Функциональные схемы автоматизации

 

Цель работы: освоение техники чтения функциональных схем автоматизации, получение практических навыков составления функциональных схем систем автоматического измерения, контроля, регулирования и управления.

 

Общие сведения

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом, определяющим функциональную структуру и объем автоматизации технологических установок, отдельных машин, механизмов и агрегатов, выполняющих технологический процесс.

Функциональная схема автоматизации представляет собой чертеж, на котором схематически, условными обозначениями изображены: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации (приборы, регуляторы, вычислительные устройства, элементы телемеханики) с указанием связей между технологическим оборудованием и элементами автоматики, а также связей между отдельными элементами автоматизации. Вспомогательные устройства, такие как редукторы и фильтры для воздуха, источники питания, автоматические выключатели и предохранители в цепях питания, соединительные коробки и другие устройства и монтажные элементы, на функциональных схемах автоматизации не показываются.

Для сложных технологических процессов с большим объемом автоматизации схемы могут быть выполнены раздельно по видам технологического контроля и управления, т.е. отдельно выполняют схемы автоматического управления, контроля и сигнализации. Для объектов с несложными технологическими процессами и простыми системами контроля управления функциональные схемы автоматизации могут не составляться. Их заменяют перечнями систем контроля, регулирования, управления и сигнализации.

Прочитать функциональную схему автоматизации означает определить из нее:

1) параметры технологического процесса, которые подлежат автоматическому контролю и регулированию;

2) наличие защиты и аварийной сигнализации;

3) принятую блокировку механизмов;

4) организацию пунктов контроля и управления;

5) функциональную структуру каждого узла контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления;

6) технические средства, с помощью которых решается тот или иной функциональный узел контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.

Чтобы прочитать функциональную схему автоматизации, необходимо знать принципы построения систем технологического контроля и управления и условные изображения технологического оборудования, трубопроводов, приборов и средств автоматизации, функциональных связей между отдельными приборами и средствами автоматизации, а также иметь представление о характере технологического процесса и взаимодействии отдельных установок и агрегатов технологического оборудования [1-3].

 

Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации на функциональных схемах

Приборы, средства автоматизации, электрические уст­ройства и элементы вычислительной техники на функцио­нальных схемах автоматизации показывают в соответствии с действующим ГОСТ 21.404-85.

В отдельных случаях при отсутствии в стандартах не­обходимых изображений могут быть использованы нестан­дартные изображения, которые, выполняют на основе ха­рактерных признаков изображаемых устройств.

В ГОСТ 21.404-85 принята система обозначений по функциональному признаку, выполняемому данным при­бором или средством автоматизации.

Первичные измерительные преобразователи, отборные и приемные устройства, встраиваемые в технологические ап­параты и трубопроводы (бобышки, карманы, расширители и т.п.), на функциональных схемах автоматизации не по­казывают.

Ряд приемных устройств по своей конструкции и прин­ципу действия не требуют непосредственного контактирования с измеряемой средой (радиоактивные устройства — коллиматоры, видеоприемные устройства и т.п.). Их устанавливают и соответственно изображают на функцио­нальных схемах в непосредственной близости от объекта измерения.

Регуляторы прямого действия изображают как совокуп­ность отборного устройства (или первичного преобразова­теля), линии связи и регулирующего органа (рис.3.1, а).

 

Рисунок 3.1 − Примеры изображения условных обозначений приборов и средств автоматизации упрощенным (а) и развернутым (б) способами

 

Изображение комплектов приборов и средств автомати­зации на функциональных схемах может быть выполнено упрощенным или развернутым способом.

Упрощенный способ применяют в основном для изобра­жения приборов и средств автоматизации на технологиче­ских схемах. При упрощенном способе на схемах не пока­зывают первичные измерительные преобразователи и всю вспомогательную аппаратуру. Приборы и средства автома­тизации, осуществляющие сложные функции (контроль, регулирование, сигнализацию и т.п.) и выполненные в виде отдельных блоков, изображают одним условным графиче­ским обозначением.

Развернутый способ применяют для выполнения функ­циональных схем автоматизации, когда каждый прибор или блок, входящий в единый измерительный, регулирующий или управляющий комплект, показывают отдельным услов­ным графическим изображением.

Пример 3.1. На рис.3.1,а изображен участок технологического трубопровода, на котором упрощенным способом показан функциональ­ный узел автоматического регулирования расхода технологического сырья. Первичный измерительный преобразователь (диафрагма или сопло) в данном случае не показан. Место установки первичного пре­образователя обозначено пересечением линий технологического трубо­провода с линией, связывающей этот преобразователь с условным обо­значением прибора, осуществляющего сложные функции. На рис.3.1,б изображен тот же узел, что и на рис.3.1,а, но только развернутым способом.

В системах технологического контроля и управления ча­сто применяют комбинированные и комплексные устройст­ва, например комбинированные измерительные и регули­рующие приборы, машины централизованного контроля, по­лукомплекты телемеханики, устройства телевидения и т. п. Такие устройства обозначают прямоугольником произволь­ных размеров с указанием внутри прямоугольника типа уст­ройства по документации завода-изготовителя.