Графическая часть

1

Графическая часть проекта по АСУ ТП

Современное развитие всех отраслей промышленности характеризуется постоянно возрастающим уровнем использования систем автоматизации технологических процессов. При этом широкое внедрение приборов и средств автоматизации вызывает необходимость организовать структуру автоматического управления процессами производства, а также координацию отдельных производственных участков и элементов схем. Кроме того, необходимо определить уровень и объем автоматизации и вычислительной техники. Для отражения этих вопросов в проектах разрабатываются и вычерчиваются:

1)структурные схемы управления и контроля;

2)схемы автоматизации;

3)схемы принципиальные;

4)демонстрационные листы.

Перечень документов, данные из которых использовались при составлении конспекта лекций: ИСО 9000:2005 Система менеджмента качества. Основные положения и словарь.

ИСО 9001:2008 Система менеджмента качества. Требования. ГОСТ 2.106-96 ЕСКД Текстовые документы.

ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД Основные надписи.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам. ГОСТ 2.303-68 ЕСКД Линии.

ГОСТ 2.305-2008 ЕСКД Изображения – виды, разрезы, сечения.

ГОСТ 2.605-68 ЕСКД Плакаты учебно-технические. Общие технические требования. ГОСТ 2.708-81 ЕСКД Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.

ГОСТ 2.302-68 ЕСКД Масштабы.

ГОСТ 7.12-93 ССИБИД Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила.

ГОСТ 7.1-2003 ССИБИД Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.

ГОСТ 7.32-2001 ССИБИД Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.

Примечания:

1.Если ссылочный документ заменен (отменен), то при пользовании настоящим документом, следует руководствоваться замененным (измененным) документом.

2.Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка не него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ Общие понятия и определения

Структурная схема является основным документом, т.к. им устанавливаются оптимальные каналы административно-технического и оперативного управления технологическими процессами для достижения наивысших эксплуатационных показателей. В структурной схеме отражаются особенности технологического характера данного производства, а также технические средства, используемые при создании локальных систем контроля и автоматизации.

Назначением структурной схемы является отображение в общем виде решений проекта по функциональной, организационной и технической структурам АСУП с соблюдением иерархии системы, взаимодействий между пунктами контроля и управления технологическим объектом и определенными должностными лицами.

Все элементы структурной схемы изображаются, как правило, в виде безмасштабных прямоугольников, внутри которых указывается аббревиатура условных обозначений или их полное обозначение. Если условные обозначения показываются сокращенно, то расшифровку нужно давать на схеме. Связь между элементами схемы показывается линиями связи со стрелками, указывающими направление прохождения сигнала.

2

Структуры управления делятся на:

1)одноуровневые;

2)многоуровневые;

3)централизованные;

4)децентрализованные.

Требования к разработке структурных схем

Структурная схема выполняется в соответствии с требованиями государственных стандартов Единой Системы Конструкторской Документации (ЕСКД) – ГОСТ 24.302-80.

На схемах условными обозначениями показываются:

1)управляющие вычислительные машины, щиты и пульты с указанием их назначения и наименования подразделений;

2)диспетчерские и операторские щиты и пульты управления, не входящие в состав разрабатываемого проекта, но имеющие связь с проектируемыми системами контроля и управления;

3)цеховые посты контроля и управления с указанием их назначения и наименованием цеха, участка и т.д., должности обслуживающего персонала;

4)линии связи с буквенными обозначениями вида оперативной связи и обозначением

стрелками направления поступления информации.

Структурные схемы должны быть взаимосвязаны. На первой структурной схеме должна быть ссылка на чертеж, который будет разрабатываться следующим. Промежуточные схемы должны иметь две ссылки: одну на предыдущий чертеж, другую – на последующий. Последний чертеж имеет одну ссылку – на предыдущий чертеж.

Правила оформления структурных схем

1.Структурные схемы выполняются, как правило, на листах белой бумаги стандартного формата А1. Допускается увеличивать формат А1, но не больше , чем половина формата А1.

2.Размеры условных изображений не регламентируются, а выбираются по усмотрению исполнителя с соблюдением одинаковых размеров для однотипных изображений.

3.Толщину линий условных изображений выбирают в соответствии с ГОСТ 2.303-68. Рекомендуется:

а) для условных обозначений и контуров условных изображений – 0,5 мм; б) для линий связи – 1 мм; в) вертикальные линии внутри условных изображений – 0,2-0,3 мм.

4.При вычерчивании структурных схем следить за минимальностью пересечений линий связи.

5.Информационный поток может быть объединен в шину. Шина показывается в виде безразмерной объемной стрелки.

6.Таблица условных обозначений располагается на поле схемы над основной надписью и заполняется сверху вниз. При большом количестве условных обозначений продолжение таблицы помещается слева от основной надписи, с тем же порядком заполнения. Надписи и форма таблицы выполняются согласно СН 460-74.

7.Размеры цифр и букв выбирают в соответствии с ГОСТ 2.304-68.

8.Пояснительный текст выполняют в соответствии с ГОСТ 2.316-68 и помещают над основной надписью. Между основной надписью и текстовым материалом не должно быть никаких изображений.

9.Пункты пояснительного текста должны иметь сквозную нумерацию. Каждый пункт начинается с красной строки. Заголовок «Примечание» не пишется.

10.В тексте и надписях не допускается сокращения слов, за исключением общепринятых согласно ГОСТ 7.12-70 и приложению к ГОСТ 2.316-68.

СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ Общие понятия и определения

Схемы автоматизации (СА) являются основным техническим документом, определяющим структуру, функциональность, характер построения СА технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной техники).

3

Невозможна оптимальная автоматизация без детальной проработки технологического процесса. Поэтому к составлению СА приступают после изучения технологии объекта автоматизации.

Объектом управления в системах автоматизации технологическим процессом является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенным в него запорными и регулирующими органами.

Схема автоматизации должна составляться так, чтобы в результате ее реализации человек мог:

1)получить первичную информацию о состоянии технологического процесса и оборудования;

2)воздействовать на технологический процесс для управления им;

3)осуществлять стабилизацию технологического процесса;

4)контролировать и регулировать технологические параметры.

Для различных технологических объектов, имеющих аналогичный процесс, допускается выполнять одну схему автоматизации с обязательными разъяснениями в примечании или в пояснениях к схеме (например, доменная печь обслуживается четырьмя воздухонагревателями – схему можно выполнять для одного воздухонагревателя с пояснением, что для остальных трех воздухонагревателей схема аналогична).

В случае, если однотипных объектов автоматизации больше четырех, схему автоматизации выполняют для первого и последнего объектов, с обязательным пояснением в примечании (например, «Схема выполнена для первого и восьмого холодильника, для остальных, со второго по седьмой, схемы аналогичны. Оборудование заказывается для всех холодильников»)

На схеме автоматизации показываются:

1)технологическая схема (упрощенное изображение объекта автоматизации или его части);

2)приборы и средства автоматизации, изображенные по действующим стандартам, а также линии связи между ними в однолинейном исполнении. Устройства и средства автоматизации, механически связанные с конструкциями, встроенными в технологическое оборудование (термопреобразователи, манометры по месту, сужающие устройства, исполнительные механизмы, заслонки и т.д.), должны изображаться на схеме в непосредственной близости к этим конструкциям;

3)агрегатированные комплексы, машины централизованного контроля, электронные вычислительные машины в виде прямоугольников в нижней части чертежа с нанесенными линиями связи от датчиков, преобразователей, исполнительных механизмов и т.д. На схеме обязателен показ ручного ввода данных в ЭВМ.

4)Таблицы условных обозначений средств автоматизации и других элементов, не предусмотренных стандартами, а также локальная заказная спецификация средств автоматизации. При наличии нескольких схем автоматизации с повторяющимися средствами автоматизации таблицы условных обозначений и локальные спецификации допускается выполнять на одной из схем автоматизации (предпочтительно на первой) или на отдельном чертеже.

Правила оформления листа для выполнения схемы автоматизации

Схемы выполняются на формате А1 (594х841), допускается А1+0,5 А1 (420*594).

Если схема автоматизации не входит в эти форматы, надо поделить технологический процесс. Расположение технологического оборудования, средств автоматизации, спецификации и основной надписи на листе приведены на рисунке 1.

1 – поле для изображения технологического процесса и оборудования. Технологическое оборудование и трубопроводы показываются однолинейно, упрощенно, но внешний вид изображения технологического объекта должен соответствовать реальному объекту.

2 – поле для изображения прямоугольника средств автоматизации (ПСА).

ПСА выполняется для того, чтобы указать приборы, применяемые в схемах и отметить их месторасположения на реальном объекте.

Мысленная линия, разделяющая поля 1 и 2 непостоянна. Она может быть от 1/3 до 2/3.

4

Рисунок 1 – Расположение схемы на листе 3 – поле текстовой информации. На нем располагается в случае необходимости спецификация

оборудования, таблицы условных обозначений, пояснения и примечания. 4 – поле для выполнения основной надписи (штампа).

На полях 3 и 4 не допускается вычерчивания никаких элементов схемы. Мысленная линия между 3 и 4 плавающая, без ограничений.

Изображение технологического оборудования и коммуникаций

Технологическая схема оборудования показывается в верхней части (примерно, до двух третьих) чертежа, как правило, упрощенно и мезмасштабно. Упрощение должно давать ясное представление о принципе работы объекта автоматизации и так, чтобы конфигурация агрегата соответствовала действительному объекту.

Большей частью измерительная и регулирующая аппаратура автоматизации устанавливается на трубопроводах, на которых располагается много запорной и регулирующей арматуры. Не все из них используются в схеме автоматизации. Поэтому на ней показываются только те трубопроводы и та запорная и регулирующая арматура, которые задействованы в данной конкретной схеме автоматизации или служат точкой привязки отборных устройств.

На трубопроводах, на которых предусмотрена установка отборных устройств, первичных преобразователей (термоперобразователи, сужающие устройства и т.д.), запорной арматуры, исполнительных механизмов с регулирующими органами, обязательно указывать диаметры условного прохода, например, Ду 50. На технологическом трубопроводе, стандартной стрелкой, указывается направление потока технологической среды.

Детали трубопроводов, арматуру теплотехнических и сантехнических установок выполняют по ГОСТ 2.785-70 и ГОСТ 2.786-70.

Технологические трубопроводы, газопроводы, водопроводы и др. на схеме автоматизации обозначаются однолинейно. Технологические трубопроводы при вычерчивании выполняются в виде прерывистой линии. Разрывы повторяются через каждые 50-80 мм. Расстояние между разрывами – 10 мм. В разрывах указывается цифровые обозначения технологической среды, в соответствии с ГОСТ 14.202-69.

Если для технологической среды, проходящей по трубопроводу, невозможно или затруднительно подобрать цифровое обозначение, тогда нужно выбрать ту среду, которая наиболее близка к выбираемой (например, для смолы взять «горючие жидкости» и в этом обозначении использовать те цифры, которые идут под обозначением «резерв»). В этом случае, эти цифры необходимо обязательно вынести в «Таблицу условных обозначений» с расшифровкой того, что именно эти цифры соответствуют той технологической среде, которая проходит по трубопроводам разрабатываемой схемы, например, -- 8.7 -- - смола.

Допускается изображать элементы объекта в виде прямоугольников, снабженных соответствующими надписями.

У изображения объекта должны быть поясняющие надписи (наименование оборудования, его номер и др.)

5

Таблица 1 - Условные цифровые обозначения жидкостей, газов и материалов, транспортируемых по трубопроводам по ГОСТ 14.202-69

6

Изображение приборов и средств автоматизации

На схемах автоматизации существует общепринятое расположение: в верхней части чертежа показывается технологическое оборудование, в нижней – приборы и средства автоматизации, которые должны изображаться в соответствии с действующими ГОСТ 21.404-85.

Таблица 2 - Буквенные обозначения измеряемых физических величин и функциональных признаков средств измерений, регулирующих и исполнительных устройств

7

(*) (+) – резерв; (*)(-) – не использовать;

(** )- эти буквы выносятся за значок условного обозначения прибора.

8

Таблица 3 - Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов

На схемах автоматизации часто встречаются условные обозначения запорной аппаратуры и сочлененные с ней исполнительные механизмы. Следующая таблица показывает наиболее часто применяемые условные обозначения вышеуказанных средств автоматики и их размеры, таблица 4.

Таблица 4 - Условные обозначения приборов запорной аппаратуры и исполнительных механизмов

9

Все первичные измерительные преобразователи, отборные и приемные устройства встраиваются в технологическое оборудование с помощью дополнительных устройств: бобышек, штуцеров, карманов, расширителей, байпасов и т.д. Сами эти дополнительные устройства на схеме автоматизации не показываются, а изображается только первичные преобразователи, которые располагаются рядом с технологическим оборудованием (калориметры, пирометры, термические преобразователи, диафрагмы, ротаметры, счетчики, индукционные расходомеры, уровнемеры, исполнительные механизмы, радиоизотопные устройства, видеоприемники и т.д.).

Первичные преобразователи и измерительные приборы могут иметь различное функциональное назначение, могут быть показывающими или регистрирующими, самопишущими или печатающими, могут иметь встроенные преобразователи, т.е. приборы очень многообразны. В связи с этим, все условные обозначения состоят из изображенного круга или овала по ГОСТ 21.404-85 и вписанных в него букв контролируемой или регулируемой величины, а также функциональных признаков.

Как уже отмечалось выше, средства автоматизации размещаются в нижней части чертежа в прямоугольнике, где в левой его части по вертикали указываются места расположения средств автоматизации, а по горизонтали рекомендуется давать измеряемые, контролируемые и регулируемые параметры.

Рекомендуется вертикальную часть прямоугольника заполнить, сверху вниз в следующей последовательности (не все из перечисленных пунктов могут присутствовать в проекте):

1)приборы местные или внещитовые;

2)местные щиты контроля, управления и др.;

3)агрегатные или оперативные щиты;

4)центральный или диспетчерский щит управления;

5)управляющие машины.

Впрямоугольнике «Приборы местные» заносятся средства автоматики, которые расположены вне щитов и конструктивно не связаны с технологическим оборудованием и коммуникациями.

При применении агрегатных комплексов и УВМ допускается более детальное рассмотрение в виде блоков. В этом случае прямоугольник, изображающий КТС, делят горизонтальными линиями на части, число которых соответствует количеству блоков.

Аббревиатура блоков обязательно должна быть расшифрована в «Таблице условных обозначений».

Точки входа и выхода сигналов показываются кружками диаметром 1,5-2 мм, около которой, указываются стрелки входа или выхода сигнала или условное буквенное обозначение входа и выхода (Bo и Bi) – соответственно, с кружком диаметром 1,5-2 мм, а так же, при необходимости количество и условные обозначения используемых контактов, с обязательной их расшифровкой в таблице условных обозначений.

Изображение прямоугольника, в котором размещаются средства автоматизации и вычислительная техника, вычерчивается по-разному, в зависимости от того, на скольких листах располагается схема автоматизации:

1)схема автоматизации расположена на одном листе – прямоугольник справа замыкается линией (т.е. замкнутый прямоугольник);

2)схема автоматизации расположена на двух и более листах – прямоугольники на всех предыдущих листах, за исключением последнего, справа не замыкаются. В этом месте ставятся стрелки и делается надпись: «Продолжение см. лист 2». Замыкается прямоугольник только на последнем листе. Левая сторона всех листов выполняется аналогично первому листу.

Позиционное обозначение

Позиционное обозначение проставляется в нижней части условного обозначения средств автоматизации. Если по какой-либо причине прибор не имеет позиционного обозначения, то нижняя часть условного обозначения остается пустой и ничем другим не заполненной.

Нельзя использовать позиционные обозначения с примененных чертежей.

Позиционное обозначение состоит из арабской цифры, стоящей на первом месте, и строчкой буквы русского алфавита на втором месте, например 1а, 2б, 3в и т.д.

10

Цифры присваиваются каждой измерительной, управляющей, регулирующей и т.д. схеме слева на право (по горизонтали), а алфавит букв возрастает от полученной информации к регулирующим органам (по вертикали). Буквы О и З стараться не применять (пропускать), т.к. они сходны по написанию с нулем и цифрой три.

Отдельно стоящие приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование или механически связанные с ними (термометры, манометры и т.д.), допускается позиционно обозначать только цифрой.

Если какой-либо прибор связан с несколькими первичными измерительными преобразователями, то все дальнейшие элементы схемы, осуществляющие дополнительные функции, относят к той функциональной группе, на которую оказывается воздействие.

Если несколько первичных преобразователей (например, термопар или тензодатчиков) выводятся на один вторичный прибор (например, ФЩЛ-501 или Диск 250), то позиции таких первичных преобразователей можно обозначать через дефис (например, сигналы с четырех термопар, поз. 1а-1, 1а-2, 1а-3, 1а-4 поступают на вторичный прибор типа ФЩЛ-501, поз. 1а).

Если схема выполняется для нескольких однотипных объектов (например, восемь холодильников), то тоже используется дефис (для первого холодильника все позиции обозначаются, поз. 1а-1, 1б-1, 1в-1 и т.д., а для восьмого, поз. 1а.-8, 1б-8, 1в-8 и т.д. В спецификацию записываются все позиции).

Электроаппаратура (электрические измерительные приборы, звонки, лампы, кнопки, ключи и т.д.) должна иметь обозначение, принятые в принципиальных электрических схемах, и представляет собой группу знаков, на первом месте буквы латинского алфавита и арабские цифры, возрастающей для одного вида изделия от 1 до требуемого значения.

Буквенные позиционные обозначения электроаппаратуры

Толщина линий и шрифты

Для выполнения схем автоматизации используют линии следующей толщины, мм:

При одинаковой толщине линий различного назначения их вычерчивают (для выделения) по толщине в противоположных (большем и меньшем) пределах.