ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ модуль 4. Проектирование технического обеспечения
1. СОСТАВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ ТП Д Д Д ИМ ИМ ИМ УСОП УСО ВК УВК Д – датчики (технологические измерители) ИМ – исполнительные механизмы ВК – вычислительный комплекс УСО – устройства связи с объектом УВК – управляющий вычислительный комплекс 1
ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ АСУ ТП • • Достаточная производительность Защищенность от воздействия вредных факторов Высокая надежность Ремонтопригодность и удобство обслуживания Удовлетворительная стоимость Унификация Соответствие эргономическим нормам ТРЕБОВАНИЯ К ДАТЧИКАМ • Достаточная точность измерения • Достаточные пределы измерения • Приспособленность к условиям окружающей среды • Безопасность датчика • Достаточное расстояние, на которое может быть передана информация от датчика 2
2. ВИДЫ И ТИПЫ СХЕМ (ГОСТ 2. 701 -84) Виды схем (в зависимости от вида элементов и связей): 1. электрические – Э 2. гидравлические – Г 3. пневматические – П 4. газовые – Х 5. кинематические – К 6. вакуумные – В 7. оптические – Л 8. энергетические – Р 9. комбинированные - С 3
Типы схем (в зависимости от основного назначения): Структурная Функциональная Разъясняет процессы, протекающие в системе Изучение принципа действия системы Принципиальная Определяет полный состав элементов и связей между ними Даёт детальное представление о принципе работы изделия Наладка и ремонт системы Основа для разработки схем соединений и подключения Соединений Показывает соединение составных частей системы. Определяет провода, жгуты, кабели, клеммники и т. д. Разработка кабельных трасс, прокладка проводов и т. п. Подключения Показывает внешние Монтаж системы подключения системы или её частей Расположения 4 Определяет основные части Общее ознакомление с изделия системы, их системой взаимосвязи Показывает относительное расположение основных частей системы Проектирование пунктов управления
Для систем автоматизации наиболее часто разрабатывают: - функциональные схемы - структурные схемы комплекса технических средств - функциональные схемы автоматизации - структурные схемы УВК - схемы соединений - принципиальные схемы составных частей - принципиальные электрические схемы питания - планы расположения 5
3. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 3. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Структурная схема КТС – документ, определяющий состав технических средств системы, связи между отдельными техническими средствами или группами технических средств Схема позволяет определить: 1. какие технические средства входят в состав системы; 2. где они размещены; 3. как они связаны между собой 6
3. 2. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ (ГОСТ 24. 303 -80. Обозначения условные графические технических средств) знаки управление комплекс устройств 1, 2∙а 1, 2∙ b ввод с машинного носителя 1, 2∙а устройство а b вывод на машинный носитель а вычисление устройство терминальное печать индикация ЦВМ общего назначения индикация на дисплей размеры: а = 10, 15, 20, … мм + 5 мм b = 1, 5∙а 7 Вычислительный комплекс Дисплей Преобразователь интерфейса сопряжение Дисковод Принтер Плата ЦПУ Табло индикации
3. 3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПУ-6 ПУ-5 Н 1 ПО-2 ПУ-4 ПО-2 Н 3 А 3 Н 4 КЛ А 4 ПО-1 А 1 ШУ Пролет стана 250 Машинный зал АСУТП ШУП 2 ШУП 1 Е 2 ШУП 3 Е 3 ШУП 25 Е 25 Машзал стана 250 8 Н 5 А 2 Н 2 Е 1 А 5 Н 6
Поз. обозн. А 1 20 9 Н а и м е н о в а н и е Усилитель телевизионного сигнала 110 Кол во Примечание 1 10 45
PCA - 6312 ADAM 5000 RS-485 ADAM 5080 ПУ-2 ПУ-3 RM - 6525 РСА-6751 РСА 6106 Р 3 Flash SDFS Ш и н а PCI Ш и н а ADAM 5000 ADAM 5050 Пульт оператора PPC-153 RS-485 PPC-153 ІРС - 610 РСІ -1754 ADAM 3968 ADAM 5017 ADAM 3968 RS-485 Монтажна площина Від датчиків стану механізмів На виконавчі механізми На індикацію
4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 4. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Функциональная схема автоматизации – основной технический документ, определяющий функциональную структуру и объем автоматизации технологического объекта (ГОСТ 24. 20680. Требования к содержанию документов по ТО) Схема содержит: - упрощённое изображение технологического оборудования; - условные изображения приборов и средств автоматизации; - функциональные связи между технологическим оборудованием и средствами автоматизации; - связи между отдельными средствами автоматизации Схема позволяет определить: - параметры технологического процесса, которые подлежат автоматическому контролю и регулированию; - наличие защит, аварийной сигнализации и блокировок; - организацию пунктов контроля и управления; - функциональную структуру каждого узла контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления; - технические средства, с помощью которых реализуются узлы контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления Для чтения схемы необходимо знать: - принципы построения систем технологического контроля и управления; - условные графические изображения технологического оборудования; - условные графические изображения приборов и средств автоматизации; - характер протекания технологического процесса и взаимодействие отдельных установок и агрегатов 10
4. 2. ИЗОБРАЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И КОММУНИКАЦИЙ приводится на схеме упрощённо и в сокращённом виде, достаточном для полного представления о его взаимодействии со средствами автоматизации Изображение трубопроводов жидкостей вода ргулирующий орган вода иполнительный механизм газов 4. 6 пересечение 11 соединение
4. 3. ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРИБОРОВ И СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ Графические условные обозначения приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21. 4. 4 -85 и ОСТ 36. 27 -77 Датчики и приборы установленные по месту (вне щитов и пультов) установленные на щитах и пультах Исполнительные механизмы Общее обозначение 12 При прекращении подачи питания или управляющего сигнала открывает закрывает оставляяет регулирующий орган в неизменном положении
Графические условные обозначения приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21. 4. 4 -85 и ОСТ 36. 27 -77 Буквенное обозначение Принцип построения буквенного обозначения FQI 2. 3 FQ I R A Измеряемый параметр D – плотность E – любая электрическая величина F – расход G – размер, положение, перемещение H – ручное воздействие K – время L – уровень М – влажность P – давление Q – количество, состав, концентрация S – скорость, частота T – температура W – масса Дополнительное обозначение измеряемого параметра Дополнительное обозначение функц. признаков приборов D – разность (перепад) F – соотношение J – авт. переключение, обегание Q – интегрирование, E – чувствитель ный элемент T – вторичное пре- суммирование во времени TE 13 образование K – станция управления Y – преобразова ние, вычисле ния SI LRC Позиционное обозначение Обозначение функций А – сигнализация І – показание R – регистрация C – регулирование, управление S – включение, отключение, переключение HS FQI
4. 4. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ Доменний газ PE 5 a 2 д 2 е ТE 1 a FE 2 a 1 е QE 3 a К дымоходу 1 д ТE 4 a FТ 2 б TТ Н TIС РТ 1 б 4 в 4 б 5 б Н FC Н РН PC 1 г 14 TС 1 в 2 г 2 д 5 в 5 г 5 е 5 д
Доменный газ 5 е PE 5 a 2 д 5 д 2 е ТE 1 a FE 2 a 1 е К дымоходу QE 3 a ТE 4 a 1 д 1 2 1 Приборы местные Щит управления воздухонаг ревателем 15 Пост оператора 4 3 5 3 2 4 5 6 7 РТ 5 б TТ 1 б FТ 2 б TС FC TIС PC 1 в 2 г 4 б 5 г Н Н 2 г 2 д 4 в 5 в
5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ 5. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ При разработке систем автоматизации, обычно, разрабатывают принципиальные схемы самостоятельных элементов или устройств системы: схемы шкафов управления, схемы управления включением отдельных механизмов и т. п. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА содержит: 1) все электрические элементы устройства; 2) все электрические связи между ними; 3) электрические элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи (разъёмы, зажимы, клеммники и т. п. ) средств автоматизации. 14
5. 2. УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМАХ (ГОСТ 2. 755 - 87, ГОСТ 2. 721 - 74) Принципиальные особенности построения УГО: 1. Один и тот же знак может иметь различные значения в зависимости от его расположения на схеме Соединение проводников Начало обмотки Нейтральная точка многофазной обмотки Состояние контакта в переключателе 2. Построение конкретного обозначения из общего (базового) и дополнительных Электрическая машина, статор 15 Фазный ротор Соединение обмоток в звезду и треугольник
5. 3. СПОСОБЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ Разнесенный способ Условные обозначения составных частей элементов схемы (или аппаратов) изображают так, чтобы добиться наибольшей наглядности. Н о м е р а ц е п е й 1 2 3 A B 7 7 4 5 6 7 8 9 10 C SB 2 КМ КМ 7 КМ КК 1 КК 2 7 SB 1 7 КМ HL 1 КК 2 4 КК 1 2 Р Г З Р 7 7 2 8 10 3 16 Р 9 4 HL 2
Совмещeнный способ Составные части элементов схемы (или аппаратов) изображают совместно, т. е. в непосредственной близости друг от друга. A B C QF SB 2 SB 1 КК 2 КМ HL 1 17 HL 2
5. 4. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ (ГОСТ 2. 702 - 75, ГОСТ 2. 708 - 81) а) Однолинейное и многолинейное изображение 4 4 б) Применение групповых линий связи 1 2 3 3 18 2 1
в) Обрывы линий связи лист 3 лист 2 лист 1 (2) С 4 (1) (3) К 2 (2) г) Включение в схему устройств, имеющих собственную схему А 1 А 2 Х 1 Х 2 Цепь Конт. +5 В 1 Вх. 1 (+) Вх. 1 (-) Вх. 2 (+) Вх. 2 (-) ОШ 19 2 4 5 6 3 55 56 57 58 Цепь Конт. +5 В 1 Вых. 1(+) Вых. 1(-) 2 Вых. 2 (+) Вых. 2 (-) ОШ 3 4 5 6 55 56 57 58
5. 5. ПОЗИЦИОННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НА СХЕМАХ (ГОСТ 2. 710 - 81) Схема построения позиционных обозначений Буква(ы) Вид элемента Порядковый номер элемента А – Устройства В – Датчики, преобразователи ВК – тепловой ВL – фотоэлектрический ВР – давления ВR – частоты BV – скорости С – Конденсаторы D – Микросхемы DA – аналоговые DD – цифровые DS – памяти DT – задержки E – Элементы разные F – Защитные устройства G – Источники питания Н – Устройства индикации НА – звуковые НL - световые 20 Цифра(ы) Буква(ы) Цифра(ы) Функциональное назначение элемента К – Реле КА – токовые КК – тепловые КТ – времени КМ – контактор, пускатель КV - напряжения L – Катушки индук. , дроссели М – Двигатели Р – Приборы измерительные Q – Выключатели R – Резисторы S – Устр-ва коммутации SA – выключатель, перекл. SB – выключатель кнопочн. SF – выключатель автомат. SL – от уровня SQ – путевой ST – температурнй Т - трансформаторы . Номер части элемента : « » или « » V – Приборы полупроводн. VD - диоды VT - транзисторы VS - тиристоры Х – Соединения контактные ХР - вилка, штырь ХS - розетка, гнездо ХТ - разборное соединение Z – Фильтры
Примеры построения позиционных обозначений а) в) б) S 1 SB 3 SB 5 R 7 N R 12 R 5 R 8 N SB 6 V 6 H 12 H 1 г) HL 5 V PV 6 д) SL 4 VD 1 – ~ R 3 F K 1 21 HA 5 ~ VD 4 VD 3 + V 1 VD 2 – V 2 ~ ~ V 4 V 3 +
5. 6. МАРКИРОВКА ЦЕПЕЙ (ГОСТ 2. 709 - 72) Маркировка участков цепей служит для их опознания, а иногда – для отражения их функционального назначения в принципиальных схемах. Для маркировки применяют цифровую нумерацию: - для цепей питания – 100; - для цепей сигнализации – 201 – 400; - для цепей управления и регулирования – 401 – 800. Порядок маркировки зависит от рода тока: - при = токе участки цепей положительной полярности маркируют чётными, а отрицательной полярности – нечётными числами; - при ~ токе применяют буквенно-цифровую маркировку: силовые цепи маркируют буквами, обозначающими фазы (А, А 1, А 2, …, В, В 1 и т. д. ). Участки цепей, разделённые контактами, обмртками, резисторами и другими элементами, считаются разными и имеют разную маркировку. Участки цепей, сходящиеся в одном узле, а также проходящие через разъёмные соединения, маркируют одинаково. 22
Примеры маркировки цепей 101 a) 105 SB 1 103 KT 1 K 5 104 KK 1 R 7 106 б) A F 1 71 SA 1 81 T 1 91 + K 5 102 23 G 1 C F 2 73 83 93 - 51 52
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПИТАНИЯ 6. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Источниками питания систем автоматизации служат: ·цеховые распределительные подстанции ; · распределительные щиты систем электропитания объекта автоматизации Система электропитания состоит из питающей и распределительной сетей. 1 2 3 7 7 4 7 ~ 5 ~ 8 8 1 - Источник питания 2 - Щит питания № 1 3 - Щит КИП и А 4 - Сборка питания задвижек 5 - Щит питания № 2 6 - Исполнительные механизмы 7 - Датчики 8 - Отдельно стоящие приборы Питающая сеть связывает источники питания объекта со щитами и сборками питания системы автоматизации. Распределительная сеть связывает щиты и сборки автоматизации с отдельными её электроприёмниками. 24 питания системы
Сети электропитания могут выполняться: 4 -проводными 3 -фазными 2 -проводными с фазным и нулевым проводом 3 -проводными 3 -фазными A A A N N B B N C C C 2 -проводными с 2 фазными проводами A 2 -проводными = тока + C 25 B C B
6. 2. СХЕМЫ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ 1 1 2 2 2 Радиальные с односторонним питанием 2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 Магистральные с двухсторонним питанием от одного источника 26 2 1 Магистральные с односторонним питанием 2 2 Радиальные с двухсторонним питанием 1 2 2 2 Радиально-магистральные 2
Пример схемы питающей сети 380 / 220 В РП-25 Источник питания СА ПВМ 3– 60 ПТ 60/25 ПВМ 3– 25 ~380 В 25 А ПТ 10/6 Щит питания № 1 27 Щит питания № 2 Щит питания № 3 Щит питания № 4 Щит питания № 5
6. 3. СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ Схемы распределительной сети выполняют, как правило, радиальными 28
Щит питания № 1 0 A 2 В 2 C 2 SA 1 SA 2 SA 3 FU 1 FU 2 SA 6 SA 5 SA 4 FU 3 FU 4 FU 5 FU 6 FU 8 FU 10 FU 9 2 SA 8 SA 7 FU 12 3 HL TV 5 6 XS (2 шт. ) 29 ~380/220 400 Воздухов од Электроинструмент и переносное освещение Р=100 ВА, U=~36 В Место установки МЭМ-4/1 Внутренее осещение щита питания № 1 Р=25 ВА, U=~220 В Мощность, ВА (Вт) На щит питания № 3 Р=0, 8 к. ВА, U=~220 В Ном. напряжение, В На щит пита-ния № 2 Р=1, 0 к. ВА, U=~220 В Характеристика электроприёмника Тип 1 д Ввод питания Р=4, 0 к. ВА, U=~380/220 В Позиция по спецификации F U 1 1 FU 7 04 A 4 B 4 C 4 03 B 3 02 A 2 01 A 1 B 1 C 1 1 СИП ~220 / -4 В 7 8 9 10 11 12 2 б 3 в 100 УВМ Схема упр. черт…. Штепс. розетк и ~220 ~36 50 100 Щит оператора 13 14 4 в 15 16 5 в ТКД-4 Д ~220 =4 90 Щит ГА
30
Скачать презентацию ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ модуль 4 Проектирование технического обеспечения
ПСА_М4.ppt