прарпр. Разработка функциональных схем автоматизации при проектировании автоматизированных систем
 Скачать 4.8 Mb.
|
|
Буквенные позиционные обозначения электроаппаратуры Наименование Обозначение Прибор звуковой сигнализации Прибор световой сигнализации Контактор, магнитный пускатель Реле времени Амперметр Вольтметр Двигатель Устройства коммутационные в цепях управления сигнализации и т. п.: выключатели (переключатели) выключатели кнопочные путевой выключатель HA HL KM KT PA PV M SA SB SQ 24 Порядковые номера присваивают, начиная с единицы, в пределах электроаппаратуры одного вида, которым на схеме присвоено одинаковое буквенное обозначение, например звонок электрический HA1, HA2, HA3… и т. д., кнопка управления SB1, SB2 … и т. д. Позиции приборов и средств автоматизации, присвоенные им по спецификации, а также обозначения электроаппаратуры сохраняются во всех остальных документах проекта. Позиции приборов и средств автоматизации и позиционные обозначения электроаппаратуры проставляют в нижней части окружности. Если позиция или позиционное обозначение не помещается в окружности, допускается нанесение его вне пределов окружности с правой стороны условного обозначения или над ним (приложение 1, пример 55). 2. ОБЩИЕ ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ СХЕМ Схемы выполняются на листах любого стандартного формата: А4 (210*297); А3 (297*420), А2 (420*594), А1 (594*840). Выбранный формат должен обеспечивать компактное, наглядное и удобное для пользователя выполнение схемы. Формы заполнения штампов приведены в приложении 2. Линии на схемах выполняются в соответствии с правилами, установленными ГОСТ 2.701–84 [2] и ГОСТ 2.721–74 [3]. Толщину линий выбирают в зависимости от формата схемы и размеров условных графических обозначений. На одной схеме рекомендуется применять не более трех типоразмеров линий по толщине: тонкую b, утолщенную 2b и толстую 3b–4b, где b – толщина линии, которая выбирается в зависимости от размеров схемы. Толщину линии выбирают в пределах от 0,2 до 1 мм и выдерживают постоянной во всем комплекте схем. Графические обозначения элементов и линий связи выполняют линиями одинаковой толщины. Рекомендуется использовать линии следующей толщины: – контуры оборудования (технологические схемы) – 0,2–0,5 мм; – трубопроводные коммуникации – 0,5–1,5 мм; – графические обозначения приборов и средств автоматизации – 0,5–0,6 мм; – соединительные линии и горизонтальная черта внутри обозначения прибора (окружности) – 0,2–0,3 мм; 25 – линии выносок – 0,2–0,3 мм. Для надписей и цифр рекомендуется использовать следующие размеры стандартного шрифта: для позиционных обозначений – буквы и цифры – 3,5 мм; для дополнительного текста и надписей – 3,5–5,0 мм. В надписях и текстах применяют только общепринятые сокращения слов. В тексте не допускается сокращенное обозначение единиц физических величин, если они употребляются без цифр. 3. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ Ранее, при рассмотрении правил построения графических и буквенных обозначений приборов и средств автоматизации, указывалось, что ГОСТ 21.404–85 предусматривает два способа построения условных обозначений технических средств – упрощенный и развернутый. Соответственно изображения комплектов приборов и средств автоматизации на функциональных схемах также могут выполняться упрощенным или развернутым способом. П р и у п р о щ е н н о м с п о с о б е на схемах не показывают первичные измерительные преобразователи и вспомогательную аппаратуру. На схеме отражают только основные функции контроля и управления, как правило, с помощью одного условного графического обозначения (окружности или овала), которое располагают на поле чертежа вблизи места измерения технологического параметра, или нанесения управляющего воздействия, а техническую структуру системы раскрывают в принципиальных схемах или другой технической документации. П р и р а з в е р н у т о м с п о с о б е построения условных обозначений каждое средство автоматизации на функциональной схеме показывают отдельно с указанием места реализации функций. Рассмотрим примеры выполнения функциональных схем обоими способами, хотя в последние годы в практике проектных организаций преимущественно используется упрощенный способ. Пример 1. На рис. 7 изображен участок технологического трубопровода, на котором упрощенным и развернутыми способами показан функциональный узел автоматического регулирования расхода сырья. 26 При упрощенном способе первичный измерительный преобразователь (диафрагма или сопло) не показан. Место установки первичного преобразователя обозначено пересечением линий технологического трубопровода с линией, связывающей этот преобразователь с условным обозначением прибора, осуществляющего сложные функции. Исполнительный механизм обозначения не имеет. При развернутом способе показаны: первичный измерительный преобразователь (поз. 3–1), установленный по месту; прибор для измерения расхода – безшкальный, с дистанционной передачей, показывающий, установленный по месту (поз. 3–2), например бесшкальный дифманометр; прибор для измерения расхода – регистрирующий, регулирующий (поз. 3–3). Исполнительный механизм имеет обозначение 3–4. Пример 2. На рис. 8 изображена функциональная схема автоматизации технологического процесса, предусматривающего тепловую обработку продукта с одновременным его перемешиванием, выполненная развернутым способом. 27 28 Контроль предельно допустимого уровня в резервуаре осуществляет вторичный прибор (поз. 1–2), установленный на щите и име-ющий пневматический выходной сигнал. При достижении продуктом в реакторе предельно допустимого уровня сигнал с первичного преобразователя (поз. 1–1), установленного по месту, поступает на вторичный прибор (поз. 1–2), который инициирует срабатывание световой предупредительной сигнализации (на щите включается лампа HL1). Нагрев продукта в резервуаре производится паром. При этом температура продукта на выходе из резервуара контролируется датчиком температуры (поз. 2–1), сигнал с которого поступает на измеритель-регулятор температуры (поз. 2–2). Если температура продукта не равна заданной, то измеритель-регулятор температуры сформирует команду управления на исполнительный механизм (поз. 2–3) для уменьшения или увеличения подачи пара. Управление двигателем мешалки М1 производится с помощью кнопок ручного управления SB4 и SB5, установленных на щите. По месту в данном случае установлен магнитный пускатель двигателя мешалки KM1 и кнопки аварийного отключения мешалки SB3. При работающем двигателе мешалки M1 на щите включается сигнальная лампа HL2. Положение ключа управления SA1 определяет режим управления: ”A” – автоматический, “D” – дистанционный (ручной). При автоматическом режиме управление исполнительным механизмом подачи пара (поз. 2–3) производится измерителем- регулятором температуры (поз. 2–2), а при дистанционном – оператором, с помощью кнопок управления SB1 и SB2 (“Меньше”, “Больше”). Пример 3. На рис. 9 изображена функциональная схема автоматизации пароварочной камеры, выполненная развернутым способом. С помощью ключа управления SA1 можно вести термическую обработку колбасных изделий либо в автоматическом, либо в операторном (ручном) режиме управления. Обогрев камеры производится острым паром. 29 30 В схеме предусмотрена блокировка от концевого выключателя (поз. 3), которая не дает возможности включения системы автоматики и подачи пара при открытых дверях пароварочной камеры. Лампой HL1 сигнализируется открытое положение дверей камеры. При необходимости блокировка может быть отключена кнопкой SB1. Термосопротивление (поз. 1–1, 3–1) обеспечивает измерение температуры паровоздушной среды в камере. Для работы камеры в автоматическом режиме необходимо ключ управления SA1 установить в положение “А”. При этом на электромагнитный клапан (поз. 2–3) подается управляющее воздействие, клапан срабатывает, открывая подачу пара в камеру. Включается сигнальная лампа HL2 – “Камера работает”. Измеренное текущее значение температуры в камере (поз. 1–1) сравнивается с его заданным на приборе (поз. 1–2) значением, в результате чего управляющее воздействие поступает на исполнительный механизм (поз. 1–3), который через регулирующий орган воздействует на подачу пара в камеру. Положение регулирующего органа контролируется по указателю положения (поз. 4). Система позволяет поддерживать температуру паровоздушной среды в камере в диапазоне 75–85 ° С. Температура в центре колбасного батона контролируется с помощью комплекта приборов, состоящего из игольчатой термопары (поз. 2–1), которая после загрузки камеры рамами с колбасными изделиями помещается в один из батонов, и вторичного прибора (поз. 2–2). Окончание цикла термической обработки определяется заданным значением температуры в толще батона. Достижение заданной температуры в батоне приводит к срабатыванию звуковой сигнализации (HA1) и автоматической блокировке подачи пара в камеру путем выдачи управляющего сигнала на электромагнитный клапан (поз. 2–3). Одновременно с закрытием клапана (поз. 2–3) гаснет сигнальная лампа HL2 – “Камера работает” и включается сигнальная лампа HL3 – “Камера не работает”. Для выключения сигнала звуковой сигнализации предусмотрена кнопка SB4. При работе системы в режиме ручного управления ключ управления SA1 устанавливается в положение “P”. При этом командные сигналы на исполнительные механизмы (поз. 1–3, 2–3) подаются оператором посредством кнопок управления SB2, SB3 (“Меньше”, ”Больше”) и SB5, SB6 (“Открыть”, ”Закрыть”). Визуальное наблюдение за температурой паровоздушной среды в камере и в 31 центре батона осуществляется по показаниям измерителя температуры (поз. 3–2), связанного с датчиком температуры (поз 3– 1), и вторичного прибора (поз. 2–2). Упрощенный способ применяется в основном для изображения приборов и средств автоматизации на технологичесих системах. При построении схем по этому способу, хотя он и дает только общее представление о принятых решениях по автоматизации объекта, достигается сокращение объемов документации. Чтение схем автоматизации, выполненных таким образом, несколько затруднено, так как они не отображают организацию пунктов контроля и управления объектом. При упрощенном способе выполнения функциональных схем автоматизации позиционные обозначения элементов схемы в каждом контуре регулирования и контроля выполняют арабскими цифрами, исполнительные механизмы обозначений не имеют. Пример 4. На рис. 10 изображена функциональная схема автоматизации реактора (см. пример 2), выполненная упрощенным способом. 32 При достижении уровнем продукта в резервуаре предельного значения (поз. LA–1) срабатывает предупредительная сигнализация. Температура продукта автоматически регулируется измерителем- регулятором температуры (поз. TIC–2). В случае несоответствия измеренного значения температуры ее заданному значению формируется команда управления электрическим исполнительным механизмом, который через регулирующий орган воздействует на подачу пара. Предусмотрена возможность и дистанционного (ручного) управления электрическим исполнительным механизмом, этому соответствует обозначение HS около него. Управление электроприводом мешалки производится в дистанционном (ручном) режиме, предусмотрена сигнализация рабочего состояния мешалки – обозначение HSA. Надпись B i B 0 около обозначения контура контроля и регулирования означает, что в качестве измерителя-регулятора температуры используется микропроцессорное устройство, например контроллер. Пример 5. На рис. 11 изображена функциональная схема автоматизации процесса приготовления варочной кислоты в производстве сульфатной целлюлозы, выполненная упрощенным способом [4]. В процессе варки целлюлозы сдувочные газы из варочных котлов направляются в систему регенерации SO 2 для укрепления сырой сульфитной кислоты. Сдувочные газы поступают через эдукторы 1 в цистерны высокого и низкого давления. Сырая сульфитная кислота насосом подается в цистерну низкого давления, из которой затем транспортируется в цистерну высокого давления. Варочная кислота из цистерны высокого давления подается в варочный цех. Укрепление кислоты осуществляется путем циркуляции ее через эдукторы во время поступления сдувочных газов. Подача сырой кислоты в цистерну низкого давления или подкачка кислоты в цистерну высокого давления происходит лишь при падении уровня в цистернах до минимума. Контроль давления в линиях сдувочных газов (поз. РI–9 и РI–19) и контроль давления в линиях подачи кислоты к эдукторам (поз. РI–15 и РI–26) осуществляются манометрами по месту. Регулирование расхода непоглощенных газов из цистерны высокого давления в 33 34 цистерну низкого давления отражено на поз. PRC–18, а расход непоглощенных газов из цистерны низкого давления в кислотные баки – на поз. PRC–1. Рабочее давление в парогазовой фазе цистерны низкого давления составляет 1,5 кгс/см 2 (поз. PRA–11). При достижении давления в цистерне 5,0 кгс/cм 2 срабатывает световая и звуковая сигнализация. Если не будут приняты меры по снижению давления в цистерне и оно достигнет 6 кгс/см 2 , электроконтактный манометр (поз. PSIA–10) закроет клапан (поз. HSA–10) на подаче сдувок в цистерну. Рабочее давление в парогазовой фазе цистерны высокого давления составляет 3,0 кгс/см 2 (поз. PRA–21). При достижении давления в цистерне 5,5 кгс/см 2 срабатывает световая и звуковая сигнализация. В случае превышения верхнего (предела 10 кгс/см 2 ) электроконтактный манометр (поз. PISA–20) закроет клапан поз. HSA–20 на подаче сдувок в цистерну. При понижении уровня в цистерне низкого давления до минимального (поз. LRSA–13) открывается задвижка поз. HSA–8.1 и закрывается задвижка HSA–8.2. Происходит подпитка цистерны, и на пульте оператора включается лампочка “Подкачка кислоты в цистерну низкого давления”. При повышении уровня в цистерне до максимального задвижка поз. HSA–8.1 закрывается, а задвижка на трубопроводе кислоты из цистерны открывается (поз. HSA–8.2). Лампочка “Подкачка кислоты в цистерну низкого давления” гаснет. При понижении уровня в цистерне высокого давления до минимального (поз. LRSA–24) открывается задвижка поз. HSA–17 и закрывается задвижка поз. HSA–27. Происходит подпитка цистерны. На пульте оператора включается лампочка ”Подкачка кислоты в цистерну высокого давления”. При повышении уровня в цистерне до максимального задвижка поз. HSA–17 закрывается, а задвижка на трубопроводе кислоты из цистерны открывается (поз. HSA–27). Лампа “Подкачка кислоты в цистерну высокого давления” гаснет. Предусмотрена возможность дистанционного управления клапанами с пульта оператора, этому соответствует обозначение HSA у всех клапанов. 35 4. СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ЗАКАЗНОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ Заказная спецификация предназначена для закупки приборов и средств автоматизации, необходимых для реализации решений, принятых при разработке технического проекта и отраженных на функциональной схеме автоматизации. Рассмотрим спецификацию для фрагмента функциональной схемы автоматизации процесса получения варочной кислоты, изображенной на рис. 11 (табл. 7). В графе 1 спецификации указывают полное буквенно- цифровое позиционное обозначение контура контроля или регулирования согласно функциональной схеме. В этой же графе под данной позицией перечисляют все элементы контура в последовательности прохождения сигнала от датчика до исполнительного устройства. Аппаратуру и устройства, поставляемые комплектно с приборами, состав которых определяется условиями технологических процессов, включают в спецификацию за соответствующими позициями приборов после слов “Комплектно поставляются”. Элементы одного типа с одинаковыми параметрами, имеющие на схеме последовательные порядковые номера, допускается записывать в одну строку. В графе 2 приводят наименования технических средств и их характеристики. Для датчиков указывают наименования и предельные значения параметров измеряемой среды, величину выходного сигнала. В графе 3 записывают типы и марки используемых технических средств. В графах 4 и 5 приводят сведения о фирме-изготовителе и количестве заказываемого оборудования. 36 Таблица 7 Пример оформления спецификации Позиция Наименование и техническая характеристика Тип, марка Завод- изготовитель Коли- чество Приборы и средства автоматизации PRC – 1 Регулирование давления непоглощенных газов от цистерны низкого давления PRC – 1 Micro PC – Ortogon 1 РТ – 1 Интеллектуальный преобразователь избыточного давления. Выход 4 – 20 мА. Шкала 0 – 2,5 бар STG944-FIА-0000-МВ Honeywell 1 РY – 1 Преобразователь электропневматический. ТУ 25-7304.008– 87 ЭП-3324 ЩПа Приборо- строительны й завод (г. Саранск) 1 РY – 1 Заслонка регулирующая с пневмоприводом и пневмопозиционером (Д у = 150 мм) – Фирма «Нелес» 1 HSА – 8.1 Заслонки на трубопроводе кислоты к цистерне низкого давления – – 2 HSА – 8.2 37 Продолжение табл. 7 Позиция Наименование и техническая характеристика Тип, марка Завод- изготовитель Коли- чество HV – 8.1 Заслонка с мембранным пневмоприводом нормально открытая и концевыми выключателями (Д у = 150 мм) – Фирма «Нелес» 1 HV – 8.2 Заслонка с мембранным пневмоприводом нормально закрытая и концевыми выключателями (Д у = 150 мм) – – 1 HV – 8 Клапан-редуктор пневматический 122-12УХП-4 – 1 SV – 8 Пневмораспределитель В64-13А-03 – 1 PI – 9 Контроль давления в трубопроводе сдувок низкого давления 0,4 МПа PI – 9 Манометр показывающий. Верхний предел измерения 8 кгс/см 2 Расположение штуцера радиальное МП4-У Манометри- ческий завод (г. Томск) 1 PISA – 10 Контроль давления в цистерне низкого давления 7,5 кгс/см 2 PISA – 10 Манометр показывающий электроконтактный. Верхний предел измерения 10 кгс/см 2 ЭКМ-1У Манометри- ческий завод (г. Томск) 1 НSA – 10 Клапан на трубопроводе кислоты к цистерне низкого давления – Фирма «Нелес» 1 HV – 10 Шаровой клапан с пневмоприводом, пневмораспределителем и концевыми выключателями (Д у = 200 мм) – Фирма «Нелес» 1 38 Окончание табл. 7 Позиция Наименование и техническая характеристика Тип, марка Завод- изготовитель Коли- чество PRA – 11 Контроль давления в цистерне малого давления 5 кгс/см 2 PТ – 11 Интеллектуальный преобразователь избыточного давления. Выход 4–20 мА. Шкала 0–6 бар SNG944-F1A-D0000-МВ Honeywell 1 LRSA– 13 Контроль уровня в цистерне низкого давления 8,5 м LT – 13 Интеллектуальный преобразователь избыточного давления. Выход 4–20 мА. Шкала 0–1 бар STD930-F1F-D0000-МВ Honeywell 1 TI – 14 Контроль температуры в цистерне низкого давления 50 ° С ТТ – 14 Термопреобразователь сопротивления. Выходной сигнал 4–20 мА. Длина погружной части 160 мм – Фирма «Киа» 1 РI–15 Контроль давления в насосной линии 1,55 МПа РI–15 Манометр показывающий. Верхний предел измерения 25 кгс/см 2 . Расположение штуцера радиальное. ТУ 25.02.180335–64 МП4-У АО «Манатом» (г. Томск) 1 39 |