1. Основные понятия и определения теории автоматического управле ния
 Скачать 4.71 Mb.
|
|
Условные обозначения Функциональная схема автоматического контроля и управления содержит упрощенное изображения технологической схемы автоматизируемого процесса. Оборудование на схеме показывается в виде условных изображений. На функциональной схеме изображаются системы автоматического контроля, регулирования, дистанционного управления, сигнализации, защиты и блокировок. В схемах автоматизации технологических процессов используют обозначения измеряемых величин, функциональные признаки приборов, линии связи, а также способы построения условных графических обозначений приборов и средств автоматизацииВсе местные измерительные и преобразовательные приборы, установленные на технологическом объекте, изображаются на функциональных схемах автоматизации (ФСА) в виде окружностей (см. рисунок 1, а, б). Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях, то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия (см. рисунок 1, в, г). Если функция, которой соответствует окружность, реализована в системе распределенного управления (например, в компьютеризированной системе), то окружность вписывается в квадрат (см. рисунок 1, д). Внутрь окружности вписываются: - в верхнюю часть - функциональное обозначение (обозначения контролируемых, сигнализируемых или регулируемых параметров, обозначение функций и функциональных признаков приборов и устройств); - в нижнюю - позиционные обозначения приборов и устройств. Места расположения отборных устройств и точек измерения указываются с помощью тонких сплошных линий. а) б) 10 15 10 в) г) д) Рисунок 1 Таблица 1 Графические обозначение элементов автоматизации Наименование Обозначение 1 Первичный измерительный преобразователь (датчик); прибор, устанавливаемый по месту; 2 Прибор, устанавливаемый на щите, пульте 3 Исполнительный механизм. Общее обозначение 4 Регулирующий орган 5 Общее обозначение линии связи 6 Пересечение линий связи с соединением и без него. Буквенные обозначения средств автоматизации строятся на основе латинского алфавита и состоят из трех групп букв: 1 буква - Контролируемый, сигнализируемый или регулируемый параметр: D - плотность, Е - любая электрическая величина, F - расход, G - положение, перемещение, Н - ручное воздействие, К - временная программа, L - уровень, М - влажность, Р - давление, Q - состав смеси, концентрация, R - радиоактивность, S - скорость (линейная или угловая), Т - температура, U - разнородные величины, V - вязкость, W – масса. 2 буква (необязательная) - уточнение характера измеряемой величины: D - разность, перепад, F - соотношение, J - автоматическое переключение, Q - суммирование, интегрирование. 3 группа символов (несколько букв) - функции и функциональные признаки прибора: I - показания, R - регистрация, С - регулирование, S - переключение, Y - преобразование сигналов, переключение, А - сигнализация, Е - первичное преобразование параметра, Т - промежуточное преобразование параметра, передача сигналов на расстояние, К - переключение управления с ручного на автоматическое и обратно, управление по программе, коррекция. Дополнительные условные обозначения преобразователей сигналов и вычислительных устройств приведены в таблице 1. Букву S не следует применять для обозначения функции регулирования (в том числе позиционного). Буква Е применяется для обозначения чувствительных элементов, т. е. устройств, выполняющих первичное преобразование, например, термометров термоэлектрических (термопар), термометров сопротивления, сужающих устройств расходомеров. Буква Т обозначает промежуточное преобразование — дистанционную передачу сигнала. Ее рекомендуется применять для обозначения приборов с дистанционной передачей показаний, например, бесшкальных манометров (дифманометров), манометрических термометров с дистанционной передачей и других подобных приборов. Буква K применяется для обозначения приборов, имеющих станцию управления, т. е. переключатель для выбора вида управления (автоматическое, ручное) и устройство для дистанционного управления. Буква Y рекомендуется для построения обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств. Порядок построения условных обозначений с применением дополнительных букв следующий: на первом месте ставится буква, обозначающая измеряемую величину; на втором—одна. Буква U может быть использована для обозначения прибора, измеряющего несколько разнородных величин. Расшифровка этих величин приводится около прибора или на поле чертежа. Для конкретизации измеряемой величины около изображения прибора (справа от него) необходимо указывать наименование или символ измеряемой величины, например, «Напряжение», «Ток», рН, О2 и т. д. Для обозначения величии, не предусмотренных данным стандартом, могут быть использованы резервные буквы В, N, О; при этом многократно применяемые величины следует обозначать одной и той же резервной буквой. Резервные буквенные обозначения должны быть расшифрованы на схеме. Вводной и той же документации не допускается применение одной резервной буквы для обозначения разных величии. Условные обозначения других приборов, используемых на схемах, показаны на рисунке 2.: - исполнительный механизм (общее обозначение). Положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала не регламентируется, – рисунок 2., а; - исполнительный механизм, открывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала, – рисунок 2., б; - исполнительный механизм, закрывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала, – рисунок 2., в; - исполнительный механизм, оставляющий регулирующий орган в неизменном положении при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала, - рисунок 2., г; - исполнительный механизм с дополнительным ручным приводом (обозначение может применяться в сочетании с любым из дополнительных знаков, характеризующих положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала), – рисунок 2., д; - автоматическая защита из системы противоаварийной защиты (ПАЗ, см. рисунок 2.,е); - технологическое отключение (включение) из системы управления (см. рисунок 2, ж); - регулирующий орган (задвижка, клапан и т.д.), – рисунок 2., и; - регулирующий клапан, открывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально открытый), – рисунок 2., к; - регулирующий клапан, закрывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально закрытый), – рисунок 2., л; - управляющий электропневматический клапан, – рисунок 2., м; - отсекатель с приводом (запорный клапан), – рисунок 2., н; - электрозадвижка, – рисунок 2., п; - пневмоотсекатель, – рисунок 2., р; - отборное устройство без постоянно подключенного прибора (служит для эпизодического подключения приборов во время наладки, снятия характеристик и т. п.), – рисунок 2., с. Т S S а) б) в) г) д) е) ж) Рисунок 2. 2 Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации Первичный измерительный преобразователь для измерения температуры, установленный по месту (например, термоэлектрический преобразователь (термопара), термопреобразователь сопротивления, термобаллон манометрического термометра, датчик пирометра и т.д.). Прибор для измерения температуры показывающий (термометры ртутный, манометрический и т.д.). Пример: термометр … Прибор для измерения температуры показывающий, установленный на щите (милливольтметр, логометр, потенциометр , мост автоматический и т.д.). Прибор для измерения температуры бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Пример: Преобразователь термоЭДС в стандартный токовый сигнал 0…5 мА,. Прибор для измерения температуры регистрирующий, установленный на щите (милливольтметр самопишущий, логометр, потенциометр и т.д.). Прибор для измерения температуры с автоматическим обегающим устройством регистрирующий, установленный на щите (термометр манометрический, милливольтметр, потенциометр, TE TI TI TT TR TIR мост и т.д.).). Прибор для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, установленный на щите (термометр манометрический, милливольтметр, потенциометр и т.д.). Регулятор температуры бесшкальный, установленный по месту (дилатометрический регулятор температуры и д.р.). Комплект для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, снабженный станцией управления, установленный на щите Прибор для измерения температуры бесшкальный с контактным устройством, установленный по месту (реле температурное). Байпасная панель дистанционного управления, установленная на щите. Переключатель электрических цепей измерения (управления), переключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щите. Прибор для измерения давления (разряжения), показывающий, установленный по месту (любой показывающий манометр, дифманометр, напоромер и т.д Прибор для измерения перепада давления показывающий, установленный по месту (дифманометр показывающий). Прибор для измерения давления (разряжения) бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (дифманометр бесшкальный с пневмо- или электропередачей). Прибор для измерения давления (разряжения) регистрирующий, установленный на щите (самопишущий манометр или любой другой вторичный прибор для регистрации давления). Прибор для измерения давления с контактным устройством, установленный по месту (реле давления). Прибор для измерения давления (разряжения) показывающий с контактным устройством, установленный по месту (электроконтактный манометр и т.д.). Регулятор давления прямого действия «до себя». Первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, установленный по месту (диафрагма, сопло Вентури датчик индукционного расходомера и т.д.). Прибор для измерения расхода бесшкальный с дистанционной TRC TC TRK TC TS HC HC PI PDI PT PR PS PIS PC FE FT передачей показаний, установленный по месту (бесшкальный дифманометр, ротаметр с пневмо- или электропередачей). Прибор для измерения соотношения расходов регистрирующий, установленный на щите (любой вторичный прибор для регистрации соотношения расходов). Прибор для измерения расхода показывающий, установленный по месту (дифманометр или ротаметр показывающий и т.д.). Прибор для измерения расхода интегрирующий показывающий, установленный по месту (любой счетчик-расходомер с интегратором). Прибор для измерения расхода показывающий интегрирующий, установленный на щите (показывающий дифманометр с интегратором). Прибор для измерения расхода интегрирующий с устройством для выдачи сигнала после прохождения заданного количество вещества, установленный по месту (счетчик-дозатор). Первичный измерительный преобразователь для измерения уровня, установленный по месту (датчик электрического или емкостного уровнемера). Прибор для измерения уровня показывающий, установленный по месту. Прибор для измерения уровня с контактным устройством, установленный по месту (реле уровня). Прибор для измерения уровня с контактным устройством бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту (уровнемер бесшкальный с пневмо- или электропередачей). Прибор для измерения уровня бесшкальный регулирующий с контактным устройством, установленный по месту (электрический регулятор-сигнализатор уровня с блокировкой по верхнему уровню). Прибор для измерения уровня показывающий с контактным устройством, установленный на щите (вторичный показывающий прибор с сигнализацией верхнего и нижнего уровня). FFR FT FQI FQI FQIS LE LI LS LT LCS H LIA H L Прибор для измерения плотности раствора бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту Прибор для измерения размеров показывающий, установленный по месту (толщиномер). Прибор для измерения любой электрической величины показывающий, установленный по месту. Вольтметр. Амперметр. Ваттметр Прибор для управления процессом по временной программе, установленный на щите (командный пневматический прибор, многоцепное реле времени и т.д.). Прибор для измерения влажности регистрирующий, установленный на щите (вторичный прибор влагомера и т.д.). Первичный преобразователь для измерения качества продукта, установленный по месту (датчик рН-метра и т.д.). Прибор для измерения качества продукта показывающий, установленный по месту (газоанализатор на кислород и т.д.). Прибор для измерения качества продукта регистрирующий регулирующий, установленный на щите (вторичный самопишущий прибор регулятора концентрации серной кислоты в растворе и т.д.). Прибор для измерения радиоактивности показывающий с контактным устройством, установленный по месту (прибор для показаний и сигнализации предельно допустимых значений и - излучений). Прибор для измерения частоты вращения привода регистрирующий, установленный на щите (вторичный прибор тахогенератора). Прибор для измерения нескольких разнородных величин регистрирующий, установленный по месту (самопишущий дифманометр-расходомер с дополнительной записью давления и температуры). Прибор для измерения вязкости раствора показывающий, DT GI EI EI V A EI W EI KS MR pH QE O 2 QI H 2 SO 4 QRC , RIA SR U=f(F,P,T) UR установленный по месту (вискозиметр показывающий). Прибор для измерения массы продукта показывающий с контактным устройством, установленный по месту (устройство электронно-тензометрическое сигнализирующее и т.д.). Прибор для контроля погасания факела печи бесшкальный с контактным устройством, установленный на щите (вторичный прибор запально-защитного устройства; применение резервной буквы В должно быть оговорено на поле схемы). Преобразователь сигнала, установленный на щите (входной и выходной сигналы – электрические; нормирующий преобразователь и т.д.). Преобразователь сигнала, установленный по месту (входной сигнал пневматический, выходной – электрический; электропневмопреобразователь ЭПП-63 и т.д.). Устройство, выполняющее функцию умножения на постоянный коэффициент К. Пусковая аппаратура для управления электродвигателем (магнитный пускатель, контактор и т.д.; применение резервной буквы N должно быть оговорено на поле схемы). Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управления, установленная на щите (кнопка, ключ управления, задатчик и т.д.). Аппаратура для ручного дистанционного управления, снабженная устройством для сигнализации, установленная на щите (кнопка с лампочкой и т.д.). Ключ управления, предназначенный для выбора управления, установленный на щите. Таблица 2.3 - Форма спецификации к ФСА Поз. Параметры среды, измеряемые параметры Наименование и техническая характеристика Марка К- во Прим е- чание 100-1 101-1 103-2 Измерение уровня в ёмкости Е-2 2-х проводный ультразвуковой преобразователь для измерения уровня и объема жидкостей в танках для хранения и простых рабочих резервуарах. Диапазон измерения версия 6 м 0,25 до 6 SITRANS Probe LU 3 По месту VI WIA BS E/E TY P/E PY K FY NS H HA HS м. Температурная компенсация встроена. Примечание - Приборы в спецификации могут быть сгруппированы по позициям на схеме или по маркам. 3 Основные принципы построения функциональных схем автоматизации ФСА представляют собой технологическую схему с нанесенными на нее обозначениями контрольно-измерительных приборов. Технологическое оборудование чертится обычными линиями, контрольно-измерительное – тонкими. При этом первичные преобразователи (датчики) ХЕ (для упрощения буквой Х обозначен произвольный технологический параметр; вместо него может быть любое обозначение из принятых: температура Т, расход F и т.д.), показывающие приборы, установленные по месту XI (TI, LI, FQI, PI и т.д.) и исполнительные устройства (клапаны, задвижки и др.) показываются непосредственно на схеме. Прочие приборы сносятся в таблицу, которая расположена ниже схемы и имеет как минимум две строки, обозначенных «По месту» и «На щите». Существует несколько наиболее распространенных вариантов ФСА. а) б) в) г) д) е) Рисунок 3 Вариант 1. Измерение и индикация технологического параметра по месту (XI). Обычно эта функция возлагается на один прибор, в конструкцию которого входят датчик, преобразователь и шкала (индикатор). Прибор отображает значение измеренного параметра непосредственно в месте измерения и часто не имеет возможности вывода сигнала на щит. К таким приборам относятся градусники, стеклянные уровнемеры, расходомеры-счетчики и т.д. Прибор обозначается одной окружностью (см. рисунок 3, а). на щи те п о м ес ту ХI 1-1 ХE 2-1 ХE 3-1 ХE 4-1 ХE 5-1 ХE 6-1 XT 4-2 E/E XT 3-2 E/E XT 2-2 E/E XIR 6-3 XIA 4-3 XIR 3-3 XI 2-3 XT 6-2 E/E XT 5-2 E/E XIRA 5-3 XIA 6-4 6-5 5-4 4-4 Вариант 2. Измерение с индикацией на щите оператора (XI, рисунок 3,б). Поскольку щит оператора, как правило, располагается на расстоянии от нескольких метров до нескольких десятков километров от места измерения технологического параметра, а сам технологический параметр не представляется возможным вывести на щит (например, температуру невозможно передавать на расстояние), то используется система из трех приборов: первичного преобразователя (датчика ХЕ), вторичного преобразователя (ХТ) и индикатора (XI). Цепочка передачи сигнала: XE [XT] XI (квадратные скобки показывают, что вторичный преобразователь может отсутствовать). Датчик измеряет технологический параметр, преобразует его в какой-либо сигнал, удобный для дальнейшей передачи (напряжение, ток, давление и т.д.) и передает его вторичному преобразователю. Вторичный преобразователь усиливает этот сигнал, преобразует его в один из унифицированных сигналов и передает далее. Вторичный преобразователь может отсутствовать, если, например, с выхода датчика уже поступает унифицированный сигнал. Показывающий прибор (XI) на щите у оператора, получив сигнал, отображает его на шкале (индикаторе). Если унифицированный сигнал токовый, то показывающий прибор – амперметр, если напряжение – вольтметр или потенциометр, если пневматический – манометр. |