Схеми за автоматизация на процесите с обяснения. Функционална схема на автоматизацията. За какво е? Какво е функционална диаграма

ФУНКЦИОНАЛНИ СХЕМИ НА СИСТЕМИ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ (APC)

1. Цел на функционалните диаграми, методология и общи принципи на тяхното изпълнение

Функционалните диаграми обясняват определени процеси, протичащи в отделни функционални вериги на продукта или в продукта като цяло. Тези диаграми се използват за изучаване на принципите на работа на продукта, както и за тяхната настройка, контрол и ремонт.

Функционалната схема, в сравнение със структурната схема, разкрива по-подробно функциите на отделните елементи и устройства.

Функционални диаграмиса основният технически документ, определящ структурата на функционалния блок на отделните звена за автоматично наблюдение, контрол и регулиране на технологичния процес и оборудване на обекта за управление с инструменти и оборудване за автоматизация (включително телемеханика и компютърна техника).

Обектът на управление в системите за автоматизация на технологичните процеси е набор от основно и спомагателно оборудване, заедно с вградените в него спирателни и управляващи елементи, както и енергия, суровини и други материали, определени от характеристиките на използваната технология.

Проблемите на автоматизацията се решават най-ефективно, когато се разработват по време на процеса на разработване на процеса.

През този период често се идентифицира необходимостта от промяна на технологичните схеми, за да се адаптират към изискванията за автоматизация, установени на базата на технико-икономически анализ.

Създаването на ефективни системи за автоматизация предопределя необходимостта от задълбочено проучване на технологичния процес не само от проектанти, но и от специалисти от монтажни, пусконаладъчни и експлоатационни организации.

При разработването на функционални схеми за автоматизация на процесите е необходимо да се вземе решение за следното:

    получаване на първична информация за състоянието на технологичния процес и оборудването;

    пряко въздействие върху технологичния процес за управлението му;

    стабилизиране на параметрите на технологичния процес;

    контрол и регистриране на технологичните параметри на процесите и състоянието на технологичното оборудване.Тези задачи се решават въз основа на анализ на условията на работа на технологичното оборудване, идентифицирани закони и критерии за управление на съоръжението, както и изисквания за точност на стабилизиране, контрол и запис на технологични параметри, за качество на регулиране и надеждност.

Задачите на функционалната автоматизация, като правило, се изпълняват с помощта на технически средства, включително: избрани устройства, средства за получаване на първична информация, средства за преобразуване и обработка на информация, средства за представяне и издаване на информация на обслужващия персонал, комбинирани, пълни и спомагателни устройства. Резултатътизготвянето на функционални диаграми са:

1) избор на методи за измерване на технологични параметри;

2) избор на основно техническо оборудване за автоматизация, което най-пълно отговаря на изискванията и условията на работа на автоматизирания обект;

3) определяне на задвижванията на изпълнителните механизми на регулиращите и заключващите органи на технологичното оборудване, управлявани автоматично или дистанционно;

4) разполагане на оборудване за автоматизация на разпределителни табла, конзоли, технологично оборудване и тръбопроводи и др. и определяне на начини за представяне на информация за състоянието на процеса и оборудването.

Съвременното развитие на всички индустрии се характеризира с голямо разнообразие от технологични процеси, използвани в тях.

Условията за тяхното функциониране и изискванията за контрол и автоматизация са практически неограничени. Въпреки това, въз основа на опита от проектирането на системи за управление и автоматизация, можем да формулираме някои основни принципикоито трябва да ръководят разработването на функционални диаграми за автоматизация:

1) нивото на автоматизация на технологичния процес във всеки период от време трябва да се определя не само от възможността за въвеждане на определен набор от технически средства и постигнатото ниво на научно-техническо развитие, но и от перспективата за модернизация и развитие на технологичните процеси. Трябва да има възможност за разширяване на управленските функции;

2) при разработването на функционални и други видове схеми за автоматизация и избора на технически средства трябва да се вземат предвид: вида и характера на технологичния процес, условията на пожар и експлозия, агресивността и токсичността на околната среда и др.; параметри и физични и химични свойства на измерваната среда; разстояние от местата за монтаж на сензори, спомагателни устройства, изпълнителни механизми, машинни задвижвания и спирателни устройства до точки за управление и наблюдение; необходимата точност и скорост на оборудването за автоматизация;

3) системата за автоматизация на технологичните процеси трябва да се изгражда, като правило, на базата на автоматизирано и компютърно оборудване, произведено в търговската мрежа. Необходимо е да се стремим да използваме един и същи тип оборудване за автоматизация и за предпочитане унифицирани системи, характеризиращи се с лекота на комбиниране, взаимозаменяемост и лекота на подреждане на контролните панели. Използването на еднотипно оборудване осигурява значителни предимства при монтаж, пускане в експлоатация, експлоатация, осигуряване на резервни части и др.

4) като местни средства за събиране и натрупване на първична информация (автоматични сензори) трябва да се използват вторични устройства, контролни и задействащи устройства, предимно инструменти и оборудване за автоматизация на Държавната система за индустриални инструменти (GSP);

5) в случаите, когато функционалните схеми за автоматизация не могат да бъдат изградени само на базата на серийно оборудване, по време на процеса на проектиране се издават подходящи технически спецификации за разработване на ново оборудване за автоматизация;

6) изборът на оборудване за автоматизация, което използва спомагателна енергия (електрическа, пневматична и хидравлична), се определя от условията на пожар и експлозия на автоматизирания обект, агресивността на околната среда, изискванията за скорост, обхват на предаване на информация и управляващи сигнали, и др.;

7) броят на инструментите, контролното и аларменото оборудване, инсталирани на оперативни панели и конзоли, трябва да бъде ограничен. Прекомерното оборудване усложнява работата, отвлича вниманието на персонала по поддръжката от наблюдението на основните инструменти, които определят хода на технологичния процес, увеличава разходите за монтаж и времето за монтаж и пускане в експлоатация. По-целесъобразно е устройствата и автоматизираното оборудване за спомагателни цели да се поставят на отделни панели, разположени в производствените помещения в близост до технологичното оборудване.

Изброените принципи са общи, но не изчерпателни за всички случаи, които могат да възникнат в практиката на проектиране на системи за автоматизация на процеси. Но за всеки конкретен случай те трябва да се имат предвид при изпълнение на техническите спецификации за автоматизация на проектирания обект.

2. Изображение на технологично оборудване и комуникации

При разработването на функционални диаграми технологичното оборудване и комуникациите трябва да бъдат изобразявани като правило по опростен начин, без да се посочват отделни технологични устройства и тръбопроводи за спомагателни цели. Въпреки това, изобразената по този начин технологична схема трябва да даде ясна представа за принципа на нейното действие и взаимодействие с оборудването за автоматизация.

На технологичните тръбопроводи обикновено се показват онези контролни и спирателни вентили, които са пряко включени в наблюдението и управлението на процеса, както и спирателни и контролни елементи, необходими за определяне на относителното местоположение на точките за вземане на проби от импулси или обясняване на необходимостта от измервания . Технологичните устройства и тръбопроводите за спомагателни цели се показват само в случаите, когато са механично свързани или взаимодействат с оборудването за автоматизация. В някои случаи някои елементи на технологичното оборудване могат да бъдат изобразени на функционални диаграми под формата на правоъгълници, указващи имената на тези елементи или изобщо да не бъдат показани.

В близост до сензори, устройства за вземане на проби, приемане и други устройства, подобни по предназначение, трябва да се посочи наименованието на технологичното оборудване, за което се отнасят.

Технологичните комуникации и тръбопроводите за течност и газ са изобразени със символи в съответствие с ГОСТ 2.784-70дадено в маса 7.1, и ГОСТ 21.408-93 SPDS.

За по-подробна индикация за естеството на средата може да се добави буквен индекс към цифровото обозначение, например чиста вода - 1h, прегрята пара - 2p, наситена пара - 2n и т.н. Конвенционалните цифрови обозначения на тръбопроводите трябва да бъдат поставени на разстояние най-малко 50 mm.

Частите на тръбопроводите, арматурата, отоплителните и санитарните устройства и оборудване са показани със символи съгласно ГОСТ 2.785-70и SPDS стандарти.

Конвенционални цифрови обозначения на тръбопроводи за течности и газове съгласно GOST 2. 784-70

Таблица 7.1

Име на средата,транспортируемитръбопровод

Обозначаване

Имезаобикаляща среда,транспортируемитръбопровод

Обозначаване

Течно гориво

Запалими и експлозивни газове:

ацетилен

Кислород

Инертни газове:

пропилей

Киселина (окислител)

Пожаропровод

За течности и газове не е посочено маса 7.1, допуска се използването на други номера за обозначаване, но винаги с необходимите обяснения на новите символи.

Ако обозначенията на тръбопроводите на чертежите на процеса не са стандартизирани, тогава на диаграмите на функционалната автоматизация трябва да се използват символите, приети в диаграмите на процеса.

На изображението на технологичното оборудване, неговите отделни елементи и тръбопроводи трябва да бъдат дадени подходящи обяснителни надписи (име на технологичното оборудване, неговият номер, ако има такъв и т.н.), както и да се посочи посоката на потоците със стрелки. Отделни възли и инсталации на технологичното оборудване могат да бъдат изобразени отделно един от друг с подходящи указания за тяхната взаимовръзка.

На тръбопроводите, на които се планира да се монтират устройства за вземане на проби и регулаторни органи, са посочени диаметрите на номиналните отвори.

3. Представяне на оборудването за автоматизация на функционални схеми

Инструментите, оборудването за автоматизация, електрическите устройства и елементите на компютърната технология са показани на функционални схеми за автоматизация в съответствие с ГОСТ 21.404-85, ГОСТ 21.408-93и индустриални разпоредби. Общите изисквания за изпълнение на функционалните схеми на системите за автоматизация са изложени в ГОСТ 24.302-80(клаузи 2.1 - 2.4)

Ако стандартите не съдържат необходимите изображения, е разрешено да се използват нестандартни изображения, които трябва да бъдат направени въз основа на характеристиките на изобразените устройства.

ГОСТ 21.404-85осигурява система за конструиране на графични и буквени символи въз основа на функционални характеристики, изпълнявани от устройства ( маса 7.2).

Стандартът установява два начина за конструиране на символи: опростен и разширен.

За опростен метод на конструиране, основните символи, дадени в маса 7.2и буквени обозначения, дадени в маса 7.3.

Разширен метод за конструиране на конвенционални графични символи може да се извърши чрез комбинирано използване на основни ( маса 7.2И 7.3 ) и допълнителни символи, дадени в маса 7.4И 7.5 .

Сложни устройства, които изпълняват няколко функции, могат да бъдат изобразени с няколко кръга, съседни един на друг.

Методиката за конструиране на графични символи за опростените и разширените методи е обща.

В горната част на кръга са нанесени буквени означения на измерваната стойност и функционалната характеристика на уреда.

В долната част на кръга се прилага позиционно обозначение (цифрово или буквено-цифрово), което служи за номериране на комплекта за измерване или контрол (с опростен метод за конструиране на символи) или отделни елементи от комплекта (с разширен метод за конструиране на символи ).

Редът на буквените обозначения в горната част (отляво надясно) трябва да бъде следният: обозначение на основното измерено количество; обозначение, уточняващо (ако е необходимо) основната измервана величина; обозначение на функционална характеристика на устройството.

Функционалните знаци (ако има няколко от тях в едно устройство) също са подредени в определен ред.

Пример за конструиране на символ за устройство за измерване, записване и автоматично регулиране на пада на налягането е даден на ориз. 7.1.

При конструирането на символи за устройства не трябва да се посочват всички функционални характеристики на устройството, а само тези, които се използват в тази диаграма. Така че, когато обозначавате показващи и записващи инструменти (ако не се използва функцията „четене“), трябва да напишете TRвместо ТИР,PRвместо PIRи така нататък.

Основни символи на инструменти и оборудване за автоматизация съгласно GOST 21.404-85

Таблица 7.2

Име

Обозначаване

1. Устройство, монтирано извън таблото (локално): а) основно обозначение б) разрешено обозначение

2. Устройство, инсталирано на панела, дистанционно управление:

а) основно означение б) разрешено означение

3. Актуатор. Общо обозначение

4. Изпълнителен механизъм, който при прекъсване на подаването на енергия или управляващ сигнал: а) отваря регулиращия орган б) затваря регулиращия орган в) оставя регулиращия орган в същото положение.

5. Актуатор с допълнително ръчно задвижване Забележка: Обозначението може да се използва с всеки от допълнителните знаци, характеризиращи положението на регулиращия орган при прекъсване на подаването на енергия или управляващ сигнал

6. Комуникационна линия. Общо обозначение

7. Пресичане на комуникационни линии без свързване една с друга

8. Пресичане на съобщителни линии с взаимно свързване

Устройството за вземане на проби за всички постоянно свързани устройства е изобразено като плътна тънка линия, свързваща технологичния тръбопровод или апарат с устройството ( по дяволите.1). Ако е необходимо да се посочи конкретното местоположение на устройството за вземане на проби (вътре в контура на технологичния апарат), то се обозначава с кръг с диаметър 2 mm ( по дяволите.2).

глупости. 2

Буквени означения.

Основните буквени обозначения на измерваните величини и функционалните характеристики на устройствата трябва да съответстват на посочените в маса 7.3.

Буквени символи по GOST 21. 404-85

Таблица 7.3

Обозначаване

Измерено количество

Функционална характеристика на устройството

Основно обозначение на измерваната величина

Допълнително обозначение, указващо измерената стойност

Информационен дисплей

Генериране на изходен сигнал

Допълнително значение

Сигнализация

Автоматично регулиране, управление

Плътност

Разлика, разлика

Електрическо количество

Съотношение, дроб, дроб

Размер, позиция, движение

Ръчно въздействие

Горна граница на измерената стойност

Индикация

Автоматично превключване, тичане

временна програма

Долна граница на измерената стойност

Влажност

Налягане, вакуум

Количество, характеризиращо качеството: състав, концентрация и др.

Интегриране, сумиране във времето

Радиоактивност

Регистрация

Скорост, честота

Активиране, деактивиране, превключване, блокиране

температура

Няколко разнородни измервани величини

Вискозитет

Допълнителни буквени обозначения, отразяващи функционалните характеристики на устройствата съгласно GOST 21. 404 - 85

Таблица 7.4

Име

Обозначаване

Предназначение

Чувствителен елемент

Устройства, които извършват първично преобразуване: термоелектрически преобразуватели, съпротивителни термопреобразуватели, пирометрични сензори, ограничители на разходомери и др.

Дистанционно предаване

Безмащабни уреди с дистанционно предаване на сигнала: манометри, диференциални манометри, манометър термометри

Контролна станция

Устройства с превключвател за избор на вид управление и устройство за дистанционно управление

Преобразуване, изчислителни функции

Да конструира символи за сигнални преобразуватели и изчислителни устройства

Допълнителни обозначения, отразяващи функционалните характеристики на сигнални преобразуватели и изчислителни устройства в съответствие с GOST 21.404-85

Таблица 7.5

Име

Обозначаване

1. Вид енергия на сигнала: електрически пневматичен хидравличен

2. Видове вълнови форми: аналогови дискретни

3. Операции, извършвани от изчислително устройство: сумиране

умножаване на сигнала с постоянен коефициент k

умножаване на два или повече сигнала един по друг

разделяне на сигналите един в друг

повишаване на стойността на сигнала f на степен n

извличане на корен от степен n от стойността на сигнала и вземане на логаритми

диференциация

интеграционна промяна в знака на сигнала, ограничаваща горната стойност на сигнала

ограничаване на долната стойност на сигнала

4. Комуникация с компютърния комплекс: предаване на сигнал към компютъра

извеждане на информация от компютър

При конструирането на символ за нивопревключвател, чийто сигнализатор е устройство без мащаб и е оборудван с контактно устройство и вградени сигнални лампи, трябва да напишете:

а) LS - ако устройството се използва само за дистанционно сигнализиране на отклонение на нивото, включване и изключване на помпата, блокиране и др.;

б) ЛА - ако се използват само сигналните светлини на самото устройство;

в) LSA - ако и двете функции се използват в съответствие с а) и б);

г) LC - ако устройството се използва за позиционен контрол на нивото.

Размери на графични символи съгл ГОСТ 21.404-85показано в маса 7.6. Конвенционалните графични символи на диаграмите трябва да бъдат направени с линии с дебелина 0,5 - 0,6 мм.

Хоризонталната разделителна линия вътре в обозначението и комуникационната линия трябва да бъде направена с линии с дебелина 0,2 - 0,3 мм.

В обосновани случаи (например с позиционни обозначения, състоящи се от голям брой знаци), е разрешено да се използват обозначения под формата на елипса вместо кръг за обозначаване на първични преобразуватели и устройства.

Примери за конструиране на набор от символи ГОСТ 21.404-85, показано в маса 7.7.

При използване на символи съгл ГОСТ 21.404-85трябва да се спазват следните правила:

1) писмо А(см. маса 7.3) се използва за обозначаване на функцията за сигнализиране при опростен метод за конструиране на символи, както и при разширен метод, когато за сигнализиране се използват лампи, вградени в самото устройство. Във всички останали случаи буквата се използва за обозначаване на контактното устройство на устройството Си, ако е необходимо, символ на лампи, зумер, звънец. Сигнализираните гранични стойности на измерваните количества трябва да бъдат посочени чрез добавяне на букви нИ Л. Тези букви са поставени извън графичното обозначение, вдясно от него (вижте Таблица 7.7, стр. 31, 32 ). Писмо Сне трябва да се използва за обозначаване на контролна функция (включително позиционна);

2) за да посочите измерената стойност, в близост до изображението на устройството (вдясно от него) е необходимо да посочите името или символа на измерената стойност, например „напрежение“, „ток“, pH, O2, и т.н. (виж таблица 7.7, стр. 41-43);

3) ако е необходимо, е разрешено да се посочи вида на радиоактивността в близост до изображението на устройството, например алфа, бета или гама лъчение (виж таблица 7.7, параграф 44);

Ориз. 7.1. Пример за конструиране на символ за устройство за измерване, записване и автоматично управление на диференциалното налягане

Размери на графични символи на устройства и оборудване за автоматизация съгласно GOST 21.404-85

Таблица 7.6

Примери за конструиране на символи съгласно GOST 21.404 - 85

Таблица 7. 7

N p/p

Обозначаване

Име

Първичен измервателен преобразувател (чувствителен елемент) за измерване на температура, инсталиран на място.

Например: термоелектрически преобразувател (термодвойка), съпротивителен температурен преобразувател, термичен цилиндър на манометричен термометър, сензор за пирометър и др.

Устройство за измерване на температура, инсталирано локално.

Например: живачен термометър, манометричен термометър и др.

Устройство за измерване на температура, монтирано на табло.

Например: миливолтметър, съотношение, потенциометър, автоматичен мост и др.

Безмащабно измервателно устройство за температура с дистанционно предаване на показанията, инсталирано локално.

Например: термометър за манометър (или друг температурен сензор), без мащаб с пневматично или електрическо предаване

Едноточково измервателно устройство за температура, записващо, монтирано на таблото. Например: записващ миливолтметър, съотношение, потенциометър, автоматичен мост и др.

Устройство за измерване на температура с автоматично работещо устройство, записващо, монтирано на табло.

Например: многоточков потенциометър за запис, автоматичен мост и др.

Устройство за измерване на температура, записване и регулиране, монтирано на табло. Например: всеки самозаписващ се температурен регулатор (манометричен термометър, миливолтметър, съотношение, потенциометър, автоматичен мост и др.)

Терморегулаторът е без мащаб, монтиран локално.

Например: дилатометричен температурен регулатор

Комплект за измерване, запис, регулиране на температура, оборудван с контролна станция, монтирана на таблото.

Например: вторично устройство и контролен блок на системата "Старт".

Безмащабно устройство за измерване на температура с контактно устройство, инсталирано локално.

Например: температурно реле

Дистанционен панел за байпас, инсталиран на разпределителното табло

Превключвател за електрически измервателни (контролни) вериги, превключвател за газови (въздушни) линии, монтиран на таблото

Устройство за измерване на налягане (вакуум), показващо, монтирано локално. Например: всеки показващ манометър, диференциален манометър, манометър, манометър, манометър и др.

Устройство за измерване на диференциално налягане, монтирано локално. Например: диференциален манометър, показващ

Уред за измерване на налягане (вакуум), без мащаб, с дистанционно предаване на показанията, монтиран локално.

Например: безманометър (диференциален манометър) с пневматично или електрическо предаване

Записващо устройство за измерване на налягане (вакуум), монтирано на таблото. Например: манометър или всяко второ устройство за запис на налягане

Уред за измерване на налягане с контактно устройство, инсталиран на място. Например: превключвател за налягане

Уред за измерване на налягане (вакуум) индикиращ с контактно устройство, монтиран локално.

Например: електрически контактен манометър, вакуум манометър и др.

Регулатор на налягането, който работи без използване на външен източник на енергия (регулатор на налягането с директно действие) „към себе си“.

Инсталиран на място сензор за първичен поток (чувствителен елемент) за измерване на потока.

Например: диафрагма, дюза, тръба на Вентури, сензор за индукционен разходомер и др.

Безмащабно разходомерно устройство с дистанционно предаване на показанията, инсталирано локално.

Например: диференциален манометър (ротаметър), без мащаб с пневматично или електрическо предаване

Регистриращо устройство за измерване на дебита, монтирано на разпределителното табло. Например: всяко вторично устройство за записване на съотношенията на потока

Показващо устройство за измерване на поток, монтирано локално.

Например: диференциален манометър (ротаметър), показващ

Интегрирано устройство за измерване на потока, инсталирано на място.

Например: всеки разходомер без котлен камък с интегратор

Устройство за измерване на дебит, показващо, интегриращо, инсталирано на място Например: показващ диференциален манометър с интегратор

Интегриращо устройство за измерване на поток, с устройство за подаване на сигнал след преминаване на дадено количество вещество, монтирано локално. Например: брояч на дозатора

Първичен измервателен преобразувател (чувствителен елемент) за измерване на ниво, инсталиран на място.

Например: електрически или капацитивен сензор за ниво

Инсталирано локално устройство за измерване на ниво.

Например: манометър (диференциален манометър), използван за измерване на ниво

Нивомер с контактно устройство, монтирано на място.

Например: реле за ниво, използвано за блокиране и аларма за високо ниво

Уредът за измерване на ниво е безмащабен, с дистанционно предаване на показанията, монтиран локално. Например: безмащабен нивомер с пневматична или електрическа трансмисия

Нивомерът е безмащабен, регулиращ, с контактно устройство, монтиран локално.

Например: електрически нивопревключвател. Буквата H в този пример означава блокиране на горно ниво

Уред за измерване на нивото с контактно устройство, монтиран на таблото.

Например: вторично показващо устройство със сигнално устройство. Буквите H и L означават аларми за високо и ниско ниво

Уредът за измерване на плътността на разтвор е безмащабен, с дистанционно предаване на показанията, монтиран локално.

Например: сензор за измерване на плътност с пневматична или електрическа трансмисия

Устройство за измерване на размери, показващо, инсталирано на място.

Например: показващо устройство за измерване на дебелината на стоманена лента

Устройство за измерване на всяка електрическа величина, показващо, инсталирано локално.

Например:

Волтаж *

Текущ *

мощност *

___________ * Надписи, дешифриращи конкретно измерено електрическо количество, се намират или до устройството, или под формата на таблица върху полето за чертане.

Устройство за управление на процес по времева програма, монтирано на табло. Например: командно електропневматично устройство (CEP), многоверижно реле за време

Записващо устройство за измерване на влажност, монтирано на табло.

Например: вторично устройство за влагомер

Първичен измервателен преобразувател (чувствителен елемент) за измерване на качеството на продукта, инсталиран на място.

Например: сензор за pH метър

Устройство за измерване на качеството на продукта, монтирано локално.

Например: газоанализатор, показващ за наблюдение на съдържанието на кислород в димните газове

Устройство за измерване на качеството на продукта, записващо, регулиращо, монтирано на табло.

Например: вторично записващо устройство за контролиране на концентрацията на сярна киселина в разтвор

Устройство за измерване на радиоактивност с монтирано на място контактно устройство. Например: устройство за индикация и сигнализиране на пределно допустими концентрации на a- и b-лъчи

Устройство за измерване на скоростта на въртене, записващо устройство, монтирано на панела.

Например: вторично тахогенераторно устройство

Записващо устройство за измерване на няколко различни величини, инсталирано локално. Например: самозаписващ се разходомер за диференциално налягане с допълнително записване на налягането. Отдясно на устройството е поставен надпис, дешифриращ измерените стойности

Устройство за измерване на вискозитета на разтвор, показващо, инсталирано локално. Например: вискозиметър, показващ

Устройство за измерване на масата на продукт, показващо, с контактно устройство, инсталирано на място.Например: електронен тензометричен уред, сигнализиращ

Устройството за следене на гасенето на факла в пещ е безмащабно, с контактно устройство, монтирано на табло.Например: вторично устройство за запалително-защитно устройство. Използването на резервната буква B трябва да бъде посочено в полето на диаграмата

Преобразувател на сигнала, инсталиран на разпределителното табло. Входният сигнал е електрически, изходният сигнал също е електрически.Например: измервателен преобразувател, използван за преобразуване на емф. термоелектрически термометър в DC сигнал

Преобразувател на сигнали, инсталиран на място. Входният сигнал е пневматичен, изходният сигнал е електрически

Изчислително устройство, което изпълнява функция за умножение. Например: умножител с постоянен коефициент K

Пусково оборудване за управление на електродвигател (включване и изключване на помпата; отваряне и затваряне на вентил и др.) Например: магнитен стартер, контактор и др. Използването на резервната буква N трябва да бъде посочено в полето на диаграмата

Оборудване, предназначено за ръчно дистанционно управление (включване и изключване на двигателя; отваряне, затваряне на спирателен вентил, промяна на задачата на регулатора), инсталирано на контролния панел. Например: бутон, контролен ключ, регулатор

Оборудване, предназначено за ръчно дистанционно управление, оборудвано с алармено устройство, монтирано на табло.Например: бутон с вградена светлина, светещ контролен бутон и др.

4) писмо Uможе да се използва за обозначаване на устройство, което измерва няколко различни количества. Подробно обяснение на измерените стойности трябва да се даде близо до устройството или върху полето за чертане (вижте таблица 7.7, параграф 46);

5) за обозначаване на количества, които не са предвидени в този стандарт, могат да се използват резервни букви. Многократно използваните количества трябва да бъдат обозначени с една и съща резервна буква.

За еднократна или рядка употреба може да се използва буквата X. Ако е необходимо да се използват резервни буквени обозначения, те трябва да бъдат дешифрирани на диаграмата. Не се допуска използването на една резервна буква за обозначаване на различни количества в една и съща документация;

6) за да посочите допълнителни значения, използвайте главни букви D, F, Qможе да се замени с малки букви d, f, q;

7) в някои случаи, когато обозначението на позицията на устройството не се вписва в кръга, е разрешено да се прилага извън кръга;

8) писмо д(см. маса 7.7) се използва за обозначаване на чувствителни елементи, т.е. устройства, които извършват първично преобразуване. Примери за първични преобразуватели са термоелектрически термометри (термодвойки), съпротивителни термометри, пирометрични сензори, ограничители на разходомери, индукционни разходомери и др.;

9) писмо Tозначава междинно преобразуване - дистанционно предаване на сигнала. Препоръчва се да се използва за обозначаване на инструменти с дистанционно предаване на показанията, например безмащабни манометри (диференциални манометри), манометър термометри с дистанционно предаване и др.

10) писмо ДА СЕизползва се за обозначаване на устройства, които имат контролна станция, т.е. превключвател за избор на типа управление (автоматично, ръчно);

12) редът за конструиране на символи с помощта на допълнителни букви е следният: буквата, обозначаваща измерената стойност, се поставя на първо място, една от допълнителните букви се поставя на второ място Е, Т, Кили Y. Например първичните преобразуватели за измерване на температура (термоелектрически термометри, съпротивителни термометри и др.) са обозначени ТЕЗИ, първични преобразуватели за измерване на поток (ограничители на разходомери, индукционни сензори за разходомери и др.) - FE; манометри без скала с дистанционно предаване на показанията - RT; безмащабни разходомери с дистанционно предаване - FTи др.;

13) при използване на нотацията от маса 7.5надписи, дешифриращи вида на трансформацията или операциите, извършвани от изчислителното устройство, са поставени вдясно от графичното изображение на устройството;

14) в обосновани случаи, за да се избегне неразбиране на веригата, е разрешено да се даде пълното име на преобразуваните сигнали вместо символи. Препоръчва се също да се обозначават някои рядко използвани или специфични сигнали, като код, време-импулс, номер-импулс и др.;

15) при проектирането на комплекти за автоматизация, първата буква в обозначението на всяко устройство, включено в комплекта, е името на количеството, измерено от комплекта. Например в комплект за измерване на контрол на температурата сензорът трябва да бъде етикетиран ТЕЗИ, вторично записващо устройство - TR, регулиращ блок - TSи така нататък.

При конструиране на символи съгл ГОСТ 21.404-85предвидени са следните изключения:

1) всички устройства, направени под формата на отделни блокове и предназначени за ръчни операции, трябва да имат буквата на първо място в обозначението ннезависимо в кой измервателен комплект са включени, например превключватели на електрически измервателни (контролни) вериги, превключватели на газови (въздушни) линии са обозначени Х.С., байпас дистанционни панели - NS, бутони (ключове) за дистанционно управление, контролери - ни така нататък.;

2) при обозначаване на набор, предназначен за измерване на няколко различни величини, първичните измервателни преобразуватели (сензори) трябва да бъдат обозначени в съответствие с измерваното количество, вторичното устройство - U.P.;

3) в някои случаи, когато се проектират комплекти, предназначени за измерване на качеството чрез индиректен метод, първата буква в обозначението на сензора може да се различава от първата буква в обозначението на вторичното устройство (например за измерване на качеството на продукт те използват метода на температурна депресия). Температурните сензори в този случай са съпротивителни термометри, вторичното устройство е автоматичен мост. Когато бъде разгърнат, обозначението на такъв комплект ще изчезне: сензори - ТЕЗИ, вторично устройство - QR(виж таблица 7.7, параграф 43).

Табла, шкафове, контролни панели на функционални диаграми са изобразени условно под формата на правоъгълни произволни размери, достатъчни за прилагане на графични символи на устройства, инсталирани върху тях, оборудване за автоматизация, контролно и алармено оборудване съгласно ГОСТ 21.404-85.

Пълните устройства (машини за централизирано управление, машини за управление, полукомплекти за дистанционно управление и др.) също са посочени на функционални диаграми под формата на правоъгълници.

Функционалните връзки между технологичното оборудване и инсталираните на него първични преобразуватели, както и с оборудването за автоматизация, монтирано на разпределителни табла и конзоли, са показани на диаграмите с тънки плътни линии. Всяка връзка е обозначена с един ред, независимо от действителния брой проводници или тръби, които правят тази връзка. Към символите на устройствата и автоматизираното оборудване за входни и изходни сигнали комуникационните линии могат да бъдат свързани от всяка страна, включително отстрани и под ъгъл. Комуникационните линии трябва да бъдат начертани на чертежите на най-късото разстояние и начертани с минимален брой пресичания.

Допуска се комуникационни линии да пресичат изображения на технологично оборудване и комуникации. Пресичането на символите на устройствата и автоматизираното оборудване по комуникационните линии не е разрешено.

Функционалните части и връзките между тях са изобразени на диаграмата под формата на конвенционални графични символи, установени от съответния GOST ESKD. Отделните функционални части могат да бъдат изобразени под формата на правоъгълници. Графичната конструкция на диаграмата трябва да дава най-визуалното представяне на последователността от процеси, илюстрирани от диаграмата. Елементите и устройствата на диаграмата могат да бъдат изобразени комбинирано или раздалечено.

За всяка функционална група, устройство, елемент трябва да се посочи обозначението, наименованието и типът. Името не се посочва, ако функционалната група или елемент е изобразен под формата на конвенционално графично обозначение.

Функционалните диаграми се използват, като правило, заедно със схематични диаграми, поради което буквено-цифровите обозначения на елементите и устройствата в тези документи трябва да бъдат еднакви. В този случай не се разработва списък от елементи за функционалната диаграма, тъй като те използват данните от електрическата схема. Ако функционалната схема е разработена самостоятелно (без схематична диаграма), буквено-цифровите обозначения се присвояват на елементи и устройства съгласно общи правила, съставя се списък на елементите, в който за всеки елемент и устройство типът и документът (GOST, TU, и др.) са посочени, въз основа на които се прилагат.

4. Позиционни обозначения на устройства и оборудване за автоматизация)

На всички устройства и средства за автоматизация, изобразени на функционални схеми, са присвоени позиционни обозначения (позиции), които се запазват във всички материали на проекта.

На етапа на проекта позиционните обозначения се извършват с арабски цифри в съответствие с номерацията и списъка с приложения на инструменти, оборудване за автоматизация и електрическо оборудване.

На етапа на работна документация по време на едноетапно проектиране позиционните обозначения на инструментите и оборудването за автоматизация се формират от две части: обозначение с арабски цифри на номера на функционалната група и с малки букви на руската азбука на номерата на инструментите и средства за автоматизация в тази функционална група.

На всеки елемент от функционалната група се присвояват буквени обозначения по азбучен ред в зависимост от последователността на преминаване на сигнала - от устройства за получаване на информация до устройства, влияещи върху контролирания процес (например приемно устройство - сензор, вторичен преобразувател - комплект точка - регулатор - индикатор за положение - задвижващ механизъм, регулиращ орган).

Позиционните обозначения на отделните инструменти и оборудване за автоматизация, като регулатор с директно действие, манометър, термометър и др., се състоят само от сериен номер.

Обозначенията на позициите трябва да бъдат присвоени на всички елементи на функционални групи, с изключение на:

а) селективни устройства;

б) устройства от средствата за автоматизация, доставени в комплект с технологично оборудване;

в) регулиращи органи и изпълнителни механизми, включени в тази система за автоматично управление, но поръчани и монтирани в технологичните части на проекта.

Обозначенията на функционалните схеми на електрическото оборудване на етапа на работна документация или по време на едноетапно проектиране трябва да съответстват на обозначенията, приети в основните електрически схеми.

При определяне на границите на всяка функционална група трябва да се вземе предвид следното обстоятелство: ако някое устройство или контролер е свързано към няколко сензора или получава допълнителни влияния под друг параметър (например коригиращ сигнал), тогава всички елементи на веригата, които изпълняват допълнителните функции принадлежат към тази функционална група, върху която влияят.

Регулаторът на съотношението, по-специално, е част от функционалната група, която се влияе от независимия параметър. Същото важи и за директното цифрово управление, където входните вериги на управляващия контур имат една и съща позиция.

В централизирани системи за управление, използващи компютърни технологии, в телеметрични схеми, в сложни схеми за автоматично управление с устройства, общи за различни функционални групи, всички общи елементи се поставят в независими функционални групи.

Позиционните обозначения във функционалните диаграми се поставят до символните графични обозначения на устройствата и оборудването за автоматизация (по възможност от дясната страна или над тях).

5. Изисквания за проектиране и примери за функционални диаграми

Функционалната схема се изпълнява в съответствие с ГОСТ 21.404-85, ГОСТ 21.408-93и други нормативни документи, под формата на чертеж, на който схематични символи показват: технологично оборудване, комуникации, средства за управление и автоматизация, като се посочват връзките между технологичното оборудване и оборудването за автоматизация, както и връзките между отделните функционални блокове и елементи за автоматизация.

Функционалните схеми за автоматизация могат да бъдат разработени с по-голяма или по-малка степен на детайлност. Въпреки това количеството информация, представена в диаграмата, трябва да осигури пълно разбиране на основните решения, взети за автоматизиране на този технологичен процес и възможността за изготвяне на етапа на проекта списъци с приложения на инструменти и оборудване за автоматизация, тръбопроводни фитинги, панели и конзоли, основни инсталационни материали и продукти, а на етап работен проект - целият комплекс от дизайнерски материали, предвидени като част от проекта.

Функционалната схема на автоматизацията обикновено се извършва на един лист, който изобразява оборудването за автоматизация и оборудването на всички системи за наблюдение, регулиране, управление и сигнализация, свързани с дадена технологична инсталация. Спомагателни устройства, като скоростни кутии и въздушни филтри, захранвания, релета, прекъсвачи, ключове и предпазители в силови вериги, съединителни кутии и други устройства и монтажни елементи, не са показани на функционалните схеми.

За технологични процеси с голяма степен на автоматизация функционалните схеми могат да се изработват отделно според видовете технологичен контрол и управление. Например, схемите за автоматично управление, наблюдение и сигнализация и др.

Ориз. 7.2. Пример за внедряване на схема за автоматизация по разширен начин

Функционалните схеми за автоматизация могат да бъдат направени по два начина: разширени, с конвенционално изображение на разпределителни табла и контролни панели под формата на правоъгълници (обикновено в долната част на чертежа), които показват инсталираното върху тях оборудване за автоматизация; опростено, с изобразяване на оборудване за автоматизация на технологични диаграми в близост до устройствата за избор и приемане, без да се конструират правоъгълници, изобразяващи конвенционално табла, конзоли, точки за наблюдение и контрол.

Когато се изпълняват диаграми по първия метод, те показват всички устройства и оборудване за автоматизация, които са част от функционален блок или група, и тяхното местоположение на инсталиране. Предимството на този метод е по-голямата яснота, което значително улеснява четенето на диаграмата и работата с дизайнерски материали.

Пример за реализиране на функционални диаграми с помощта на първия метод е даден в Фиг.7.2.

В този случай технологичното оборудване е изобразено в горната част на диаграмата.

При конструирането на диаграми по втория метод, въпреки че дава само обща представа за взетите решения за автоматизиране на съоръжението, се постига намаляване на обема на документацията. Разчитането на направените по този начин функционални схеми е трудно, те не отразяват организацията на контролните и управляващите точки на обекта. Примери за функционални диаграми, използващи втория метод, са дадени в ориз. 7.3.

Ориз. 7.3. Пример за внедряване на схема за автоматизация по опростен начин

Както вече беше посочено, устройствата и оборудването за автоматизация при изпълнение на функционални диаграми както по първия, така и по втория начин могат да бъдат изобразени подробно, опростени или комбинирани.

Когато са показани подробно, диаграмите показват: устройства за избор, сензори, преобразуватели, вторични устройства, изпълнителни механизми, устройства за управление и изключване, оборудване за управление и сигнализация, комплектни устройства (машини за централизирано управление, телемеханични устройства) и др.

В опростено представяне диаграмите показват: устройства за избор, измервателни и контролни инструменти, изпълнителни механизми и регулаторни органи. За изобразяване на междинни устройства (вторични устройства, преобразуватели, оборудване за управление и сигнализация и др.) се използват общи символи в съответствие с действащите стандарти за символи в схемите за автоматизация.

Комбинираното изображение предполага, че инструментите за автоматизация са показани по предимно разширен начин, но някои възли са изобразени по опростен начин.

Инструменти и средства за автоматизация, вградени в технологично оборудване и комуникации или механично свързани с тях, са показани на чертежа в непосредствена близост до тях. Такова оборудване за автоматизация включва: селективни устройства за налягане, ниво, състав на веществото, сензори, които възприемат влиянието на измерваните и регулиращи величини (ограничителни устройства за измерване, ротаметри, броячи, термометри за разширение и др.), задвижващи механизми, регулиращи и спирателни тела.

За сензори и инструменти, показващи позицията на контролни елементи, изпълнителни механизми и др., е необходимо да се покаже съществуващата механична връзка (виж. маса 7.2).

Правоъгълниците на разпределителните табла и конзолите трябва да бъдат разположени в такава последователност, че при поставянето на обозначения на устройства и оборудване за автоматизация в тях да се осигури най-голяма простота и яснота на диаграмата и минимално пресичане на комуникационни линии.

В правоъгълници можете да посочите номерата на чертежите на общите типове табла и конзоли.Във всеки правоъгълник от лявата страна посочете името му.

Устройствата и оборудването за автоматизация, които са разположени извън разпределителните табла и не са директно свързани с технологично оборудване и тръбопроводи, обикновено се показват в правоъгълника „Местни устройства“. При съставянето на функционална схема трябва да се избягва дублирането на еднакви нейни части, свързани както с технологично оборудване, така и с оборудване за автоматизация.

Чертежите на функционалните схеми трябва да дават обяснения въз основа на какви документи са разработени. Допуска се също в свободното поле на диаграмата да се дава кратко техническо описание на автоматизирания обект, обяснителни таблици, диаграми и др.

За да се улесни разбирането на същността на автоматизирания обект, възможността за избор на диапазони на измерване и скали на инструментите и настройки на регулаторите, максималните работни (максимални или минимални) стойности на измерените или контролирани технологични параметри при стабилен режим на работа условията са посочени на функционалните диаграми (вж. Фиг.7.2).

Тези стойности в мащабни единици на избраното устройство или в международната система от единици без буквени обозначения са посочени на комуникационните линии от избраните сензорни устройства към устройствата. За устройства, вградени директно в технологично оборудване или тръбопроводи (разширителни термометри, постоянни диференциални разходомери и др.) И разположени извън правоъгълниците, граничните стойности на количествата са посочени под обозначенията на позициите на устройствата или близо до обозначенията.

Над основния надпис, по ширината му отгоре надолу, на първия лист на чертежа има таблица със символи, непредвидени от стандартите, приети в тази функционална схема; ако е необходимо, тези таблици могат да бъдат направени на отделни листове.

Обяснителният текст обикновено се намира над таблицата със символи (или над основния надпис) или на друго свободно място.

Препоръчва се контурите на технологичното оборудване да се начертаят върху функционални схеми с дебели линии 0,6 - 1,5 мм; тръбопроводни комуникации 0,6 - 1,5 мм; устройства и средства за автоматизация 0,5 - 0,6 мм, комуникационни линии 0,2 - 0,3 мм; правоъгълници, представляващи щитове и конзоли, 0,6 - 1,5 мм.

При изпълнение на функционални схеми по двата начина с изображения на устройства съгл ГОСТ 21.404-85устройството за избор за всички постоянно свързани устройства няма специално обозначение, а е тънка плътна линия, свързваща технологичния тръбопровод или апарат с първичния измервателен преобразувател или устройство (виж. ориз. 7.2).

Ако е необходимо да се посочи точното местоположение на устройството за вземане на проби или точката на измерване (вътре в контура на технологичния апарат), кръг с диаметър 2 мм(см. ориз. 7.2).

Разрешено е да се изобразяват спирателни и регулиращи вентили (например шибъри, клапи, шибъри, направляващи лопатки и др.), участващи в системи за автоматизация и подредени според технологичната част на проекта на функционални диаграми в съответствие с действащите стандарти.

Връзката на комуникационните линии към символа на устройството може да бъде изобразена във всяка точка на кръга (отгоре, отдолу, отстрани).

Ако е необходимо да се посочи посоката на предаване на сигнала по комуникационните линии, е разрешено да се поставят стрелки (вижте комуникационни линии Фиг.7.3).

За общо запознаване със системата е предоставена блокова схема (фиг. 6.2). Структурна схема -това е диаграма, която определя основните функционални части на продукта, тяхното предназначение и връзки.

структура -това е набор от части на автоматизирана система, на които тя може да бъде разделена по определен критерий, както и начините за предаване на влияние между тях. Най-общо всяка система може да бъде представена от следните структури:

  • ? градивен -когато всяка част от системата представлява самостоятелно конструктивно цяло;
  • ? функционален -когато всяка част от системата е проектирана да изпълнява специфична функция (пълна информация за функционалната структура, показваща управляващите контури, е дадена в схемата за автоматизация);

Ориз. 6.2.

? алгоритмичен -когато всяка част от системата е проектирана да изпълнява определен алгоритъм за преобразуване на входна величина, която е част от работния алгоритъм.

Трябва да се отбележи, че за прости обекти за автоматизация може да не се предоставят блокови диаграми.

Изискванията за тези схеми са установени от RTM 252.40 „Автоматизирани системи за управление на процесите. Структурни схеми на управление и контрол.” Съгласно този документ конструктивните блок-схеми съдържат: технологични подразделения на обекта за автоматизация; точки

контрол и управление, включително такива, които не са включени в разработвания проект, но имат връзка с проектираната система; технически персонал и служби, осигуряващи оперативно управление и нормално функциониране на технологичното съоръжение; основни функции и технически средства, осигуряващи изпълнението им във всеки пункт за управление и управление; връзки между части от обект на автоматизация.

Елементите на структурната схема са изобразени под формата на правоъгълници. В кръг могат да бъдат изобразени отделни функционални служби и служители. Вътре в правоъгълниците се разкрива структурата на тази област. Функциите на автоматизираната система за управление на процесите са обозначени със символи, чието тълкуване е дадено в таблицата над основния надпис по ширината на надписа. Връзката между елементите на структурната схема се изобразява с плътни линии, сливането и разклоняването - с прекъснати линии. Дебелината на линиите е както следва: конвенционални изображения - 0,5 mm, комуникационни линии - 1 mm, други - 0,2...0,3 mm. Размерите на елементите на структурните схеми не са регламентирани и се избират по ваша преценка.

Примерът (фиг. 6.2) показва фрагмент от изпълнението на проектна схема за управление и мониторинг на пречиствателна станция. Долната част разкрива технологичните отделения на съоръжението за автоматизация; в правоъгълниците на средната част - основните функции и техническите средства на местните контролни пунктове за единици; в горната част - функциите и техническите средства на централизирания контролен пункт на станцията. Тъй като диаграмата заема няколко листа, са посочени преходите на комуникационните линии към следващите листове и е показана пауза в правоъгълника, разкриваща структурата на обекта за автоматизация.

По комуникационните линии между отделните елементи на системата за управление може да се посочи посоката на предаваната информация или управляващите действия; Ако е необходимо, комуникационните линии могат да бъдат маркирани с буквени обозначения на типа комуникация, например: K - контрол, S - аларма, DU - дистанционно управление, AR - автоматично управление, DS - диспечерска комуникация, ASG - индустриален телефон (високо- говорене) общуване и др. П.

  • На какви видове схеми за автоматизация са разделени?
  • Какви са характеристиките на функционалните диаграми за автоматизация?
  • Какви са елементите на функционалната диаграма?
  • Какви принципи съществуват за разработване на функционални диаграми.

Характеристики на функционалните схеми за автоматизация

Функционалната схема на автоматизацията е основният тип проектна документация. Съдържанието на който описва нивото на автоматизация на процеса, структурата, както и техническите средства, използвани за постигане на дадено ниво на автоматизация. Визуално функционалната диаграма представлява типа чертежи, които показват оборудване, комуникации и други елементи на системата с помощта на символи.

Разработването и по-нататъшното използване на функционални схеми за автоматизация на производствените процеси са важни задачи, чието изпълнение е свързано със спазването на редица строги правила. Някои от тях:

  • Въз основа на функционалната схема се разработват всички останали схеми и планове за проекта. Тази документация също така служи като основа за създаване на спецификации и изявления на оборудването.
  • Техническите средства с едни и същи параметри се показват на таблото вътре в диаграмата еднократно. За да се покаже броят на устройствата с подобни характеристики, до него се поставя цифрово обозначение.
  • Идентични средства с различни контролируеми параметри са показани отделно на таблото, за разлика от случая по-горе. Над свързващите линии има обяснения какво къде е свързано.
  • На диаграмата за един обект е показано едно и също техническо оборудване, свързано с общи комуникации. Средствата на дъската се демонстрират за всички обекти едновременно.
  • Не е необходимо да се разработват отделни схеми за автоматизация за едни и същи обекти. Достатъчно е да разработите чертежи за един обект, след което да посочите в обяснението, че те са подобни за останалите.

Съдържанието на функционалната схема на автоматизацията трябва да съдържа обяснение въз основа на каква документация е съставена. Преди прилагането на практика, схемата за автоматизация трябва да бъде в съответствие с едното и другото клиент, или с фирмата издала заданието за разработка на схемата. Представените по-долу обозначения на технически средства за автоматизация също заслужават внимание.

Обозначаване на елементите на функционалната схема на автоматизацията

Това е графичната конструкция на схема за автоматизация, която обикновено се използва както в Русия, така и в много страни по света. Тази опция е по-визуална и позволява визуално да се определи в каква последователност работят техническите средства за автоматизация, как са свързани и взаимодействат помежду си. Оборудването на диаграмата е показано опростено, мащабът не е спазен.

При изграждане на функционална схема за автоматизация документацияе разделен на две отделни части. В горната част на чертежа има директна схема на местоположението на оборудването и техническите средства. Този блок заема приблизително 65% от височината на листа. Под тази част има втори блок, който съдържа правоъгълници, които визуализират монтажа на оборудването и техническите средства.

При формирането на функционална схема за автоматизация е обичайно да се използват следните стандарти:

  • Техническите средства, оборудване и устройства за автоматизация са показани на функционална схема с тънки линии. Напротив, технологичните потоци се визуализират като дебели линии.
  • Връзките и пресичанията на процесните потоци под формата на тръбопроводи се показват по различен начин. В първия случай линиите се комбинират, във втория една от линиите се прекъсва точно в пресечната точка.
  • Тръбопроводите са изобразени като част от диаграмата в един ред и се показват с отделен символ. Всяко газообразно и течно вещество има свое обозначение.
  • Схемата за автоматизация на процеса се формира по такъв начин, че връзките между средствата и устройствата да са възможно най-къси, а броят на техните пресичания и завои да е минимален.

Не всички течности и газове са изброени в таблицата, транспорткоето може да е част от автоматизиран процес. В този случай в схемата за автоматизация са посочени други числа. Такива обозначения обаче трябва да бъдат обяснени. Същото важи и за други нестандартни обозначения.

Специално внимание трябва да се обърне на графичното изпълнение на функционалните схеми за автоматизация. На първо място, диаграмите трябва да бъдат изобразени на листове във формата, установен от текущия GOST. Ако диаграмата заема повече листа от един, обяснителните данни се предоставят само на първия лист. Имената, надписите и другите обозначения се извършват в строго съответствие с установения GOST.

Какви елементи са включени във функционалната схема на автоматизацията

За пълното функциониране на система за автоматизация на производствен или друг процес всички елементи на тази система трябва да работят в координирано взаимодействие помежду си. Говорим за следните елементи:

  • Функционален. Задачи и функции, както и процедури, свързани с информационни връзки.
  • Организационни. Изпълнители и групи, те са свързани чрез връзки на взаимодействие и подчинение.
  • Технически. Компоненти, устройства, оборудване, комуникационни линии и канали действат като връзки.
  • Документален филм. Това включва документи, между които има връзки на подчинение и взаимодействие.
  • Информация. Форми на съхраняване и използване на информация като част от автоматизирана система.
  • Алгоритмичен. Елементите са алгоритми, свързани с информационни връзки.
  • Софтуер. Това са софтуерни продукти и модули, обединени чрез връзки за управление.

Въпреки изобилието от разновидности на елементи, върху взаимодействието и работата на които се основава автоматизацията на процеса, функционалните диаграми показват главно технически елементи. Това са специфични устройства, технически средства, оборудване и агрегати, чиято работа значително улеснява човешкия труд.

Принципи на разработване на функционални схеми за автоматизация

Условията на работа, структурите и възможностите на съвременните автоматизирани системи са практически неограничени. Практиката обаче показва, че при разработването на функционални схеми за автоматизация се препоръчва да се придържате към определени принципи. Следването на тези принципи ще направи възможно създаването на автоматична система за управление с възможност за мащабиране, с адекватно потребление на ресурси и сложност на управлението.

Следните принципи са от най-голямо значение и се препоръчва да се спазват при разработването на схема:

  • Препоръчително е да използвате стандартни и подобни инструменти като част от комплекса за автоматизация. Това се дължи на факта, че инсталирането, конфигурирането, работата и поддръжката на такива продукти не създават проблеми.
  • Ако няма достатъчно стандартни инструменти за пълното функциониране на разработваната схема за автоматизация, по време на разработката се формират технически спецификации за създаване на фундаментално нови видове оборудване.
  • При избора на технически средства за работа на системата трябва да се разчита на такива условия като изисквания за безопасност при пожар и експлозия, скорост на реагиране на елементите, агресивност на условията на околната среда.
  • Трябва да има подходящи ограничения за броя на хардуерните компоненти, включени в системата. В противен случай ще се увеличат изискванията за персонал, както и разходите за инсталиране и поддръжка на веригата.
  • При разработването на функционална схема на автоматизация на процесите трябва да се остави възможността за последваща модернизация, включително разширяване на възможностите за управление на автоматизацията.

Горните принципи се препоръчват за използване, но не са задължителни. На първо място, при разработването на функционална схема за автоматизиране на технологичен процес е необходимо да се вземат предвид условията на конкретна техническа спецификация. Следните принципи са общи за всяка система:

  • Системност. Всички взаимодействия между свързани елементи в диаграмата трябва да бъдат показани като структурни връзки. Традиционно те са подчертани с по-смели линии от останалите елементи.
  • Откритост. Комплексът за автоматизация е създаден по такъв начин, че винаги е възможно да се допълва с нови опции или да се актуализират и подобряват съществуващите.
  • Съвместимост. Разработваната система за автоматизация трябва да има интерфейси, чрез които да може да взаимодейства с други системи по предварително съгласувани правила.

Трябва да се спазва и принципът на ефективност: разходите за разработване, внедряване и експлоатация на система за автоматизация трябва да са адекватни на постигнатия резултат.

Заключение

Разработването както на функционална, така и на структурна схема за автоматизация е сложен и отговорен процес, без който въвеждането на автоматизация на процесите в производството е невъзможно. Разработването на такива схеми трябва да се извършва от хора с образование и опит, каквито компанията не винаги има. В този случай трябва да поверите разработката на специалисти на трети страникойто ще извърши работата стриктно в съответствие с техническите спецификации.

Структурни диаграмиавтоматизацията в проектите за автоматизация се препоръчва да се разработва в съответствие с ГОСТ 24.302-80. Система от техническа документация за автоматизирани системи за управление. Общи изисквания за прилагане на схеми (клаузи 2.1, 2.2, 2.6).

Графичното изграждане на диаграмата трябва да даде най-визуалното представяне на последователността на взаимодействие на функционалните части в продукта. На линиите на взаимодействие се препоръчва със стрелки (от ГОСТ 2.721-74) показват посоката на процесите, протичащи в продукта.

Блоковата схема показва в общ вид основните решения на проекта относно функционалната, организационната и техническата структура на автоматизираната система за управление на процесите (АСУТП) в съответствие с йерархията на системата и връзките между пунктовете за управление и управление, оперативния персонал и обект на технологичен контрол. Принципите на организиране на оперативното управление на технологичен обект, съставът и обозначенията на отделните елементи на структурната схема, приети при внедряването на структурна схема, трябва да бъдат запазени във всички проектни документи за автоматизираната система за управление на процесите, в които са посочени и подробно описани във функционални схеми за автоматизация, структурна схема на комплекса от технически средства (CTS) на системата, основни диаграми на контрол и управление, както и в проектни документи, свързани с организацията на оперативните комуникации и организационната поддръжка за автоматизирано управление на процесите системи.

Изходни материализа разработване на блокови схеми са:

  • задание за проектиране на автоматизирани системи за управление на процесите;
  • принципни технологични схеми на основното и спомагателното производство на технологичното съоръжение;
  • задание за проектиране на оперативни комуникации на подразделения на автоматизирано технологично съоръжение;
  • генерален план и титулен лист на технологичното съоръжение.

Структурната схема се разработва на етапи „проект“ и „подробен проект“. На етапа на „подробна документация“ при двуетапно проектиране се разработва структурна схема само в случай на промени в технологичната част на проекта или решения относно автоматизираната система за управление на процесите, приети при одобряване на проекта за автоматизация.

Като пример за ориз. 8.4дадена е блокова схема на управление на производството на сярна киселина.

На блоковата схема шоу:

  • технологични подразделения на автоматизираното съоръжение (отдели, участъци, цехове, производство);
  • пунктове за наблюдение и управление (локални табла, операторски и диспечерски центрове и др.), включително такива, които не са включени в разработвания проект, но са свързани с проектираните системи за наблюдение и управление;
  • технологичен (оперативен) персонал и специализирани служби, осигуряващи оперативното управление и нормалното функциониране на технологичното съоръжение;
  • основни функции и технически средства (устройства), осигуряващи изпълнението им във всяка точка за наблюдение и контрол;
  • връзката между подразделенията на технологичното съоръжение, пунктовете за наблюдение и контрол и технологичния персонал помежду си и със система за управление от по-високо ниво (ACS).

Ориз. 8.4. Фрагмент от блоковата схема на управление и контрол на производството на сярна киселина: 1-линия за комуникация с химическата лаборатория на цеха; 2 - комуникационна линия с точки за контрол и управление на киселинни площадки; 3 - комуникационна линия с точката за наблюдение и контрол за технологични линии III и IV

Функцията на автоматизираната система за управление на процесите и техните символи на фиг. 8.4

Таблица 8.1

Символ Име
Контрол на параметрите
Дистанционно управление на технологично оборудване и изпълнителни механизми
Преобразуване на измерване
Мониторинг и сигнализация на състоянието на оборудването и отклонения в параметрите
Стабилизиращо регулиране
Избор на режим на работа на регулаторите и ръчно управление на заданията
Ръчно въвеждане на данни
Параметри за регистриране
Изчисляване на технико-икономически показатели
Производствено отчитане и събиране на данни за смяна
Диагностика на технологични линии (възли)
Разпределение на натоварването на технологичните линии (възли)
Оптимизиране на отделни технологични процеси
Анализ на състоянието на технологичния процес
Прогнозиране на ключови производствени показатели
Оценка на работата на смяна
Контрол на изпълнението на планираните задачи
Контрол на ремонтите
Подготовка и доставка на оперативна информация към автоматизирани системи за управление
Получаване на производствени ограничения и задачи от автоматизирани системи за управление


Елементите на структурната схема се изобразяват като правило под формата на правоъгълници. Отделни функционални служби [отдел на главния енергетик (OGE), отдел на главния механик (OGM), отдел за технически контрол (QCD) и др.] и длъжностни лица (директор, главен инженер, ръководител на цех, началник смяна, бригадир, и т.н.) могат да бъдат изобразени в блоковата диаграма под формата на кръгове.

Вътре в правоъгълниците, изобразяващи секции (отдели) на автоматизирания обект, се разкрива тяхната производствена структура. В този случай се разпределят цехове, участъци, технологични линии или групи от единици за извършване на завършен етап от технологичния процес, които са от съществено значение за разкриване в проектните документи на всички връзки между управляваните (технологичен обект на управление) и системите за управление.

На диаграмата функциите на автоматизираната система за управление на процесите могат да бъдат посочени под формата на символи, чието обяснение е дадено в таблицата на полето за чертане ( таблица 8.1).

Наименованията на елементите на производствената структура трябва да съответстват на технологичната част на проекта и имената, използвани при изпълнението на други документи на проекта на APCS.

Връзката между контролните и контролните точки, персонала на процеса и контролния обект е изобразена на диаграмата с плътни линии. Сливането и разклоняването на линиите е показано на чертежа с прекъснати линии ( Фиг.8.4).

При наличие на подобни технологични обекти (цехове, отдели, участъци и др.) е позволено да се разкрие структурата на управление само за един обект в схемата. Необходимите обяснения за това са дадени в диаграмата.

От блоковата схема нататък Фиг.8.4От това следва, че системата за управление на основните технологични процеси на производството на сярна киселина е четиристепенна:

  • първото ниво е локално управление на единици, извършвано от оператори от работни станции;
  • второто ниво е централизирано управление на няколко звена, включени в определен технологичен участък, осъществявано от старши оператор;
  • трето ниво - централизирано управление на няколко участъка, включени в I и II (или III и IV) технологични линии на производство на сярна киселина;
  • четвърто ниво - управление от контролния център на всички технологични линии на производство на сярна киселина, осъществявано от диспечер.

Структурните схеми обикновено се правят на един лист. Таблица със символи ( таблица 8.1) се намира в полето на чертежа на диаграмата над основния надпис. Таблицата се попълва отгоре надолу. При голям брой символи продължението на таблицата се поставя отляво на основния надпис със същия ред на попълване. Основният надпис и допълнителните колони към него се извършват в съответствие с ГОСТ 21.103-78.

Дебелината на линиите в диаграмата е избрана в съответствие с ГОСТ 2.303-68. Препоръчително е да използвате линии с дебелина 0,5 mm за конвенционални изображения; за съобщителни линии - 1 mm; за други линии - 0,2 - 0,3 мм.

Размерите на цифрите и буквите за надписи са избрани в съответствие с ГОСТ 2.304-81. Обяснителният текст трябва да бъде изпълнен в съответствие с ГОСТ 2.316-68. Текстовата част, поставена върху полето за рисуване, се поставя над основния надпис. Между текста и основните надписи не се допуска поставянето на изображения, таблици и др. Параграфите на обяснителния текст трябва да имат непрекъсната номерация. Всеки елемент е записан на червената линия. Заглавието „Забележка” не е изписано. В текста и надписите не се допускат съкращения на думи, с изключение на общоприетите, както и тези, установени от приложенията към ГОСТ 2.316-68И ГОСТ 2.105-95.

Размерите на всички конвенционални изображения не са регламентирани и се избират по преценка на художника, като се запазват едни и същи размери за изображения от същия тип.

Понастоящем за управление на процеси и автоматично управление широко се използват агрегирани системи за телемеханика, комплекси от технически средства за локални системи за измерване и управление, агрегирани системи за мониторинг и регулиране, електрически централизирани и др.

По правило агрегираните комплекси се изграждат върху елементи на микроелектронната технология, те имат развита и гъвкава система за връзки между включените в тях устройства, както и с обекта на управление и обслужващия персонал, което предоставя доста широки възможности за тяхното използване в различни опции за оформление и режими на работа.

Персоналните компютри и компютърните мрежи се използват широко за сглобяване на различни структури на автоматизирани системи за управление на процесите в енергетиката, химическата, нефтохимическата, нефтопреработвателната, газовата, металургичната, металообработващата, минната, инструменталната, целулозно-хартиената и други индустрии.

Те ви позволяват да реализирате следното информационни и изчислителни функции APCS:

  • събиране, първична обработка и съхранение на информация;
  • косвени измервания на технологичните параметри и състоянието на технологичното оборудване;
  • сигнализиране на състоянието на параметрите на процеса и оборудването;
  • изчисляване на технически, икономически и експлоатационни показатели на технологичния процес и технологичното оборудване;
  • подготовка на информация за висши и свързани системи и нива на управление;
  • регистриране на параметрите на технологичния процес, състоянието на оборудването и резултатите от изчисленията;
  • наблюдение и регистриране на отклонения на параметрите на процеса и състоянието на оборудването от зададените;
  • анализ на работата на блокировки и защити на технологично оборудване;
  • диагностика и прогнозиране на хода на технологичния процес и състоянието на технологичното оборудване;
  • своевременно извеждане на информация и препоръки за провеждане на технологичния процес и управление на технологично оборудване;
  • внедряване на процедури за автоматичен обмен на информация с висши и свързани системи за управление.

На базата на индустриални компютри се реализират управляващи компютърни комплекси (УКК), които изпълняват различни функции, включително:

  • регулиране на отделни параметри на технологичния процес;
  • едноциклово логическо управление;
  • каскадно регулиране;
  • многосвързано регулиране;
  • софтуерни и логически операции за управление на дискретни процеси и оборудване;
  • оптимален контрол на стабилното състояние на технологичния процес и работата на оборудването;
  • оптимално управление на преходния процес;
  • оптимално управление на технологичното съоръжение като цяло.

В проект за автоматизация е необходимо да се изберат и подредят агрегирани комплекси от техническо и автоматизирано оборудване, т.е. на базата на стандартни технически средства разработете блокова схема на технологичен контрол и управление на определени параметри на даден обект на автоматизация.

В блоковата схема агрегирани и модулни елементи на комплекс от техническо и автоматизирано оборудване са изобразени под формата на правоъгълници със символи, посочени в тях. Декодирането на тези обозначения с посочване на техните функции се прави в таблицата, поставена на чертежа на диаграмата. Връзката между елементите на веригата е изобразена с линии със стрелки, показващи посоката на потока на сигнала.

Като пример за Фиг.8.5Показана е опростена блок-схема на техническата поддръжка на автоматизираната система за управление на процесите на доменна пещ № 9 на Металургичния завод в Кривой Рог, изградена с помощта на инструменти UVK. Доменната пещ има конвейерна система за подаване на материали към върха. Събирането на информация за работата на доменната пещ, конвейерната система, захранването на заряда и други системи се извършва от сензори за ниво на DU в бункерите за заряд и DVM сензори за тип материал в междинни контейнери, аларми за наличие и тип материали на конвейери за преливник на улеи и междинни фунии, датчици за налягане и диференциално налягане DDPD в отделни кухини на зареждащото устройство, датчици за ъгъла на завъртане на DUP коритото на зареждащото устройство, температурни датчици за дизелово гориво, разходни датчици за впръскване на гориво и др.

Обработка и предоставяне на информация, стабилизиране или промяна по зададена програма на технологични параметри, въвеждане на информация в компютъра и извеждане на препоръки за управление на работата на доменната пещ и други операции се извършват с помощта на технически средства за централизиран контрол и управление на работа на доменната пещ.

При разработването на проекти за автоматизация на сложни технологични процеси с използване на агрегирани компютърни системи, които изискват предварителна изследователска и експериментална работа в условията на съществуващо оборудване по време на разработването на проектните мощности, е необходимо да се предвиди поетапно изпълнение на монтажните работи и включване на УВК в работата.

1) пускане на обект с технологично управление и автоматично управление от локални системи за управление; през този период се изясняват динамичните и статичните характеристики на обекта, отстраняват се грешки при монтажа и проектирането, възможните дефекти в технологичното оборудване, стабилизира се технологичният процес и др.; програмите и алгоритмите се разработват на компютри, без да се свързват към съществуващо технологично оборудване;

2) свързване на CFM към съществуващото технологично оборудване и превръщането му в режим „съветник“ с издаване на препоръки към оперативния персонал как да контролира работата на доменната пещ;

3) включване на компютъра в режим на автоматично управление на обекта чрез локални системи за управление.

При необходимост проектите за автоматизация предоставят блокови схеми на отделни комплекси от техническо и автоматизирано оборудване.

Ориз. 8.5. Опростена блокова схема на автоматизирана система за управление на процесите на доменна пещ № 9 на металургичния завод в Кривой Рог

DNM - сензори за наличие на материал; Дистанционно управление - сензори за ниво; DV - сензори за маса; АШиК - анализатори на шихта и кокс; VK - влагомер на кокса; DVM - сензори тип материал; ДРЛК - сензори за скъсване на транспортна лента; ПВМБ - хранилки за дозиране на материали от бункери; IM - изпълнителни механизми; DT - температурни сензори; DDPD - сензори за налягане или диференциално налягане; DR - сензори за поток; DVl - сензори за влажност; ADiG - взривни и газоанализатори; DUP - сензори за ъгъл на завъртане; ТК - телевизионни камери; ST - сигнално табло; VP - вторични устройства; MS - мнемонични диаграми; KU - контролни ключове; РЗВД - ръчни дозомасови контролери; LSDM - системи за локално дозиране на материали; LSR - системи за локално регулиране; BCICH - цифров дисплей с честотни входове; РДЗ - ръчни дистанционни управления; DI - цифрови индикатори; IPM индикатори за положение на механизма; TV - телевизори; КОМПЮТЪР ShP - електронен компютър за подаване на шихта (контролиращ теглото на материалите и производителността на пътя ShP); TsVU SCS - цифрово изчислително устройство на централизираната система за управление (събиране и обработка на първична информация, изчисляване на комплексни и специфични показатели за работа на пещта, автоматично попълване на отчетни документи); BCR - единица за цифрова регистрация; BCID - цифров дисплей с дискретни входове; КОМПЮТЪР УКДП - електронен компютър, който контролира термичното състояние и работата на пещта; IT - информационни табла; I - първият етап на изпълнение (стартов комплекс); II и III са съответно втори и трети етап на изпълнение.

18 Изчислителни методи за определяне на настройките на контролери в LSU

19 LSU моделиране

Моделирането, в общ смисъл, е представяне на явление (процес) с някакво описание.

Описанието може да бъде устно, под формата на модели:

Физическо моделиране- това е изследване на обекти върху физически модели, които са някои обекти, които запазват физическата природа на оригиналния обект или са описани с математически уравнения, подобни на уравненията. описващ оригиналния обект. Пример за първия тип моделиране е изследването на аеродинамичните свойства на самолет или автомобил върху макети; пример за втория тип е моделирането на махало с помощта на RLC верига (осцилаторна връзка).

Математическо моделиране- MM - запис на езика на математиката на законите, които контролират протичането на процеса, който се изучава или описва функционирането на обекта, който се изучава. ММ представлява компромис между безкрайната сложност на изучавания обект или явление и желаната простота на неговото описание.

MM трябва да е достатъчно пълен за това. така че да можете да изучавате свойствата на даден обект и в същото време да сте лесни за това. така че да е възможен неговият анализ с помощта на средствата, съществуващи в математиката и компютърните технологии.

Симулационно моделиранесе основава на възпроизвеждане с помощта на компютър на процеса на функциониране на системата, разгърнат във времето, като се вземе предвид взаимодействието с външната среда. Основата на всеки симулационен модел (IM) е: разработване на модел на изследваната система, избор на информационни характеристики на обекта, изграждане на модел на влиянието на външната среда върху системата, избор на метод за изследване. симулационния модел. Обикновено симулационният модел може да бъде представен под формата на операционни, софтуерно (или хардуерно) внедрени блокове. Блокът за симулиране на външни въздействия (ESI) генерира реализации на произволни или детерминистични процеси, които симулират влиянието на външната среда върху даден обект. Блокът за обработка на резултатите (RPB) е предназначен за получаване на информационни характеристики на обекта, който се изследва. Необходимата за това информация идва от блока на математическия модел на обекта (BMO). Блокът за управление (BUIM) реализира метод за изследване на симулационен модел, като основната му цел е да автоматизира процеса на провеждане на IE.

Целта на симулациятае да се изгради ИМ на обект и да се извърши ИО върху него, за да се изследва законът на функциониране и поведение, като се вземат предвид дадените ограничения и целеви функции в условия на имитация и взаимодействие с външната среда. Предимствата на симулационния метод включват: 1. провеждане на IE върху система MM, за която пълномащабен експеримент не е осъществим по етични причини, или експериментът е свързан с опасност за живота, или е скъп, или защото не може да се прави експеримент с миналото; 2. решаване на проблеми, за които аналитичните методи са неприложими, например при непрекъснато-дискретни фактори, случайни влияния, нелинейни характеристики на елементи на системата и др.; 3. способността да се анализират ситуации в цялата система и да се вземат решения с помощта на компютър, включително за такива сложни системи, изборът на критерий за сравняване на поведенчески стратегии, за които не е осъществим на ниво проектиране; 4. съкращаване на сроковете и търсене на оптимални по определени критерии за оценка на ефективност проектни решения; 5. извършване на анализ на структурни възможности за големи системи, различни алгоритми за управление, изследване на влиянието на промените в параметрите на системата върху нейните характеристики и др. Задачата на симулационното моделиранее да се получи траекторията на движение на разглежданата система в n-мерното пространство (Z 1, Z 2, ... Z n), както и изчисляването на някои показатели, които зависят от изходните сигнали на системата и характеризират неговите свойства. Основни методи за симулационно моделиране: Аналитичен методизползвани за симулиране на процеси главно за малки и прости системи, където няма фактор на произволност. Метод на статистическо моделиранепървоначално разработен като статистически метод за тестване. Това е числен метод, който се състои в получаване на оценки на вероятностни характеристики, които съвпадат с решението на аналитични проблеми (например решаване на уравнения и изчисляване на определен интеграл). Комбиниран метод(аналитично-статистически) ви позволява да комбинирате предимствата на аналитичните и статистическите методи за моделиране. Използва се в случай на разработване на модел, състоящ се от различни модули, представляващи набор от статистически и аналитични модели, които взаимодействат като едно цяло. Освен това наборът от модули може да включва не само модули, съответстващи на динамични модели, но и модули, съответстващи на статични математически модели.

20 Оценка на качеството на функциониране на LSU

Системите за автоматично управление трябва не само да са стабилни, но и да гарантират качеството на процеса на управление. Основните, най-съществените изисквания за качеството на управлението, които позволяват да се оцени ефективността на почти всички системи за управление, се наричат ​​показатели на процеса на управление. Те характеризират поведението на системата в преходния процес. Показателите за качество ще бъдат времето за регулиране, превишаването, колебанията на процеса, грешката в стационарно състояние, естеството на затихването на преходния процес и границата на стабилност.

Качеството на контролните процеси обикновено се оценява чрез преходната функция, която представлява реакцията на системата към външно влияние като единичен скок. За сервосистемите и програмното управление преходната функция се разглежда спрямо еталонното въздействие, а за системите за стабилизация - спрямо смущението.

Фигура 1. Определяне на индикаторите за качество на контрола въз основа на преходния отговор.

На фиг. Фигура 1 показва функцията на прехода, която може да се използва за определяне на основните показатели за качеството на процеса на преход: време за регулиране, превишаване и др.

Времето за регулиране определя продължителността на преходния процес. Теоретично процесът на преход продължава неограничено време, но на практика се счита за завършен веднага щом отклонението на контролираната величина от новата ѝ установена стойност не надхвърли допустимите граници.

Контролното време е минималното време, след което, започвайки от момента, в който входният сигнал започне да действа, изходната променлива се отклонява от стационарната стойност със стойност, която не надвишава определена определена постоянна стойност от 0,5.

Времето за регулиране характеризира скоростта на системата.

Ефективността може да се характеризира както с времето, през което функцията на прехода достига нова стойност в стационарно състояние, така и с времето, необходимо за достигане на максималната стойност.

Превишение е максималното отклонение на контролираната стойност от зададената стойност и се изразява в проценти.

Времената за регулиране и превишаване са взаимосвързани. По този начин превишаването зависи от скоростта на промяна на контролираната променлива, която е графично представена от тангенса на ъгъла на наклон α (алфа) на допирателната в точка А към кривата (Фигура 1).

Колкото по-висока е тази скорост, толкова по-голямо е превишаването. Следователно, за да се намали, е необходимо да се намали скоростта, с която системата се доближава до ново стабилно състояние. Но това ще доведе до увеличаване на времето за регулиране. Ако системата се доближи до стабилно състояние с нулева скорост, тогава изобщо няма да има превишаване, но времето за контрол ще се увеличи значително (Фигура 2).

Фигура 2. Преходна реакция на система за автоматично управление без превишаване.

Стойностите на времената за регулиране и превишаване често се посочват като изходни данни за синтеза на коригиращи устройства, тъй като правилният избор и конфигурация на последните осигуряват потискане на нежеланите колебания на контролираното количество в преходния процес. За някои системи превишението е принципно неприемливо, например за системи за автоматично управление на физическите величини в процеси, свързани с подготовката на продуктите. Също така е необходимо да се има предвид, че желанието да се намали времето за управление води до увеличаване на мощността на задвижващия механизъм.

Трептенията на процеса се характеризират с броя на трептенията на контролираната величина за времето на управление.

Колебанията се оценяват количествено чрез логаритмичния декремент на затихване, който е натурален логаритъм от отношението на две последователни амплитуди на отклонения на контролираната стойност в една посока.

Колкото по-голям е логаритмичният декремент на затихване, толкова по-бързо настъпва затихването на преходния процес.

Грешката в стационарно състояние показва точността на управление в стационарно състояние. Тя е равна на разликата между определената стойност на контролираната променлива и нейната постоянна стойност при нормално натоварване.

Характерът на затихването на преходния процес ни позволява да класифицираме преходните процеси в системите за управление и да разграничим сред многообразието им четири основни типа (Фигура 3): колебателен процес (крива 1) - характеризира се с няколко стойности на превишаване; слабоосцилационен процес (крива 2) – процес с едно превишаване; монотонен процес (крива 4), при който скоростта на изменение на контролираната величина не променя знака през цялото време на управление; апериодичен процес (крива 3) - процес, при който контролираното количество е по-малко от неговата стационарна стойност с точност до мъртвата зона на контролера за всички стойности на контролното време.

Фигура 3. Основни видове характеристики на преходни процеси на системи за автоматично управление при типичен единичен удар.

Маржът на стабилност е физическата същност и методите за определяне на този показател за качество на управлението.

Индикаторите, които характеризират качеството на работа на системата в преходен режим, се разделят на преки и косвени.

Преките индикатори са числени оценки на качеството, получени директно от преходния отговор. За да се получат директни показатели за качество, е необходимо да има крива на преходен процес, която може да бъде конструирана с помощта на блокова диаграма или диференциално уравнение на системи за автоматично управление, използващи аналогови компютри или компютри.

Косвените оценки на качеството на преходния процес позволяват да се определят някои характеристики на преходния процес и да се установи влиянието на системните параметри върху качеството на преходните процеси. Непреките показатели за качество включват коренни, честотни и интегрални оценки.

Нека разгледаме оценките на качеството на корените. Геометрично, степента на стабилност може да се определи като разстоянието в равнина от въображаемата ос до най-близкия корен или най-близката двойка комплексни корени (Фигура 4).

Фигура 4. Основни оценки на качеството на системите за автоматично управление.

Концепцията за степента на устойчивост се използва за синтезиране на системи за автоматично управление.

Нека разгледаме честотните оценки на качеството. При хармонични влияния качеството на системите за автоматично управление обикновено се оценява чрез честотни характеристики. За да направите това, използвайте следните величини: индекс на трептене и гранична честота. Индексът на трептене е съотношението на максималната стойност на амплитудно-честотната характеристика на система със затворен контур към нейната стойност при честота, равна на нула. Граничната честота е честотата, при която амплитудно-честотната характеристика е равна на единица. Косвено характеризира продължителността на преходния процес.

Нека разгледаме интегралните оценки на качеството. Използвайки преходната крива, можете да оцените качеството на процеса на регулиране в дадена система. Качеството на регулиране може да бъде индиректно оценено от областта между преходната крива и стационарната линия. В този случай критерият за качество ще бъде определен времеви интеграл на функцията, характеризираща разликата между действителните и зададените стойности на контролираната променлива.

21 Принципи на конструиране на LSU за температура в TOU

22 Принципи за конструиране на LSU налягане в TOU

23 Принципи на конструиране на LSU за поток в TOU

24 Принципи за изграждане на LSU ниво в TOU

25 Автоматични системи за защита и блокиране

Четенето на диаграма означава получаване от нея на информацията, необходима за извършване на конкретна работа по време на проектиране, монтаж, въвеждане в експлоатация, експлоатация или обучение. Като четат например структурни и функционални схеми на автоматизацията, те имат представа за структурата на устройството, функционалните възли, връзките между тях и тяхното взаимодействие. Четенето на принципни диаграми осигурява необходимата информация за принципа на работа, експлоатационните възможности на системата за автоматизация като цяло или нейната отделна единица, устройство, взаимодействието на отделните елементи на веригата, нейните режими на работа, настройки (ток, време) и други параметри на устройствата и устройства.

Четенето на диаграми или таблици на външни връзки предоставя информация за външни връзки между устройства и оборудване за автоматизация, включително разпределителни табла, конзоли, шкафове, устройства за приемане и вземане на проби (сензори), методи за полагане на електрически и тръбни комуникационни линии, разклоняване на кабели с помощта на кутии, разпределителни табла, модули , кутии и др.

Чрез четене на диаграми на окабеляване или таблици на връзки и връзки на разпределителни табла, конзоли и шкафове, както и тясно свързани чертежи на общи изгледи на тези структури, те определят разположението на устройствата, устройствата на инсталационните продукти, техните маркировки, материал, окабеляване и маршрутизиране комуникационни линии в рамките на една структура.

Когато четете функционални диаграми на автоматизацията, се препоръчва да следвате следната последователност:

2) изучава технологичния процес и взаимодействието на всички устройства, възли и инсталации, участващи в него, като се започне от обяснителните бележки към проекта за автоматизация и технологичната част;

3) определя организацията на точките за контрол и управление на този технологичен процес;

4) съставете списък на блоковете за наблюдение, сигнализация и автоматично регулиране и управление на електрически задвижвания, предвидени в тази схема.



Сложните функционални схеми за автоматизация се изпълняват в два вида:

С изображения на технологични обекти, разпределителни табла и конзоли, с инсталирани в тях средства за автоматизация и инструменти (виж фиг. 1.5);

С изображения на технологични обекти и оборудване за автоматизация в близост до селективни (сензори) и приемни устройства със съответните указателни надписи и стрелки, но таблата и конзолите не са изчертани (просто показано на фиг. 1.6).

Фигура 1.6. Функционална схема на автоматизацията

Такава диаграма дава обща представа за организацията на системата за автоматизация, но няма информация за разпределителни табла, конзоли и шкафове, но ясно идентифицира управляващите контури (вериги) (регулиращи аларми и др.) и при в същото време значително намалява обема на документацията.

В този случай контролните устройства са изобразени в близост до технологичното оборудване и сензорите, а контролните контури са обозначени със съответните арабски цифри. Актуаторите и сензорите нямат буквени или цифрови обозначения.

Диаграмата за автоматизация, получена в резултат на разработката, предоставя информация за автоматизирания технологичен обект и ви позволява да преминете към запознаване и изучаване на схемите на отделни функционални единици и устройства.

С помощта на спецификации за оборудване за автоматизация се документират всички технически средства и компоненти за дадена система за автоматизация.

Контролни въпроси

1) Избройте видовете схеми за автоматизация

2) Защо електрическите системи за автоматизация се използват по-широко в производството?

3) Защо пневматичните вериги се използват при опасни условия?

4) Защо хидравличните вериги имат къси комуникационни линии?

5) Какво показва блоковата диаграма?

6) Какво е електрическа схема?

7) Какво отразява електрическата схема?

8) Предназначение на функционалната и технологична схема за автоматизация.

9) Използва ли се мащаб за изпълнение на проекти?

10) Какво определя естеството на функционирането на контролния обект?

11) Примери за смущаващи въздействия върху електрозадвижването на технологичен обект.

12) Какво е „зададена точка“?

13) Какво може да служи като контролно действие в система за дистанционно управление?

14) Системи за стабилизиране на изходния параметър на отчета (пример)

15) Какво представляват конвенционалните графични символи в диаграмите?

16) Какво представляват конвенционалните символи в диаграмите?

17) Какви нормативни документи регулират схемите за автоматизация?

18) Дайте пример за селекционно устройство в технологично съоръжение за селскостопански цели.

19) Дайте пример за средство за измерване на технологичен обект.

20) Дайте пример за сензор (първичен преобразувател) върху технологичен обект (контейнер с течност).

21) Донесете UGO на задвижващия механизъм.

22) Осигурява UGO на регулаторния орган.

23) Донесете UGO на първичния преобразувател.

23a) Дайте устройството за автоматизация на UGO (устройството), инсталирано на разпределителното табло.

24) Кога местоположението на точката на измерване е показано на функционалната диаграма?

25) Как се показват функциите на инструментите за автоматизация в UGO?

26) Какви буквени обозначения се използват за изясняване на функциите на инструмента за автоматизация?

27) Как се обозначава функцията „включване“ на инструментите за автоматизация?

28) Как се обозначава функцията „аларма“ на оборудването за автоматизация?

29) Как се обозначава функцията „регистрация“ в инструментите за автоматизация?

30) Как се обозначава функцията „четене“ в инструментите за автоматизация?

31) Как се обозначава функцията „регулиране“ на оборудването за автоматизация?

32) Къде на диаграмата е посочена позицията на инструмента за автоматизация?

33) Обозначаване на измервания параметър на функционални схеми за автоматизация:

температура

в) налягане

в) плътност

г) скорост

к) размер

л) поток

м) електрическо количество

н) влажност

34) Как да посочите термометър за съпротивление на диаграмата?

35) Как да посочите контактен манометър на диаграмата?

36) Как да обозначим тахогенератор на диаграмата?

37) Как да обозначим записващо устройство от типа KSP на диаграмата?

38) Как да посочите магнитен стартер на диаграмата?

39) Какъв цвят трябва да използвам за противопожарната вода?

40) Коя буква означава „ниво“?

41) Цифрово обозначение на технологични вещества:

б) въздух

42) Нагревателно устройство UGO.

43) Какви дисциплини трябва да предхождат подготовката за изучаване на техниката за четене на диаграми?

44) Какъв е редът на схемите за автоматизация на четенето?

45) Каква е основата на схемата за автоматизация?

47) Възможно ли е да се идентифицират грешки във веригите, когато се чете?

48) Какво дава анализът на функционирането на разглежданата схема?

49) Възможно ли е да се допълнят схемите за автоматизация с надписи, указващи стрелки и др.?

50) Какво трябва да бъде включено в обяснителната бележка към схемата за автоматизация?

Литература

1. Електрически справочник. Изд. М. Герасимова: М.Енергоатомиздат, 1989г. – том 3.

2. А.С. Клюев и др. “Техника за четене на схеми за автоматично управление и техническо управление”: М. Енергия 1991г. – от 432.

3. О.А. Новицки и др.. Курсово и дипломно проектиране по автоматизация на предприятието: М. Колос 1992 г. - от 207 г.

Например:

3. ХАРДУЕР И СОФТУЕР

Интерактивни графични комплекси

Номериране на параграфи от първия подраздел на третия раздел

документ

Софтуер

Номериране на параграфи от втори подраздел на трети раздел

документ

Езици за представяне на информация

Номериране на параграфи от трети подраздел на трети раздел

документ

Документът съдържа съдържание, включително номера и имена на раздели и подраздели, указващи номера на листове.

Основната форма на запис на данни е маса.Всяка таблица трябва да има заглавие. Таблицата се поставя след първото й споменаване в текста без ротация или с ротация на 90 0 . Таблиците са номерирани последователно с арабски цифри.

За курсови и дипломни проекти крайният материал на текстовия документ е „Списък с литература“, т.е. библиография, съставена съгласно правилата за съставяне на библиографско описание (2 изд. док. - Московска книжна палата 1991 г.).

Подкрепящият материал е включен в приложението към текстовия документ. Заявленията започват на нов лист с надпис „ПРИЛОЖЕНИЕ“, които са номерирани с арабски цифри.

3.8 Въпроси за сигурност.

1. Какво е схема?

2. Обозначение на електрическата верига

3. Обозначение на електрохидравличната верига

4. Обозначаване на електрическата схема

5. Обозначаване на функционална диаграма

6. Дайте пример за обозначаване на схематична електропневматична верига на чертежите

7. Дефинирайте блокова диаграма

8. Дефинирайте електрическа схема

9. Каква е целта на електрическата схема?

10. Каква информация е включена в отчетите и спецификациите на чертежа?

11. Кои буквени кодове са за предпочитане?

12. УГО – реостат

13. UGO – потенциометър

14. UGO – кондензатор

15. UGO - индуктори с магнитна сърцевина

16. Покажете обозначението на еднолинейни трифазни вериги

17. Предоставете изображения на трифазен трансформатор

18. Представете си изображение на автотрансформатор

19. Представете снимка на реактор

20. Представете изображение на тока на трансформатора

21. Условно буквено обозначение: резистор, индуктивен кондензатор.

22. Начертайте прекъсващ контакт

23. Начертайте краен изключвател

24. Начертайте предупредителна светлина

25. Начертайте превключвател на захранването

26. Как се обозначава регулаторът на зададената точка?

27. Какво е „изходен параметър“ и как се обозначава?

28. Как се обозначават посоките на изпълнение на функцията в блокова схема?

29. Обозначаване на точката на заземяване на диаграмата

30. Възможно обозначение на възел (платка) на диаграмата

32. В какво състояние трябва да бъдат елементите на диаграмата?

33. Какво означава удебелена точка в пресечната точка на вериги?

34. Защо паралелните вериги са номерирани на диаграмата?

35. Защо отделните участъци от електрически вериги в диаграмите са номерирани?

36. Как да обозначим бутона Старт?

37. Как да обозначим бутона „Стоп“?

38. За каква цел диаграмата е допълнена с надписи и таблици?

39. Как е защитен електродвигателят на схемата на фиг. 2?

40. Каква е защитата на веригата за управление в схемата на фиг. 1.5?

41. Какво ще се случи във веригата, когато SQ3 се задейства?

42. Къде се монтира сигналното оборудване?

43. Какви превключващи елементи се използват във веригата?

44. Защитен ли е QF прекъсвачът?

45. От каква мрежа се захранва веригата на фиг. 1.5?

46. ​​​​Каква информация получавате, когато четете електрическа схема?

47. Можете ли да идентифицирате грешка при четене на диаграма?

48. Възможно ли е да се идентифицират начини за подобряване на диаграмата, след като я прочетете?

49. Каква е целта на изучаването на тази дисциплина?

50. Защо са необходими графични стойности за инженерство на електрически вериги?