46. Функциональные схемы автоматизации.

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а так же оснащение его средствами автоматизации. Схема должна давать и представление об объекте управления. В связи с этим на функциональной схеме должны быть даны изображения технологических аппаратов (колонн, теплообменников и т.д.), машин (насосов, компрессоров и т.п.), трубопроводов, автоматических устройств и показаны связи между ними.

Технологические аппараты и машины на функциональной схеме изображают упрощенно, но в соответствии со схемой, принятой в технологической части проекта. Контуры графических изображений аппаратов и машин, а так же соотношение их габаритных размеров должны, как правило, соответствовать действительным.

Допускается изображение объектов управления в виде прямоугольников.

Возможны так же графические обозначения аппаратов и машин, построенные по их функциональным признакам (ГОСТ 2.793-79, ГОСТ 2.782-68) обозначения, отражающие принцип действия машин и аппаратов (ГОСТ 2.780-68, ГОСТ 2.788-74). Толщина линий обозначений аппаратов и машин долна составлять 0,2-0,5 мм.

Около каждого аппарата и машины должно быть наименование или позиционное обозначение (арабскими цифрами). Разрешается использовать и буквенно-цифровое обозначение аппаратов (машин), например Т-3, Е-5, Н-8, где буква означает название аппарата (Т-теплообменник, Е-емкость, Н-насос), а цифра – порядковый номер аппарата среди ему подобных. При обозначении аппаратов и машин цифрами (или буквами с цифрами) на свободном поле схемы должна быть дана таблица с перечнем оборудования.

Трубопроводы на функциональных схемах изображают, как правило, сплошной линией. Толщина линий берется в пределах от 0,5 до 1,5 мм в зависимости от назначения трубопровода.

Для облегчения чтения схемы на обозначениях трубопроводов проставляют стрелки, указывающие направление движения вещества в трубопроводе. Соединения пересечения трубопроводов изображаю согласно ГОСТ 2.784-70.

На условном изображении технологических трубопроводов показывают в основном только арматуру (вентили, задвижки), участвующую в управлении процессом.

Вторичные приборы пневматические

Вторичные приборы пневматические показывающие и самопишущие предназначены для контроля технологических переменных – давления, расхода, уровня, температуры, состава веществ и других параметров, величины которых могут быть преобразованы в унифицированный аналоговый сигнал давления сжатого воздуха в пределах от 0,02 до 0,1 МПа.

Измерительные элементы вторичных пневматических приборов основаны на принципе компенсации усилий: усилия на приемном (чувствительном) элементе, возникающее от входного давления, уравновешивается усилием от натяжения пружины обратной связи. Приборы позволяют измерять, либо измерять и регистрировать один, два или три параметра; могут иметь дополнительно устройство сигнализации о выходе параметра за пределы заданного диапазона, станцию управления. В самопишущих приборах используется электрический (Э) или пневматический (П) приводы диаграммной ленты.

Шкалы приборов стопроцентные линейные или в единицах измерений контролируемых (регулируемых) величин по стандартным рядам: манометры, дифманометры, термометры, вакуумметры и др. Длина шкалы и ширина поля записи диаграммной ленты (в самопишущих приборах) 100 мм. Скорость движения диаграммной ленты 20, 40 и 60 мм/ч.

Для питания приборов используется сжатый воздух давлением 0,14±0,014 МПа. Расход воздуха питания в зависимости от модификации прибора составляет 2-10 л/мин. Исполнение приборов – щитовое. Класс точности 1,0.

Приборы контроля пневматические показывающие и самопишущие ПВ2.2 и ПВ4.4 входят в систему приборов и регуляторов СТАРТ. Прибор ПВ2.2 предназначен для показания значения одного параметра и получения сигнала при выходе параметра за пределы заданного диапазона. Приборы ПВ4.4Э и ПВ4.4П предназначены для непрерывной записи на одной ленточной диаграмме значений трех параметров и показаний их на трех шкалах.

Схема измерительного устройства приборов приведена на рисунке 10.

Рисунок - 10 Схема измерительного устройства вторичных пневматических приборов

Действие приборов основано на компенсационном принципе измерения, заключающемся в уравновешивании усилий.

Изменение измеряемого параметра (в виде давления сжатого воздуха) вызывает перемещение дна сильфона 1 и связанного с ним рычага 3. При этом изменяется зазор между соплом 2 и заслонкой, находящейся на нижнем конце рычага 3, что приводит к изменению давления сжатого воздуха в линии сопла 2 и в силовом элементе 5. В результате этого изменяется величина прогиба чашечной мембраны силового элемента 5, что вызывает перемещение рычага 4, связанного тросиком и пружиной обратной связи с нижним концом рычага 3.

Таким образом, на рычаге 3 уравновешиваются усилия, возникающие на приемном и силовом элементах. Изменение величин этих усилий приводит к пропорциональному изменению степени сжатия пружины обратной связи. Так как нижний конец рычага 3 при работе практически не изменяет положения, изменение величин усилий вызывает пропорциональное им перемещение рычага 4, которое и передается на указатель 6 прибора.

В приборах ПВ4.4 используются три рассмотренных измерительных устройства. Лентопротяжный механизм выполнен в виде подающей и приемной катушек и направляющих валиков, приводимых в движение через редуктор от электрического или пневматического двигателя.

Приборы контроля пневматические показывающие и самопишущие со станцией управления ПВ3.2 и ПВ10.1 предназначены для работы в комплекте с регуляторами СТАРТ. Приборы позволяют осуществить контроль (ПВ3.2); контроль и запись (ПВ10.1) регулируемого параметра; ручное управление процессом; автоматическое регулирование процессом, а также автоматическое программное регулирование (ПВ3.2).

Каждый прибор имеет три измерительных устройства, станцию управления с задатчиком и кнопочным переключателем рода работы; прибор ПВ10.1 снабжен также лентопротяжным механизмом.

Приборы показывают на неподвижной шкале и непрерывно записывают (ПВ10.1) текущее значение регулируемого параметра, т. е. сигнала от датчика; заданное значение параметра; давление воздуха на выходе регулятора, т. е. положение регулируемого органа.

Другие вторичные пневматические приборы отличаются от рассмотренных выше числом показываемых и записываемых измеряемых параметров и наличием вспомогательных устройств; станции управления; устройства сигнализации; функционального преобразователя для извлечения квадратного корня, необходимого при работе с расходомерами переменного перепада давления. Выпускается пневматический интегрирующий прибор ПИК-1, предназначенный для измерения количества вещества путем суммирования значений расхода за определенный промежуток времени и др.