Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МУ СУХТП КР 2020. студентам (1)

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
29.12.2024
Размер:
2.04 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» Филиал УГНТУ в г. Стерлитамаке

Кафедра автоматизированных технологических и информационных систем

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проектирования и курсовых работ

по системам управления химико-технологическими процессами

Уфа Издательство УГНТУ

2020

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов всех форм обучения направления подготовки18.03.01 «Химическая технология» профиля: «Химическая технология органических веществ» в качестве практического руководства при выполнении курсового проектирования и курсовых работ по системам управления химико-технологическими процессами.

Пособие может быть полезно преподавателям, а так же обучающимся технических направлений и специальностей.

Составитель: Шулаева Е.А., к.т.н., доцент каф. АТИС

Рецензенты: Рахман П.А., к.т.н., доцент каф. АТИС Чариков П.Н., к.т.н., доцент каф. АТИС

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2020

СОДЕРЖАНИЕ:

 

1 Функциональные схемы автоматизации.............................................................

2

1.1 Термины, определения и сокращения...........................................................

3

1.2Изображение на функциональных схемах технологического

оборудования, аппаратов и машин......................................................................

3

1.3Изображение на функциональных схемах трубопроводов и

трубопроводной арматуры.................................................................................

11

1.4

Изображение на функциональных схемах арматуры ................................

15

1.5

Правила построения условных обозначений приборов и средств

автоматизации в схемах .....................................................................................

16

1.6

Правила построения условных обозначений линий в схемах...................

29

ПРИЛОЖЕНИЕ А.Образец оформления КП (КР) ..............................................

32

Образец титульного листа КП (КР)...................................................................

32

Образец задания на КП (КР) ..............................................................................

33

Образец содержания КП (КР) ............................................................................

34

Образец введения ...............................................................................................

35

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ......................................

35

2 АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

СИСТЕМАМИ .......................................................................................................

35

2.1Обоснование необходимости совершенствования существующей

системы контроля, регулирования, сигнализации и блокировки ...................

35

2.2

Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования .................

36

2.3

Выбор и обоснование средств контроля и регулирования. Описание схем

регулирования.....................................................................................................

36

2.4

Выбор и обоснование средств защиты и блокировки ...............................

38

2.5

Сводная спецификация на средства КИП и А ............................................

38

2.6Содержание графического материала раздела «Автоматизация

технологического процесса» .............................................................................

39

Список используемых источников.......................................................................

40

Пример выполнения ФСА.....................................................................................

41

Пример оформления щита КИПиА ......................................................................

42

1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Функциональные схемы автоматизации (ФСА) (полный шифр: А2), является основным техническим документом проекта автоматизации, определяющим структуру системы управления технологическим процессом, а также оснащение его средствами автоматизации. ФСА должна давать представление и об объекте управления. В связи с этим на функциональной схеме должны быть даны изображения технологических аппаратов (колонн, теплообменников и т.д.), машин (насосов, компрессоров и т.п.), трубопроводов, автоматических устройств и показаны связи между ними.Схемывыполняют без соблюдения масштаба, действительное пространственное расположениесоставных частей изделия (установки) не учитывают или учитывают приближенно.

Согласно ГОСТ 21.408-2013 «Система проектной документации для строительства (СПДС). Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов (с Поправками)» на схеме автоматизации изображают:

-технологическое и инженерное оборудование и коммуникации (трубопроводы, газоходы, воздуховоды) автоматизируемого объекта (далее - технологическое оборудование);

-технические средства автоматизации или контуры контроля, регулирования и управления;

-линии связи между отдельными техническими средствами автоматизации или контурами (при необходимости). Линии связи между приборами и контурами контроля и управления, в том числе линии беспроводной связи изображают на схемах условными графическими обозначениями.

Технологическая и конструкторскаядокументация (в составе графической части) выполняется и оформляется в соответствии с ГОСТ 3.1102-2011 «Единая система технологической документации (ЕСТД). Стадии разработки и виды документов. Общие положения», ГОСТ 14.201-83 «Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования (с Изменением N 1)»,ГОСТ 2.001-2013 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Общие положения (с Поправкой)», ГОСТ 2.701-2008 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению (с Поправкой)», ГОСТ 2.303-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Линии (с Изменениями N 1, 2, 3), ГОСТ 21.408-2013 «Система проектной документации для строительства (СПДС). Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов (с Поправками)», ГОСТ 2.782-96 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические», ГОСТ 2.784-96 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические.

Элементы

трубопроводов»,

ГОСТ

2.788-74

«Единая

система

2

конструкторскойдокументации (ЕСКД). Обозначения условные графические. Аппараты выпарные», ГОСТ 2.793-79 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств. Общие обозначения (с Изменением N 1)», ГОСТ 2.785-70 «Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная», ГОСТ 2.732-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Источники света (с Изменениями N 1, 2, 3)

1.1 Термины, определения и сокращения Контур контроля, регулирования и управления: Совокупность

отдельных функционально связанных приборов, выполняющих определенную задачу по контролю, регулированию, сигнализации, управлению и т.п.

Система противоаварийной автоматической защиты; ПАЗ: Система управления технологическим процессом, которая в случае выхода процесса за безопасные рамки выполняет комплекс мер по защите оборудования и персонала.

Автоматизированная система управления технологическим процессом; АСУ ТП: комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях.

Отборное устройство:устройство (закладная конструкция), установленное на технологическом оборудовании или трубопроводе и предназначенное для подвода контролируемой среды к приборам или измерительным преобразователям или для установки приборов и преобразователей.

Трубная проводка: совокупность труб (трубных кабелей), соединений, присоединений, защитных устройств и арматуры.

Технические средства автоматизации:к техническим средствам автоматизации относят приборы, регуляторы, функциональные блоки, исполнительные механизмы, регулирующие органы (далее приборы), а также электроаппараты, щиты, пульты, комплексы и др. средства автоматизации.

1.2 Изображение на функциональных схемах технологического оборудования, аппаратов и машин

Согласно ГОСТ 21.408-2013 «Система проектной документации для строительства (СПДС). Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов (с Поправками)» технологическое оборудование на схемах автоматизации рекомендуется изображать в соответствии со схемой соединений, принятой в основном комплекте марки ТХ или схемами инженерных систем. При этом допускается упрощать изображения технологического оборудования, не показывая на схеме оборудование, коммуникации и их элементы, которые не оснащаются

3

техническими средствами автоматизации и не влияют на работу систем автоматизации.

Технологическое оборудование изображают с учетом требований следующих стандартов:- оборудование - по ГОСТ 2.780, ГОСТ 2.782, ГОСТ

2.788, ГОСТ 2.789, ГОСТ 2.790, ГОСТ 2.791, ГОСТ 2.792, ГОСТ 2.793, ГОСТ

2.794, ГОСТ 2.795.

Технологическое оборудование изображают в верхней части схемы.Перечень элементов помещают на первом листе схемы или выполняют в виде самостоятельного документа.Перечень элементов оформляют в виде таблицы (см. рисунок 1), заполняемой сверху вниз.При выполнении перечня элементов на первом листе схемы его располагают, как правило,над основной надписью. Расстояние между перечнем элементов и основной надписью должно быть не менее 12 мм.

Около каждого аппарата и машины должно быть дано наименование или позиционное обозначение (арабскими цифрами). Наименование может быть вписано внутри условного графического изображения аппарата (машины). Разрешается использовать и буквенно-цифровое обозначение аппаратов (машин). При обозначении аппаратов и машин цифрами (или буквами с цифрами) на свободном поле схемы должна быть дана таблица с перечнем оборудования - экспликация оборудования (рисунок 1).

Рисунок 1 – Оформление таблицы с перечнем оборудования

Условные графические обозначения источников света на схемах следует изображать в соответствиисГОСТ 2.732-68 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Источники света (с Изменениями N 1, 2, 3)» (таблица 1).

Таблица 1 – Условные графические обозначения источников света, используемых в ФСА

Наименование

Условное обозначение

1

2

 

Лампа накаливания (осветительная и

 

 

 

сигнальная)

 

 

 

 

 

 

 

Для сигнальных ламп допускается

 

 

 

следующее изображение

 

 

 

 

 

 

4

Условные графические обозначения гидравлических и пневматических машин в схемах и чертежах всех отраслей промышленностиследует изображать в соответствиисГОСТ 2.782-96 «Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические» (таблица 2).

Таблица 2 – Условные графические обозначения машин гидравлических и пневматических, используемых в ФСА

Наименование

Условное обозначение

Насос, компрессор с нереверсивным потоком

Насос нерегулируемый с реверсивным потоком

Насос регулируемый с нереверсивным потоком

Насос регулируемый с реверсивным потоком

Насос ротационный лопастной (пластинчатый)

Насос лопастной центробежный

Условные графические обозначения выпарных аппаратов следует изображать в соответствиисГОСТ 2.788-74 «Обозначения условные графические. Аппараты выпарные» (таблица 3).

Таблица 3 – Условные графические обозначения выпарных аппаратов, используемых в ФСА

Наименование

Условное обозначение

1

2

Корпус аппарата, работающего под атмосферным давлением

Корпус аппарата с внутренним давлением выше атмосферного

5

Продолжение таблицы 3

1

2

Корпус аппарата с внутренним давлением ниже атмосферного

Корпус пленочного выпарного аппарата, работающего под атмосферным давлением

Корпус пленочного выпарного аппарата, работающего с внутренним давлением выше атмосферного

Условные графические обозначения элементов и устройств машин и аппаратов химических производств, построенные по функциональным признакам следует изображать в соответствиисГОСТ 2.793-79 «Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств. Общие обозначения» (таблица 4).

Таблица 4 – Условные графические обозначения элементов и устройств машин и аппаратов химических производств, используемых в ФСА

Наименование

Условное обозначение

 

 

 

1

 

2

Конденсатор с естественным охлаждением

 

 

 

 

 

Конденсатор с принудительным охлаждением

 

 

жидкостью

 

 

 

 

 

Конденсатор с принудительным охлаждением

 

 

воздухом (газом)

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Аппарат теплообменныйс естественным

 

 

охлаждением

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Аппарат теплообменный с принудительным

 

 

охлаждением жидкостью

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Аппарат теплообменный с принудительным

 

 

охлаждением воздухом (газом)

 

 

 

 

 

6

Продолжение таблицы 4

1

 

2

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Подогревательс естественным обогревом

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Подогреватель с принудительным обогревом

 

 

жидкостью

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Подогреватель с принудительным

 

 

обогревомвоздухом (газом)

 

 

 

 

 

Терморегулятор, работающий в переменном

для жидкости

для воздуха (газа)

 

 

режиме подвода тепла к рабочей среде

 

 

 

 

 

Маслораспылитель

 

 

 

 

 

Увлажнитель воздуха (газа)

 

 

 

 

 

Выпариватель с естественным обогревом

 

 

 

 

 

Выпариватель с принудительным обогревом

 

 

жидкостью

 

 

 

 

 

Выпариватель с принудительным обогревом

 

 

воздухом (газом)

 

 

 

 

 

Выпариватель с принудительным обогревом

 

 

электрическим током

 

 

 

 

 

Выпариватель с принудительным обогревом

 

 

впрыском

 

 

 

 

 

Испаритель с естественным обогревом

 

 

 

 

 

7

Продолжение таблицы 4

1

 

 

2

Испаритель с принудительным обогревом

 

 

 

жидкостью

 

 

 

 

 

 

 

Испаритель с принудительным обогревом

 

 

 

воздухом (газом)

 

 

 

 

 

 

 

Испаритель с принудительным обогревом

 

 

 

электрическим током

 

 

 

 

 

 

 

Испаритель с принудительным обогревом

 

 

 

впрыском

 

 

 

 

 

 

 

Аппарат колонный

 

 

 

 

 

 

 

 

для жидкостидля воздуха (газа)

Фильтр для отделения жидких фракций с

 

 

 

ручным спуском

 

 

 

 

 

 

 

Фильтр для отделения жидких фракций с

 

для жидкости

для воздуха (газа)

 

 

 

автоматическим спуском

 

 

 

 

 

 

 

Фильтр для отделения жидких фракций с

 

 

 

химическим способом с ручным спуском

 

 

 

 

 

 

 

Фильтр для отделения жидких фракций с

 

 

 

химическим способом с автоматическим

 

 

 

спуском

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Фильтр для отделения твердых фракций с

 

 

 

ручной очисткой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Фильтр для отделения твердых фракций с

 

 

 

автоматической очисткой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для жидкости

для воздуха (газа)

Фильтр электромагнитный

 

 

 

 

 

 

 

 

8