Лекция 1 Состав проектов автоматизации
 Скачать 1.14 Mb.
|
|
ЛЕКЦИЯ №1 Состав проектов автоматизации Цель: Ознакомиться с принципами создания, чтения и назначения монтажных схем. План: Стадии проектирования и состав проектов автоматизации Схемы, чертежи проекта автоматизации Стадии проектирования и состав проектов автоматизации Проектная документация на систему автоматизации технологических процессов должна содержать необходимые чертежи, расчеты измерительный и регулирующих устройств, спецификации и сметы, позволяющие осуществить: заказ и изготовление аппаратуры, приборов, щитов и пультов контроля и управления, материалов для их монтажа, материалов для соединительных линий; монтаж устройств, входящих в систему автоматизации и ее наладку; эксплуатацию системы автоматизации в целом и ее отдельных элементов. Проекты систем автоматизации технологических процессов выполняют на основании и в соответствии с техническим заданием на проектирование, которое составляется в процессе разработки технологической части проекта. Задание на проектированиедолжно содержать следующие данные: А) общие требования – наименование предприятия, цеха, агрегата, основание для проектирования, задачи проекта, перечень производств, агрегатов, установок, – охватываемые проектом автоматизации, стадии проектирования и варианты проекта технологической части, сроки строительства и очередность ввода в действие производственных подразделений предприятия, наименование организаций-участников разработки проекта предприятия, цеха, агрегата, и др.; Б) особенности проекта – степень пожароопасности, агрессивность атмосферы и ее состав и др.; В) предполагаемую организацию управления производственными процессами и расположение пунктов управления – центральные диспетчерские, цеховые, агрегатные; Г) чертежи (технологические) объекта, на которых отмечены рекомендуемые места установки щитов с приборами автоматики отборных устройств, датчиков, регулирующих и запорных органов; Д) чертежи строительного задания или промежуточные чертежи строительной части цеха – план и разъемы здания, фундаменты и металлоконструкции; Е) чертежи выбранных помещений для размещения средств и систем автоматизации и площадок для обслуживания измерительных диафрагм, других датчиков системы автоматизации, а также регулирующих органов; Ж) перечни контролируемых и регулируемых параметров, данные, необходимые для выбора анализаторов жидкости или газа, расчета сужающих устройств и регулирующих органов, выбора уровнемеров; З) дополнительные условия и требования. На основании технического задания на проектирование в составе проектных материалов систем автоматизации технологических процессов разрабатываются последующие чертежи. Структурная схема управления и контроля.При разработке системы автоматизации следует в первую очередь, определить с каких мест те или иные участки технологического объекта будут управляться, где будут размещены пункты управления, операторские помещения, характер взаимосвязей между пунктами контроля и управления объектом, а также отдельными лицами, т.е. необходимо решить вопросы выбора структуры управления. Таким образом под структурой управления следует понимать совокупность частей системы, на которые она может быть разделена по определенному признаку, а также направление и путь передачи воздействий между ними. Графическое изображение структуры управления и называется структурной схемой (рис.1)  Рисунок 1 – Структурная схема системы контроля и управления: К – контроль, С – сигнализация, ДС – диспетчерская связь, ДУ – дистанционное управление Начертежахструктурныхсхемусловнымиобозначениямиуказаны: Технологические подразделения автоматизируемого объекта (отделения, участки, цеха, производства); Пункты контроля и управления (местные щиты и пульты, операторские и диспетчерские пункты, управляющие вычислительные машины и т.д.) с указанием их назначения и наименований; Диспетчерские и операторские щиты и пульты управления, которые не входят в состав разрабатываемого проекта, но имеют связь с проектируемыми системами контроля и управления; Линии связи между подразделениями технологического объекта, пунктами контроля, и управления, а также технологического персонала между собой и вышестоящей системой управления с буквенными обозначениями вида оперативной связи и обозначением стрелками направления поступления информации, выдачи команд, распоряжений и т.п. Схема автоматизации (рис.2). В систему автоматизации технологического процесса входит значительное количество различных элементов, которые во взаимодействии выполняют различные функции. Для разъяснения процессов, протекающих в системе автоматизации или ее отдельных элементах разрабатывается специальная схема, называющаяся «схемаавтоматизации»или «функциональнаясхемаавтоматизации».  Схема автоматизации является основным техническим документом проектной документации, определяющим структуру и характер систем автоматизации технологических процессов, а также оснащение их приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами вычислительной техники). При выполнении схем автоматизации учитывают состав и содержание задач по контролю и управлению технологическими процессами, организацию пунктов контроля и управления, связи между местными системами управления, связи между местными системами управления отдельными объектами и центральной системой управления. Схема автоматизации представляет собой чертеж, на котором схематически условными обозначениями показывают: Технологическое оборудование, коммуникации, органы управления ними; Приборы и средства автоматизации, а также линии связи между Средства вычислительной (машины централизованного контроля, управляющие вычислительные машины и т.п.) и линии связи их с датчиками, преобразователями, исполнительными механизмами и т.д.; Таблицы условных обозначений технологических коммуникаций, приборов и средств автоматизации, примененных в схеме автоматизации, если эти изображения не предусмотрены действующими стандартами; Необходимые пояснения к схеме (на чертежи схемы автоматизации). !!!Вспомогательные устройства, такие как редукторы и фильтры для воздуха, источники питания, автоматы, выключатели и предохранители в цепях питания, реле, соединительные коробки, а также другие устройства и монтажные элементы на схемах не показывают. В результате составления схем автоматизации определяют оптимальный объем (уровень) автоматизации, параметры технологического объекта, подлежащие контролю, регулированию и сигнализации, а также пределы их изменения; методы измерения технологических параметров; основные технические средства автоматизации, наиболее полно отвечающие предъявленным требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта; размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании, трубопроводах и т.п., а также определение способов передачи и представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования; взаимосвязь между средствами автоматизации. Таким образом, схемы автоматизации являются основным исходным материалом для разработки всех остальных документов проектов автоматизации. Принципиальные (электрические, пневматические, гидравлические) схемы автоматического регулирования, управления, сигнализации и питания.Принципиальная схема определяет принцип действия, состав и взаимодействие элементов схемы. На чертежах принципиальных схем (в соответствии с действующими стандартами и нормами) изображаются: условные обозначения принципа действия того или иного функционального узла системы автоматизации; части отдельных элементов (приборов, средств автоматизации, электрических аппаратов) данной схемы, которые используются в других схемах, а также элементы устройств из других схем; диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств (рис.3).  Рисунок 3 – Принципиальная схема регулирования соотношения «природный газ-воздух» На основании принципиальных схем разрабатывают чертежи общих видов и монтажных схем щитов пультов, стендов, таблиц подключений и соединений их между собой, а также с приборами и вспомогательными механизмами; проверяют правильность выполненных соединений; задают уставки аппаратам защиты, средствам контроля и регулирования процесса; настраивают путевые и конечные выключатели. !!!Таким образом, принципиальные схемы необходимы при производстве наладочных работ и в процессе эксплуатации системы автоматизации. Общие виды щитов и пультов. Щиты и пульты систем автоматизации предназначены для размещения на них средств контроля и управления технологическим процессов, сигнальных устройств, аппаратуры защиты, блокировки и т.д. Щиты и пульты изготавливают специальные заводы электромонтажных изделий, которые имеют полный комплект конструкторской документации для их производства. Поэтому в проекте автоматизации разрабатывается только документация, связанная с особенностями проектируемой системы автоматизации, т.е. на чертежах общих видов изображают приборы и средства автоматизации в соответствии с функциональными и принципиальными схемами, дают их размещение на щите, приводят надписи в рамках и т.д. (рис.4)  Монтажные схемы щитов и пультов.Чертежи монтажных схем разрабатывают для выполнения на завод-изготовителе щитов внутрищитовых присоединений к установленным приборам, пуско- регулирующей и сигнальной аппаратуре (кнопки управления, универсальные переключатели, сигнальные лампы, различные резисторы, конденсаторы, диоды), клеммным сборкам, преобразователям и источникам электропитания (трансформаторы, стабилизаторы, выпрямители, прерыватели) всех линий связи, идущих от первичных приборов, датчиков, исполнительных механизмов и других систем автоматизации, а также линий связи, идущих от первичных приборов, датчиков, исполнительных механизмов и других систем автоматизации, а также линий, идущих от первичных приборов, датчиков, исполнительных механизмов и других систем автоматизации, а также линий связи между аппаратурой, установленной на этом щите. К этим линиям связи относятся трубные импульсные линии, кабели, управления и т.д. Чертеж монтажной схемы (рис.5) представляют собой вид на внутренние плоскости щита (передней и боковой стенок), поворотные рамы, а также двери (только для малогабаритных щитов) с установленными на них приборами, аппаратурой, изделиями для монтажа электропроводок и трубных проводок.  Схема внешних электрических и трубных проводок. На схеме внешних соединенийэлектрическихитрубныхпроводокизображаютпрокладываемые вне щитов и пультов электрические провода, кабели, защитные трубы, короба,металлорукаваиимпульсные,командные,питательные,продувочные и дренажные трубопроводы с указанием их длин, маркировки, характера соединений, наличия промежуточных мест коммуникации и т.д. В соответствии с действующими стандартами и нормалями на чертеже схемы внешних соединений условными обозначениями показывают: отборные устройства и первичные преобразователи, регулирующие органы, встраиваемые в технологическое оборудование и трубопроводы; щиты, пульты и местные пункты управления, контроля, регулирования, сигнализации и питания; устанавливаемые вне щитов приборы, регуляторы, исполнительные механизмы и т.д.; соединительные и протяжные коробки, коробки свободных концов термопар; электрические провода и кабели, импульсные, командные, питающие, продувочные, дренажные, трубопроводы, положенные вне щитов; узлы присоединения электрических и трубных проводок к приборам, аппаратам и коробкам; запорную арматуру и элементы для соединений и ответвлений трубных проводок; коммутационные зажимы, расположенные вне щитов, приборов и других средств автоматизации; линии заземления (зануления) щитов, приборов и других электроприемников, подлежащих заземлению (занулению) согласно нормативным документам (рис.6). Схемы внешних электрических и трубных проводок разрабатывают на основании структурных схем и схем автоматизации; принципиальных схем автоматического контроля, регулирования, управления, сигнализации и питания; монтажных схем щитов и пультов.  Рисунок 6 – Схема внешних соединений Планы расположения средств автоматизации, электрических и трубных проводок.На этих чертежах показывают контуры здания или промышленной площадки, технологическое оборудование и основные технологические трубопроводы; отборные устройства, первичные приборы и регулирующие органы, расположенные на технологическом оборудовании и трубопроводах; приборы, регуляторы, исполнительные механизмы, электроаппаратуру и другое оборудование, устанавливаемое вне щитов (на стенах, полах и колоннах зданий, на каркасах технологических агрегатов, в каналах, на эстакадах, на открытых площадях и т.д.); шиты и пульты, периферийные устройства и кроссовые шкафы УВМ с указанием установочных чертежей; потоки электрических и трубных проводок, прокладываемых по каркасам технологических агрегатов, по стенам, потолкам, колоннам и в полу зданий, в каналах, траншеях и на эстакадах с указанием номеров чертежей крепления; соединительные и проходные коробки, шкафы и коробки переборочных соединений, коробки свободных концов термопар, термостаты; поемы для прокладки электрических и трубных проводок через стены зданий, сооружений и междуэтажные перекрытия со ссылками на чертежи этих проемов (рис.7). Следует иметь ввиду, что размещение и установка закладных устройств, первичных приборов, регулирующих органов, регуляторов прямого действия и т.п. на технологическом оборудовании и трубопроводах с указанием установочных чертежей выполняют в технологической части проекта по заданиям разработчика проекта системы автоматизации. Поэтому на чертеже плана расположения средств автоматизации, электрических и трубных проводок координацию этих элементов проводят с целью обеспечения точного определения необходимых длин кабелей, труб и других монтажных материалов. Чертежи размещения оборудования, электрических и трубных проводок разрабатывают на основании архитектурно-строительных чертежей цеха, объекта с указанием проемов, каналов, закладных устройств и т.п.; чертежей технологической части, на которых показано размещение технологического оборудования и трубопроводов с врезанными в них отборными и закладными устройствами, а также регулирующими и запорными органами; структурных схем автоматизации и принципиальных схем; схем внешних соединений электрических и трубных проводок; чертежей общих видов щитов, пультов, стативов.  Схема питания.Принципиальные схемы электропитания являются проектным материалом, которым пользуются не только при разработке рабочих чертежей, но и при эксплуатации смонтированного объекта. На чертежах схем питания должны изображаться: аппаратура отключения источников питания и потребителей электроэнергии, аппаратура контроля напряжения, название потребителей, общие пояснения и примечания, чертежи и перечень аппаратуры. Принципиальные электрические схемы питания на чертежах можно выполнять вместе с другими электрическими схемами автоматизации. Для питания приборов, аппаратов и других средств автоматизации переменного и постоянного тока должны как правило использоваться: трехфазный переменный ток 380/220 В с глухозаземленной нейтралью; трехфазный переменный ток 380 В с изолированной нейтралью; постоянный ток 110 или 220 В. При использовании в системах автоматизации приборов и аппаратов с номинальным напряжением, отличным от указанных выше, для питания должны применять либо имеющиеся системы соответствующих напряжений, либо специальные трансформаторы или преобразователи (выпрямители), предусматриваемые в системах электропитания КИП и СА. Питание схем производственной сигнализации рекомендуется осуществлять от систем электропитания КИП и СА переменного и постоянного тока напряжением не выше 220 В. Для питания освещения щитов должно применяться напряжение не выше 220 В. Питание ламп освещения должно осуществляться таким образом, чтобы при снятии со щита питающего напряжения лампы могли оставаться под напряжением. В качестве источника питания для системы КИП и СА должны использоваться цеховые распределительные подстанции, распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резкопеременная нагрузка (крупные электродвигатели, электропечи и т.д.). В отдельных случаях (при трудности использования силовой сети) допускается присоединять системы электропитания КИП и СА к щитам освещения.  Рисунок 8 – Схема питания Домашнее задание 1. Кратко законспектировать лекцию и выслать на адрес. Обратная связь: korsakov958@mail.ru |