Автоматизации технологического процесса

В соответствии с существующими инструкциями и

сложившейся практикой проектирования проект систе-

мы автоматического управления технологическим про-

цессом содержит графическую (чертежи и схемы) и

текстовую части.

Графическая часть проекта включает:

1) функциональную схему технологического контро-

ля, автоматического регулирования, управления и си-

гнализации, предназначенную для пояснения функций,

выполняемых системой управления, использованных

методов и законов контроля и регулирования;

2) чертежи общих видов щитов и пультов управле-

ния, содержащие упрощенное изображение щитов,

пультов и приборов на них, общие габаритные размеры

щитов и координаты расположения приборов;

3) принципиальные электрические, пневматические,

гидравлические схемы автоматического управления, ре-

гулирования и сигнализации, предназначенные для по-

лучения детального представления о принципах работы

системы, определения полного состава их функциональ-

ных частей и связей между ними, необходимые для раз-

работки рабочей документации.

Для сложных систем управления дополнительно со-

ставляют:

а) схему взаимосвязей между пунктами контроля и

управления, предназначенную для пояснения принци-

пов информационной и функциональной связи между ними;

б) чертеж расположения щитов и пунктов контроля

и управления, содержащий упрощенный план располо-

жения технологического оборудования и нанесённых на

нем щитов и пультов.

При выполнении рабочего проекта функциональные

и принципиальные схемы разрабатываются повторно с

учетом изменении технологической части проекта и за-

мечаний по схемам автоматизации, сделанных при рас-

смотрении технологического проекта. При отсутствии

изменений и замечаний эти схемы включаются в состав

рабочих чертежей без переработки.

В процессе рабочего проектирования разрабатыва-

ют графические материалы:

1) принципиальные схемы питания приборов энерги-

ей, поясняющие принципы обеспечения аппаратуры энер-

гией и ее защиты;

2) монтажные схемы щитов, пультов и соединитель-

ных коробок, содержащие упрощенное изображение

щитов, пультов, соединительных коробок и расположен-

ных в них приборов, электрических и трубных коммуни-

каций между ними и данные, необходимые для их мон—

тажа;

З) схемы внешних электрических и трубных прово-

док, предназначенные для определения связей между

аппаратурой, устанавливаемой на технологических аг-

регатах, щитами и пультами управления;

4) чертежи расположения аппаратуры, электричес-

ких и трубных проводок, предназначенные для опреде-

ления относительного расположения технических

средств системы управления и необходимых связей

между ними;

5) чертежи установки аппаратуры, вспомогательных

устройств, щитов и пультов управления, содержащие

данные, необходимые для их монтажа.

При одностадийном проектировании в состав техно-

рабочего проекта входит полный комплект графических

материалов.

Исходные данные для проектирования

Исходные данные для проектирования содержатся в

техническом задании на разработку системы автомати-

ческого управления технологическим процессом. Техни-

ческое задание подготовляется разработчиками техно-

логического процесса или технологической установки,

подлежащих автоматизации. В его создании должны

принимать участие будущие исполнители- проектиров-

щики системы управления.

Задание на разработку системы содержит техничес-

кие требования, предъявляемые к ней заказчиком. Кро-

ме того, к нему прикладывается комплект материалов,

необходимых для проектирования.

Основными элементами задания являются перечень

объектов автоматизации ̶ технологических агрегатов

и установок, а также функции, выполняемые системой

контроля и регулирования, обеспечивающей автомати-

зацию управления этими объектами. Задание содержит

рад данных, которые определяют общие требования и

характеристики системы, а также описывают объекты

управления. Эта часть задания состоит из трех разде-

лов:

1) обоснование разработки;

2) условия эксплуатации системы;

3) описание технологического процесса.

Обоснование разработки содержит ссылки на плане-

вые документы, определяющие порядок проектирования

автоматизированного технологического процесса, плано-

вые сроки проектирования, стадийность проектирования,

допустимым уровень затрат на создание системы

управления, технико-экономическое обоснование целе-

сообразности проектирования автоматизации и оценку

подготовленности объекта к автоматизации.

Описание условий эксплуатации проектируемой си-

стемы содержит условия протекания технологического

процесса (пыле-, взрыво-, пожароопасность, содержа-

ние влаги, агрессивных примесей в окружающей среде,

шум, вибрации и т п.), требования к степени централи-

зации контроля и управления, к выбору режимов управ-

ления, к унификации аппаратуры автоматизации, усло-

вия ремонта и обслуживания парка приборов на пред-

приятии, данные об источниках энергии для питания

аппаратуры автоматики.

Описание технологического процесса включает:

а) технологические схемы процесса;

б) чертежи производственных помещений с разме-

щением технологического оборудования;

в) чертежи технологического оборудования с указа-

нием конструкторских узлов для установки датчиков

контроля;

г) схемы электроснабжения;

д) схемы воздухоснабжения;

е) данные для расчетов систем контроля и регулиро-

вания;

ж) данные для расчета технико-экономической эф-

фективности системы автоматизации.

Тема 9.2 Функциональная схема автоматического контроля си­стем теплоснабжения

§ 11.3. Назначение и содержание функциональной схемы

Функциональная схема автоматического контроля и управления предназначена для отображения основных технических решений, принимаемых при проектировании системы автоматизации технологических процессов. Она является одним из основных документов проекта и входит в его состав при разработке технической документации на всех стадиях проектирования.

В процессе разработки функциональной схемы формируются структура создаваемой системы и функциональные связи между объектом управления – технологическим процессом и аппаратурной частью системы – приборами управления и сбора информации о состоянии технологического процесса (рис. 11.1).

При создании функциональной схемы определяют:

1) целесообразный уровень автоматизации технологического процесса;

2) принципы организации контроля и управления технологическим процессом;

3) технологическое оборудование, управляемое автоматически, дистанционно или в обоих режимах по заданию оператора;

4) перечень и значения контролируемых и регулируемых параметров;

5) методы контроля, законы регулирования и управления;

6) объем автоматических защит и блокировок автономных схем управления технологическими агрегатами;

7) комплект технических средств автоматизации, вид энергии для передачи информации;

8) места размещения аппаратуры на технологическом оборудовании, на щитах и пультах управления.

Функциональная схема автоматического контроля и управления содержит упрощенное изображение технологической схемы автоматизируемого процесса или агрегата. Технологическая схема состоит из цепи устройств или агрегатов, расположенных в соответствии с технологическим процессом.

Оборудование на схеме показывается обычно в виде условных изображений, соединенных между собой линиями технологических связей, которые отражают направление потоков вещества или энергии.

На функциональной схеме изображаются системы автоматического контроля, регулирования, дистанционного управления, сигнализации, защиты и блокировок. Все элементы систем управления показываются в виде условных изображений и объединяются в единую систему линиями функциональной связи. Нанесенные на условные изображения буквенные обозначения отражают функции, выполняемые аппаратурой управления.

На функциональной схеме показывается также различная аппаратура управления: устройства, устанавливаемые на технологических агрегатах и потокопроводах: первичные приборы (датчики) и регулирующие органы; приборы, монтируемые около технологической аппаратуры (по месту), но не на щитах управления; блоки усилителей, преобразователи сигналов, магнитные пускатели, местные измерительные приборы, исполнительные механизмы; аппаратура, устанавливаемая на щитах и пультах управления; вторичные приборы, регуляторы, ключи управления, сигнальные лампы. Для изображения каждой группы приборов на схеме выделяется специальная зона (рис. 11.1).

Кроме того, на схеме даются текстовые пояснения, отражающие назначение и характеристики технологических агрегатов, величины контролируемых и регулируемых параметров, условия блокировки и сигнализации.

Функциональная схема автоматического контроля н управления – основной документ проекта, на котором показаны все системы управления процессом, принципы их построения н взаимосвязи, использованные методы контроля, поэтому в процессе работы над про-

Рисунок 11.1 – Структура размещения зон функциональной схемы автоматического контроля н управления

ектом необходимо постоянно обращаться к схеме, чтобы все принципы, заложенные в систему управления при разработке функциональной схемы, были реализованы, а новые идеи, возникшие при работе над проектом, находили в ней отражение.

При обсуждении и анализе предполагаемой системы управления удобно пользоваться функциональной схемой, отражающей в концентрированном виде основное содержание проекта. В дальнейшем (в процессе монтажа, наладки и эксплуатации) изучение проекта начинается с подробного ознакомления с функциональной схемой. В соответствии с существующей практикой функциональная схема является основанием для составления заявочной спецификации на приобретение приборов и средств автоматизации.

В некоторых случаях, когда функциональная схема оказывается весьма насыщенной, ее можно разделить на несколько схем, выделяя системы управления отдельными агрегатами технологического процесса.

Измеряемые (управляемые) технологические параметры и функции, выполняемые прибором, обозначают буквами латинского алфавита.

При этом применяются следующие обозначения:

D - плотность;Р - давление;

F - расход;Q - состав, концентрация;

G - размер, перемещение;R - радиоактивность;

Н - ручное воздействие; S - скорость, частота;

К - время, временная программа; Т - температура;

U - несколько измеряемых величин;

L - уровень;

М - влажность; V - вязкость;

N- резерв (аппаратура управления электродвигателей); Х - нерекомендованиая резервная буква.

O - резерв;

Дополнительные буквы: D – разность, перепад; F - соотношеиие; J - автоматическое переключение, обегание; Q -интегрирование, суммирование по времени.

В схемах указываются следующие функциональные признаки приборов:

отображение информации: А - сигнализация; I-показание; R - регистрация;

формирование выходного сигнала: С - регулирование; S - включение, отключение, переключение, сигнализация (Н н L - соответственно верхний н нижний пределы параметров).

Рисунок 11.2 – Функциональная схема автоматизации вентиляционной установки

Для дополнительных обозначений, отражающих функциональные признаки приборов и преобразователей сигналов, используют буквы: Е - чувствительный элемент (первичное преобразование); Т - дистанционная передача; К - станция управления; Е, Р н G -соответственно электрический, пневматический н гидравлический сигналы. Функции преобразования сигна-

Указанная методика построения функциональных схем полностью сохраняется и может быть развернутой или упрощенной. Обозначения технологических параметров и функциональных признаков записываются в верхней части круга. Порядок расположения буквенных обозначений (слева направо) должен быты следуюшим: обозначение основной измеряемой величины; обозначение, уточняющее (если необходимо) основную измеряемую величину; обозначение функционального признака прибора. Функциональные признаки также располагаются в определенном порядке, например, IRCSA. В нижней части круга или под чертой щитового прибора указывается номер позиции.

При условном обозначении приборов следует указывать лишь те признаки, которые являются существенными в данной системе контроля или управления. Например, при обозначении приборов контроля и управления температурным режимом могут быть применены следующие обозначения: ТЕ - первичный преобразователь; ТS - сигнализатор, переключатель блокировок; ТА - сигнализатор (используются только лампы прибора); ТС - регулятор; TIT - показывающий и преобразующий прибор; ТJR - прибор регистрирующий с обегающим устройством; ТIRС - прибор показывающий, регистрирующий, регулирующий.

На рис. 11.2. показан пример построения функциональной схемы с использованием условных обозначений по ОСТ 36-27-77.