Проектирование ФСА (изображение оборудования, коммуникаций).

Функциональные схемы автоматизации (ФСА) являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации.

Общая концепция. Анализ промышленного процесса как объекта управления позволяет обоснованно построить функциональную схему автоматизации. Данная схема является основным технологическим документом, определяющим функциональную структуру и объем автоматизации технологических процессов.

Представляет собой чертеж, на котором условными обозначениями совмещены и изображены два «слоя»:

- технологический – объекты управления (т. е. технологические установки, аппараты, агрегаты и. т.п.) и связывающие их коммуникационные потоки (по сути это материальные потоки). Формируется на основе схемы материальных потоков и их ин-

формационных переменных;

- автоматизации – средства автоматизации (датчики, приборы, вычислительные устройства, промышленные контроллеры и компьютеры и т.п.) с указанием связей между ними и технологическим оборудованием, а также связей между отдельными элементами автоматики. Формируется на основе структурной схемы САУ.

Обозначение объектов управления. При построении функциональной схемы автоматизации целесообразно располагать технологическое оборудование и оборудование для перемещения материальных потоков (трубопроводы для потоков газообразных и жидких веществ, различные транспортеры для потоков сыпучих и твердых материалов) так, как это происходит традиционно при чтении: «слева-направо» и «сверху-вниз». Технологическое оборудование и оборудование для перемещения материальных потоков изображают упрощенно (контурно, без второстепенных конструктивных деталей, чтобы оно было «узнаваемо»), но с учетом их взаимного расположения с приборами и средствами автоматизации. Допускается в отдельных случаях изображение частей объекта в виде прямоугольников с наименованием этих частей. Возле изображения делаются поясняющие подписи (наименование оборудования или его позиционное обозначение).

Обозначение коммуникационных (материальных) потоков и их регулирующих устройств. Для газообразных и жидких материальных потоков на трубопроводах и воздуховодах показывают только те регулирующие устройства (вентили, задвижки, заслонки, клапаны, запорные устройства и т.п.), которые участвуют в системе контроля в управления. На линиях трубопроводов ставят стрелки, указывающие направление потока вещества, желательно «слево-направо», т. е. от входа к выходу, даже если на технологической схеме они имеют другое направление (кроме того это, такие стрелки «приглашают» к чтению чертежа). Трубопроводы, идущие к конечным аппаратам и устройствам, в которых нет приборов и средств автоматизации, на схеме обрывают. На месте обрыва ставят стрелку и дают пояснение, например: (к фильтру) или (от насоса). (рис. 3.3, а).

Для сыпучих и твердых материальных потоков показывают только те регулирующие устройства (различные транспортеры: ленточные, скребковые, ковшовые, шнеки и т.п.), которые участвуют в системе контроля в управления (рис. 3.3, б).

Обозначение средств автоматизации: общие положения. На функциональных схемах в «слое» автоматизации показывают отборные устройства (которые можно назвать чувствительными элементами измерительных устройств), измерительные преобразователи, преобразующие и регулирующие приборы, вычислительные устройства, линии связи, переключатели, аппаратуру управления, исполнительные устройства, регулирующие механизмы (органы), элементы индикации и сигнализации, различные согласующие устройства и устройства обработки информации.

Простейшие вспомогательные устройства, такие, как реле, источники питания, выключатели и предохранители в цепях питания; соединительные коробки и другие устройства, и монтажные элементы на функциональных схемах не показывают. Для сложных производственных процессов с большим объемом автоматизации функциональ ные схемы могут быть выполнены раздельно, например: схемы автоматического управления, контроля, сигнализации. На рис. показаны обозначения приборов и исполнительных:

устройств на функциональных схемах автоматизации по ГОСТ 2.404-85. Отборное устройство не имеет специального обозначения, а представляет собой тонкую сплошную линию, соединяющую технологический трубопровод или аппарат с первичным измерительным преобразователем. При необходимости указания точного места расположения отборного устройства или точки измерения (внутри технологического аппарата) в конце тонкой линии изображается окружность диаметром 2 мм.

Обозначение элементов функциональных схем автоматизации: а) устройство, устанавливаемое по месту (круг диаметром 10 мм), основное обозначение; б) устройство, устанавливаемое по месту, допускаемое обозначение; в)устройство, устанавливаемое на пульте, в щите (круг диаметром 10 мм), основное обозначение; г) устройство, устанавливаемое на пульте, в щите, допускаемое обозначение; д) исполнительный механизм, общее обозначение; е) исполнительный механизм, открывающий регулирующий орган (РО) при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала; ж) исполнительный механизм, закрывающий РО при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала; з) исполнительный механизм, который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала оставляет РО в неизменном положении; и) исполнительный механизм с дополнительным ручным приводом; к) линия связи, общее обозначение; л) пересечение линии связи без соединения друг с другом; м) пересечение линии связи с соединением между собой.

Буквенные условные обозначения устройств располагают в следующем порядке слева направо:

а) обозначение основной измеряемой величины (П араметр);

б) обозначение, уточняющее, если это необходимо (!), основную измеряемую величину (У точнение);

в) обозначение или обозначения функционального признака или признаков прибора (Ф ункция).

Обозначение основной измеряемой величины. Измеряемые величины обозначают следующими буквами (основное обозначение букв):

D – плотность;

E – любая электрическая величина;

F – расход;

G –размер, положение, перемещение;

Н – ручное воздействие;

К – время или временная программа;

L – уровень;

М – влажность,

Р – давление или вакуум;

Q – величина, характеризующая качество (состав, концентрацию и т. п.);

R – радиоактивность;

S – скорость или частота;

Т – температура;

U – несколько разнородных измеряемых величин;

V – вязкость;

W – масса;

X – не рекомендуемая резервная буква.

Обозначение, уточняющее, если это необходимо, основную измеряемую величину. Дополнительные значения при использовании в качестве второй по порядку буквы в обозначении прибора имеют следующие буквы:

D – разность или перепад;

F – соотношение (доля, дробь);

J – автоматическое переключение или обегание;

Q – интегрирование (суммирование по времени).

Кроме того, часть букв, имеющих дополнительное значение, используется для уточнения типа приборов: Е – первичное преобразование (чувствительный элемент): К – станция управления; Т – промежуточное преобразование (дистанционная передача); Y – преобразование, вычислительные функции.

Буква Е применяется для обозначения устройств, осуществляющих первичное преобразование сигналов (датчиков); Т – для обозначения приборов с дистанционной передачей показаний. Например, бесшкальных, К – для обозначения приборов, имеющих станцию управления, т. е. переключатель для выбора вида управления (автоматическое – ручное) и устройство для дистанционного управления; Y – для построения обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств.

Обозначение функционального признака или признаков прибора. При обозначении функций, выполняемых прибором для отображения информации, используют буквы:

I – показание;

R – регистрация, для формирования выходного сигнала;

С – регулирование или управление;

S – включение (отключение или переключение);

А – сигнализация.

Если в одном приборе функциональных признаков несколько, то порядок расположения буквенных обозначений должен быть следующим: I R C S А

Обозначение линий связи. Линии связи между приборами и средствами автоматизации на функциональной схеме изображаются однолинейно, тонкими сплошными линиями, независимо от фактического количества проложенных проводов или труб. Подвод линии связи к символу прибора допускается изображать в любой точке окружности (сверху, снизу, сбоку) по возможно кратчайшему расстоянию с минимальным числом изгибов и пересечений. Линии связи могут пересекать изображения технологического оборудования и коммуникаций. При необходимости указания направления передачи сигнала на линиях связи допускается наносить стрелки.

В случае функционального взаимодействия линий связи в месте их пересечения ставится точка.

Толщина линий должна быть следующей:

а) линии контуров агрегатов – 0,2–0,5 мм;

б) трубопроводов – 0,5–1,5 мм;

в) обозначение приборов и средств автоматизации –0,5- 0,6 мм;

г) линии связи – 0,2–0,3 мм;

д) прямоугольников, изображающих щиты и пульты –0,5 - 1 мм;

е) выносок – 0,2- 0,3 мм.

Размеры букв и цифр выбирают следующие:

а) для позиционных обозначений буквы и цифры высотой 3,5 мм;

б) для пояснительного текста и надписей – 3,5-5,0 мм.

Обозначение средств автоматизации: варианты применения.

Приборы и средства автоматизации, расположенные на щитах, пультах, показывают в прямоугольниках, изображающих щиты и пульты.

 

Приборы и средства автоматизации, расположенные вне щитов и конструктивно не связанные непосредственно с технологическим оборудованием и коммуникациями, условно показывают в прямоугольнике «приборы местные». Прямоугольник располагают над прямоугольником щитов.