ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Заведующий кафедрой автоматизации производственных процессов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Заведующий кафедрой автоматизации производственных процессов Кульчицкий Александрович E-mail: doz-ku@rambler. ru

Лекция 5 Схемный метод представления автоматизированных систем

Изображения и представления АС 1. Конструктивный метод 2. Схемный метод • • структурные — 1, функциональные — 2, принципиальные (полные) — 3, соединений (монтажные) — 4, подключения — 5, общие — 6, расположения — 7, объединенные — 0.

• Схема соединений (монтажная) показывает порядок соединения составных частей изделия, состав элементов соединений (провода, жгуты, трубопроводы), а также места присоединений, ввода и вывода. • Схема соединений используется при разработке других конструкторских документов (в первую очередь, чертежей, определяющих прокладку и способы крепления проводов, жгутов, кабелей и трубопроводов в изделии) и для выполнения присоединений. Также эта схема необходима при контроле, эксплуатации и ремонте изделий в процессе эксплуатации. • Схема подключения, показывающая внешние подключения изделия, используется при разработке других конструкторских документов, а также при осуществлении подключения изделия и его эксплуатации. • Общая схема, определяющая составные части комплекса и соединение их между собой, используется при ознакомлении с ком- комплексом, а также при его контроле и эксплуатации. Схема расположения определяет относительное расположение составных частей изделия (установки), а при необходимости — положение жгутов, проводов, кабелей, трубопроводов и т. п. • Схема объединенная — один конструкторский документ, содержащий схемы двух или нескольких типов для одного изделия.

Нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ 1, предназначен для преобразования значения температуры измеренной при помощи термопары или термосопротивления, в унифицированный сигнал постоянного тока 0(4) - 20 м. А.

Общие требования к выполнению схем • В соответствии с ГОСТ 2. 701 — 84 при выполнении схем необходимо соблюдать следующие правила. • 1. Схемы выполняют без соблюдения масштаба и действительного пространственного расположения составных частей изделия. • 2. Необходимое число типов схем, разрабатываемых на проектируемое изделие, а также число схем каждого типа определяется разработчиком в зависимости от особенностей изделия. Комплект схем к изделию должен быть по возможности минимальным, но достаточным для обеспечения его проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта. Между схемами одного комплекта конструкторских документов на изделие должна быть установлена однозначная связь, обеспечивающая возможность быстрого полу- получения необходимой информации о его элементах, устройствах и соединениях.

3. При выполнении схем, как правило, используют стандартные условные графические обозначения (УГО). Если для некоторых элементов необходимо использовать нестандартные обозначения, на схеме делают соответствующие пояснения. 4. Число изломов и пересечений линий связи на схеме должно быть минимально возможным, а расстояние между параллельны- параллельными линиями — не менее 3 мм. 5. На схемах допускается помещать необходимые технические данные: либо около соответствующих графических обозначений, либо на свободном поле, как правило, над основной надписью. 6. Разрешается объединенную или комбинированную схему выполнять на нескольких листах.

• • • • ГОСТ 2. 701 -84 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению ГОСТ 2. 702 -75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем ГОСТ 2. 710 -81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах ГОСТ 2. 722 -69 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические ГОСТ 2. 780 -68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы гидравлических и пневматических сетей ГОСТ 2. 781 -68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Аппараты гидравлические и пневматические направляющие и регулирующие, приборы контрольно-измерительные ГОСТ 2. 782 -68 ЕСКД. Обозначения условные графические. Насосы и двигатели гидравлические и пневматические ГОСТ 2. 784 -70 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов ГОСТ 2. 785 -70 ЕСКД. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная ГОСТ 2. 789 -74 ЕСКД. Обозначения условные графические. Аппараты теплообменные ГОСТ 8. 417 -81 ГСИ. Единицы физических величин ГОСТ 21. 101 -93 СПДС. Основные требования к рабочей документации ГОСТ 21. 401 -88 СПДС. Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам ГОСТ 21. 404 -85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах ГОСТ 21. 614 -88 СПДС. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах ГОСТ 34. 201 -89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем

Функциональные схемы автоматизации (условное обозначение оборудования на технологических схемах) • ГОСТ 21. 404 -85 ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ В СХЕМАХ (СИСТЕМА ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА) • ГОСТ 21. 408 -93 "Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов"; • РМ 4 -59 -95 "Системы автоматизации. Состав, оформление и комплектование рабочей документации. Пособие к ГОСТ 21. 408 -93"; ГОСТ 21. 404 -87 "Обозначение отборных устройств, обозначения измеряемой величины, графические обозначения приборов и средств автоматизации";

Изображение приборов Все местные измерительные и преобразовательные приборы, установленные на технологическом объекте изображаются на функциональных схемах автоматизации в виде окружностей 10 10 15 а) б) в) г) д)

Если приборы размещаются на щитах и пультах в центральных или местных операторных помещениях, то внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия. Если функция, которой соответствует окружность, реализована в системе распределенного управления (например, в компьютеризированной системе), то окружность вписывается в квадрат.

Внутрь окружности вписываются: - в верхнюю часть - функциональное обозначение (обозначения контролируемых, сигнализируемых или регулируемых параметров, обозначение функций и функциональных признаков приборов и устройств); - в нижнюю - позиционные обозначения приборов и устройств. ТЕ 102 -1

Принципы построения обозначений

1 буква - Контролируемый, сигнализируемый или регулируемый параметр: • • • • D - плотность, Е - любая электрическая величина, F - расход, G - положение, перемещение, Н - ручное воздействие, К - временная программа, L - уровень, М - влажность, Р - давление, Q - состав смеси, концентрация, R - радиоактивность, S - скорость (линейная или угловая), Т - температура, U - разнородные величины, V - вязкость, W – масса.

2 буква (не обязательная) - уточнение характера измеряемой величины • • D - разность, перепад, F - соотношение, J - автоматическое переключение, Q - суммирование, интегрирование.

3 группа символов (несколько букв) - функции и функциональные признаки прибора: I - показания, R - регистрация, С - регулирование, S - переключение, Y - преобразование сигналов, переключение, А - сигнализация, Е - первичное преобразование параметра, Т - промежуточное преобразование параметра, передача сигналов на расстояние, • К - переключение управления с ручного на автоматическое и обратно, управление по программе, коррекция. • •

Исполнительные механизмы н 3. 4 а. 4 б. 4. в. 5. Исполнительные механизмы: 3. общее обозначение 4. а. открывает регулирующий орган 4. б. Закрывает регулирующий орган 4. в. Оставляет регулирующий орган в неизменном положении 5. регулирующий орган с дополнительным ручным управлением

Линии связи 6. Линия связи. Общее обозначение 7. Пересечение линий связи без соединения друг с другом 8. Пересечение линий связи с соединением между собой

Условные обозначения арматуры ГОСТ 2. 785 -70 ЕСКД. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная S S Т а) б) в) г) д) е) а) автоматическая защита из системы противоаварийной защиты (ПАЗ, . ; б) технологическое отключение (включение) из системы управления; в) регулирующий клапан, открывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально открытый); г) регулирующий клапан, закрывающийся при прекращении подачи воздуха (нормально закрытый); д) управляющий электропневматический клапан (ЭПК); е) отсекатель с приводом (запорный клапан).

№ пп 1. Наименование Условное графическое обозначение Звонок электрический: общее обозначение постоянного тока переменного тока одноударный (гонг) 2. Зуммер 3. Сирена электрическая (пневматическая) 4. Гудок электрический 5. 6. 7. Лампа накаливания сигнальная и осветительная: общее обозначение однолинейное Лампа газоразрядная сигнальная и осветительная: общее обозначение однолинейное 8. многолинейное Приводы: электромагнитный пневматический или гидравлический электромашинный тепловой (двигатель тепловой) многолинейное

Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (TIRС, пневматика) TE 102 -1 Объект на щит е п о мест у TT 102 -2 E/E TT 102 -3 TIRK 102 -4 E/Р TC 102 -5 102 -1 Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от – 50 С до 900 С, материал корпуса Ст0 Х 20 Н 14 С 2, марка ТХА-0515 102 -2 Преобразователь термо. ЭДС в стандартный токовый сигнал 0… 5 м. А, гр. ХА, марка Ш-72 102 -3 электропневмопреобразователь, входной сигнал 0… 5 м. А, выходной – стандартный пневматический 0, 02… 0, 1 МПа, марка ЭПП-63 (или ЭПП-180) 102 -4 пневматический вторичный прибор на 3 параметра со станцией управления, марка ПВ 10. 1 Э (с электроприводом диаграммной ленты) 102 -5 Пневматический ПИ-регулятор ПР 3. 31

Индикация, регистрация и регулирование давления (PIRC, пневматика) 203 -4 Объект на щит е по мес ту РT 203 -1 РIRK 203 -2 РC 203 -3 203 -1 Пневматический первичный преобразователь давления, предел измерения 0… 1, 6 МПа, выходной сигнал 0, 02… 0, 1 МПа, марка МС-П-2 (манометр сильфонный с пневмовыходом) 203 -2 пневматический вторичный прибор на 3 параметра со станцией управления, марка ПВ 10. 1 Э (с электроприводом диаграммной ленты) 203 -3 Пневматический ПИ-регулятор ПР 3. 31 203 -3 Регулирующий клапан для неагрессивных сред, корпус из чугуна, предельная температура Т = 300 С, давление Ру = 1, 6 МПа, условный диаметр Dу = 100 мм, тип 25 нч32 нж

Индикация и регулирование температуры с помощью микропроцессорного регулятора TE 103 -1 103 -3 Объект 103 -1 Термоэлектрический термометр тип ТХА, гр. ХА, пределы измерения от – 50 С до 900 С, материал корпуса Ст0 Х 20 Н 14 С 2, марка ТХА-0515 103 -2 Трехканальный микропроцесссорный регулятор типа «Протерм-100» на щите по мест у TIC 103 -2 Рис. 2. 34 103 -3 Регулирующий клапан для неагрессивных сред, корпус из чугуна, предельная температура Т = 300 С, давление Ру = 1, 6 МПа, условный диаметр Dу = 100 мм, тип 25 нч32 нж

Номер контура Номер листа 2 3 4, 5, 6 7 8 2 2 2 Упрощенная схема

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ • ГОСТ Р МЭК 60204 -1 -99

Функциональная схема типовой производственной системы

Функциональная схема типовой машины

• ГОСТ 2. 702 -75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем • ГОСТ 2. 710 -81 ЕСКД. Обозначения буквенно -цифровые в электрических схемах • ГОСТ 2. 722 -69 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические

Условные графические обозначения ЭРЭ в схемах электрических радиотехнических и автоматизации • • 65 — гнездо разъемною контактного соединения, 66 — контакт разборного соединения например с помощью зажима 67 — контакт неразборного соединения, например осуществленного пайкой 68 — выключатель кнопочный однополюсный нажимной с Замыкающим контактом самовозвратом 69 — контакт коммутационного устройства размыкающий, общее обозначение 70 — контакт коммутационного устройства (выключателя, реле) замыкающий, общее обозначение. Выключатель однополюсный.

• • • 71 — контакт коммутационного устройства переключающий, общее обозначение. Однополюсный переключатель на два направления. 72— контакт переключающий трехпозиционный с нейтральным положением 73 — контакт замыкающий без самовозврата 74 — выключатель кнопочный нажимной с размыкающим контактом 75 — выключатель кнопочный вытяжной с замыкающим контактом 76 — выключатель кнопочный нажимной с возвратом кнопки, 77 — выключатель кноночный вытяжной с размыкающим контактом 78 — выключатель кнопочный нажимной с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки, 79 — реле электрическое с замыкающим размыкающим и переключающим контактами, 80 — реле поляризованное на одно направление тока в обмотке с нейтральным положением

• • • 81 — реле поляризованное на оба направления тока в обмотке с нейтральным положением 82 — реле электротепловое без самовозврата, с возвратом посредством вторичного нажатия кнопки, 83 - разъемное однополюсное соединение 84 — гнездо пятипроводного контактного разъемного соединения, 85 штырь контактного разъемного коаксиального соединения 86 — гнездо контактною соединения 87 — штырь четырехпроводного соединения, 88 гнездо четырехпроводного соединения 89 — перемычка коммутационная размыкающая цепь

Электрические машины (ГОСТ 2. 722 -68) Наименование Обозн. Наименование Статор. Обмотка статора. Общее обозначение Ротор. Общее обозначение и короткозамкнутый Ротор с обмоткой, коллектором и щетками Машина электрическая. Общее обозначение Машина асинхронная трехфазная с шестью выведенными концами фаз обмотки статора и с короткозамкнутым ротором Примечание. Внутри окружности допускается указывать следующие данные: а) род машины (генератор - Г(G), двигатель - М(M), тахогенератор - ТГ(BR) и др. ; б) род тока, число фаз или вид соединения обмоток, например генератор трехфазный Машина асинхронная трехфазная с фазным ротором, обмотка которого соединена в звезду, обмотка статора - в треугольник Машина синхронная трехфазная неявнополюсная с обмоткой возбуждения на роторе; обмотка статора соединена в треугольник Машина постоянного тока с последовательным возбуждением Машина постоянного тока с параллельным возбуждением Машина постоянного тока с независимым возбуждением Машина постоянного тока со смешанным возбуждением Машина постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов Двигатель коллекторный однофазный последовательного возбуждения Обозн.

Выводы (контакты) неиспользованных элементов (частей) изображают короче, чем выводы (контакты) использованных элементов (частей) а - многолинейное изображение; б - однолинейное изображение.

При изображении на схеме элемента или устройства разнесенным способом позиционное обозначение элемента или устройства проставляют около каждой составной части Совмещенный способ изображения устройства Разнесенный способ изображения устройства При изображении элемента или устройства разнесенным способом поясняющую надпись помещают около одной составной части изделия или на поле схемы около изображения элемента или устройства, выполненного совмещенным способом. При изображении на схеме нескольких одинаковых элементов (устройств) обозначения выводов (контактов) допускается указывать на одном из них.

При выполнении схемы строчным способом допускается нумеровать строки арабскими цифрами Если поле схемы разбито на зоны или схема выполнена строчным способом, то справа от позиционного обозначения или под позиционным обозначением каждой составной части элемента или устройства допускается указывать в скобках обозначения зон или номера строк, в которых изображены все остальные составные части этого элемента или устройства

База данных графических условных обозначений IEC 60617 (DIN EN 60617 -2 до DIN EN 60617 -12) NEMA ICS 19 -2002, ANSI Y 32. 2/IEEE 315/315 A, CSA Z 99

Примеры схем подключения

ОБОЗНАЧЕНИЯ БУКВЕННО-ЦИФРОВЫЕ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОЕКТНОЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ РТМ 36. 18. 32. 3 -92 • Работа распространяется на буквенно-цифровые обозначения помещений, оборудования, электротехнических устройств и кабелей, которые не регламентированы ГОСТ 2. 710. • Для построения обозначений применены прописные буквы латинского алфавита (далее по тексту "А") и арабские цифры (далее по тексту "N"). • В обоснованных случаях (например, обозначение регламентировано стандартом) для обозначения оборудования допускается использование букв русского алфавита. • Квалифицирующие символы приняты по ГОСТ 2. 710: – = - обозначение устройства; – + - конструктивное обозначение; – - - обозначение элемента (кабеля).

ПОСТРОЕНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ Например, +А 114 ЕЕ 1 обозначает, что первое электротехническое помещение расположено в здании, имеющем номер на генплане 114 на предприятии А. Если обозначение предприятия и здания вынесено в основную надпись, то обозначение примет вид +ЕЕ 1.

ОСТРОЕНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ Например, =А 102 ТК 1. 52. 16 означает, что система вентиляции (16), участка обдирки (52) находится в отделении отделки ТК 1 заготовительного стана (номер по генплану 102) на предприятии А. Если обозначение предприятия, цеха и отделения вынесены в основную надпись, то обозначение примет вид =52. 16

ПОСТРОЕНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА Например, +ЕЕ 1=АС 01. 03 означает третью панель щита АС 01, расположенного в первом электротехническом помещении.

ПОСТРОЕНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЙ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Например, =А 114 ЕТВ 2 К означает цеховую трансформаторную подстанцию ЕТВ номер 2 напряжением 10 к. В, расположенную в здании, имеющем номер на генплане 114 на предприятии А.

ПОСТРОЕНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КАБЕЛЯ Например, +ЕЕ 1=АС 01. 03 -К 104 означает, что контрольный кабель 104 подключается к третьей панели щита АС 01, расположенному в первом электротехническом помещении. Если обозначение помещения и устройства вынесены в основную надпись, то обозначение кабеля примет вид К 104.

БУКВЕННЫЕ КОДЫ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ТИПОВЭЛЕКТРОТЕХЧИЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ • • • • ЕВ - помещение щитов ЕС - помещение конденсаторныхустановок ED - диспетчерский пункт ЕЕ - электротехническоепомещение EG - помещение аккумуляторных батарей ЕК - контролируемый пункт ЕМ - электромашинное помещение ЕР - пост управления ER - рабочее место ES - распределительный пункт ЕТ - электрическая подстанция EV - вычислительный центр EY - центральный пункт управления

БУКВЕННЫЕ КОДЫ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ТИПОВЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ • • • • AL - щиток АЕ - ниток осветительный АВ - ящик AD - пульт AN - пост АН - шкаф AC - щит AV - вентильный преобразователь AT - трансформаторная подстанция AZ - распределительное устройство АК - магистральный шинопровод AR - распределительный винопровод AG - троллейный шинопровод AX - коробка с зажимами

БУКВЕННЫЕ КОДЫ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ УРОВНЕЙНАПРЯЖЕНИЙ • • • • А - 1150 к. B В - 750 к. В С - 500 к. B О - 330 к. B Е - 220 к. B F - 150 к. B G - 110 к. B Н - 35 к. B К - 10 к. В Р - 6 к. В R - 3 к. B S -0, 66 к. B N -0, 38 к. В

БУКВЕННЫЕ КОДЫ КАБЕЛЕЙ ПО УСЛОВИЯМ ИХ НАЗНАЧЕНИЯ А - кабель автоматизации В - кабельная линия напряжением выше 1 к. В С - кабель питающей сети освещения (до 1 к. В) Н - силовой кабель сечением выше 16 мм. кв (до 1 к. В) К - кабель цепи контроля, управления, защиты, сигнализации, измерения и т. п. • М - силовой кабель сечением до 16 мм. кв (до 1 к. В) • W - кабельная линия электропередачи(для обозначения на чертежах генеральных планов и планов расположенияэлектроустановок и линий электропередачи) • • • При необходимости формирования групп кабелей по другим признакам (например, по условиям прокладки) для конкретного объекта могут назначаться другие коды.

ГОСТ 2. 782 -96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические Наименование Обозначение Компрессор 1. Насос нерегулируемый: - с нереверсивным потоком - с реверсивным потоком 2. Насос регулируемый: - с нереверсивным потоком - с реверсивным потоком 3. Насос регулируемый с ручным управлением и одним направлением вращения 4. Насос, регулируемый по давлению, с одним направлением вращения, регулируемой пружиной и дренажом (см. приложения А и Б) 11. Пневмомотор нерегулируемый: - с нереверсивным потоком - с реверсивным потоком 12. Пневмомотор регулируемый: - с нереверсивным потоком - с реверсивным потоком

Исполнительные устройства Цилиндр одностороннего действия: - поршневой без указания способа возврата штока, пневматический - поршневой с возвратом штока пружиной, пневматический - поршневой с выдвижением штока пружиной, гидравлический - плунжерный - телескопический с односторонним выдвижением, пневматический - телескопический с двухсторонним выдвижением

Принципиальные пневматические схемы 1— входной штуцер; 2 — вентиль; 3 — влагоотделитель; 4 — редукционный пиевмоклапан; 5 — маслораспылитель; 6 — распределительные устройства

Кинематические схемы • Общие требования к выполнению кинематических схем регламентируют ГОСТ 2. 701— 84, 2. 703— 68, 2. 770— 68. • В зависимости от назначения кинематические схемы подразделяются на • Принципиальные, • структурные , • Функциональные,

• Принципиальные - совокупность кинематических элементов и их соединений, предназначенных для осуществления регулирования, управления и контроля заданных движений исполнительных