1. Загальні вимоги до функційних схем автоматизації технологічних процесів

Функційні схеми автоматизації (ФСА) є основною і визначальною частиною проектної документації з автоматизації технологічного процесу. При проектуванні ФСА повинні враховуватись:

1. Склад і зміст завдань з контролю і керування технологічним процесом;

2. Організація пунктів контролю і керування, взаємозв’язок між місцевими системами керування окремими об’єктами і центральною системою керування.

На ФСА технологічного процесу показують:

1. Технологічну схему або спрощене зображення агрегатів, які підлягають автоматизації;

2. Прилади, перетворювачі, регулятори в тому числі агрегатні регулюючі комплекси, машини централізованого контролю, керуючі обчислювальні машини, мікропроцесорні контролери, задавачі ручного керування, виконавчі механізми, регулюючі органи й інші засоби автоматизації та лінії зв’язку між ними;

3. Таблицю умовних позначень, непередбачених діючими стандартами.

4. Необхідні пояснення до ФСА.

ФСА є кресленням, у верхній частині якого схематично показують технологічне обладнання з комунікаціями (трубопроводами), чутливі елементи (первинні вимірювальні перетворювачі), запірну і регулюючу арматуру з виконавчими механізмами (ВМ), а інші засоби автоматизації (функційні перетворювачі сигналів, вторинні прилади, регулятори, пристрої дистанційного керування тощо) – у нижній частині креслення.

Для кожної структурної ділянки є окрема ФСА, а їх число відповідає кількості оперативних постів керування теплоенергетичним об’єктом. Для складних систем автоматизації ФСА можуть проектуватися окремо для систем автоматичного контролю, регулювання, керування, технологічної сигналізації, захисту чи блокування.

Технологічне обладнання на ФСА показують умовними зображеннями, які застосовуються в технологічній частині проекту, або позначеннями відповідно до їх натурального вигляду (таблиця 1). Окремі вузли і агрегати можна показувати у вигляді прямокутників з відповідними назвами. Деталі і елементи обладнання показуються в випадку, якщо існує безпосередній контакт з ними приладів і засобів автоматизації.

Всі первинні перетворювачі і відбірні пристрої показуються безпосередньо на умовних позначеннях технологічного обладнання або біля них. На технологічних комунікаціях показуються умовні зображення регулюючих органів і виконавчих механізмів, конструктивно зв'язаних з ними, а також лише основну і регулюючу апаратуру, яка відноситься до систем автоматизації.

Кожний пристрій, що входить до складу систем вимірювання, регулювання чи керування, позначають окремим умовним позначенням. При цьому засоби, вмонтовані в технологічне обладнання або механічно зв’язані з ним, показують на кресленні безпосередньо біля цього обладнання. Це такі прилади і засоби автоматизації, як первинні вимірювальні перетворювачі витрати, температури та інших фізико-хімічних параметрів (діафрагми, термоперетворювачі опору, термоелектричні перетворювачі тощо), газоочисні та пробовідбірні пристрої, зрівнювальні посудини, виконавчі механізми, регулюючі та запірні органи.

Нижня частина креслення під технологічною схемою за допомогою горизонтальних ліній розділена на декілька смуг у формі горизонтальних прямокутників, які слугують для позначення пунктів керування (щитів, пультів) і кожна з яких призначена для зображення на ній певної групи приладів і засобів автоматизації. Залежно від того, яку групу приладів показують на такій смузі, в лівій частині кожної зі смуг зазначають її назву, наприклад: “Прилади на місці”, “Шафа перетворювачів”, “Прилади на щиті”, “Пульт оператора”, “Сигналізація”, “Захист”, “Блокування” тощо.

Так, на смузі “Прилади на місці” показують прилади, що встановлені безпосередньо біля технологічного обладнання чи комунікацій (манометри звичайні показуючі, дифманометричні перетворювачі, вимірювальні перетворювачі тиску, різниці тисків, розрідження, концентрації, нормуючі перетворювачі, пускові пристрої, давачі положення валу ВМ тощо); на смузі “Прилади на щиті” - усі вторинні прилади, автоматичні регулятори, які змонтовані на щиті, тощо. На смузі “Пульт оператора” показують умовні зображення задавачів ручного керування, блоків та перемикачів кіл дистанційного керування, індикаторів положення валів ВМ тощо. На смузі “Сигналізація” показують сигнальні лампи, звукові сигналізатори та світлові табло. До смуги “Захист” підводять лінії зв’язку від приладів, дискретні вихідні сигнали яких забезпечують спрацювання пристроїв автоматичного захисту, що зупиняють роботу технологічних апаратів, які підлягають захистові, або переводять їх на роботу з пониженими параметрами. До смуги „Блокування” підводять лінії зв’язку від пристроїв, які запобігають неправильній послідовності виконання технологічних операцій.

Всі пристрої на ФСА з’єднані між собою лініями зв’язку відповідно до їх функційних ознак. Для того, щоб уникнути великої кількості зламів і перетинів ліній зв’язку між пристроями, розташованими на технологічному обладнанні або поблизу нього і пристроями, розташованими в горизонтальних прямокутниках, які позначають пункти керування, ці лінії розривають і кінці розривів нумерують однаковими арабськими цифрами. Нижні кінці ліній над місцями розривів доцільно нумерувати у зростаючому порядку, а верхні – довільно (зі збереженням потрібного проходження сигналів) під місцями розривів.

Вздовж ліній зв’язку над смугою “Прилади на місці” записують номінальні або граничні значення величин, що вимірюються чи регулюються.

Графічні умовні позначення приладів, засобів автоматизації та ліній зв'язку між ними подані в таблиці 2, а розміри графічних умовних позначень приладів і засобів автоматизації - в таблиці 3.

Кожному засобу автоматизації на ФСА присвоюють відповідний номер позиції, який зазначають у нижній половині умовного зображення пристрою чи регулятора. У верхній половині умовного зображення засобу автоматизації зазначають літерами англійського алфавіту позначення технологічного параметра і функцій, які виконує даний засіб у системі автоматизації. Так на першому місці записується велика буква англійського алфавіту, яка визначає технологічний параметр (Т-температура; Р-тиск; L- рівень; F- витрата; Q - фізико-хімічний склад тощо; на другому — функція приладів: І - показування; R - реєстрація; A - сигналізація; C - регулювання з позначенням праворуч згори біля умовного позначення закону регулювання (Пз - позиційний, П - пропорційний, ПІ - пропорційно-інтегральний, ПІД - пропорційно-інтегрально-диференційний). Буква, яка символізує певну функцію засобу автоматизації може стояти і на третьому або подальшому місцях, якщо для конкретного пристрою передбачене виконання більшого числа функцій.

В умовних позначеннях перетворювачів сигналів на першому місці зазначається вхідний сигнал, наприклад: Е - електричний, Р - пневматичний.

Основні буквові умовні позначення фізичних величин і функційних ознак приладів та засобів автоматизації на ФСА подані в таблиці 4, додаткові буквові позначення для показу додаткових функційних ознак приладів, перетворювачів сигналів та обчислювальних пристроїв - в таблиці 5 і додаткові позначення, які застосовуються для показу перетворювачів сигналів і обчислювальних пристроїв, - в таблиці 6.

Електроапаратуру на ФСА записують букво-цифровими позначеннями. Наприклад, сигнальні лампи позначають HL1, HL2, HL …… дзвінки – HA1, HA2, HA…….. .

Прилади і засоби автоматизації на ФСА виконують з дотриманням правил Єдиної системи конструкторської документації (ЄСКД) відповідно до ДСТУ Б А.2.4-16:2008. Контури технологічного обладнання та трубопроводи зі зазначенням напрямків потоку рідини і газових середовищ стрілками у вигляді рівносторонніх трикутників відповідно зафарбованих і прозорих виконують чорними лініями завтовшки 0,6 - 1,5 мм, умовні позначення приладів і засобів автоматизації –лініями завтовшки 0,5 - 0,6 мм, а канали зв’язку між ними - лініями завтовшки 0,2 - 0,3 мм. У зв'язку з тим, що на багатьох теплоенергетичних підприємствах існує проектна документація, виконана за старим стандартом ГОСТ 3925-59, в таблиці 7 показані приклади побудови умовних позначень приладів і засобів автоматизації відповідно до обох стандартів.

ФСА технологічного процесу обов’язково доповнюється так званими текстовими документами, серед яких найважливішим є специфікація технологічного обладнання і засобів автоматизації (пристроїв вимірювання чи контролю, регулювання, керування, сигналізації, захисту, блокування тощо), яка подається у вигляді таблиці з 6-ма стовпцями.

Номери позицій пристроїв у специфікації записують згідно з ФСА. Якщо в декількох системах автоматизації застосовують однакові пристрої, то в таблиці специфікації їх записують під одним порядковим номером (стовпець 1), але з обов’язковим зазначенням позицій на ФСА (стовпець 2). В стовпцях 3 і 4 таблиці записують відповідно назву і тип засобу автоматизації, а в стовпці 6 – їх кількість.

Зазвичай, в короткій технічній характеристиці (стовпець 5) записують діапазон вимірювання або верхню межу вимірювання, основну похибку, характеристики вихідного сигналу, параметри робочого середовища – для первинних вимірювальних перетворювачів; шкалу, швидкодію, клас точності або зведену основну похибку, характеристику вхідного сигналу – для вторинних приладів; номінальну статичну характеристику, клас допуску – наприклад, для термоперетворювачів опору та термоелектричних перетворювачів. Для регулюючих пристроїв важливо зазначити характеристики вхідних та вихідних сигналів, закон регулювання та діапазони зміни параметрів настроювання.