Глава 5. схемы автоматического регулирования типовых технологических параметров

5.1. Графическое оформление схем автоматизации

Основным техническим документом, показывающим связи между инженерной системой (технологическим процессом) и средствами контроля и управления, является функциональная схема автоматизации, на которой с помощью условных изображе­ний схематически показывают технологическое оборудование, трубопроводы и средства автоматизации.

Технологическое оборудование и трубопроводы автоматизиру­емого объекта изображают на функциональной схеме упрощенно. Направление движения потоков в трубопроводах указывают стрелками. На линиях обрыва также ставят указывающие стрелки и дают необходимые пояснения, из какого аппарата и к какому направляется данный поток.

Условные обозначения средств автоматизации на функцио­нальных схемах элементов измерительной цепи, регуляторов и станций управления, а также исполнительных механизмов приве­дены в табл. 5.1. В верхнюю половину окружности, обозначающей элемент измерительной цепи или регулятор, сначала записывают обозначения измеряемых или регулируемых параметров (табл. 5.2) и, если это необходимо, их уточнение (табл. 5.3), а затем — обо­значения основных функций, выполняемых этим устройством (табл. 5.4). В табл. 5.5 приведены некоторые дополнительные обо­значения, применяемые для конкретизации основных обозначе­ний, входящих в табл. 5.4. Эти обозначения приводят на функци­ональной схеме справа от обозначения устройства.

Рассмотрим несколько примеров использования условных обозначений. На рис. 49, а изображен датчик (Е) температуры (7). Это может быть, например, термопара, термометр сопротивления, термобаллон манометрического термометра и т.п.; на рис. 49, б — установленный на щите прибор для измерения температуры (7), показывающий (Г) и регистрирующий (К); на рис. 49, в — такой же прибор со встроенным в него регулятором (С) и укомплекто­ванный

панелью дистанционного управления (НС).

На рис. 50, а показан датчик {Е) расхода (F), например диа­фрагма расходомера переменного перепада давлений или бак расхо­домера переменного уровня; на рис. 50, б — промежуточный пре­образователь (T¹) расходомера (F). Это может быть дифманометр, преобразующий перепад давления на диафрагме (в первом случае) или давление столба жидкости в баке (во втором) в пневматический или электрический промежуточный сигнал.

Однако это мо­жет быть и ротаметр с дистанционной передачей, у которого пре­образователь смонтирован в одном корпусе с датчиком (поплав­ком). На рис. 50, в изображен прибор, показывающий (I) и регистрирующий (R) величину расхода (F), со встроенной стан­цией управления (К). Вместе с прибором на щите установлен ре­гулятор расхода (FС).

Обычно все устройства, относящиеся к одной измерительной или регулирующей цепи, обозначают индексом с одинаковой цифрой, но разными буквами. Эти обозначения располагают в нижней половине окружности, изображающей устройство, или около исполнительного механизма. В случаях когда несколько элементов выпускают в виде одного устройства (например, мем­бранный исполнительный механизм с регулирующим клапаном), им присваивают одно общее обозначение.

На рис. 51 приведен пример функциональной схемы автома­тизации нагрева паром воды в теплообменнике. Как видно из приведенной схемы, она содержит один контур регулирования — температуры воды {5а—5е). Остальные устройства предназначены для измерения расхода пара (1а—1в), расхода воды (4а-46), темпе­ратуры воды и пара на входе в теплообменник (За—Зв). Кроме того, предусмотрена сигнализация при падении давления пара (2).

Расположение элементов автоматизации на функциональной схеме определяется их значением. Условные обозначения датчи­ков, промежуточных преобразователей, объединенных с датчи­ками в одно устройство, и исполнительных механизмов, т. е. всех элементов АСР, механически связанных с технологическими ап­паратами и трубопроводами, помещают рядом с изображением соответствующего оборудования (1а, За, 36, 4а, 5а, 5ё). Более того, условные обозначения датчиков и промежуточных преобразователей расходомеров,

через которые проходят технологические по­токи, размещают прямо на изображениях трубопроводов, в кото­рых измеряются расходы (1а и 4а). Всю остальную аппаратуру автоматизации: преобразователи, измерительные приборы, регу­ляторы и органы управления — выносят в нижнюю часть схемы. При этом вдоль листа вычерчивают прямоугольники, условно изображающие щиты и пульты. В этих прямоугольниках группи­руют аппаратуру по принципу общности расположения. Например, все преобразователи и приборы, расположенные рядом с местом измерения, т.е. смонтированные не на оборудовании, а на стенах здания, колоннах, на полу и т.п., располагают в одном прямо­угольнике (16, 2) В другом прямоугольнике расположены услов­ные обозначения аппаратуры автоматизации, размещенной на щите управления процессом (1в, Зв, 46, 56, 5в, 5г, 5д).

Поскольку функциональная схема автоматизации предна­значена для отражения только структуры системы управления, в ней не расшифровываются технические средства, использо­ванные в конкретной схеме. Поэтому, например, в АСР темпе­ратуры воды датчиком температуры (5а) может быть термопара или термометр сопротивления. Тогда следующим преобразова­телем (56) в первом случае будет нормирующий преобразователь ЭДС в ток (типа НП-ТЛ-1М), а во втором — электрического со­противления в ток (типа НП-ТС-1М). Нельзя определить по функциональной схеме также систему дистанционной передачи сигналов. Например, если для измерения расхода воды исполь­зовали ротаметр (4а) с электрической дистанционной передачей (типа РЭД), то измерительным прибором (46) будет прибор для измерения напряжения переменного тока (типа КСД); с рота­метром, имеющим пневматическую дистанционную передачу (типа РПД), используют прибор для измерения давления сжа­того воздуха (типа ПВ). То же относится к средствам регулиро­вания, сигнализации и т. п.

Расшифровка элементов автоматизации, изображенной на функциональной схеме, дается в спецификации, которая состав­ляется для заказа этой аппаратуры на заводах-изготовителях. В этой спецификации по каждой позиции указываются тип уст­ройства, его модификация, пределы измерения, требуемое коли­чество и другие необходимые сведения.