Методичка ФСА итог брошюра

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический

университет в г. Кумертау

Авторы: Н.Г.Васильева, Л.Н.Грачева

РАЗРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию

по направлению подготовки бакалавров 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и

производств» (по курсу «Автоматизация технологических процессов и

производств»)

Кумертау, 2016

2

Составители: Н.Г.Васильева, Л.Н.Грачева

УДК 681.5.043 В -191

Разработка и оформление функциональных схем автоматизации. Учебно-методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию по направлению подготовки бакалавров 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов

ипроизводств» (по курсу «Автоматизация технологических процессов и производств»)/ Филиал ФГБОУ ВПО «УГАТУ» в г. Кумертау; Сост.: Н.Г.Васильева, Л.Н.Грачева – Кумертау,

2016. – 70с.

Вучебно-методическом пособии представлены принципы

испособы выполнения функциональных схем автоматизации, варианты изображения технологического оборудования и коммуникаций, графическое, буквенное и позиционное обозначение приборов и средств автоматизации. Пособие содержит требования к графическому оформлению данных схем.

Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения, руководителей и консультантов выпускных квалификационных работ.

Ил. 26, Библиогр.: 23 назв.

Рецензенты: канд. техн. наук, профессор, директор филиала ФГБОУ ВПО «УГАТУ» в г. Кумертау А.И.Даутов

канд. техн. наук, доц. кафедры «АТПП» ФГБОУ ВПО «УГНТУ» О.В.Кирюшин

канд. техн. наук кафедры «ТОЭ» ФГБОУ ВПО «УГАТУ» Д.М.Лазарев

©Н.Г.Васильева, Л.Н.Грачева, 2016

3

4

1 Назначение функциональных схем автоматизации

Функциональная схема автоматизации (ФСА) является основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса, оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации, а так же служит для отображения технических решений принимаемых при проектировании систем.

Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов являются совокупность основного и вспомогательного оборудования, запорные и регулирующие органы, а так же энергия, сырье и других материалы, определяемые особенностями используемых технологий.

При разработке функциональных схем автоматизации технологического процесса необходимо решать следующие задачи:

-получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

-непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им;

-стабилизация технологических параметров процесса;

-контроль и регистрация технологических параметров, процессов и состояния технологического оборудования.

Для решения поставленных задач, процесс разработки функциональной схемы автоматизации необходимо начинать с всестороннего анализа объекта управления, в ходе которого устанавливается назначение, устройство, принцип работы

разрабатываться на уровне частичной или комплексной автоматизации объекта. Для повышения надежности работы системы управления, на этапе проектирования, должны быть предусмотрены варианты ведения технологического процесса в

5

управление объектом должно быть централизованным и осуществлять из операторских пунктов на основе щитов, пультов, контроллеров.

Местные щиты контроля с контрольно-измерительными и управляющими приборами необходимы в период отладки и запуска технологического процесса.

Щиты, пульты, шкафы управления операторских пунктов с установленными контрольно-измерительными приборами и

дистанционного управления исполнительными механизмами. Таким образом, функциональные задачи автоматизации,

как правило, реализуются с помощью технологических средств, включающих в себя:

-отборные устройства;

-средства получения первичной информации;

-средства преобразования и переработки информации;

-средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу.

ФСА должна быть проработана с такой степенью детализации, которая дает не только полное представление о принятых проектных решениях по автоматизации объекта, но и обеспечивает составление заявочных ведомостей на все необходимые приборы и средства автоматизации. К тому же на основании ФСА выполняются остальные чертежи проекта: структурная схема, электрическая схема подключения, монтажная схема и т.д.

В итоге результатом составления функциональных схем является:

-выбор метода измерения технологических параметров;

-выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявленным требованиям и

6

условиям работы автоматизируемого объекта;

-определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемых автоматически или дистанционно;

-размещение средств автоматизации на щитах и пультах, на технологическом оборудовании или по месту;

-определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудовании.

2 Принципы и способы выполнения функциональных схем автоматизации

Современное развитие всех отраслей промышленности характеризуется большим разнообразием используемых в них технологических процессов. Практически неограниченны условия их функционирования и требования по управлению и автоматизации. Однако, учитывая опыт проектирования систем автоматизации и управления можно сформулировать некоторые общие принципы, которыми следует руководствоваться при разработке функциональных схем автоматизации:

1)Уровень автоматизации должен определяться не только целесообразностью внедрения определённого комплекса технических средств на основе современных научнотехнических разработок, но и перспективой модернизации и развития технологического процесса, с возможностью дальнейшего наращивания функций управления.

2)При разработке функциональных схем и выборе комплекса технических средств должны учитываться следующие условия:

- вид и характер технологического процесса; - условия пожаро- и взрывоопасности;

- агрессивность и токсичность окружающей среды; -параметры и физико-химические свойства измеряемой

среды;

-расстояние от мест установки датчиков,вспомогательных

7

устройств, исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пунктов управления и контроля;

- требуемая точность и быстродействие средств автоматизации.

3)Система автоматизации должна строиться на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники. При разработке проектов необходимо стремиться к применению однотипных средств и унифицированных систем для обеспечения простоты их обслуживания, взаимозаменяемости, ремонтопригодности. Использование однотипной аппаратуры дает значительные преимущества при монтаже, наладке, эксплуатации, обеспечения запасными частями и т.д.

4)В качестве измерительных преобразователей, вторичных приборов, регулирующих и исполнительных устройств, следует использовать приборы и средства автоматизации Государственной системы промышленных приборов (ГСП).

5)Выбор энергии (электрической, пневматической или гидравлической) для систем автоматизации должен быть определен условиями технологического процесса, его взрыво- и пожароопасности, агрессивности окружающей среды, а так же условий быстродействия реакции системы, дальности передачи

6) Количество приборов, аппаратуры управления и сигнализации, устанавливаемой на оперативных щитах и пультах, должно быть ограничено.

Избыток аппаратуры усложняет эксплуатацию, отвлекает внимание обслуживающего персонала от наблюдения за основными приборами, определяющими ход технологического процесса, увеличивает стоимость установки и сроки монтажных и наладочных работ.

8

Приборы и средства автоматизации вспомогательного назначения целесообразнее размещать на отдельных щитах, располагаемых в производственных помещениях вблизи технологического оборудования.

Перечисленные принципы являются общими, но не исчерпывающими для всех случаев, которые могут встретиться в практике проектирования систем автоматизации технологических процессов. Однако для каждого конкретного случая их следует иметь в виду при реализации технического задания на автоматизацию проектируемого объекта [1,5].

Согласно ГОСТ 21.208-2013 схемы автоматизации выполняют двумя способами:

1) Развернутым

При этом способе на схеме изображаются состав и место расположения каждого прибора или блока, входящего в единый измерительный, регулирующий или управляющий комплект средств автоматизации, указанный отдельным условным обозначением, с изображением щитов и пультов управления в виде прямоугольников (как правило, в нижней части чертежа), в которых показываются устанавливаемые на них средства автоматизации (рис.1).

Преимуществом этого способа является большая наглядность, в значительной степени облегчающая чтение схемы и работу с проектными материалами.

2) Упрощенным

Способ, при котором, на схеме изображают приборы и средства автоматизации, осуществляющие сложные функции, например, контроль, регулирование, сигнализацию и выполненные в виде отдельных блоков, одним условным обозначением (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места

технологических схемах изображаются вблизи отборных и приемных устройств, без построения прямоугольников, условно изображающих щиты, пульты, пункты контроля и управления

(рис.2).

Рисунок 1 – Пример выполнения функциональной схемы автоматизации развернутым способом

10