Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Изображение приборов, средств автоматизации и линий связи
Условные графические и буквенные обозначения приборов и контуров контроля и управления выполняют в соответствии с ГОСТ 21.404-85. Данный стандарт предусматривает систему построения графических и буквенных условных обозначений по функциональным признакам, выполняемым приборами. Графические обозначения приборов, средств автоматизации и линий связи приведены в таблице 2.1. Размеры этих обозначений приведены в таблице 2.2. Условные графические обозначения на схемах должны выполняться сплошной основной линией (рекомендуемая толщина 0, 5− 0, 6 мм). Горизонтальная разделительная черта внутри обозначения прибора и линии связи должны выполняться сплошной тонкой линией (толщиной 0, 2 - 0, 3 мм) по ГОСТ 2.303-68. Шрифт буквенных обозначений принимают по ГОСТ 2.304-81 размером равным 2, 5 мм. Подвод линий связи к прибору изображают в любой точке графического обозначения (сверху, снизу, сбоку). При необходимости оказания направления передачи сигнала на линиях связи наносят стрелки. Линии связи должны наноситься на чертежи по кратчайшему расстоянию и проводиться с минимальным числом пересечений. При одинаковой толщине линий различного назначения их рекомендуется вычерчивать (для выделения) по толщине в противоположных (большем и меньшем) пределах. Отборные устройства для всех постоянно подключаемых приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с прибором (рисунок 2.1, а). При необходимости указания конкретного места расположения отборного устройства (внутри контура технологического аппарата) его обозначают кружком диаметром 2 мм (рисунок 2.1, б). Данная курсовая работа предполагает использование развернутого метода построения обозначений приборов по ГОСТ 21.404-85. Условные обозначения приборов и средств автоматизации включают графические, буквенные и цифровые обозначения. Принцип построения условного обозначения прибора приведен на рисунке 2.2. В верхней части окружности наносятся буквенные обозначения измеряемой величины и функционального признака прибора, определяющего его назначение. Эти обозначения приведены в таблице 2.3. Таблица 2.2 - Размеры условных обозначений приборов и средств автоматизации
Рисунок 2.2 - Принцип построения условного обозначения приборов Буквенные обозначения, отмеченные в этой таблице знаком «+», являются резервными, а отмеченные знаком «-» не используются. Порядок расположения буквенных обозначений (слева направо) должен быть следующим: обозначение основной измеряемой величины; обозначение, уточняющее (если необходимо) основную измеряемую величину; обозначение функционального признака прибора. В нижней части окружности наносится позиционное обозначение, служащее для нумерации отдельных элементов комплекта измерения. Примеры условных обозначений средств автоматизации приведены в приложении Б (таблицы Б.1-Б.4). При построении обозначений комплектов средств автоматизации первая буква в обозначении каждого входящего в комплект прибора или устройства (кроме устройств ручного управления) является наименованием измеряемой комплектом величины. Например, в комплекте для измерения и регулирования температуры первичный измерительный преобразователь следует обозначать ТЕ, вторичный регистрирующий прибор - TR, регулирующий блок - ТС и т. п. Буквенные обозначения устройств, выполненных в виде отдельных блоков и предназначенных для ручных операций, независимо от того, в состав какого комплекта они входят, должны начинаться с буквы Н. Например, переключатели электрических цепей измерения (управления), переключатели газовых (воздушных) линий обозначаются HS, байпасные панели дистанционного управления - НС, кнопки (ключи) для дистанционного управления, задатчики - Н и т. п. Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов, приведены в таблице 2.4. Порядок построения условных обозначений с применением дополнительных букв следующий: на первом месте ставится буква, обозначающая измеряемую величину, на втором - одна из дополнительных букв Е, Т, К или Y. Например, первичные измерительные преобразователи температуры (термометры термоэлектрические, термометры сопротивления и др.) обозначаются ТЕ, первичные измерительные преобразователи расхода (сужающие устройства расходомеров, датчики индукционных расходомеров и др.) - FE; бесшкальные манометры с дистанционной передачей показаний - РТ; бесшкальные расходомеры с дистанционной передачей - FT и т. д.. Порядок расположения буквенных обозначений функциональных признаков прибора принимают с соблюдением последовательности обозначений: I, R, С, S, А. При построении буквенных обозначений указывают не все функциональные признаки прибора, а лишь те, которые используют в данной схеме. Так, например, при обозначении сигнализатора уровня, блок сигнализации которого является бесшкальным прибором и снабжен контактным устройством и встроенными сигнальными лампами, следует писать: a) LS - если прибор используется только для включения, выключения насоса, блокировок и т. д.; б) LA - если используются только сигнальные лампочки самого прибора; в) LSA - если используются обе функции в соответствии с а) и б); г) LC - если прибор используется для позиционного регулирования уровня. Букву А применяют для обозначения функции «сигнализация» независимо от того, вынесена ли сигнальная аппаратура на какой-либо щит или для сигнализации используются лампы, встроенные в сам прибор. Букву S применяют для обозначения контактного устройства прибора, используемого только для включения, отключения, переключения, блокировки.
При применении контактного устройства прибора, для включения, отключения и одновременно для сигнализации в обозначении прибора используют обе буквы: S и А. Предельные значения измеряемых величин, по которым осуществляется, например, включение, отключение, блокировка, сигнализация, допускается конкретизировать добавлением букв Н и L. Эти буквы наносят справа от графического обозначения. При необходимости конкретизации измеряемой величины справа от графического обозначения прибора допускается указывать наименование или символ этой величины, например, «напряжение», «ток», рН, О2 и т. д.. Для обозначения величин, не предусмотренных ГОСТ 21.404-85, допускается использовать резервные буквы. Применение резервных букв должно быть расшифровано на схеме. При построении обозначений преобразователей сигналов справа от его графического обозначения указываются дополнительные буквенные обозначения в соответствии с таблицей 2.5. Щиты, стативы, пульты управления на функциональных схемах изображаются условно в виде прямоугольных произвольных размеров, достаточных для нанесения графических условных обозначений устанавливаемых на них приборов, средств автоматизации, аппаратуры управления и сигнализации по ГОСТ 21.404-85. Рекомендуемая высота прямоугольников щитов и пультов - 40 мм. Рекомендуемая толщина линий прямоугольников 0, 6 - 1, 5 мм. Комплектные устройства (машины централизованного контроля, управляющие машины, контроллеры и др.) обозначаются на функциональных схемах также в виде прямоугольников произвольных размеров. Примеры изображения комплектов приборов приведены на рисунке 2.3. 2.3 Требования к оформлению функциональных схем автоматизации Функциональные схемы автоматизации оформляются в соответствии с требованиями ГОСТ 21.408-93. Этот стандарт определяет два способа выполнения схем автоматизации: 1) развернутый, при котором на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и управления; 2) упрощенный, при котором на схеме изображают основные функции контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места расположения).
В данной курсовой работе необходимо использовать развернутый способ выполнения схем автоматизации. При развернутом способе технологическое оборудование изображают в верхней части схемы. Приборы, встраиваемые в технологические коммуникации, показывают в разрыве линий изображения коммуникаций в соответствии с рисунком 2.4, а. Например: измерительные сужающие устройства, ротаметры, счетчики. Приборы, устанавливаемые на технологическом оборудовании с помощью закладных устройств (бобышек, штуцеров, гильз и т.п.) показывают рядом с этим оборудованием - в соответствии с рисунком 2.4, б. Например: термометры расширения, термоэлектричские преобразователи, термопреобразователи сопротивления, отборные устройства давления, уровня, состава. Остальные технические средства автоматизации показывают условными графическими обозначениями в прямоугольниках, расположенных в нижней части схемы. Каждому прямоугольнику присваивают заголовки, соответствующие показанным в них техническим средствам. Первым располагают прямоугольник, в котором показаны внещитовые приборы, конструктивно не связанные с технологическим оборудованием, с заголовком «Приборы местные», ниже − прямоугольники, в которых показаны щиты и пульты, а также комплексы технических средств АСУТП. Заголовки прямоугольников, предназначенных для изображения щитов и пультов, принимают в соответствии с наименованиями, принятыми в эскизных чертежах общих видов, для комплексов технических средств АСУТП - в соответствии с их записью в спецификации оборудования. Например: «Центральный щит», «Щитовая установки», «Пульт управления», «Стойка нормирующих преобразователей», «Контроллер ADAM 5000», «ЭВМ». Рекомендуемая ширина прямоугольника для заголовка 15 мм. Программируемый контроллер и ЭВМ изображаются в соответствии с требованиями РМ4-2-96 «Схемы автоматизации. Указания по выполнению». Графическое изображение модулей ввода/вывода управляющего контроллера рекомендуется дополнять буквенными обозначениями, отражающими вид входных и выходных сигналов используя следующие обозначения: AI - входной аналоговый сигнал (унифицированный); АO - выходной аналоговый сигнал (унифицированный); DI -входной дискретный сигнал; DO - выходной дискретный сигнал. Данная система обозначений входных/выходных сигналов широко используются в каталогах продукции большинства производителей промышленных контроллеров (Siemens, Advantech, Omron и д.р.). Справа от изображения модулей приводится сводная таблица, содержащая общее количество каналов ввода/вывода, необходимая для определения количества однотипных модулей. Фрагмент схемы автоматизации, построенный в соответствии с данными рекомендациями, приведен на рисунке 2.5. Всем приборам и средствам автоматизации присваиваются позиционные обозначения. Буквенно-цифровые обозначения приборов указывают в нижней части окружности (овала) или с правой стороны от него, обозначения электроаппаратов - справа от их условного графического обозначения. При этом обозначения технических средств присваивают по спецификации оборудования и составляют из цифрового обозначения соответствующего контура и буквенного обозначения (прописными буквами русского алфавита) каждого элемента, входящего в контур (в зависимости от последовательности прохождения сигнала). Например: датчик (1а), вторичный прибор(1б), регулятор (1в), исполнительный механизм (1г). Позиционные обозначения отдельных приборов и средств автоматизации, таких как манометр, термометр, ротаметр и.др., состоят только из порядкового номера. При большом количестве приборов допускается применять обозначения, в которых первый знак соответствует условному обозначению измеряемой величины, последующие знаки - порядковому номеру контура в пределах измеряемой величины. Электроаппараты, входящие в систему автоматизации (звонки, сирены, сигнальные лампы, табло, электродвигатели и др.) показывают на схеме графическими условными обозначениями по ГОСТ 2.722-68, ГОСТ 2.732-68, ГОСТ 2.741-68 и присваивают им буквенно-цифровые обозначения по ГОСТ 2.710-81. Например: сигнальная лампа - HL1, электродвигатель М. Линии связи допускается изображать с разрывом при большой протяженности и (или) при сложном их расположении. Места разрывов линий связи нумеруют арабскими цифрами в порядке их расположения в прямоугольнике с заголовком «Приборы местные». Допускается пересечение линий связи с изображениями технологического оборудования. Пересечение линий связи с обозначениями приборов не допускается. На линиях связи указывают предельные (максимальные или минимальные) рабочие значения измеряемых (регулируемых) величин по ГОСТ 8.417-2002 ГСИ «Единицы величин» или в единицах шкалы выбираемого прибора. Для обозначения разрежения (вакуума) ставят «минус». Для приборов, встраиваемых непосредственно в технологическое оборудование и не имеющих линий связи с другими приборами, предельные значения величин указывают рядом с обозначением. Над основной надписью, по ее ширине сверху вниз, на первом листе чертежа располагают таблицы не предусмотренных стандартами условных обозначений, принятых в данной функциональной схеме (обозначения трубопроводов, таблицы оборудования и т.д.). Примеры оформления поясняющего текста и таблиц приведены в приложении В. Пояснительный текст располагают обычно над таблицами условных обозначений (или над основной надписью) или в другом свободном месте.
Таблица 2.3 - Буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов по ГОСТ 21.404-85
Таблица 2.4 - Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов
Таблица 2.5 - Дополнительные буквенные обозначения, применяемые для преобразователей сигналов и вычислительных устройств
Примеры разработки функциональных схем автоматизации
Пример 2.1. Разработка функциональной схемы автоматизации установки для приготовления моющего раствора. Рисунок 2.6 - Установка для приготовления моющего раствора Описание установки. Установка для приготовления моющего раствора (рисунок 2.6) работает следующим образом. В смеситель С1 подаются щелочь и вода, где они перемешиваются мешалкой. Моющий раствор подогревается до температуры 700С паром, подаваемым в рубашку, и откачивается из смесителя насосом Н1. Исходные данные. Система автоматизации установки для приготовления моющего раствора должна выполнять следующие функции: 1) измерение и регистрация на ЭВМ уровня раствора в смесителе (максимальное рабочее значение 1 м); 2) измерение и регистрацию на ЭВМ температуры в смесителе (максимальное рабочее значение 700С); 3) регулирование уровня в смесителе расходом воды; 4) регулирование температуры в смесителе расходом пара; 5) сигнализацию верхнего и нижнего значений уровня в смесителе, сигнализацию крайних положений исполнительных механизмов на ЭВМ и сигнализацию состояния (включен/отключен) двигателей насоса и мешалки на ЭВМ;. 6) блокировка - отключение насоса по нижнему уровню в смесителе; 7) управление - включение/отключение двигателя насоса и включение/отключение двигателя мешалки. Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.7. Описание функциональной схемы автоматизации. Схема построена на базе контроллера ADAM 8000, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, их регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами, электродвигателем насоса Н1 и электродвигателем мешалки. Для измерение уровня моющего раствора в смесителе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в раствор поз. LE-1a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (4-20 мА) который подается на вход вторичного показывающего прибора Для измерения температуры моющего раствора в смесителе используется термопреобразователь сопротивления поз. ТЕ-4а. К этому преобразователю подключен вторичный измерительный прибор поз. ТI-4б, а также модуль аналогового ввода от термопреобразователей сопротивления AI 8231-1BD52. Регулирование температуры в смесителе осуществляется путем изменения расхода пара регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи пара. Этот регулирующий орган оснащен электродвигательным исполнительным механизмом поз. 4д с датчиком угла поворота поз. GE-5. Управляющие импульсы подаются на двигатель этого механизма с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. 4в. Для реализации сигнализации крайних положений исполнительного механизма на ЭВМ его конечные выключатели подключаются к модулю дискретного ввода DI 8211-1BF00. Для управления исполнительным механизмом также предусмотрена кнопочная станция поз. HS-4г. Управление электродвигателем М2 привода мешалки осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. NS-4в. Включение/отключение двигателя может осуществляться в ручном режиме по сигналу с ЭВМ либо с помощью кнопочной станции поз. HS-6б. Для реализации сигнализации состояния двигателя (включен/отключен) на ЭВМ слаботочный контакт магнитного пускателя подключается к входу модуля дискретного ввода DI 8211-1BF00. Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1, а, Таблица В.2).
Рисунок 2.7 - Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора Пример 2.2. Разработка функциональной схемы автоматизации экстрактора противоточного типа. Рисунок 2.8 − Экстрактор противоточного типа Описание установки. Экстракция − это массообменный процесс, при котором жидкий растворитель извлекает составляющие компоненты из жидких (либо твердых) веществ. Применяется при производстве масел, морковных соков и т.д. В нижнюю часть противоточного экстрактора Э1 (система жидкость − жидкость) подается исходный раствор (легкая жидкость), а в верхнюю часть растворитель (тяжелая жидкость). Рафинат отводится из верхней зоны экстрактора, экстракт − из нижней (рисунок 2.8). Исходные данные: Система автоматизации установки должна обеспечивать следующие функции: 1) измерение давления в трубопроводе растворителя (0, 1 МПа), измерение давления в трубопроводе исходного раствора (0, 1 МПа), измерение давления в трубопроводе рафината (0, 1 МПа), измерение давления в трубопроводе экстракта (0, 1 МПа); 2) измерение и регистрация на ЭВМ концентрации извлекаемого компонента в рафинате (70%), уровня раздела сред в экстракторе (1 м), расходов и температур в трубопроводах исходного раствора (20 м3/ч, 600С), растворителя (20 м3/ч, 600С), рафината (20 м3/ч, 600С), экстракта (20 м3/ч, 600С); 3) регулирование расхода в трубопроводе подачи исходного раствора, регулирование уровня раздела сред в экстракторе расходом экстракта, регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате расходом растворителя; 4) сигнализацию резкого изменения концентрации извлекаемого компонента в рафинате, сигнализацию нижнего уровня раздела фаз в экстракторе; 5) блокировку - прекращение отвода экстракта при достижении предельно допустимого нижнего уровня раздела фаз в экстракторе; 6) управление клапаном подачи растворителя и управление клапаном подачи исходного раствора. В скобках указаны максимальные рабочие значения технологических переменных. Функциональная схема автоматизации экстрактора противоточного типа, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.9. Описание функциональной схемы автоматизации. Схема построена на базе контроллера SIMATIC S7-400, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами. Для измерения давления в трубопроводах растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются манометры поз. PI-1, PI-2, PI-3, PI-4, установленные по месту. Для измерения температуры растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются темопреобразователи сопротивления поз. TE-9, поз. TE-10, поз. TE-11, поз. TE-12. Эти термопреобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для измерения расходов исходного раствора, растворителя, рафината и экстракта в соответствующих трубопроводах установлены измерительные диафрагмы поз. FE-5a, поз. FE-6a, поз. FE-7a, поз. FE-8a. Перепады давления на этих диафрагмах измеряются преобразователями разности давлений FT-5б, поз. FТ-6б, поз. FТ-7б, поз. FТ-8б, с выходным унифицированным токовым сигналом (4-20 мА). Эти преобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для регулирования расхода в трубопроводе подачи исходного раствора установлен регулирующий орган с пневматическим исполнительным механизмом. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. FY-5д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом установленная на щите Для измерения уровня раздела сред в экстракторе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в среду поз. LE-13a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (4-20мА) который подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации нижнего уровня раздела фаз в экстракторе предусмотрена сигнальная лампа HL1, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование уровня раздела сред в экстракторе достигается за счет изменения расхода экстракта регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 13е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. LY-13д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите поз. Н-13в и по месту поз. Н - 13г. Для измерения концентрации извлекаемого компонента в рафинате используется измеритель концентрации, состоящий из чувствительного элемента поз. QE-14a, установленного на трубопроводе и преобразователя поз. QТ-14б, с выходным унифицированным токовым сигналом (4-20 мА). Этот сигнал подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации резкого изменение концентрации извлекаемого компонента в рафинате предусмотрена сигнальная лампа HL2, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате достигается за счет изменения расхода растворителя регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 14е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. QY-14д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите поз. Н-13в и по месту поз. Н-13г. Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1, б, таблица В.3). Рисунок 2.9 - Функциональная схема автоматизации экстрактора противоточного типа Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 4612; Нарушение авторского права страницы