Функционални схеми на автоматизацията. Блокови схеми на системи за автоматизация

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 табла и конзоли 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 диаграма?

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?

Диаграмата е основният документ, обясняващ принципа на работа и взаимодействието на различни елементи, устройства или системи за автоматично управление като цяло. Най-често използваните са фундаментални, функционални структурни (функционални) и алгоритмични структурни (структурни) типове диаграми. В допълнение към тях при проектиране, инсталиране, пускане в експлоатация и експлоатация на ACS се използват схеми за свързване и свързване (монтажни схеми).

ПРИНЦИПНИ, ФУНКЦИОНАЛНИ И СТРУКТУРНИ СХЕМИ

В схематичната диаграма всички елементи на системата са изобразени в съответствие със символите по отношение един на друг. Принципът на неговото действие и физическата природа на процесите, протичащи в него, трябва да бъдат ясни от електрическата схема. Принципните схеми могат да бъдат електрически, хидравлични, пневматични, кинематични и комбинирани. Фигура 1.19 показва фрагменти от диаграмите на електрическата и хидравличната верига като пример.

Елементите за автоматизация на електрическата схема трябва да бъдат обозначени в съответствие със стандарта. Изображението на елементите трябва да съответства на изключено състояние (дезактивирано, при липса на свръхналягане и т.н.) на всички вериги на веригата и липсата на външни влияния. Веригата трябва да е логична

Ориз. 1.19.

А- електрически, b- хидравлични

логически последователни и се четат отляво надясно или отгоре надолу. На всеки елемент от електрическата схема се присвоява буквено-цифрово позиционно обозначение. Буквеното обозначение обикновено представлява съкратеното наименование на елемента, а цифровото обозначение във възходящ ред и в определена последователност условно показва номерирането на елемента, като се брои отляво надясно или отгоре надолу. За сложни схеми, като правило, се дешифрират съкратени буквени и цифрови символи.

Функционалните блокови схеми отразяват взаимодействието на устройства, блокове, възли и елементи за автоматизация в процеса на тяхната работа. Графично отделните устройства за автоматизация са представени с правоъгълници, съответстващи на посоката на преминаване на сигнала. Вътрешното съдържание на всеки блок не е посочено. Функционалното предназначение на блоковете се обозначава с буквени символи. Фигура 1.20 показва, като пример, функционална диаграма на система за автоматично управление, базирана на температурата на въздуха в оранжерия, където OU-обект на управление (оранжерия), VE- чувствителен елемент (температурен сензор), PE- трансформиращ

Ориз. 1.20. Функционална схема на ACS, базирана на температурата на въздуха в парников елемент (усилвател с релеен изход), RO-регулиращ орган (електрически нагревател), y - контролирана променлива (температура), g - управляващо влияние (необходима температура); / - смущаващо влияние (влиянието на външни фактори върху температурата на въздуха в оранжерията).

Алгоритмичните блокови диаграми показват взаимовръзката на компонентите на автоматичната система и характеризират техните динамични свойства. Тези схеми са разработени на базата на функционални или схемни схеми на автоматизацията. Алгоритмичната блокова схема е най-удобната графична форма за представяне на система за автоматично управление в процеса на изследване на нейните динамични свойства. Тази диаграма не отчита физическата природа на въздействията и характеристиките на конкретното оборудване, а показва само математически модел на процеса на управление.

На структурната схема, както и на функционалната схема, елементите UUИ OUса изобразени като правоъгълници. В този случай всяко устройство може да бъде представено чрез няколко връзки (правоъгълници) и, обратно, няколко устройства от един и същи тип могат да бъдат изобразени като една връзка.

Разделянето на ACS на елементарни връзки на насочено действие се извършва в зависимост от вида на математическото уравнение, свързващо изходната стойност с входа за всяка връзка. Вътре в връзката (правоъгълник) е посочена математическата връзка между входните и изходните величини. Тази връзка може да бъде представена или чрез формула, графика или таблица. Подобно на функционалната схема, връзките между връзките са изобразени под формата на стрелки, показващи посоката и точките на приложение на въздействащите величини.

Блоковата схема на системата за автоматично управление на температурата на въздуха в оранжерия е показана на фигура 1.21. Общият вид на тази диаграма съвпада с функционалната диаграма (виж фиг. 1.20), но вътре в правоъгълниците има функции или графики, които свързват изходните стойности на всеки елемент с входните.

Като пример, нека разгледаме принципа на работа на електрическата схема на автоматична система за управление с температура на охлаждащата течност при

Ориз. 1.21.

Ориз. 1.22.

/-клапа; 2- ТЯХ; 3 ~усилвател

мина сушилня за зърно (фиг. 1.22) и съставете функционална схема за нея. Необходимата температура на охлаждащата течност в сушилнята за зърно се поддържа с помощта на амортисьор 7, който при завъртане променя съотношението на потоците горещ въздух Qr,идващи от пещта и студени Qx,взети от атмосферата. Температурата вътре в зърносушилнята се измерва с температурен сензор R,включени в едно от рамената на измервателния мост. Зададена стойност на управляваната променлива ж(температура) се настройва чрез преместване на плъзгача на резистора - настройка R1.Тъй като изходният сигнал от измервателния мост е с ниска мощност, за управление на реверсивен електродвигател 2 (ТЯХ)използвайте усилвател 3.

Когато температурата на охлаждащата течност в зърносушилнята се отклони от зададената, на изхода на моста се появява сигнал за дисбаланс, който се изпраща през усилвател 3 и реле К1или К2влиза в електродвигател 2, като го включва. Двигателят задвижва амортисьора 7, който се движи в една или друга посока в зависимост от знака на сигнала.

Поради инерцията на температурния датчик R,и разстоянието му от клапата 7, процесът на управление може да продължи неограничено дълго време, т.е. в системата няма да се установи нов равновесен режим. Наистина, когато амортисьорът заеме ново равновесно положение, температурата на температурния сензор остава същата за известно време, в резултат на което задвижващият механизъм ще продължи да движи амортисьора. След това температурата на мястото, където е инсталиран температурният сензор, първо ще стане равна на зададената стойност, а след това ще се отклони от нея в обратна посока, т.е. ще приеме стойност с обратен знак. С други думи, в системата ще се появят периодични трептения, наречени собствени трептения. Самоколебанията на контролираната променлива (температура) в тази система възникват поради факта, че двигателят не спира в момента, в който амортисьорът достигне желаната позиция, а с известно закъснение.

За да се премахнат собствените колебания или да се намали тяхната амплитуда, се използва обратна връзка (ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА),което ви позволява да спрете двигателя, преди температурата на охлаждащата течност да достигне зададената стойност, тъй като след като амортисьорът спре да се движи, температурата на обекта и температурния сензор се доближава до зададената стойност.

Обратната връзка се осъществява с помощта на променлив резистор Lo. c, чийто плъзгач е механично свързан с ротора на електродвигателя 2 и се движи едновременно с него. Очевидно е, че равновесието в системата ще настъпи в момента, когато увеличението на съпротивлението L os, възникващо в резултат на движението на плъзгача, и увеличението на съпротивлението R„причинени от промяна в температурата на охлаждащата течност, ще станат равни един на друг (AD, c = DL,). По този начин, електрическият двигател 2 в тази система той спира и преходният процес спира напълно в момента, когато температурното отклонение стане по-малко от мъртвата зона на контролера.

Във функционалната схема (фиг. 1.23) сушилнята за зърно е контролен обект (030, температурен сензор е чувствителен орган (50), измервателен мост е сравнителен елемент (CO), усилвател е усилващ елемент ( ЕС), електродвигател - изпълнителен механизъм (ТЕ),амортисьор - регулиращ орган (Рума),между вала ТЯХи плъзгача на потенциометъра - обратна връзка (ОС). Тук/- смущаващото влияние (външна температура на въздуха, влажност и начална температура на зърното), g-влияние на настройката (необходима температура на сушене), при- контролирана променлива (действителна температура на охлаждащата течност), И -контролно действие (топлина, влизаща в сушилнята за зърно с охлаждаща течност).

Ориз. 1.23.

СХЕМИ ЗА ВРЪЗВАНЕ НА ТАБЛА, КОНТРОЛНИ ПАНЕЛИ, ВЪНШНИ ВРЪЗКИ И ВРЪЗКИ

Схемите на свързване са диаграми, които изобразяват връзките между компонентите на дадено устройство или външните връзки между отделните устройства. Схемите за устройства, инсталирани в разпределителни табла или контролни табла, се разработват въз основа на функционални диаграми, електрически схеми, вериги за захранване, както и общи типове разпределителни табла и конзоли.

Общите правила за изпълнение на диаграми на свързване са следните:

разработени са схеми на свързване за един панел, конзола, контролна станция;

всички видове устройства, инструменти и арматура, предвидени в електрическата схема, трябва да бъдат напълно отразени в схемата на свързване;

Позиционните обозначения на устройствата и оборудването за автоматизация и маркировките на секциите на веригата, приети на електрическата схема, трябва да бъдат запазени в схемата на свързване.

Използват се три метода за съставяне на диаграми на свързване: графичен, адресируем и табличен. За адресния и табличния метод, в допълнение към изброените правила, трябва да се спазват още няколко:

устройствата и устройствата на схемите за свързване са изобразени опростени без спазване на мащаба под формата на правоъгълници, над които е поставен кръг, разделен с хоризонтална линия. Цифрите над линията показват серийния номер на устройството (фиг. 1.24, номер 8); номерата се присвояват на панел по панел отляво надясно и отгоре надолу), а под линията е позиционното обозначение на този продукт (напр. KTZ)

ако е необходимо, покажете вътрешната схема на устройствата (фиг. 1.24);

Ориз. 1.24.

за няколко релета, разположени в един ред, вътрешната схема се показва само веднъж, ако имат една и съща;

Изходните клеми на устройствата са условно изобразени като кръгове, вътре в които са посочени техните фабрични маркировки (например 1...8 на фиг. 1.24). Ако изходните клеми на устройствата нямат фабрична маркировка, те се обозначават условно с арабски цифри и това е посочено в обяснителната бележка;

на платките, на които са поставени диоди, триоди, резистори и др., се присвоява само сериен номер (поставя се в кръг под чертата);

позиционното обозначение на елементите се поставя в непосредствена близост до тяхното конвенционално графично изображение (фиг. 1.25);

Ориз. 1.2

ако инструментите и оборудването за автоматизация са разположени на няколко структурни елемента на разпределително табло или конзола (капак, заден панел, врата), тогава е необходимо тези структури да се разгънат в една равнина, като се спазва относителното разположение на инструментите и оборудването за автоматизация.

Графичният метод е, че на чертежа конвенционалните линии показват всички връзки между елементите на устройствата (фиг. 1.26). Този метод се използва само за панели и конзоли, които са сравнително оскъдно оборудвани с оборудване. Схемите за свързване на тръбите се изпълняват само графично. Ако тръби от различни материали (стомана, мед, пластмаса) са положени на едно разпределително табло или табло за управление, тогава се използват различни символи: плътни линии, прекъснати линии, прекъснато-пунктирани линии с две точки и др.

Методът на адрес („брояч“) се състои в това, че не се изобразяват комуникационните линии между отделните елементи на устройствата, монтирани на таблото или конзолата. Вместо това в точката на свързване на проводника на всяко устройство или елемент се посочва цифров или буквено-цифров адрес на устройството или елемента, с който трябва да бъде електрически свързан (обозначението на позицията съответства на електрическата схема или серийния номер на продукта). С това изображение

Ориз. 1.26.

Ориз. 1.27.

диаграми, чертежът не е претрупан с комуникационни линии и е лесен за четене (фиг. 1.27). Адресният метод за изпълнение на диаграми на свързване е основният и най-често срещаният.

Табличният метод се използва в два варианта. За първата се изготвя таблица за монтаж, където са посочени номерата на всяка електрическа верига. От своя страна, за всяка верига, конвенционалните буквено-цифрови обозначения на всички устройства, устройства и техните контакти, чрез които са свързани тези вериги, са последователно изброени (Таблица 1.1). И така, за верига 7 записът означава, че скобата 6 устройство KM1свързва се със скоба 4 устройство КМ2, който от своя страна трябва да бъде свързан към скобата 3 устройства КТ4.

1.1. Примерна таблица за свързване

Вторият вариант за попълване на таблицата за свързване се различава от първия по това, че проводниците се въвеждат в таблицата във възходящ ред на маркировъчните номера на веригите на принудителни електрически вериги (Таблица 1.2). Посоката на полагане на проводниците, както при първия вариант, е написана под формата на фракция. За по-ясно идентифициране на проводниците е обичайно да се използват допълнителни обозначения. Например, джъмпер, направен в устройството, се обозначава с буквата "p".

1.2. Пример за таблица за свързване на проводници

Схемите на свързване служат като работни чертежи, според които се извършва инсталирането на оборудване за автоматизация, поради което се наричат ​​​​също монтажни чертежи. Схемите, показващи външното свързване на устройства, инсталации, разпределителни табла, конзоли и др., се изработват въз основа на функционални и принципни схеми на захранване, спецификации на устройства и оборудване, както и чертежи на производствени помещения с местоположението на технологичното оборудване и тръбопроводи .

Схемите на свързване се използват при инсталиране на проводници, с помощта на които инсталацията, устройството, апаратът се свързват към източници на захранване, разпределителни табла, конзоли и др.

На практика се използват два метода за изготвяне на диаграми на свързване: графични и таблични. Най-често срещаният е графичен.

Схемите на свързване показват с помощта на конвенционални графични символи: избор на устройства и първични преобразуватели; табла, пултове и пунктове за локално управление, наблюдение, сигнализация и измерване; извънпанелни устройства и оборудване за автоматизация; съединителни, протягащи и свободни кутии; електрически проводници и кабели, положени извън таблата; възли за свързване на електрически проводници към устройства, устройства, кутии; спирателна техника и елементи за връзки и разклонения; комутационни клеми, разположени извън разпределителните табла, защитно заземяване. Шкафовете, конзолите, отделните устройства и устройства са условно изобразени под формата на правоъгълници или кръгове, вътре в които са поставени съответните подписи.

Връзките с едно предназначение в схемите за свързване са показани с плътна линия и само в точките на свързване към устройства, задвижващи механизми и други устройства, проводниците са разделени с цел маркиране. На комуникационните линии, обозначаващи проводници или кабели, посочете номера на проводника (връзка), марката, напречното сечение и дължината на проводниците и кабелите (ако окабеляването е направено в тръба, тогава трябва да се дадат и характеристиките на тръбата). Свързващите проводници и кабели са показани като линии с дебелина 0,4...1 mm.

Схемите на свързване са направени без спазване на мащаба във форма, удобна за потребителя. Понякога диаграмите на свързване се представят под формата на таблици, които се изпълняват отделно за всяка секция (или панел) на контролния панел (Таблица 1.3).

1.3. Примерна таблица за свързване

През последните години процесите на автоматизация в производството станаха невероятно актуални с все повече и повече нови методи, устройства и системи, които се въвеждат за намаляване на натоварването на хората, прехвърляйки го към технологиите. В много фабрики се появяват автоматични машини, които изпълняват всички същите функции, само с много по-голяма точност и по-малко време. Освен това си струва да се отбележи, че автоматизацията може да намали риска за хората, които преди това е трябвало да работят в невероятно трудни и опасни условия. Вече не е нужно да са в самия епицентър на случващото се – машинните оператори ги контролират от разстояние от безопасно помещение.

Така можем спокойно да кажем, че автоматизацията е движение в бъдещето, невероятен прогрес, който е в полза само на човечеството. Тази статия обаче няма да говори за автоматизацията като цяло, а за това какво е схема за автоматизация, как се съставя и как се използва. За много хора тази концепция може да изглежда странна. Почти никой не може просто да го вземе и да познае за какво е необходимо или какво изобщо представлява. Всичко това ще бъде разгледано подробно по-долу, но първо трябва да разберете, че схемата за автоматизация е много важно нещо, без което самият процес на автоматизация би бил невъзможен.

Какво е функционална диаграма?

Преди да разберете основната концепция на тази статия, която е схемата за автоматизация, си струва да обърнете внимание на факта, че най-често към това име се добавя прилагателното „функционално“. Но това не изяснява нищо - всичко става още по-объркващо. Какво е Това е името на документ, който е създаден, за да обясни и опише в детайли определени процеси, протичащи в определен блок или в конкретна област. По този начин можем спокойно да заключим, че схемата за автоматизация в този случай ще представлява обяснение (отчасти дори визуално) за процеса на автоматизация във всяко конкретно предприятие. Разбира се, това е доста общо определение, поради което трябва да прочетете тази статия по-задълбочено, тъй като тя ще опише много по-подробно всичко, свързано с тази концепция, нейното изпълнение и приложение на практика.

Промени през последните години

От само себе си се разбира, че всяко нещо си има свой стандарт. Съществува и в такава концепция като схема за автоматизация: GOST. Но трябва да разберете, че стандартите не стоят неподвижни и това е особено вярно за такива високотехнологични процеси. През последното десетилетие наборът от технически инструменти, използвани в процеса на автоматизация, се промени значително, така че стандартите също се промениха значително.

Сега те се основават на съвременни свръхмощни компютри, способни да демонстрират много по-впечатляваща изчислителна мощ от тези отпреди десет години. Ето защо вече са налични много по-обширни функции за автоматизирани системи, включително запазване на резултати за всеки период от време, показване на информация по всяко време в удобна форма, създаване на специални подробни мнемонични диаграми, които биха позволили използването на всякакви параметри за невероятно точни управление на почти всички възможни системи.

Сега контролерите са станали много по-обемни, те могат да бъдат разположени както в специализирани помещения в непосредствена близост до автоматизираната система, така и на отдалечено разстояние, което позволява използването на много по-гъвкава система за управление. Така лесно можете да си представите колко различна ще бъде една съвременна схема за автоматизация от десетгодишен документ. GOST 2006 вече няма да бъде от значение днес, всъщност, както и самите автоматизирани системи, които вече могат да бъдат заменени от много по-ефективни.

Как изглежда схемата за автоматизация?

Не е тайна, че такава схема е един от най-важните документи за проектиране на автоматизацията на предприятие, цех или друга производствена единица. Там е описано много подробно абсолютно всичко, което ще включва автоматизацията, включително технологичното оборудване, управлението на това оборудване, комуникациите и връзките между елементите и т.н.

Също така е много важно да запомните колко важни са символите на диаграмите за автоматизация - те са тези, които превръщат обикновен документ в обемна и ясна диаграма. Един поглед към него е достатъчен, за да оцените като цяло целия процес на автоматизация и да разберете какво ще бъде внедрено и как. Обозначенията на диаграмите за автоматизация трябва да бъдат възможно най-ясни, тъй като въз основа на такъв чертеж ще бъдат разработени и използвани други подходящи документи в бъдеще. По този начин тази схема, както вече разбирате, е един от най-важните елементи на целия процес на автоматизация и нейното изпълнение трябва да бъде на най-високо ниво - до най-малкия детайл.

Какво е показано на диаграмата?

Автоматизацията не е детайлна картина на всички елементи на производството и комуникацията между тях. Първо, заслужава да се отбележи, че абсолютно всички елементи са показани на диаграмата условно, тоест не съответстват на това как изглеждат в действителност. Второ, мащабът не е спазен, така че диаграмата няма нищо общо с това как цялото оборудване е подредено в реални пропорции и отношения. За да разберете тази диаграма, трябва да разберете, че това е само условна скица, която дава на зрителя представа как точно функционират елементите на производствения процес, както и как те ще взаимодействат със системата за автоматизация.

Функционалната диаграма на автоматизацията по принцип има общоприет формат, така че повечето от символите са стандартизирани. Например, според GOST е необходимо оборудването и комуникациите да се изобразяват с тънки линии, докато технологичните потоци се обозначават с по-дебели линии. Има голям брой различни обозначения и? за да разберете всички тях, ще трябва да се запознаете с GOST.

Еднотипни устройства

Схемите за автоматизация на процесите могат да бъдат многобройни. В зависимост от това колко оборудване е включено в плана, колко работилници и отдели съставляват едно цяло, струва си да помислите за оптимизиране на процеса на планиране. И първото правило се отнася до устройства от същия тип. Факт е, че обикновено схемата включва голям брой елементи, тъй като различните отдели изискват различни подходи. Ако обаче се случи, че има устройства или елементи от същия тип, тогава те могат да бъдат описани с една диаграма, давайки връзка към нея в други източници.

Да приемем, че имате пет еднакви устройства, които трябва да покажете в обяснителен документ. Ако те наистина са еднакви, използвайте същия принцип на автоматизация. Това означава, че можете да създадете верига за първото от тези устройства и след това да посочите, че същата верига се прилага за останалите четири устройства. Както можете да видите, диаграмите за управление на автоматизацията имат много интересни и важни точки, които си струва да се проучат, тъй като те ще направят живота ви много по-лесен и ще направят процеса много по-удобен и ефективен.

Таблици със символи

Изглежда, че такава дреболия като символите на схемите за автоматизация трябва да се извършва в сравнително свободен ред, но в действителност всичко далеч не е така и това е много строго контролирано. Трябва да създадете отделна таблица за символи, която ще има две колони - едната ще съдържа името на конкретно устройство, конкретна комуникация и т.н., а другата ще показва самия символ. Освен това всички условия са доста строги - дори конкретната ширина на колоните в тази таблица е зададена, така че не ви се дава поле за въображение.

Разбира се, можете да измислите свои собствени конвенции, но тук отново има правила, към които обикновено се придържат всички. Тоест, няма конкретни обозначения, например за свързване на тръбопроводи или тяхното пресичане, но в повечето случаи е обичайно те да се изобразяват като линии, подравнени една с друга, както и да се използва една плътна, а другата счупена, или да се използват две линии, едната от които прави полукръгла чупка в пресечната точка. Но трябва да запомните, че дори и да използвате общоприет символ, пак трябва да го отбележите в таблицата със символи. Това е единственият начин да се реализират функционални схеми на оборудването за автоматизация.

Буквени означения

Една от най-важните точки по въпросите на диаграмите за автоматизация, независимо дали е функционална таблица или схематична диаграма на автоматизация, е буквеното обозначение. Те играят много важна роля и носят впечатляващо количество семантичен товар, така че определено трябва да проучите какво може да означава това или онова писмо, което ще бъде написано при определени условия. Първо, имайте предвид, че една и съща буква може да има няколко значения. Например, може да се използва за обозначаване на измерена величина и в същото време функционална характеристика на устройство. Да, повечето букви имат едно от двете обозначения, описани по-горе. Например "A" показва аларма, а "E" показва електрическо количество. Но има и букви, които могат да опишат както един, така и друг раздел. Например "H" - това може да бъде както ръчно влияние, така и горната граница на измерената стойност.

Два метода за създаване на диаграми

Диаграмите на системите за автоматизация могат да имат два метода за означение и това е много важен момент. Те в голяма степен влияят върху това как ще бъде съставена цялата схема в бъдеще. Така че методът може да бъде опростен и разширен. В първия случай схемата е опростена до минимум. По-конкретно, това се изразява във факта, че всички инструменти за автоматизация, включени в плана, са изобразени по един и същ начин, тоест няма специфични символи за тях. Що се отнася до втория метод, тук всичко е много по-сложно и разнообразно. Всеки инструмент за автоматизация се прилага към диаграмата със собствено обозначение, което естествено се записва в отделна таблица, която вече беше обсъдена по-горе.

И двата подхода са широко използвани, просто всеки от тях се използва в зависимост от ситуацията. В някои случаи е много по-удобно да се направи скица, в която всички инструменти за автоматизация ще бъдат обозначени като един елемент. Това ще ви позволи да имате представа за системата като цяло. Но понякога дълбокото разбиране на процеса на автоматизация е много по-важно, така че всеки детайл от веригата се чертае отделно. Въпреки това си струва да припомним, че дори и в този случай мащабът не се спазва. За всеки тип схема може да се извърши пълна автоматизация. може да има много, но нямат среден външен вид. Всеки изглежда малко по-различен, въпреки че голяма част от него трябва да отговаря на приетите стандарти.

Графични изображения на оборудване за автоматизация

Функционалната диаграма за автоматизация на процеси може да включва огромен брой символи, но има някои, които ще виждате там доста често. Говорим за обозначения, които са обвързани със специфични инструменти и устройства за автоматизация, които се използват широко в съвременните системи. Естествено, има просто огромен брой от техните видове и сега няма смисъл да ги изброявате всички. Но можете да си представите няколко основни, като основния, който е изобразен изключително просто - с помощта на кръг. Но ако видите кръг, който е разделен наполовина с линия, тогава това ще бъде съвсем различно устройство - устройство, което е инсталирано на контролния панел.

Ако видите кръг, от който се спуска права линия, това означава, че пред вас има задвижващ механизъм - но това е само общо обозначение. Има няколко вида и за всеки от тях символът се трансформира от допълнителни елементи, например стрелка в края на права линия с една от страните, две къси прави линии, пресичащи една дълга права линия перпендикулярно, буква в центъра на кръг и т.н. Регулаторният орган е обозначен под формата на един вид „лък“ - два триъгълника, които докосват един от върховете. Заслужава да се отбележи и селективно устройство, което няма постоянно свързано устройство към него. Обозначава се с полукръг с права линия, простираща се нагоре от него.

Числа на диаграмата

Досега говорихме изключително за графичните символи, които можете да намерите на функционалната диаграма за автоматизация, и също така говорихме за буквите, които могат и трябва да се използват на тези диаграми. Не забравяйте обаче, че при изготвянето на такъв чертеж могат да се използват и числа. Трябва да разберете, че абсолютно всичко трябва да бъде отбелязано на функционална схема и колкото повече методи за обозначаване има, толкова по-добра и по-разбираема ще бъде схемата. Следователно определено трябва да използвате числа, тъй като тяхното предимство е фактът, че няма присвоени стойности към тях. Ще трябва да създадете пълна таблица, в която да опишете значението, придавано на всяка фигура. Трябва да се помни, че е най-добре да се дават подобни, свързани значения на такива символи.

Пример е схема за автоматизация на тръбопровода. Числата върху него могат да показват всички вещества, които протичат през определени участъци от тръбите. Номер 1 е вода, номер 2 е пара, 3 е въздух и т.н. Естествено, всяка верига има своя собствена специализация, така че тези обозначения са само примерни. Можете свободно да избирате как да обозначите този или онзи елемент от вашата диаграма с помощта на числа.

В резултат на това можем да кажем, че днес автоматизацията е много важен и широко разпространен процес, който играе много сериозна роля в развитието на индустрията, в производството и като цяло във всяка сфера на дейност. Така че съставянето на компетентна и точна функционална схема за автоматизация също е много полезно умение, тъй като благодарение на такива документи процесът на автоматизация се извършва много по-бързо и по-ефективно. Обширната и ясна схема за автоматизация е ключът към висококачественото изпълнение на плана и по-нататъшното функциониране на автоматизираното производство. Ето защо днес се обръща толкова голямо внимание на този въпрос.

Схемите за автоматизация са основният технически документ, който определя структурата на функционалния блок на отделните звена за автоматично наблюдение, контрол и регулиране на технологичния процес и оборудване на контролния обект с инструменти и оборудване за автоматизация (включително телемеханика и компютърна техника).

При разработването на схеми за автоматизация (преди се използва името и сега се използва доста широко - функционални схеми за автоматизация), е необходимо да се решат следните проблеми:

– 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;

– наблюдение и сигнализиране (при необходимост) на технологичните параметри на процеса и състоянието на технологичното оборудване.

Ориз. 12. Структура на автоматизираната система за управление на процеса CTS за полимеризация на етилен
(разработено от INDASOFT LLC, Москва)

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.

Резултатът от изготвянето на схеми за автоматизация е:

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 или спирателните органи на технологичното оборудване;

4) разполагане на оборудване за автоматизация на разпределителни табла, конзоли, технологично оборудване и тръбопроводи и др. И определяне на методи за представяне на информация за състоянието на технологичното оборудване.

Инструментите, оборудването за автоматизация, електрическите устройства и компютърните елементи са показани на функционални схеми за автоматизация в съответствие с GOST 21.404-85 и индустриалните разпоредби.

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.

Схемите за автоматизация могат да бъдат изпълнени по два начина:

1) разширени с изображение на MPC, разпределителни табла, контролни панели, като се използват конвенционални правоъгълници (обикновено в долната част на чертежа), в рамките на които е показано инсталираното върху тях оборудване за автоматизация;

2) по опростен начин с изобразяване на оборудване за автоматизация на технологични диаграми в близост до устройствата за избор и приемане, без да се конструират правоъгълници, изобразяващи условно табла, конзоли и др.

Предимството на първия метод е по-голямата яснота, което значително улеснява четенето на диаграмата. Устройства, вградени в
технологични комуникации, показани с прекъсната линия, изображения на тръбопроводи; наблизо са показани устройства, инсталирани на технологично оборудване. Останалите технически средства са показани с графични символи в правоъгълници в долната част на диаграмата.
Правоъгълници, представляващи MPK, щитове и конзоли, са поставени в такъв
последователност, за да се осигури простота и яснота на диаграмата и минимум пресичания на комуникационни линии. Във всеки правоъгълник от лявата страна е дадено неговото име (заглавие).

При разработването на проект за автоматизация, на първо място, е необходимо да се реши от кои места ще се контролират определени зони на съоръжението, къде ще бъдат разположени контролните точки и операторските стаи, каква трябва да бъде връзката между тях, т.е. необходимо е да се решат въпросите за избор на управленска структура. Под управляваща структура се разбира набор от части на автоматична система, на които тя може да бъде разделена по определен критерий, както и начините за предаване на влияния между тях. Графично представяне на управленска структура се нарича блокова диаграма. Въпреки че първоначалните данни за избор на структура на управление и нейната йерархия с различна степен на детайлност се уточняват от клиента при издаване на задание за проектиране, пълната структура на управление трябва да бъде разработена от проектантската организация.

Изборът на управляваща структура за обект на автоматизация оказва значително влияние върху ефективността на неговата работа, намалявайки относителната цена на системата за управление, нейната надеждност, поддръжка и др.

Като цяло всяка система може да бъде представена:

конструктивна структура;

функционална структура;

алгоритмична структура.

В конструктивната структура на системата всяка част от нея представлява самостоятелно конструктивно цяло.

Диаграмата на дизайна съдържа:

Съоръжение и система за автоматизация;

Информационни и контролни потоци.

В алгоритмичната структура всяка част е предназначена да изпълнява определен алгоритъм за трансформиране на входния сигнал, който е част от целия алгоритъм за работа на системата.

Дизайнерът разработва алгоритмична блокова диаграма (ASC) на обект за автоматизация, използвайки диференциални уравнения или графични характеристики. Един обект за автоматизация е представен като няколко връзки с различни функции за прехвърляне, свързани помежду си. В ACC отделните връзки може да нямат физическа цялост, но тяхната връзка (веригата като цяло) по отношение на статични и динамични свойства, по отношение на алгоритъма на функциониране, трябва да бъде еквивалентна на обекта за автоматизация. Фигура 9.2 показва пример за автоматизирана система за управление.

Във функционалната структура всяка част е проектирана да изпълнява определена функция.

Проектите за автоматизация изобразяват конструктивни блокови схеми с елементи на функционални характеристики. Пълна информация за функционалната структура, посочваща локалните управляващи контури, каналите за управление и контрола на процеса, е предоставена във функционалните диаграми.

Структурната схема на автоматизираната система за управление на процесите е разработена на етап „Проект“ по време на двуетапно проектиране и съответства на състава на системата.

Блоковата схема показва в общ вид основните решения на проекта относно функционалните, организационните и техническите структури на автоматизираната система за управление на процесите в съответствие с йерархията на системата и връзките между точките за управление и управление, оперативния персонал и технологичния контрол обект. Принципите за организиране на оперативното управление на технологичното съоръжение, съставът и обозначенията на отделните елементи на структурната схема, приети при внедряването на блоковата схема, трябва да бъдат запазени във всички проектни документи за автоматизираната система за управление на процесите.

Блоковата диаграма показва следните елементи:

Технологични подразделения (отдели, участъци, цехове, производства);

Пунктове за контрол и управление (локални табла, операторски и диспечерски центрове, блокови табла и др.);

Технологичен персонал (оперативен) и допълнителни специални услуги, осигуряващи оперативно управление;

Основни функции и технически средства, осигуряващи изпълнението им във всяка точка на управление и управление;

Връзка между отделите и с автоматизирани системи за управление от по-високо ниво.

Блоковата схема на системата за автоматизация се изпълнява от възли и включва всички елементи на системата от сензора до регулиращия орган, като се посочва местоположението, показвайки техните взаимоотношения помежду си.