Разработка структурных электрических схем систем управления технологического оборудования.
Конструирование систем управления заключается в решении задачи объемной компоновки элементов, составляющих систему, с учетом накладываемых ограничений: объемных, массовых, тепловых, электромагнитной совместимости, монтажных, прочностных и др.
Содержание и последовательность работ по разработке систем управления определяется конструкторским делением проектируемой системы, которое обладает иерархией, строящиеся по принципу законченности составляющих ее частей и может быть представлена:
Подобное деление позволяет свести решение данной задачи конструирования системы в целом к относительно не сложным задачам конструирования ее по частям. Однако иерархическая структура системы управления накладываем подчиненность на составляющие низшего уровня составляющими более высокого уровня.
Естественным следствием изложенного принципа иерархического построения конструкции системы управления является необходимость в электрических связях, обеспечивающих соединение отдельных составляющих в единое целое.
Эти связи для разных уровней иерархии неодинаковы. Так, на 1-3-м уровнях электрические связи реализуются, как правило, с помощью печатного монтажа. На 4-5-м уровнях связи выполняются как с помощью печатного, так и в виде внутриприборного (внутриблочног) жгутового или печатного монтажа. Приборы (стойки) соединяются в систему (подсистему) с помощью кабельных электрических связей.
Разработку электрической структурной схемы системы управления удобно разбить на несколько частей с учетом функционального назначения и расположений элементов.
Например:
- блок задания (БЗ)
- блок сопряжения (БС)
- блок управления исполнительными механизмами (БУ)
- блок ключей управления исполнительных механизмов (БУК - БКУ)
- блок конечных выключателей (БКВ)
- блок датчиков положения, перемещения и скорости (БДП), (БДС)
- блок индикации (БИ)
- блок аварийной сигнализации (БАС)
При составлении электрической структурной схемы надо использовать эти блоки и далее производить необходимую детализацию.
Например: В блок управления исполнительными механизмами (БУ) должен входить узел памяти (УП), дешифратор команд (ДШК), узел сравнения (УС).
ВМП – вентиляторы местного проветривания;
ГВУ – главная вентиляторная установка;
ППР – планово-предупредительный ремонт.
Рисунок – Структура АСОДУ шахты.
Общие принципы разработки функциональных схем.
Базируясь на опыте проектирования систем управления и автоматизации, можно сформулировать некоторые общие принципы, которыми следует руководствоваться при разработке функциональных схем автоматизации:
уровень автоматизации технологического процесса в каждый период времени должен определяться не только целесообразностью внедрения определенного комплекса технических средств и достигнутым уровнем научно-технических разработок, но и перспективой модернизации и развития технологических процессов. Должна сохраняться возможность наращивания функций управления;
при разработке функциональных и других видов схем автоматизации выборе технических средств должны учитываться: вид и характер технологического процесса, условия пожаро – и взрывоопасности, агрессивность и токсичность окружающей среды и т.д.; параметры физико-химические свойства измеряемой среды; расстояние от мест установки датчиков, вспомогательных устройств, исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пульта (пунктов) управления и контроля; требуемая точность и быстродействие средств автоматизации;
система автоматизации технологических процессов должна строиться, как правило на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники. Необходимо стремиться к применению однотипных средств автоматизации и предпочтительной унифицированных систем, характеризуемых простотой сочетания, взаимозаменяемостью и простотой компоновки на щитах управления. Использование однотипной аппаратуры дает значительное преимущество при монтаже, наладке, эксплуатации, снабжения запасными частями и т.д.
в качестве локальных средств сбора и накопления информации (автоматических датчиков), вторичных приборов, регулирующих и исполнительных устройств следует использовать преимущественно приборы и средства автоматизации Государственной Системы промышленных Приборов (ГСП);
в случае, когда функциональные схемы автоматизации не могут быть построены на базе только серийной аппаратуры, в процессе проектирования выдаются соответствующие технические задания на разработку новых средств автоматизации;
выбор средств автоматизации, использующих вспомогательную энергию (электрическую, пневматическую и гидравлическую), определяется условиями пожаро и взрывоопасности автоматизируемого объекта, агрессивности окружающей среды, требованию к быстродействию, дальности передачи сигналов информации и управления и т.д.;
количество приборов, аппаратуры управления и сигнализации на 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. Приборы и средства автоматизации вспомогательного назначения целесообразнее размещать на отдельных щитах, располагаемых в производственных помещениях вблизи технологического оборудования.