметры и физико-химические свойства измеряемой среды; расстояние от мест установки датчиков, вспомогательных устройств, исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пунктов управления и контроля; требуемую точность и быстродействие средств автоматизации.

Систему автоматизации следует проектировать на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники; необходимо применять однотипныесредства автоматизации и унифицированные системы, характеризующиеся простотой сочетания отдельных блоков, их взаимозаменяемостью. Средства сбора и накопления первичной информации (датчики), вторичные приборы, регулирующие и исполнительные устройства должны соответствовать государственной системе приборов (ГСП).

Средства автоматизации, использующие вспомогательную энергию (электрическую, пневматическую и гидравлическую), выбирают, руководствуясь условиями пожаро- и взрывобезопасности автоматизируемого объекта, агрессивности окружающей среды, быстродействием, дальностью подачи сигнала информации и управления и т.п. Количество приборов, аппаратуры управления и сигнализации, устанавливаемой на щитах и пультах, должно быть ограничено. Приборы и средства автоматизации вспомогательного назначения целесообразнее размещать на отдельных щитах в производственных помещениях вблизи технологического оборудования.

В связи с развитием автоматизированных систем управления возникает необходимость передачи информации о ходе технологического процесса в автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) и автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), поэтому на схеме автоматизации необходимо показать средства передачи информации в эти системы.

Схема автоматизации служит основанием для разработки других чертежей проекта. Условное изображение элементов на схемах автоматизации должно соответствовать действующим стандартам.

Технологическое оборудование и трубопроводы автоматизируемого объекта на схемах автоматизации изображают упрощенно, показывая их функциональную связь и взаимодействие с приборами и средствами автоматизации. Оборудование и трубопроводы вспомогательного назначения, дополнительные узлы оборудования и средства автоматизации показывают в том случае, если они механически соединяются и взаимодействуют с приборами и средствами автоматизации.

На схемах автоматизации изображают те заслонки, вентили, клапаны и прочие регулирующие и запорные органы, которые участвуют в системе контроля и управления процессами или имеют принципиальное значение для автоматизации. На всех коммуникациях в соответствующих точках указывают места установки запорных органов ручного управления. Исполнительные механизмы и рабочие органы автоматических устройств (регулирующие и электромагнитные клапаны, краны, шиберы, заслонки и т. п.) также указывают в соответствующих местах.

Приемные устройства (датчики) обозначают непосредственно на техническом объекте или соответствующих коммуникациях. На технологических коммуникациях изображают запорные и регулирующие органы, необходимые для определения относительного расположения мест отбора импульсов или поясняющие необходимость измерений.

В отдельных случаях некоторые части технологического объекта можно изображать на схеме в виде прямоугольников с указанием только наименований этих элементов.

На схемах автоматизации допускается вообще не показывать технологическое оборудование. Однако около датчиков, отборных, приемных и других подобных устройств следует указывать наименование того технологического оборудования, к которому они относятся.

Технологические коммуникации и трубопроводы для газа и жидкости изображают в соответствии с действующим стандартом при их однолинейном изображении (табл. 3.3).

Таблица 3.3


Условные цифровые обозначения трубопроводов для жидкостей и газов по

ГОСТ 2.784-70


Наименование среды, транспортируемой трубопроводом

Обозначение

Цвет

Среда, преобладающая в данном проекте

Сплошная линия

Красный, черный

Вода

11

Зеленый

Пар

22

Розовый

Воздух

33

Голубой

Азот

44

Темно-желтый

Кислород

55

Синий

Инертные газы: аргон

66

неон

77

гелий

88

Фиолетовый

криптон

99

ксенон

1010

Аммиак

1111

Серый

Кислота (окислитель)

1212

Оливковый

Щелочь

1313

Серо-коричневый

Масло

1414

Коричневый

Жидкое горючее

1515

Горючие и взрывоопасные газы: водород

1616

ацетилен

1717

Желтый

фреон

1818

метан

1919

этан

2020

этилен

2121

пропан

2222

Оранжевый

пропилен

2323

бутан

2424

бутилен

2525

Противопожарный трубопровод

2626

Красный

Вакуум

2727

Светло-серый

Другие среды, начиная

2828


Для более детального указания характера среды к цифровому обозначению может быть добавлен буквенный индекс, например: вода чистая – 1ч, пар перегретый – 2п, пар насыщенный – 2н и т. п.

Если та или иная жидкость либо газ преобладают в данной схеме, то линию связи, транспортирующую это вещество, символом среды не обозначают. Иногда в проектах среду указывают на линии связи словами «Вода», «Пар» и т.д.

На технологических трубопроводах изображают только основную регулирующую и запорную арматуру, которая относится к работе и обслуживанию системы автоматизации и которая необходима для определения относительного расположения отборных устройств и средств получения информации. Трубопроводы, входящие или выходящие из объекта автоматизации, на схеме обрывают и заканчивают стрелкой, показывающей направление потока, и надписью: «К деаэратору», «От котла» и т.д.

Для придания большей наглядности и выразительности контуры оборудования вычерчивают тонкими линями (до 0,5 мм), а коммуникации – более толстыми (до 1 2 мм).

На линиях пересечения трубопроводов, изображающих их соединение, ставят точку. Отсутствие точки означает отсутствие соединения трубопроводов. Знак обвода (в виде полуокружности) не применяют.

Приборы и средства автоматизации, вмонтированные в технологическое оборудование и коммуникации или механически с ними связанные, изображают на схемах автоматизации в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К ним относятся: отборные устройства; приборы измерения давления, уровня, состава вещества; приемные устройства, воспринимающие воздействие измеряемых и регулируемых величин (суживающие устройства, ротаметры, термометры сопротивления, термопары и т.п.); исполнительные устройства, регулирующие и запорные органы.

В левой части каждого прямоугольника располагают надпись, характеризующую назначение: «Приборы местные», «Щит управления» и «Пульт управления» «Стойка преобразователей» и т.д.

В прямоугольнике «Приборы местные» указывают все нещитовые приборы (манометры, вакуумметры, дифманометры, емкостные электронные и поплавковые сигнализаторы уровня и т.п.), которые по своей конструкции или специальным требованиям располагаются непосредственно на объектах или их коммуникациях. Вспомогательную аппаратуру и устройства (источники питания, фильтры и редукторы пневмопитания, предохранители и т.п.), а также датчики и исполнительные механизмы со своими рабочими органами, вмонтированные непосредственно в технологические объекты или коммуникации, в прямоугольнике «Приборы местные» не указывают. Исключение составляют магнитные пускатели, используемые в контурах регулирования для управления исполнительными устройствами.

Приборы и средства автоматизации изображают в соответствии с требованиями выполнения конструкторской документации.

К приборам и средствам автоматизации относят большую группу устройств, с помощью которых выполняют измерение, регулирование, управление и сигнализацию технологических процессов различных производств. Приборы и средства автоматизации подразделяют на измерительные и преобразующие приборы, регуляторы, вспомогательные устройства, регулирующие органы и исполнительные механизмы.

Измерительные приборы могут иметь различное функциональное назначение. Они могут быть показывающими, регистрирующими, самопишущими, печатающими, интегрирующими и т.п., иногда со встроенными различными регулирующими, преобразующими и сигнализирующими устройствами.

Изображение приборов и средств автоматизации основывается на функциональных признаках, выполняемых приборами в соответствии с табл. 3.4 – 3.6.

Таблица 3.4


Основные условные обозначения приборов и средств автоматизации по

ГОСТ 21.404-85 (21.408-93)


Наименование

Обозначение

1

2

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент), прибор, устанавливаемый по месту на технологическом трубопроводе, аппарате, стене, полу, колонне, металлоконструкции:

основное обозначение


допустимое обозначение


Прибор, устанавливаемый на щите, пульте:

основное обозначение


допустимое обозначение




Отборное устройство без постоянно подключенного прибора (служит для эпизодического подключения приборов во время наладки, снятия характеристик и т.п.)




Окончание таблицы 3.4

1

2

Исполнительный механизм (общее обозначение). Положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала не регламентируется



Исполнительный механизм, открывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала


Исполнительный механизм, закрывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала

Исполнительный механизм, оставляющий регулирующий орган в неизменном положении при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала



Исполнительный механизм с дополнительным ручным приводом (обозначение может применяться в сочетании с любым из дополнительных знаков, характеризующих положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала)


Регулирующий орган



Линии связи


Пересечение линий без соединения друг с другом



Пересечение линий связи с соединением между собой


Таблица 3.5


Буквенные условные обозначения по ГОСТ 21.404-85 (21.408-93)


Обо-зна-че-ние

Измеряемая величина

Функции, выполняемые приборами


Основное значение первой буквы

Дополнительное значение, уточняющее значение первой буквы

Отображение информации

Формирование выходного сигнала


Дополнительное значение

1

2

3

4

5

6

А

Сигнализация

_

В

С

Регулирование, управление


D

Плотность

Разность, перепад

E

Любая электрическая величина

F

Расход

Соотношение, доля, дробь

G

Размер, положение, перемещение

H

Ручное воздействие

Верхний предел измеряемой величины

I

Показание

J

Автоматическое переключение, обегание

K

Время, временная программа


Окончание таблицы 3.5

1

2

3

4

5

6

L

Уровень

Нижний предел измеряемой величины

M

Влажность

N

Резервная буква

O

То же

P

Давление, вакуум

Q

Величина, характеризующая качество, состав, концентрацию и т.п.

Интегрирование, суммирование по времени

R

Радиоактивность

Регистрация

S

Скорость, частота

T

Температура

U

Несколько разнородных измеряемых величин

V

Вязкость

W

Масса

X

Нерекомендуемая резервная буква


Таблица 3.6


Дополнительные буквенные обозначения, отражающие

функциональные признаки приборов по ГОСТ 21-404–85


Наименование

Обозначение

Чувствительный элемент (первичное преобразование)

E

Дистанционная передача (промежуточное преобразование)

T

Станция управления

K

Преобразование, вычислительные функции

Y

Род сигнала:


электрический

E

пневматический

P

гидравлический

G

Виды сигнала:


аналоговый

A

дискретный

D

Операции, выполняемые вычислительным устройством:


суммирование

умножение сигнала на постоянный коэффициент К

K

перемножение двух и более сигналов друг на друга

деление сигналов друг на друга

:

возведение величины сигнала f в степень п

fn

извлечение из величины сигнала f корня степени п

логарифмирование

lg

дифференцирование

dx/dt

интегрирование

изменение знака сигнала

x(-1)

ограничение верхнего значения сигнала

max

ограничение нижнего значения сигнала

min

Связь с вычислительным комплексом:


передача сигнала на ЭВМ

bi

ввод информации с ЭВМ

bo


Независимо от применяемого стандарта методика построения графических условных обозначений на схемах автоматизации является общей для упрощенного и развернутого способов.

В верхней части окружности наносят буквенные обозначения измеряемой величины и функционального признака прибора.

В нижней части окружности указывают позиционное обозначение (цифровое или буквенно-цифровое), служащее для нумерации комплекта измерения или регулирования (при упрощенном способе построения условных обозначений) или отдельных элементов комплекта (при развернутом способе построения условных обозначений).


Рис. 3.4. Условное изображение прибора для измерения, регистрации и

автоматического регулирования перепада давления


Порядок расположения буквенных обозначений в верхней части (слева направо) следующий: основная измеряемая величина, обозначение, уточняющее (если необходимо) основную измеряемую величину; функциональный признак на приборе. Функциональные признаки также располагают в определенном порядке. Указывают только те функциональные признаки, которые используют в данной системе. Пример построения условного обозначения прибора для измерения, регистрации и автоматического регулирования перепада давления приведен на рис. 3.4.

В некоторых случаях для обозначения первичных преобразователей и приборов, позиционные обозначения которых состоят из большого числа знаков, применяют графические обозначения в виде эллипса. При составлении схем автоматизации с использованием условных обозначений по ГОСТ 21.404–85 можно воспользоваться табл. 3.7.

Таблица 3.7


Примеры построения условных обозначений по ГОСТ 21.404–85


Буквенное условное обозначение

Характер прибора

Обозначения

1

2

3

А (сигнализация)

Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управления, снабженная устройством для сигнализации, установленная на щите (кнопка со встроенной лампочкой, ключ управления с подсветкой и т. д.)

Прибор для измерения массы продукта показывающий, с контактным устройством, установленный по месту (например, устройство электронно-тензометрическое или сигнализирующее).

Прибор для измерения уровня показывающий, с контактным устройством, установленный на щите (вторичный показывающий прибор с сигнальным устройством). Буквы Н и L обозначают сигнализацию верхнего и нижнего уровней






H

L

Е (первичное преобразование)

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту (термометр термоэлектрический, термометр сопротивления, термобаллон манометрического термометра, датчик пирометра).

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения расхода, установленный по месту (диафрагма, сопло, труба Вентури, датчик индукционного расходомера).

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения уровня, установленный по месту (например, датчик электрического или емкостного уровнемера)









Продолжение таблицы 3.7

1

2

3

Q (справа от изображения прибора указать наименование или символ измеряемой величины)

Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения качества продукта, установленный по месту (например, датчик рН-метра).

Прибор для регулирования и измерения качества продукта показывающий, установленный по месту (например, газоанализатор показывающий для контроля содержания кислорода в дымовых газах).

Прибор для измерения качества продукта регистрирующий, регулирующий, установленный на щите (например, вторичный самопишущий прибор регулятора концентрации серной кислоты в растворе).


U

V=f(F,P,T)

(измерение разнородных величин)

Прибор для измерения нескольких разнородных регистрирующих величин, установленный по месту (например, самопишущий дифманометр-расходомер с дополнительной записью давления и температуры пара). Буква может быть использована для обозначения прибора, измеряющего несколько разнородных величин

Т (дистанционная передача сигнала)

Прибор для измерения температуры шкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (термометр манометрический бесшкальный с пневмо- или электропередачей)

Прибор для измерения давления (разрежения) бесшкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (например, манометр, дифманометр бесшкальный с пневмо- или электропередачей)

Прибор для измерения расхода бесшкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (например, бесшкальный дифманометр или ротаметр с пневмо- или электропередачей)

Прибор для измерения уровня бесшкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту






Окончание таблицы 3.7

1

2

3

К (приборы с переключателем вида управления – дистанционного или ручного)

Комплект для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, снабженный станцией управления, установленный на щите (вторичный прибор и регистрирующий блок)

Прибор для управления процессом по времен-ной программе, установленный на щите (командный электропневматический прибор, многоцепное реле времени и др.)



Y (преобразование сигнала)

Преобразователь сигнала, установленный на щите (входной и выходной электрические сигналы) (например, преобразователь измерительный, служащий для преобразования ТЭДС термометра термоэлектрического в сигнал постоянного тока)


Преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал пневматический, выходной – электрический)



Вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения на постоянный коэффициент К

Н (устройства для ручных операций)

Аппаратура для ручного дистанционного управления, установленная на щите (кнопка, ключ управления, задатчик)


Байпасная панель дистанционного управления, установленная на щите


Переключатель электрических цепей измерения (управления), переключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щите


Для обозначения величин, не предусмотренных данным стандартом, могут быть использованы резервные буквы. При этом многократно применяемые величины следует обозначать одной и той же резервной буквой. Для одноразового или редкого применения можно использовать букву X. Если применяют резервные буквы, то на схеме их необходимо расшифровать. Не допускается в одной и той же документации применение одной резервной буквы для обозначения разных величин. Условные обозначения с применением дополнительных букв составляют следующим образом: на первом месте ставят букву, обозначающую измеряемую величину; на втором – одну из букв, уточняющих величину: Е; D, К; Y.

Например, первичные измерительные преобразователи температуры (термометры термоэлектрические, термометры сопротивления и др.) обозначают ТЕ, первичные измерительные преобразователи расхода (сужающие устройства расходомеров, датчики индукционных расходомеров) – FЕ, бесшкальные манометры с дистанционной передачей показаний – РТ, бесшкальные расходомеры с дистанционной передачей – FТ.

Первая буква в обозначении каждого прибора, входящего в комплект средств автоматизации, – это наименование измеряемой комплектом величины. Например, для измерения и регулирования температуры первичный измерительный преобразователь следует обозначать ТЕ, вторичный регистрирующий прибор – ТК, регулирующий блок – ТС.

Запорную и регулирующую арматуру (задвижки, заслонки, шиберы), применяемую в системах автоматизации и заказываемую по технической части проекта, изображают в соответствии с действующими стандартами. Подвод линий связи к символу прибора допускается изображать в любой точке окружности (сверху, снизу, сбоку).

Если необходимо показать передачу сигнала, на линии связи можно нанести стрелки. Условные или графические обозначения выполняют линиями толщиной 0,5 0,6 мм, а горизонтальную разделительную черту внутри обозначения и линии связи – толщиной 0,2 0,3 мм.

Всем приборам и средствам автоматизации, изображенным на схемах автоматизации, присваивают позиционные обозначения (позиции), сохраняющиеся во всех материалах проекта.

Позиционное обозначение – условное обозначение каждого элемента или устройства, входящего в состав изделия. Оно содержит информацию о виде элемента (устройства), его порядковый номер среди элементов (устройств) данного вида и при необходимости указание функции, выполняемой данным элементом (устройством) в изделии.

Каждому комплекту средств автоматизации присваивают порядковый номер. Комплектом считают функционально связанные устройства, выполняющие определенную задачу. Каждому элементу комплекта дают цифро-цифровое обозначение (позицию), состоящее из порядкового номера и цифрового индекса. Позиции приборам и средствам автоматизации на функциональных схемах присваивают в последовательности прохождения сигнала, начиная от отборных и приемных устройств и кончая исполнительными механизмами, включая все элементы данной цепи, изображенные на схеме.

Например, комплекту присваивают порядковый номер 7, отдельным элементам и устройствам (за исключением электроаппаратуры управления и сигнализации), соединенным линиями связи и входящим в измерительный, регулирующий или управляющий комплект (приемным устройствам, датчикам, преобразователям, вторичным измерительным приборам, регулирующим устройствам, исполнительным механизмам, регулирующим органам и т. п.), дополнительно присваивают индекс из букв русского алфавита или цифр, например: 7-1, 7-2, 7-3 и т.д.

Отборные устройства, являющиеся готовыми изделиями (газоотборное устройство газоанализатора, отборное устройство с разделительной мембраной для измерения давления вязкой среды и т. д.), получают первый номер комплекта, в который они входят, например 3-1.

Бобышкам, кранам для установки термометров, отборным устройствам и другим аналогичным приспособлениям, входящим в комплекты технологического оборудования и трубопроводов, или монтажно-установочным приспособлениям, изготовляемым при монтаже, позиционные обозначения не присваивают.

Позиционные обозначения для всех схем автоматизации проекта должны соответствовать спецификации. Она является исходным материалом для составления заявочной ведомости и заказной спецификации. В спецификацию включают все устройства с позиционными обозначениями. Позиционные обозначения в схемах автоматизации проставляют в нижней части окружности, обозначающей прибор, или рядом с условными графическими обозначениями приборов и средств автоматизации с правой стороны или над ними.

Функциональную схему автоматизации (ФСА) выполняют в виде чертежа, на котором схематически условными обозначениями показывают технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации; технологическое оборудование и средства автоматизации соединены линиями связи.

Схемы оформляются развернутым способом, т.е. щиты и пульты управления изображают в виде прямоугольника (в верхней или нижней части чертежа), в котором показывают аппаратуру контроля, регулирования, сигнализации и управления. Показывают все приборы и средства автоматизации проектируемого узла и месторасположение аппаратуры.

При большом объеме автоматизации технологического процесса схемы автоматизации выполняют раздельно (отдельно автоматическое управление, отдельно контроль и сигнализация и т.п.).

При наличии однотипных технологических объектов (цехов, отделений, установок, агрегатов, аппаратов), не связанных между собой и одинаково оснащенных приборами и средствами автоматизации, схему автоматизации выполняют для одного из них, при этом на чертеже делается пояснение, например: «Схема составлена для агрегата 1; для агрегатов 2 – 4 схемы аналогичны». Пояснения дают соответственно особенностям позиционных обозначений (маркировки) и спецификации, например: «В спецификации учтена аппаратура для четырех агрегатов. Маркировка приборов и средств автоматизации для агрегатов аналогична приведенной для агрегата 1 с изменением цифрового индекса соответственно номеру агрегата».



Рис. 3.5. Пример изображения функциональной схемы автоматизации


Для однотипных технологических объектов или их частей, имеющих щиты, пульты, стенды и т.п., с одинаковой аппаратурой приборы на схемах автоматизации с целью упрощения показывают только для одного объекта или его части, а на общих щитах или пультах – приборы и средства автоматизации для всех однотипных объектов. При этом около линий связи, соединяющих приборы и средства автоматизации с объектом, технологическое оборудование которого не показано, дают необходимые пояснения.

Следует выполнять экспликацию основного оборудования и возле каждого элемента технологической схемы делать надписи, определяющие наименование оборудования.

На функциональной схеме автоматизации рекомендуется указать основные функции управляющий вычислительный комплекс (УВК), как, например, на рис. 3.5. В прямоугольнике, отображающем УВК, наносят горизонтальные линии с надписями, обозначающими функции, выполняемые машиной (рис. 3.5). К этой линии присоединяют линии от преобразователей и аппаратуры, подключаемых к машине. На линиях, соединяющих первичные преобразователи с прямоугольниками щитов, проставляют рабочие значенияизмеряемых величин, которые служат основанием для выбора диапазонов измерения приборов и измерительных преобразователей.

Линии связи на схеме автоматизации изображают одной линией независимо от числа проводов или труб и наносят с наименьшим количеством изломов и пересечений. Линии должны четко отображать функциональные связи между элементами схемы от начала до конца прохождения сигнала (воздействия). Допускается объединять в одну линию блокировочные линии связи.

В сложных схемах автоматизации допускается обрывать линии функциональных цепей, при этом каждый конец разорванной линии нумеруют одной и той же арабской цифрой. Номера линий связи располагают в горизонтальных рядах в возрастающем порядке.

Существующую механическую связь датчиков приборов, указывающих положения регулирующих органов, исполнительных устройств и т.п., обязательно показывают на схемах автоматизации.

Приборы (указатели) для однотипных измерений показывают один раз, при этом под позиционным обозначением прибора указывают число одинаковых приборов.

На первом листе чертежа схемы автоматизации над основной надписью располагают таблицу не предусмотренных стандартом условных обозначений, принятых в этой схеме. Сначала в таблицу заносят, располагая сверху вниз, условные обозначения трубопроводов. Стандартные обозначения в таблицу не включают. При необходимости таблицы нестандартных условных обозначений выполняют на отдельных листах формата А4; на поле чертежа помещают диаграммы, таблицы, тексты и надписи, поясняющие характер и последовательность работы устройств.

Схемы автоматизации графически оформляют линиями толщиной (мм): контуры технологического оборудования – 0,6 1,5; трубопроводные коммуникации – 0,6 1,5; приборы и средства автоматизации – 0,5 0,6; линии связи – 0,2 0,3; прямоугольники, изображающие приборы местные, щиты, пульты, – 0,6 1,5.


3.4. Принципиальные схемы


Основным назначением принципиальных схем является отражение с достаточной полнотой и наглядностью взаимной связи между отдельными средствами автоматизации и вспомогательной арматурой, входящих в состав функциональных узлов систем автоматизации, с учетом последовательности их работы и принципа действия. Принципиальные схемы составляют на основании функциональных схем автоматизации (ФСА), исходя из заданных алгоритмов функционирования отдельных узлов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления и общих технических требовании, предъявляемых к автоматизированному объекту. На принципиальных схемах в условном виде изображают приборы, аппараты, средства связи между элементами, блоками и модулями этих устройств. В общем случае принципиальные схемы содержат:

  • условные обозначения принципа действия того или иного функционального узла системы автоматизации; поясняющие надписи; части отдельных элементов (приборов, средств автоматизации, электрических аппаратов) данной схемы, используемых в других схемах, а также элементы устройств из других схем;

  • диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств;

  • перечень используемых в схеме приборов, средств автоматизации, аппараты;

  • перечень чертежей, относящихся к данной схеме, общие пояснения и примечания. Принципиальная схема – первый рабочий документ, на основании которого выполняют чертежи общих видов и монтажных схем, щитов, пультов, стативов и т.п. и схемы внешних соединений между щитами, пультами, стативами, с одной стороны, и приборами, исполнительными механизмами и т.д., с другой, и между собой.

Принципиальные схемы в зависимости от вида используемой в приборах и средствах автоматизации энергии могут подразделяться на электрические (ПЭС), пневматические (ППС), гидравлические и комбинированные. В АСУ ТП разрабатывают следующие типы принципиальных схем: управления, автоматического регулирования, контроля, сигнализации и питания.

Условные графические обозначения элементов электрических схем.Графические обозначения элементов схем устанавливаются группой стандартов «Обозначения условные графические в схемах». Некоторые из них представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8


Условные графические изображения элементов

принципиальных электрических схем


Наименование

Обозначение

1

2

По ГОСТ 2.747-68


Корпус


Заземление


Элемент нагревательный


Статор электрической машины


Ротор электрической машины


Предохранитель плавкий (ГОСТ 2.728-74)



Резистор (ГОСТ 2.728-74)



Конденсатор (ГОСТ 2.728-74)

Продолжение таблицы 3.8

1

2

Катушка индуктивности, обмотка (ГОСТ 2.723-68)

Обмотка трансформатора (ГОСТ 2.723-68)


Микрофон


Громкоговоритель, репродуктор


Лампа накаливания (осветительная и сигнальная)


Диод полупроводниковый (ГОСТ 2.730-73)

Звонок электрический

По ГОСТ 2.755-87

Контакт коммутационного устройства:

замыкающий






переключающий


Продолжение таблицы 3.8

1

2

Контакт соединения:


разъемного





разборного



Переключатель однополюсный

По ГОСТ 2.756-76

Катушка электромеханического устройства (реле)

Воспринимающая часть электротеплового реле

По ГОСТ 2.755-87

Контакт коммутационного устройства (общее обозначение):

замыкающий

размыкающий



переключающий




Контакт без самовозврата:

замыкающий


размыкающий

Выключатель трехполюсный с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами

Продолжение таблицы 3.8

1

2

Контакт для коммутации сильноточных цепей (контакт контактора):

замыкающий



размыкающий

Контакт с механической связью (общее обозначение):

замыкающий





размыкающий



Выключатель:

однополюсный





многополюсный (например, трехполюсный)


Выключатель путевой однополюсный

Выключатель кнопочный нажимной:

с замыкающим контактом


с размыкающим контактом


Выключатель кнопочный без самовозврата:

нажимной с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки


нажимной с возвратом посредством отдельного привода (специальной кнопки «Сброс»)



Буквенные обозначения элементов электрических схем и их изображения должны соответствовать ГОСТ 2.710–81 (табл. 3.9).

Таблица 3.9


Буквенные условные обозначения элементов электрических схем по

ГОСТ 2.710-81


Коды

Элементы

однобуквенные

двухбуквенные

1

2

3

А

В


Устройство (общее обозначение)

Преобразователи неэлектрических величин в электрические или наоборот (кроме генераторов и источников питания); аналоговые или многоразрядные преобразователи или датчики, используемые для указания или измерения


ВА

ВВ

ВD

ВЕ

ВG

ВК

ВL

ВР

ВQ

BV

ВR

Громкоговоритель

Магнитострикционный элемент

Детектор ионизирующих излучений

Сельсин-приемник

Сельсин-датчик

Тепловой датчик, термопара

Фотоэлемент

Датчик давления

Пьезоэлемент

Датчик скорости

Тахогенератор

C

D


Конденсаторы

Схемы интегральные, микросборки


DA

DD

DS

DT

Схема интегральная аналоговая

Схема интегральная цифровая, логический элемент

Устройство хранения информации

Устройство задержки

E


Элементы разные


EK

EL

ET

Лампа осветительная

Нагревательный элемент

Пиропатрон


Продолжение таблицы 3.9

1

2

3

F


Разрядки, предохранители, устройства защитные


FA

FP

FU

FV

Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия

Дискретный элемент защиты по току инерционного действия

Предохранитель плавкий

Дискретный элемент защиты по напряжению, разрядник

G


Генераторы, источники питания


GB

Батарея

H


Устройства индикаторные и сигнальные


HA

HG

HL

Прибор звуковой сигнализации

Индикатор символьный

Прибор световой сигнализации

K


Реле, контакторы, пускатели


KA

KH

KK

KM

KT

KV

Реле токовое

Реле указательное

Реле электротепловое

Контактор, магнитный пускатель

Реле времени

Реле напряжения

L


Катушка индуктивности, дроссели


LL

Дроссель люминесцентного освещения

M


Двигатели

P


Приборы, измерительное оборудование


PA

PC

PV

PF

PR

PS

PT

PW

Амперметр

Счетчик импульсов

Вольтметр

Частотометр

Омметр

Регистрирующий прибор

Часы, измеритель времени действия

Ваттметр

Q


Выключатели и разъединители в силовых цепях (энергоснабжение, питание оборудования и т.д.)


QF

QK

QS

Выключатель автоматический

Короткозамыкатель

Разъединитель

R


Резисторы


RK

RP

RS

RU

Терморезисторы

Потенциометр

Шунт измерительный

Варистор

Продолжение таблицы 3.9

1

2

3

S


Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерения


SA

SB

SF


SL

SP

SQ

SR

SK

Выключатель или переключатель

Выключатель кнопочный

Выключатель автоматический

Выключатели, срабатывающие от различных воздействий:

уровня

давления

положения (путевой)

частоты вращения

температуры

T


Трансформаторы, автотрансформаторы


TS

TA

TV

Электромагнитный стабилизатор

Трансформатор тока

Трансформатор напряжения

U


Устройство связи, преобразователи электрических величин


UB

UR

UI

UZ

Модулятор

Демодулятор

Дискриминатор

Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

V


Приборы электровакуумные и полупроводниковые


VD

VT

VL

VS

Диод, стабилитрон

Транзистор

Прибор электровакуумный

Тиристор

W


Линии и элементы СВЧ


WE

WK

WS

WT

WU

WA

Ответвитель

Короткозамыкатель

Вентиль

Трансформатор, фазовращатель

Аттенюатор

Антенна

X


Соединение контактное


XA

XP

XS

XT

XW

Токосъемник, контакт скользящий

Штырь

Гнездо

Соединение разборное

Соединитель высокочастотный


Окончание таблицы 3.9

1

2

3

Y


Устройства механические с электромагнитным приводом


YA

YB

YC

YH

Электромагнит

Тормоз с электромагнитным приводом

Муфта с электромагнитным приводом

Электромагнитный патрон или плита

Z


Устройства, оконечные фильтры, ограничители


ZL

ZQ

Ограничитель

Фильтр кварцевый

Примечания:1. Сочетание РЕ не допускается.

2. Обозначение SFприменяется для аппаратов, не имеющих контактов силовых цепей.


Обозначения аппаратов и их элементов на принципиальных электрических схемах указывают следующим образом:

  • при горизонтальном положении электрических цепей – над графическим изображением аппаратов и их элементов;

  • при вертикальном положении цепей – справа от графических изображений аппаратов и их элементов;

  • для вращающихся машин (электродвигателей, генераторов и др.) – внутри графических изображений.

Для облегчения чтения схем условные обозначения допускается пропорционально увеличивать или уменьшать. Их можно также поворачивать в горизонтальном и вертикальном направлениях на 90 или 180°. Элементы фильтров или схем мостов изображают под углом 45° по отношению к горизонтальной оси.

Условные графические обозначения и наименование элементов, не предусмотренных ГОСТом, указывают в отдельной таблице над штампом. Элементы приборов для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т. д.) изображают в виде окружности диаметром 8 мм с указанием номера позиции по схеме автоматизации. Номер позиции при горизонтальном начертании элементов управления проставляют над графическим обозначением, а при вертикальном – с правой стороны от него. Над контактами регулирующих приборов указывают характер контакта (максимальный, минимальный, нормальный).

ГОСТ 2.710 – 81 предусматривает следующие типы условных обозначений: высшего уровня, функциональной группы, конструктивного расположения, позиционное, электрического контакта, адресное, составное.

Обозначение функциональной группы – условное обозначение, присвоенное функциональной группе, передающее, как правило, информацию о функциональном назначении функциональной группы. Обозначение высшего уровня строят из комбинации букв и цифр. Для устройств используют обозначения типа устройства, присвоенное ему в документации, на основании которой оно применено, или буквенно-цифровое обозначение, начинающееся с буквы "А", присвоенное на схеме объекта, например =А23, =АС16.

Для функциональных групп можно использовать цифровое обозначение с квалифицирующим символом, например 27.

Позиционное обозначение – условное обозначение, присвоенное каждому элементу и устройству, входящему в состав изделия, и содержащее информацию о виде элемента (устройства), его порядковый номер среди элементов (устройств) данного вида и, при необходимости, указание о функции, выполняемой данным элементом (устройством) в изделии.

Обозначение электрического контакта – условное обозначение, присвоенное электрическому контакту (выводу) элемента или устройства, предназначенному для осуществления электрических соединений или контроля.

В принципиальных электрических схемах проектов автоматизации из перечисленных типов условных обозначений, как правило, применяются: позиционные обозначения элементов схем, обозначения электрических контактов (например, для контактов штепсельных разъемов и др.) и составное обозначение.

Составное обозначение образовывается, как правило, из обозначения функциональной группы и позиционного обозначения. В составное обозначение может быть включено и обозначение электрического контакта.


Таблица 3.10

Обозначение квалифицирующего символа


Тип условного обозначения

Квалифицирующий символ

Наименование применяемого знака

Высший уровень

=

Равно

Функциональная группа

Не равно

Конструктивное расположение

+

Плюс

Позиционное

Минус

Электрический контакт

:

Двоеточие

Адресное

( )

Круглые скобки


Составное обозначение вводится в сложных схемах, когда целесообразно различные схемы сгруппировать в функциональные группы и (или) выделить какие-либо устройства. Например, в схеме на рис. 3.6 в качестве условных обозначений элементов применено составное обозначение, образованное из обозначений функциональной группы (SA, А2) и позиционного обозначения различных элементов схем (К2 и др.). Таким образом, условное обозначение, например, реле в этой схеме записано: А1–К2(о квалифицирующих символах – см. ниже). Символом А2 здесь обозначен стандартный блок управления электродвигателем.


Таблица 3.11


Основные технические характеристики

электрооборудования и электроаппаратуры


Наименование

Номинальные данные

Электродвигатели

Мощность, напряжение, род тока

Магнитные усилители

Напряжение питания, ток или мощность нагрузки

Автоматические выключатели

Род тока, напряжение, величина номинального тока расцепителя, тока отсечки, наличие блок-контактов

Рубильники, выключатели,

переключатели

Напряжение, ток

Предохранители

Напряжение, ток патрона, ток плавкой приставки

Трансформаторы

Высшее и низшее напряжение, мощность

Стабилизаторы, выпрямители, источники питания

Род тока, высшее и низшее напряжение, мощность, максимальное значение выпрямленного тока

Диоды полупроводниковые

Обратное напряжение, наибольший выпрямленный ток

Пускатели магнитные, контакторы

Напряжение катушки, сила тока главных контактов, наличие блок-контактов

Реле промежуточные

Напряжение катушки, рот тока, число контактов, исполнение

Реле времени

Напряжение катушки, род тока, число контактов, исполнение, выдержка времени

Шаговые искатели

Напряжение катушки, число полей и ла-мелей

Резисторы

Мощность, величина сопротивления

Конденсаторы

Емкость, рабочее напряжение

Сигнальные лампы

Напряжение, мощность

Кнопки

Напряжение, ток, число контактов, исполнение


Как видно из приведенных примеров, составное обозначение образовывается последовательной записью условных обозначений различных типов в том порядке, в котором эти типы условных обозначений записаны в ГОСТ 2.710–81. Допускается изменять установленную последовательность записи различных типов, когда необходимо, например, передать более полную информацию о вхождении элементов, устройств или функциональных групп в устройства, функциональные группы более высокого уровня.

Например, может быть следующее составное обозначение 75-А1–К1 (реле К1 входит в состав устройства А1,которое входит в функциональную группу 75). Перед каждым условным обозначением, входящим в составное обозначение, должен быть указан так называемый квалифицирующий символ – специальный, установленный стандартом знак, который указывает тип условного обозначения (табл. 3.10).

Перечень элементов.Основные характеристики всех аппаратов и элементов, используемых в данной принципиальной электрической схеме, должны быть приведены на схеме в перечне аппаратуры, который оформляется в виде таблицы, объединяющей аппаратуру в группы в зависимости от места установки и заполняемой сверху вниз. В перечне аппаратуры указывают номера позиций по заказной спецификации, обозначения по электрической схеме, наименование, тип, число аппаратов, технические характеристики и дают примечания. Перечень элементов обычно помещают на первом листе схемы над основной надписью. При необходимости допускается выполнять перечень аппаратуры на отдельном листе. В табл. 3.11 приведены основные технические характеристики электрооборудования и электроаппаратуры, которые должны приводиться в графе «Техническая характеристика» перечня аппаратуры.



Рис. 3.6. Принципиальная электрическая схема управления электродвигателем задвижки без принудительного уплотнения при закрытии


Под одним номером в перечне можно объединять все приборы и аппараты, имеющие одинаковый тип, технические характеристики и каталожные наименования.

Сложные устройства, выпускаемые заводами-изготовителями в виде готовых изделий (станции и панели управления, блоки сигнализации и т. п.), следует заносить в перечень аппаратуры комплектно, без расчленения на отдельные элементы.

Аппараты и приборы, контакты которых обведены тонкими линиями (см. ниже), в перечень данной схемы не внесены, так как они учтены в перечнях соответствующих схем. Пример оформления перечня элементов к рис. 3.6 приведен в табл. 3 12.


Таблица 3.12

Перечень элементов к рис. 3.6


Позиция

Позиционное обозначение

Наименование

Тип

Число

Техническая характеристика

Примечание

Щит управления

101


102

105


112


114

НL1


HL2

SВ1, SВ3


К1


R1, R2

Лампа в арматуре с зеленой линзой АС-220

То же с красной линзой

Кнопка управления


Реле промежуточное


Резистор проволочный

эмалированный

Ц-220-10


Ц-220-10

K-03


РП-25


ПЭ-15

1


1

3


1


2

220 В, 10 Вт


220 В, 10 Вт

200 В, 5 А,

1З + 1Р

220 В,

4з+1р

100 Ом,

15 Вт


По месту

108


-


-

SВ2, SВ4


М


SQ1, SQ2

Кнопка управления

трехштифтовая

Двигатель


Конечные выключатели

КУ-122-ЗМ


АОС31-4Ф2


УКВ-4

1


1


4

220 В, 4 А,

1З + 1Р

380 В,

0,6 кВт


Шкаф силового электрооборудования

115

-



-


-

-

КК-1, КК-2

QF



КМ-1,

КМ-2

FU1

SА

Реле максимального тока

Автоматический выключатель


Пускатель магнитный реверсивный

Предохранитель

Универсальный переключатель

РТ-40/6 АП50-3МТ



ПМЕ-114


ПР2

УП5311-С225

1

1



1


1

1

380 В, 6 А

500 В,

Iном=2,5 А,

Iотс=7Iном

220 В


550 В,

Iвст=6 А

500 В, 20 А

Режим длительный

Станция управления


Диаграммы и таблицы включений контактов электрических аппаратов и устройств.На схемах, в которых используют многопозиционные аппараты (ключи, переключатели, программные устройства и т.п.), помещают диаграммы и таблицы переключений их контактов. В таблицах приводят данные, отражающие тип аппарата, вид рукоятки (спереди) и схему расположения контактов (сзади), тип рукоятки и пакета, номер контактов и режим работы. Не использованные в схеме контакты обозначают звездочкой (*). Значение звездочки поясняют в примечании. Над таблицей указывают наименование и буквенно-позиционное обозначение аппарата.

Для всех программных устройств, конечных и путевых выключателей и т.п. на схемах изображают диаграммы их работы с пояснениями. В необходимых случаях приводят циклограммы работы оборудования и аппаратуры.

Контакты аппаратов данной схемы, занятые в других схемах, изображают на свободном поле чертежа в виде самостоятельных цепей отдельно от основных цепей схемы. Над ними, как правило, размещают поясняющую надпись «Контакты, используемые в других их схемах». Около каждого изображенного контакта указаны краткое наименование и номер схемы, а также маркировка цепей из этой схемы, в которой этот контакт занят. Например, на рис. 3.6 контакт реле К1 используется в схеме управления компрессором. Адресом для отыскания этого контакта в схеме компрессора служат: номер чертежа, буквенно-позиционное обозначение К1 и маркировка 1-17 и 1-18.

Для того, чтобы упростить чтение принципиальных электрических схем, цепи последовательно нумеруют (маркируют). Маркировка участка цепи служит для их опознания, а иногда и для отражения их функционального назначения в принципиальных электрических схемах. При горизонтальном изображении цепи и их ответвления нумеруют сверху вниз, а при вертикальном – слева направо. В первом случае номер указывают слева от цепи, во втором – сверху над цепью.

Маркировку в электрических схемах осуществляют по ГОСТ 2709–89, согласно которому все участки электрических цепей, разделенные контактами аппаратов, обмотками реле и другими элементами, должны иметь разную маркировку (рис. 3.6). Участки, сходящиеся в одном узле принципиальной электрической схемы, а также проходящие через разъемные контактные соединения, маркируют одинаково.

Для маркировки применяют арабские цифры и прописные буквы латинского алфавита.

Цепи в схемах обозначают независимо от нумерации входных и выходных элементов машин, аппаратов и приборов, соблюдая последовательность обозначения от ввода источника питания к потребителю. Разветвляющиеся участки обозначают сверху вниз в направлении слева направо.

Для обозначения используют прописные буквы латинского алфавита и арабские цифры, выполненные одним размером шрифта. Не рекомендуется применять буквы Iи О.

Для силовых цепей переменного тока приняты обозначения L1, L2, L3 и последовательные числа. Например, участки цепи первой фазы L1 обозначают L11, L12, L13,..., второй фазы L2 - L21, L22, L23,… и т.д. Допускается, если это не вызовет ошибочного подключения, обозначать фазы соответственно буквами (А, В, С,..., А1; В1 и т.д.). Нейтральный провод обозначают буквой N.

Силовые цепи постоянного тока обозначают: участки цепей положительной полярности - нечетными числами, отрицательной полярности -четными числами. Входные и выходные участки цепи обозначают с указанием полярности плюс “L+” и минус “L”. Допускается применять только знаки "+" и "". Средний провод обозначают буквой М.

Допускается обозначать цепи последовательными числами.

Маркировку, как правило, проставляют: при горизонтальном расположении цепей – над участком проводника, при вертикальном расположении цепей – справа от участка проводника. Цепи управления, сигнализации, защиты, блокировки, измерения маркируют последовательно цифрами.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ

Основные решения по автоматизации технологического процесса (ТП) принимаются в процессе разработки функциональной схемы автоматизации. При разработке таких схем следует применять серийно выпускаемые приборы, регуляторы и аппараты. Схема автоматизации является основным техническим документом, определяющим структуру и характер автоматизация ТП и оснащение их средствами автоматизации. На схемах должны быть:

  • упрощенное изображение технологического оборудования, подлежащего автоматизации, трубопроводов, арматуры;

  • первичные и вторичные приборы контроля, регуляторы, исполнительные механизмы, регулирующие и запорные органы с приводами, аппаратура управления и сигнализации;

  • линии связи между приборами и другими элементами схемы.

Приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и трубопроводы (первичные измерительные преобразователи, счетчики и т.п.) изображаются на схемах в непосредственной близости от этого оборудования и трубопроводов. Приборы и средства автоматизации располагаемые на щитах, штативах местных приборов или по месту (на стене, полу и т.п.), указываются в прямоугольниках, располагаемых в нижней части схемы. Аппаратура вспомогательного назначения (реле, неоперативные выключатели, источники питания и т.п.) на схемах автоматизации не показываются.

Функциональные зависимости между отдельными средствами автоматизации, осуществляющими контроль, регулирование, защиту, управление и сигнализацию, обозначаются условными линиями связи, которые следует наносить с наименьшим количеством изгибов и пересечений между собой. Изгибы линий должны осуществляться под прямым углом. Пересекать условные обозначения средств автоматизации линиями связи не разрешается, допускается такое пересечение только изображений технологического оборудования. В случае подключения нескольких первичных приборов или преобразователей к одному вторичному измерительному прибору через переключатель или к многоточечному прибору можно линии связи от первичных приборов объединять в одну линию, разветвляющуюся около переключателя или вторичного прибора (многоточечного.). Линии связи смежных схем разрешено разрывать у приборов, располагаемых на технологическом оборудовании, трубопроводах и у щитов (пультов), с обязательным цифровым обозначением мест разрыва. На линиях связи около прямоугольников, условно изображающих места установки приборов, регуляторов и т.д. указываются предельное значение и единица измерения контролируемого (регулируемого) параметра. Для каждого прибора, регулятора изображенного на схеме, проставляется номер его позиции по спецификации (приложение 1).



СОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

В процессе разработки функциональной схемы (ФС) на основании анализа условий работы технологического оборудования и агрегатов необходимо решить следующие основные вопросы:

1)определить оптимальный объем (уровень) автоматизации технологического процесса;

2)уточнить технологические параметры, подлежащие автоматическому регулированию и контролю, установить пределы их изменений и выбрать методы измерений о целью последующего выбора технических средств для, их реализации;

3)определить группы автоматического управляемого технологического оборудования (приводов механизмов, замерных органов и т.п.), входящего в локальные контуры автоматического управления;

4)определить объемы автоматических защит и блокировок технологических агрегатов и установок;

5)выбрать основные технические средства автоматизации, наиболее полно отвечающие предъявляемым требованиям и условиям работы объекта;

6)разместить приборы и аппаратуру на щитах и пультах центральных пунктов управления, диспетчерских пунктов, непосредственно у агрегатов и т.д. и определить способы представления оператору требуемой информации о ходе технологического процесса (мнемосхемы, графические панели и др.);

7)предусмотреть возможность поэтапной реализации системы управления от локальных систем к полному комплексу, а также взаимной связи локальных систем о автоматизированной системой управления производством (АСУП).

Решение 14-х п.п. выполняются на стадии составления технического задания (ТЗ) на автоматизацию. ТЗ представляется, в виде таблицы и подписывается руководителем проекта. ФС выполняется развернутым способом. Технологические коммуникации и трубопроводы газов и жидкостей изображаются в соответствии с ГОСТ 21.106-78. а приборы и средства автоматизации - по ГОСТ 21.404-85.

Основным назначением принципиальной схемы является отражение взаимосвязи отдельных приборов, средств автоматизации (СА) вспомогательной аппаратуры, входящих в состав функциональных узлов систем автоматизации, с учетом последовательности их работы и принципа действия. Электрические (пневматические, гидравлические) принципиальные схемы служат для изучения принципа действия системы автоматизации и необходимы при монтаже, пуско-наладочных работах и в процессе эксплуатации. Электрические принципиальные схемы в условном виде согласно ГОСТ 2.755-87 составляются на основании функциональной схемы, исходя из алгоритма работы отдельных узлов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и общих технических требований, предъявляемых к автоматизированному объекту. Изображения элементов, приборов, средств автоматизации выполняются разнесенным способом.

При данном способе условные графические обозначения составных частей приборов, аппаратов располагают в разных местах, но так, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядными. Принадлежность изображаемых контактов, обмоток и других частей к одному и тому же аппарату устанавливается по позиционным обозначениям, проставленным вблизи изображений всех частей одного и того же аппарата. Буквенно-цифровые позиционные обозначения проставляются согласно ГОСТ 2.710-81.

Перечень элементовсодержит основные характеристики аппаратов схемы. Оформляется в виде таблицы и заполняется сверху вниз. Здесь указывается номера позиционных обозначений, наименование, тип, количество, техническая характеристика и примечание. Аппаратура и приборы в перечне объединяются в группы в зависимости от мест установки (таблица 1).

Примечания и пояснения на схемахрасшифровывают назначение и наименование каждой электрической цепи. Их выполняют в виде таблиц, которые помещают справа или снизу рассматриваемой цепи в зависимости от расположения цепей на схеме - горизонтального или вертикально.

Схемы управления и автоматизации электроприводовразрабатываются в проектах силового электрооборудования и электроснабжения. Однако автоматизация большинства объектов неразрывно связана с управлением технологическими механизмами с электроприводами. В этом случае требуется разработка отдельных схем управления этими электроприводами в составе проекта автоматизации технологических процессов. В качестве электроприводов механизмов (насосов, вентиляторов, задвижек, клапанов) в основном используют реверсивные и нереверсивные асинхронные электродвигатели о короткозамкнутым ротором. Построение таких схем управления осуществляется в основном на базе релейно-контактных аппаратов. Управление электроприводами может быть местное и дистанционное ручное, а также автоматическое.

Местное управлениеэлектроприводом осуществляется оператором с помощью кнопочных постов, расположенных в непосредственной близости от механизма. Контролирует работу механизма оператор визуально или по слуху, а в производственных помещениях, где такой контроль осуществить невозможно, применяют световую сигнализацию.

Дистанционное управление электроприводом производится со щитов и пультов управления объекта автоматизации. При этом технологические механизмы находится вне поля зрения операторов и их положение контролируется по сигналам «Включено» - «Отключено», «Открыто» - «Закрыто».

Автоматическое управлениеобеспечивается о помощью средств автоматизации технологических параметров (регуляторов или сигнализаторов температуры, давления, уровня и т.д.), а также различных, программных устройств, предусматривающих соответствующие алгоритмы. В качестве управляющих устройств в данном случае возможно применение различных программируемых микропроцессорных контроллеров («Ремиконт», «Ломиконт» и др.) или управляющих вычислительных комплексов (УВК).

Вид управления электроприводом (местное, дистанционное или автоматическое) выбирают с помощью переключателей цепей, которые устанавливают на местных агрегатных или диспетчерских щитах и пультах управления.

Описание функциональной схемы

автоматизации вакуумной установки

Согласно техническому заданию на автоматизацию вакуумной установки автоматически контролируется разрежение в вакуумной камере на линии низковакуумного и высоковакуумного насосов, температура в вакуумной камере (рис. 1). Для контроля вакуума в камере используется вакуумметр типа ВИТ-3 (поз. 1-3), с преобразователями ПМИ-2 (поз. 1-2) для диапазона (2,410-51,3) Па и ПМТ-2 (поз. 1-1) для пределов измерения (0,1313) Па. Измерительная система с этими приборами позволяет контролировать разрежение с погрешностью не более 35 %. Для контроля достижения вакуума на линиях низко- и высоковакуумной откачки в технологическом процессе используются преобразователи разрежения типа "Сапфир-22ДВ" (поз. 2-1, 3-1) с пределами измерения 0-100 кПа и основной допустимой погрешностью 0,25 %. Данный преобразователь имеет выходной сигнал в виде постоянного тока (0  5 мА), пропорциональный измеряемому разрежению. В качестве вторичных приборов используются автоматические миллиамперметры типа КСУ-2-002 (поз. 2-2, 2-3) с дополнительным устройством - преобразователем постоянного тока 0  5 мА необходим для ввода информации об измеряемом параметре в управляющую вычислительную машину (УВМ). Температура в вакуумной камере замеряется термопреобразователями сопротивления типа ТСМ-0987 (поз. 4-1). В качестве вторичного прибора используется автоматический мост КСМ-4-299 (поз. 4-1) с преобразователем постоянного тока 0  5 мА.

Дистанционное управление асинхронными двигателями (АД), являющимися приводами низковакуумного и водяного насосов, вращающегося стола осуществляется с помощью магнитных пускателей нереверсивного типа ПМЕ 222. Включение и отключение магнитных пускателей производится с пульта управления посредством поста управления типа КУ122-2М с двумя кнопками "Пуск" и "Стоп". Дистанционное управление подачей электроэнергии в электродуговой нагреватель (ЭДН) и высоковакуумный диффузионный насос (ДВН) осуществляется через магнитные пускатели КМ2 и КМ3, выполняющие роль мощного реле.

Подача охлаждающей воды контролируется с помощью реле протока РПЖ-24 (поз. 6-1). Защита оборудования от прекращения подачи охлаждающей воды осуществляется через реле KVI.

Управление электромагнитными клапанами производится посредством промежуточных реле KV3, KV4, KV5, KV6, KV7, KV8, K\/9.

Состояния всех элементов и аппаратов вводятся в УВМ. Функциональная схема предусматривает также прямое цифровое управление приводами и клапанами по программе с УВМ.


Рис. 1. Функциональная схема автоматизации вакуумной установки


СПЕЦИФИКАЦИЯ

на приборы и средства автоматизации

Приложение 1


15 мм 35 мм 15 мм 30 мм 95 мм 30 мм 15 мм 15 мм 25 мм 14 мм

Номер

позиции

по функциональной схме

Наименование

параметра, среды

и места отбора

импульса

Предельное

рабочее

значение параметра

Место

установки

Наименование и характеристики

Тип,

модель

Количество

Завод-

изготовитель

Примечание

на один агрегат

на все агрегаты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10




По месту

Преобразователь вакуума ионизационный электронный; пределы измерения (2,410-51,3) Па, относительная погрешность 30%, приведенная чувствительность 0,17 1/Па, габаритные размеры D=32280мм, масса 0,05 кг, соединение с вакуумной системой паяное, со штуцером Dу=10мм

ПМИ-2








По месту

Преобразователь вакуума тепловой термопарный; пределы измерения (0.13  13) Па, масса 0,05 кг, матер-л стекло С52-1, относительная погрешность 20%, габаритные размеры D=32260мм, соединение с вакуумной системой паяное, со штуцером Dу=10мм

ПМТ-2








На щите

Вакуумметр показывающий стрелочный; диапазон измерений (0.00002413) Па с преобразователями ПМТ-2 и ПМИ-2; погрешность 35%; габаритные размеры 485230360мм, масса 15 кг

ВИТ-3








По месту

Клапан вакуумный с электромагнитным управлением малогабаритный; давление регулируемой среды 0,00001105 Па; поток натекания 1,3310-71,3310-6 Пам3/с; время срабатывания 0,5 с; проводимость по воздуху 0,0142 м3/с; характеристики электромагнита: напряжение переменного тока 220 В, частота 50 Гц, ток электромагнита при открытии 9 А; ресурс 32000 циклов; Ду=25 мм; масса 2,0 кг;

КВМ-25






Спецификацию приборов и средств автоматизации составляется в определенной форме (приложение 1), состоящей из следующих граф.

  1. Номера позиции. Указывают номера позиции, присвоенные данному прибору и аппаратуре по функциональной схеме. Вспомогательная аппаратура, не показанная на функциональной схеме, может быть добавлена либо в комплекте соответствующего прибора с последующим цифровым индексом, либо в конце спецификации с новым последующим номером позиции.

  2. Наименование измеряемого (или регулируемого) параметра, среды и место отбора импульса. Указываются наименование параметра (температура, давление, расход, концентрация), среды (пар, вода, масло, дымовые газы) и место отбора импульса. Запись может иметь следующий вид: “Температура пара перед подогревателем № 3” или “Уровень бензина в емкости Е - 1”.

  3. Характеристика измеряемой (или регулируемой) среды. Указывают предельные рабочие значения параметров, необходимых для выбора шкал приборов, или заданные значения параметров и их допустимые отклонения - для выбора типа регулятора, а также особые свойства среды (вязкость, агрессивность по отношению к каким - либо материалам, взрывоопасность и т.п.), влияющие на выбор соответствующей аппаратуры. Размерности величин параметров в этой графе должны иметь четкое стандартное написание, например: для температуры - 240°С; для давления - 32 МПа; для расхода - 80 м³/ч и т.д., а для электрических величин - 150 Ом, 220 В, 2 А и т.п.

  4. Место установки приборов и аппаратуры. Указывают конкретное место установки первичного прибора, регулятора или вспомогательного оборудования, приводят размеры трубопроводов, каналов, а для сужающих устройств расходомеров - действительный внутренний диаметр труб и т.п., указывают также, на каком щите или пульте установлен прибор, уточняют его расположение (например, внутри щита).

  5. Наименование и характеристика приборов и аппаратуры. Это важнейшая графа спецификации. Она должна быть составлена с полнотой, достаточной для оформления заказа снабженческими и сбытовыми организациями. Если, например, специфицируется термоэлектрический преобразователь, то помимо его типа, отмеченного в графе 6, обязательно записывается материал термоэлектродов, указывается глубина погружения, материал защитного чехла и его форма. Запись в графе 5 может выглядеть примерно так: “Термоэлектрический преобразователь хромель - алюмелевый, без штуцера, рабочая длина 800 мм, в составном сваренном защитном чехле без муфты, с наконечником из стали 1Х18Н9Т”.

Так же подробно специфицируются и другие приборы. При этом, если для термопреобразователя сопротивления достаточно указать “Термопреобразователь сопротивления платиновый, с неподвижным штуцером, в защитной наружной арматуре из стали 1Х18Н9Т, с максимальной глубиной погружения 200 мм, на условное давление 4 МПа, со средней инерционностью, градуировка гр.22”, то для других приборов указывают подробно такие данные: полное название, способ отсчета (показывающий, самопишущий и т.п.), размеры корпуса, пределы измерений (с размерностью), основная погрешность и другие специфические данные. Например, для манометра: “Манометр технический обыкновенный с трубчатой пружиной, показывающий, в корпусе диаметром 160 мм, расположение штуцера радиальное, на пределы измерения 25 МПа, класс точности 1.5”.

  1. Тип или шифр прибора указывают по каталогу. Например, для термоэлектрического преобразователя необходимо указать в графе 6 “ТХА - ХШ”. Полное наименование в графе 5 контролируется обозначением типа в графе 6, что исключает случайные ошибки.

  2. 8. Количество приборов и аппаратуры. Так как функциональная схема часто составляется на один агрегат, установку или участок, то сначала необходимо указать в графе 7 число приборов на один агрегат, а затем в зависимости от числа параллельно работающих агрегатов необходимо указать в графе 8 число строго одинаковых во всем совпадающих приборов на все агрегаты.

  1. Указывают завод-изготовитель или его код ОКПУ приборов и аппаратуры.

  2. Примечание. Указываются условия поставки или изготовления, например, “изготовить по специальному заказу” и т.п.


Описание принципиальной электрической схемы

автоматизации вакуумной установки

Включение системы управления производится выключателем QF1 (рис. 2). Для защиты цепей управления от перегрузки и токов короткого замыкания используются предохранители FUl и FU2. Управление форвакуумным насосом осуществляется с пульта управления посредством кнопочной станции типа КУ-122-2М. При нажатии кнопки SB1.2 "Пуск" срабатывает магнитный пускатель КMl, подключает контактами KM1.1, KМ1.2, KМ1.3, которые на схеме не показаны, обмотки статора электродвигателя к трехфазной сети и самоблокируется контактами КМ1.4, включает замыкающим контактом KМl.5 сигнальную лампу с зеленой линзой HL3. Для остановки двигателя достаточно начать кнопку "Стоп" SB1.1. IIpи этом катушка KM1 обесточивается, магнитный пускатель отпускает контакты KM1.1, KМ1.2, KМ1.3 (нa схеме не пoкaзаны), двигатель останавливается, загорается сигнальная лампа с красной линзой HL4. Для аварийного останова по прекращению подачи охлаждающей воды в цепь питания катушки магнитного пускателя включен размыкающий контакт реле КV1.4, срабатывающего от реле протока (поз. 6-1). Если контакты KV1.4 разомкнуты (данное состояние соответствует срабатыванию реле KV1 при прекращении подачи охлаждающей воды), невозможно срабатывание пускателя КМ1. Снятие блокировки, необходимое при пуско-наладочных и ремонтных работах, осуществляется выключателем SB1.4 (на функциональной схеме не показан).



Рис.2. Принципиальная электрическая схема автоматизации

вакуумной установки

Управление высоковакуумным диффузионным насосом осуществляется аналогично форвакуумному насосу. Включение и отключение электро-дугового нагревателя (ЭДН) производится также, как и у низко- и высоко-вакуумных насосов. Предусмотрена блокировка пуска ЭДН по незакрытому состоянию дверцы вакуумной камеры (контакты КV2.2) и прекращению подачи охлаждающее воды (контакты КV1.7). Промежуточное реле КV1 предназначено для защиты оборудования от прекращения подачи охлаждающей воды. Срабатывает реле КV1 по замыканию контактов реле протока (поз. 6-1) и самоблокируется контактами КV1.1. При этом контактами КV1.2 включается световая (сигнальная лампа HL1 с красной линзой) и звуковая сигнализация - сирена HA1. Кнопка SB2.2 предназначена для опробования защиты. Для гашения схемы сработавшей сигнализации и защиты необходимо нажать кнопку SB4.1. При этом система защиты возвращается в исходное положение, загорается лампа с зеленой линзой HL2, если авария устранена (охлаждающая вода подается).

Для защиты оборудования от незакрытого состояния дверцы вакуумной камеры используется промежуточное реле КV2, срабатывающее от концевого выключателя SQ1, расположенного на дверце. При открывании дверцы замыкаются контакты SQ1 и реле КV2, замыкающими контактами КV2.1 включает сигнальную лампу HL9 с красной линзой.

Управление электромагнитным клапаном напуска воздуха и вентиляции осуществляется с пульта управления посредством кнопочного поста SB5 типа КУ122-2М. При нажатии кнопки SB5.2 «Открыть» срабатывает промежуточное реле КV3, которое подключает контактами КV3.2 к питанию 220 В катушку 1 электромагнитного клапана.Одновременно реле КV3 самоблокируетcя контактами КV3.1 и включает сигнальную лампу HL10 cзеленой линзой контактами КV3.3. Если нажать кнопку SВ5.1 «Закрыть», промежуточное реле КV3 отпускает контакты КV3.2, катушка YА1 обесточивается, под действием возвратной пружины клапан закрывается, размыкающим контактом КV3.4 включается сигнальная лампа HL11 cкрасной линзой. Клапан напуска воздуха и вентиляции невозможно открыть при незакрытых клапанах низко- и высоковакуумной откачки. Это осуществляется с помощью размыкающих контактов КV4 и КV5, срабатывающих при открытии указанных клапанов.

Управление клапанами высоко- и низковакуумного насосов происходит аналогично управлению клапанам напуска воздуха и вентиляции.

Предусмотрена невозможность открытия клапана низковакуумной откачки при неработающих низко- и высоковакуумном насосах (контакты КМ1.7, КМ.2.7), при открытой двери камеры (контакты КV2.3) и клапане низковакуумной откачки (контакты КV5.6).

Управление другими клапанами и электродвигателями осуществляется по стандартным схемам, показанным для клапана YA6ки электродвигателя, управляемого магнитным пускателем КМ4д.Схемы применимы для клапанов YA7, YA4, YA2 и электродвигателя, управляемого магнитным пускателем КМ5, с изменением индекса в маркировке элементов соответственно на позиции, показанные на функциональной схеме.


Таблица 1. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

Позиционное обозначение

Наименование

Тип

Количество

Техническая характеристика

По месту

КМ14

Пускатель магнитный нереверсивный с тепловым реле ТРН25 и катушкой на 220В

ПМЕ222

6р, 2з

5

550В, 25А

КV3KV9

Реле промежуточное переменного тока

РПМ-01/8

8р, 4з

7

380В, 6А

SQ1

Конечный выключатель

УКВ-4

1

220В, 2А

YA1-YA7

Вентиль запорный сильфонный вакуумный с электромагнитным приводом переменного тока

14с830р

7

220В

Пульт управления

KV1-KV2

Реле промежуточное переменного тока

РПМ-01/8 8р, 4з

2

380В, 6А

SB1-SB13

Кнопочная станция с двумя кнопочными элементами, в взрывозащищенном исполнении

КУ122-2М

13

380В, 4А

HL1-HL27

Лампа в арматуре АСС-220 с зеленой и красной линзами

Ц-220-210

27

220В,

10 Вт

QF1

Выключатель автоматический

АП50-3МТ

1

500В,

Iотс=16А

HA1

Сирена сигнальная

СС-1

1

220В,

50Гц

FU1, FU2

Предохранитель

ПР2

2

220В,

Iвс=6А