Принципы проектирования систем автоматики

Системы автоматики, как правило, состоят из нескольких состав­ных частей (изделий), объединенных общим управлением. Проекти­рование таких систем сводится либо к разработке каждой состав­ной части и установлении общего взаимодействия между ними, либо частичного использования серийных составных частей и частичного проектирования недостающих звеньев и также установлении взаи­модействия между ними.

Проектирование систем автоматики имеет несколько стадий «должно выполняться в строгом соответствии с «Единой системой конструкторской документации» (ЕСКД)— общесоюзного правила разработки документации и ее состава.

Создание новых систем автоматики (изделий) начинается с раз­работки технического задания, основой которого являются исходные данные и требования заказчика, а также данные предшествующих научно-исследовательских и экспериментальных работ. Требования, включаемые в техническое задание, должны основываться на совре­менных достижениях науки и техники и необходимости обеспечения опережающих показателей технического уровня проектируемых систем, В перечень требований должны быть включены конкретные значения по надежности, унификации и стандартизации; требования по технологичности, безопасности и влияния на окружающую среду, эстетическому оформлению конструкции (дизайну) и эргономике, патентной чистоте и т. д.

В соответствии с этим в техническое задание в общем случае вводят следующие разделы: наименование и область применения, основание для разработки, источники разработки, технические тре­бования, экономические показатели. Подробное изложение каждого из разделов позволяет уже на стадии технического задания получить общее представление о составе проектируемого изделия и его конструкции, возможностях и задачах.

В зависимости от сложности объекта проектирования и изго­товления в техническом задании определяются стадии проектирования. Стадии проектирования подразделяются на разработку: технического предложения, эскизного проекта, технического проекта, и рабочей (конструкторской) документации.

Техническое предложение разрабатывают с целью выявления дополнительных или уточнения заданных требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.), которые не могли быть указаны в техническом задании, и это целесообраз­но сделать на основе предварительной конструкторской проработ­ки и анализа различных вариантов изделия. На стадии техническо­го предложения намечают варианты возможных решений проекти­рования изделия, выполняют его конструктивную проработку и про­водят сравнительную оценку рассматриваемых вариантов.

Сравнение проводился по показателям качества изделия (на­дежности, экономичности, эстетичности) или по показателям технологичности (удельной трудоемкости, материалоемкости

и т.д.).

Эскизный проект разрабатывают с целью установления принци­пиальных конструктивных и схемных решений изделия, дающих более детальное представление о работе изделия и его устройстве. На стадии эскизного проекта разрабатывают при необходимости наиболее ответственные составные части изделия, прорабатывают иобосновывают технические решения, обеспечивающие показатели надежности, унификации и стандартизации; оценивают технологич­ность; проверяют на патентную чистоту.

В состав эскизного проекта включают конструкторские докумен­ты, установленные ГОСТом, а также предусмотренные техническим

заданием.

Технический проект разрабатывают с целью выявления оконча­тельных технических решений, дающих полное представление о кон­струкции изделия и позволяющих оценить его соответствие требо­ваниям технического задания, степень сложности изготовления, спо­собы упаковки, технологичность монтажа, эксплуатационного обслу­живания. Решения, принятые в техническом проекте, являются окончательными и подлежат разработке в конструкторской доку­ментации рабочего проекта.

Перечень документов технического проекта состоит из: чертежей общего вида и деталей, теоретического и габаритного чертежей, комплекта электрических схем, ведомости покупных изделий, ведо­мости технического проекта, пояснительной записки, технических условий на разрабатываемое изделие, программы и методики испы­таний, расчетов, патентного формуляра и карты технического

уровня.

Разработка рабочего проекта является заключительной стадией проектирования. На этой стадии проводят разработку всего изделия и выпускают конструкторскую документацию, по которой изделие изготовляют, настраивают и в дальнейшем эксплуатируют. В объем конструкторской документации входит весь перечень технического проекта, а также конструкции всех деталей, монтажные чертежи всего изделия, электрические схемы соединения и расположения и комплект эксплуатационных документов.

При разработке систем автоматики не обязательно выполнение всех стадий проектирования. Разработчик систем совместно с за­казчиком могут установить в зависимости от сложности системы и ее состава те стадии проектирования, которые позволят в конечном счете выполнить рабочий проект в полном объеме.

В документацию входят структурная, функциональная, принци­пиальная схемы, а на стадии рабочего проектирования — схема сое­динения.

Структурная схема определяет основные функциональные части изделия (датчики, коммутационные аппараты и т. д.), их назначе­ние и взаимосвязь. Структурная схема является первой электрической схемой, разрабатываемой для общего ознакомления с изде­лием.

Функциональная схема разъясняет определенные процессы в со­ставных частях изделия или в изделии в целом. Элементы, участ­вующие в этих процессах, изображаются в развернутом виде с де­тализацией отдельных узлов. Функциональными схемами пользуют­ся для изучения принципов работы изделия, а также при их наладке и ремонте.

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и связи между ними и дает детальное представление о принципах ра­боты изделия. Принципиальные схемы, как правило, изображаются в развернутом виде, а аппараты — со всеми местами присоединения проводов.

Схема соединений показывает связь составных частей изделия и определяет провода и кабели, а также места их присоединений.

Все элементы, изображенные на схемах, для простоты понима­ния должны иметь позиционные обозначения, принятые по опреде­ленной логике, а цепи, их соединяющие, — маркировку в начале и конце цепи. При изображении на одной схеме различных функцио­нальных цепей допускается различать их толщиной линии.

Остальной порядок проектирования систем автоматики особых пояснений не требует.