4.3 Принципы составления функциональных схем автоматизации

Схемы автоматизации являются основными чертежами, отража­ющими идеологию построения системы автоматического контроля и управления технологическим процессом. Систему автоматизации на этих схемах представляют в виде функциональных блоков автомати­ческого контроля, управления и регулирования, дающих полное представление об объеме автоматизации, включая вычислительную и микропроцессорную технику. На схеме автоматизации изображают:

– технологическое оборудование, коммуникации, органы управления;

– приборы и средства автоматизации, а также связи между ними;

– средства телемеханики, микропроцессорной и вычислитель­ной техники.

Технологическую схему вычерчивают в верхней части листа с упрощенным изображением агрегатов в объеме, отражающем характер технологического процесса (без соблюдения масштаба). Желательно, чтобы конфигурация агрегата соответствовала действительной.

Технологические трубопроводы (газопроводы, водопроводы, воздухопроводы и пр.) на функциональной схеме обозначают так, как они показаны на технологической схеме, или однолинейно в соответствии с условными обозначениями по ГОСТ 2.786–70 и ГОСТ 2.786–70.

Для уточнения характера среды к цифровому обозначению добавляют буквенный индекс, например, вода чистая – 14, пар перегретый – 2П, пар насыщенный – 2Н и т.п. Условные цифровые обозначения трубопроводов проставляют через расстояния не менее 50 мм.

Трубопроводы для жидкостей и газов, не предусмотренных таблицей П.2.5, обозначают последующими цифрами с обязательными пояснениями на чертеже новых условных обозначений. Если обозначения трубопроводов на технологических чертежах не стандартизованы, то на функциональных схемах применяют условные обозначения, принятые в технологических чертежах.

У изображения технологического оборудования, отдельных его элементов и трубопроводов проставляют соответствующие поясняющие надписи (наименование технологического оборудования, его номер и т.п.). Направление потока указывают стрелками.

На трубопроводах, на которых предусматривается установка отборных устройств и регулирующих органов, указывают диаметры условных проходов.

На технологическом оборудовании и коммуникациях условными обозначениями показывают основные запорные и регулирующие органы, что необходимо для определения относительного расположения отбо­ров сигналов или выяснения необходимости измерений.

Технологическое оборудование и коммуникации автоматизи­руемого объекта на функциональных схемах изо6ражаются с такой степенью детализации, которая позволяет показать их взаимное расположение и взаимодействие с приборами, средствами автоматизации и вычислительной техникой.

Второстепенные конструктивные детали и технологические коммуникации, а также элементы объекта, не связанные с автомати­зацией и не разъясняющие принцип его работы, не показываются.

Технологическое оборудование и коммуникации изображаются сплошными тонкими линиями, технологические потоки выделяются более жирными линиями. Допускается изображать элементы объекта в виде прямоугольников, которые должны быть снабжены соответству­ющими наименованиями. Отдельные элементы объекта могут изображаться отдельно друг от друга со ссылками на их взаимосвязь.

Линии связи между приборами и средствами автоматизации изображают одной тонкой сплошной линией независимо от фактического числа проложенных проводов или труб. Подвод линий связи к символу прибора можно осуществлять в любой точке окружности (сверху, снизу, сбоку). Линии связи выполняют по кратчайшему расстоянию с возможностью перечения изображения оборудования и трубопроводов.

У изображений объекта и трубопроводов должны быть поясняющие надписи, а также стрелками указано направление движения потоков (по ГОСТ 2.721–74):

– электрического:

в одном направлении

в двух направлениях одновременно

в двух направлениях не одновременно

– пневматического

– гидравлического

Допускается на линиях связи указывать вид электрического сигнала.

В случае функционального взаимодействия (соединения) линий связи в месте пересечения проставляют точку. Линии связи должны четко отображать функциональные связи приборов (элементов) от начала прохождения сигнала (воздействия) до конца. При необходимости указания направления передачи сигнала на линиях связи наносят стрелки.

Для сложных объектов с большим числом применяемых приборов и средств автоматизации, когда изображение непрерывных линий затрудняет чтение схемы, предусматривают их разрыв. При этом оба конца линий связи в местах разрыва нумеруют одной и той же арабской цифрой. Нумерацию разрыва линий связи выносят на основные базовые линии, обеспечивая минимальное пересечение линий связи с изображением технологического оборудования и коммуникаций. Величину разрыва для всех линий связи делают одинаковой, с таким расчетом, чтобы нумерация сверху и снизу проставлялась соответственно на одном уровне. Нумерацию линий связи начинают с левой стороны щитов в порядке возрастания номеров.

При выполнении функциональных схем показывают отборные устройства, первичные и вторичные измерительные приборы, преобра­зователи, вычислительные устройства, переключатели, исполнитель­ные механизмы, регулирующие органы, аппаратуру управления, комплектные устройства, элементы сигнализации, блокировки и др.

Вспомогательные устройства и аппаратуру вспомогательного назначения (фильтры, редукторы, соединительные коробки, источники питания, реле, магнитные пускатели, предохранители, выключатели в цепях питания и т.д.) не показывают.

Места отбора импульсов и приемные устройства, встраиваемые в трубопроводы и оборудование (ртутные термометры, термометры сопротивления, пирометры, измерительные диафрагмы, счетчики, маномeтpы и др.) вычерчивают на изображениях коммуникаций или оборудования. Устройства, механически связанные с конструкциями, встроенными в коммуникации агрегата, (исполнительные механизмы, механизмы, связанные с дросселирующими органами) изображаются на чертеже вблизи этих конструкций.

Приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и коммуникации или механически связанные с ними, изображают на схеме в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К ним относятся: термометры расширения, термометры термоэлектрические (термопары), термометры сопротивления, датчики пирометров, сужающие измерительные устройства, ротаметры, газовые и жидкостные счетчики, датчики индукционных расходомеров, датчики уровнемеров, датчики радиоактивности, плотности и др., исполнительные механизмы, регулирующие и запорные органы.

Приборы и средства автоматизации, расположенные на щитах, пультах, показывают в прямоугольниках, изображающих щиты, пульты. С помощью прямоугольников изображают также агрегатированные комплексы, машины централизованного контроля, управляющие вычислительные машины и т.п. Прямоугольники располагают в нижней трети поля схемы в одном или нескольких горизонтальных рядах и в такой последовательности, при которой достигается наибольшая простота и ясность схемы. В каждом прямоугольнике с левой стороны указывают соответствующее наименование.

Приборы и средства автоматизации, которые расположены вне щитов и конструктивно не связаны непосредственно с технологическим оборудованием и коммуникациями (вторичные приборы, информационные табло, промежуточные усилители и т.п.), условно показывают в прямоугольнике «Приборы местные», который располагают над прямоугольниками щитов. Примерный порядок построения прямоугольников приведен в таблице 4.1.

Места входа и выхода сигналов на прямоугольник соответствующих устройств автоматики, управляющих вычислительных машин и агрегатированных комплексов обозначают кружками диаметром 1,5…2 мм.

Для указания на функциональной схеме принятой системы контроля и управления объектом, а также места установки аппара­туры (датчиков, измерительных приборов и вспомогательного оборудования) в нижней части чертежа вычерчивают прямоугольники, условно изображающие щиты, пульты, а также пункты контроля и управления, в которых показывают условными обозначениями соответствующую аппаратуру. Прямоугольники располагают сверху вниз в следующем порядке: приборы местные; местные щиты управления; центральный щит; диспетчерский щит или пульт; управляющие вычислительные машины.

Под нижним прямоугольником наносят гранку «измеряемый (регулируемый) параметр».

При выполнении функциональной схемы с изображениями устройств автоматики, расположенными в прямоугольниках, связь этих элементов с элементами, расположенными на технологическом оборудовании и коммуникациях, выполняют сплошными соединительными линиями, одинаковыми для трубных и электрических связей.

Таблица 4.1 – Примерная схема построения надписей

в прямоугольниках размещения средств автоматизации

Эти линии следует проводить с наименьшим числом перегибов и пересе­чений. Не допускается пересечение соединительными линиями условных обозначений приборов.

На соединительных линиях вблизи верхнего прямоугольника указывается максимальное значение измеряемого параметра и единицы измерения. При условном изображении измерительных приборов на трубопроводах или оборудовании соединительные линии отсутствуют. В этом случае максимальные значения измеряемых параметров указы­вают под номером прибора или рядом с ним. Соединительные линии от различных приемных устройств, работающих с одним измерительным прибором, объединяют и одной линией направляют на переключатель или к многоточечному прибору.

В сложных схемах при большом числе соединительных линий, затрудняющих чтение чертежа, функциональную схему выполняют адресным способом. При этом соединительные линии разрывают. Оставляют небольшие отрезки линий (40…80 мм), отходящих от отборных устройств к аппаратуре, обозначенной в прямоугольниках на нижней части чертежа. Соедини­тельные линии нумеруются арабскими цифрами. Цифры адреса верхних и нижних отрезков соединительных линий располагают, соответственно, на одном уровне. Нижнюю часть отрезков соединительных линий нумеруют в нарастающей последовательности слева направо. Длину нижнего отрезка выбирают в пределах 40…80 мм.

Точки входа и выхода сигналов внутри прямоугольников соответствующих блоков показывают кружками диаметром 1,5…2 мм. Рядом с кружками указывают количество и условное обозначение используемых каналов: р – канал регулирования, и – информационный, у – управляющий канал. Число каналов в каждом блоке указывают в отдельной графе в правой части прямоугольника.

Например –

1и	1и
1у 1и	1у; 1и
1у 1у	2у

Всем средствам автоматизации, изображенным на функциональной схеме, присваивают индекс (номер позиции), который сохраняется во всех материалах проекта. Индекс дают каждому комплекту аппара­туры, Комплектом аппаратуры считают ряд функционально связанных элементов, выполняющих определенную задачу. Например, комплект аппаратуры для измерения расхода: диафрагма, дифманометр, изме­рительный прибор – имеют один общий номер позиции.

Индекс может состоять из цифры, если в комплект аппара­туры входит только один элемент (местный манометр, термометр и т.д.), или из цифры с буквой, если в комплекте аппаратуры несколько элементов.

Номер позиции комплекта обозначают арабскими цифрами, а для обозначения отдельных элементов аппаратуры к арабской цифре добавляют буквенный индекс кириллицы. Буквенный индекс дают в последовательности передачи сигналов и командной информации. Например, «измерительная диафрагма 3а», «конденсационный сосуд 3б», «дифманометр 3в», «расходомер 3г» и т.д.

Присвоение позиционных обозначений функциональным группам, а также отдельным приборам и средствам автоматизации рекомендуется производить слева направо в следующей последова­тельности:

– температура;

– давление, разрежение, перепад давления;

– расход и количество;

– уровень;

– состав и качество вещества;

– прочие параметры.