Практикум по системам управления химико-технологическими процессами
.pdf
NS
KM1
Пускатель по месту
40
NS
KM1
Ключ управления на пульте
Измеряемые величины обозначают прописными буквами латинского алфавита. Резервные буквы A, B, C, I, J, N, O, X, Y, Z используют для обозначения измеряемых параметров, не указанных в табл. 4.1. При этом на свободном поле ФСА расшифровывают резервные буквы.
Для обозначения ручного воздействия используют букву H, например: HS – ключ управления, H – задатчик регулируемой величины, ручной привод и т. п.
Буквой S обозначают контактное устройство прибора, обеспечивающее дискретное управление путем выполнения коммутационных
операций |
– включение, отключение, переключение, например |
NS – пускатель. |
|
Для |
обозначения уточняющих значений букв D (плотность), |
F (расход), Q (состав, концентрация и т. п.) допускается применение строчных букв соответственно d, f, q.
Букву, служащую для уточнения измеряемой величины, ставят после буквы, обозначающей измеряемую величину, например: Dd – разность плотностей.
Для уточнения измеряемой величины, в случае отсутствия необходимого символа в табл. 4.2, используют надписи, располагаемые вверху справа от графического обозначения прибора. Например, прибор, измеряющий электрическое напряжение по месту:
EI Напряжение 1-1
Символ J используют для многоточечного контроля одного и того же параметра (например, температуры ТJ) одним прибором (обегающий контроль), символ Q или q – для измерения интегральных величин, например, часовой или суточной производительности технологической машины, количества вещества, транспортированного за определенный отрезок времени (FQ), и т. д.
41
Таблица 4.2 Буквенные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов
Обозна- |
Измеряемая величина |
|
Функциональный признак прибора |
|
|||
Основное |
Дополнительное |
Отображение |
|
Формирование |
Дополнительное |
|
|
чение |
|
|
|||||
обозначение |
значение |
информации |
|
выходного сигнала |
значение |
|
|
|
|
|
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
А |
§+- |
§–- |
Сигнализация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
§+- |
§–- |
|
|
|
|
|
|
§+- |
|
|
|
Автоматическое |
|
|
C |
§–- |
|
|
управление, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
регулирование |
|
|
D |
Плотность |
Разность, |
|
|
|
|
|
перепад |
|
|
|
|
41 |
||
|
|
|
|
|
|
||
E |
Электрическая |
§–- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
величина |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
Расход |
Соотношение, |
|
|
|
|
|
доля, дробь |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размер, |
|
|
|
|
|
|
G |
положение, |
§–- |
|
|
|
|
|
|
перемещение |
|
|
|
|
|
|
|
Ручное |
|
|
|
|
Верхний предел |
|
H |
§–- |
|
|
|
измеряемой |
|
|
воздействие |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
§+- |
§–- |
Показание |
|
|
|
|
|
§+- |
Автоматическое |
|
|
|
|
|
J |
переключение, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
обегание |
|
|
|
|
|
42
|
|
|
|
|
Окончание табл. 4.2 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Время. |
§–- |
|
|
|
|
K |
Временная |
|
|
|
|
|
|
программа |
|
|
|
|
|
|
|
§–- |
|
|
Нижний предел |
|
L |
Уровень |
|
|
|
измеряемой |
|
|
|
|
|
|
величины |
|
M |
Влажность |
§–- |
|
|
|
|
N |
§+- |
§–- |
|
|
|
|
O |
§+- |
§–- |
|
|
|
|
P |
Давление, |
§–- |
|
|
|
|
вакуум |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Величина, характе- |
Интегрирование, |
|
|
|
|
|
ризующая количест- |
|
|
|
|
|
Q |
суммирование |
|
|
|
|
|
во: состав, концен- |
|
|
|
|
||
|
по времени |
|
|
|
|
|
|
трация и т. п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|
R |
Радиоактивность |
§–- |
Регистрация |
|
|
|
|
Скорость, |
§–- |
|
Включение отключе- |
|
|
S |
|
|
ние, переключение, |
|
|
|
частота |
|
|
|
|
||
|
|
|
блокировка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
Температура |
§–- |
|
|
|
|
U |
Несколько разно- |
§–- |
|
|
|
|
родных величин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
Вязкость |
§–- |
|
|
|
|
W |
Масса |
§–- |
|
|
|
|
X |
Не рекомендуемая |
§–- |
|
|
|
|
резервная буква |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
§+- |
§–- |
|
|
|
|
Z |
§+- |
§–- |
|
|
|
|
Примечание: буквенные обозначения, отмеченные знаком §+-, являются резервными, а отмеченные знаком §–- не используются |
|
|||||
43
В табл. 4.3 приведены буквенные обозначения дополнительных функциональных признаков приборов, которые описывают такие их функции, как первичное преобразование (Е), способность передачи выходного сигнала на расстояние (Т), возможность оперативного управления (К), выполнение преобразованных и (или) вычислительных операций (Y).
Таблица 4.3
Дополнительные буквенные обозначения функциональных признаков приборов
Функциональный |
Обозначение |
признак |
|
Первичное преобразование (обозначение чувстви- |
E |
тельных элементов: термоэлектрического преобра- |
|
зователя, термопреобразователя сопротивления, су- |
|
жающих устройств расходомеров и т. п.) |
|
Промежуточное преобразование (обозначение дис- |
T |
танционной передачи) |
|
Управление (обозначение станции управления) |
К |
Преобразование, вычислительная функция (опера- |
Y |
ция) |
|
Например: |
Нормирующий |
Термопара |
|
|
преобразователь |
TE |
TT температуры |
В табл. 4.4 приведены символьные обозначения видов сигналов, математических и логических операций с сигналами, передачи сигналов.
44
Таблица 4.4
Дополнительные буквенные обозначения, применяемые для построения преобразователей сигналов, вычислительных устройств
Наименование |
Обозна- |
|||
чение |
||||
|
||||
1. Род энергии сигнала: |
|
|
|
|
электрический |
E |
|||
пневматический |
P |
|||
гидравлический |
G |
|||
2. Виды форм сигнала: |
|
|
|
|
аналоговый |
A |
|||
дискретный |
D |
|||
3. Операции, выполняемые вычислительным устрой- |
|
|
|
|
ством: |
|
|
|
|
суммирование |
|
|||
умножение сигнала на постоянный коэффициент K |
K |
|||
перемножение двух и более сигналов |
¿ |
|
||
деление сигналов друг на друга |
: |
|
||
возведение величины сигнала f в степень n |
f n |
|||
извлечение из величины сигнала f корня степени n |
n |
|
|
|
f |
||||
логарифмирование |
lg |
|||
дифференцирование |
dx/dt |
|||
интегрирование |
|
|||
изменение знака сигнала |
х(–1) |
|||
ограничение верхнего значения сигнала |
max |
|||
ограничение нижнего значения сигнала |
min |
|||
|
|
|
|
|
4. Связь с вычислительным комплексом: |
Вi |
|||
передача сигнала на ЭВМ |
||||
вывод информации с ЭВМ |
В0 |
|||
Надписи, расшифровывающие преобразование сигналов или операции с сигналами, наносят вверху справа от графического обозначения преобразователя или вычислителя. Например:
|
45 |
|
P/E |
Блок извлечения |
|
PY Пневмоэлектро- |
корня квадратного |
PDY |
преобразователь |
от перепада давления |
|
Примеры построения |
условных обозначений |
приборов |
и средств автоматизации приведены в прил. 1.
Контрольные вопросы:
1.Объясните правила обозначений приборов по ГОСТ 21.404–85.
2.Объясните правила формирования буквенных обозначений измеряемых величин и функциональных признаков приборов.
3.Объясните правила формирования дополнительных буквенных обозначений функциональных признаков приборов.
4.Объясните правила формирования дополнительных буквенных обозначений, применяемых для построения преобразователей сигналов и вычислительных устройств.
4.2. Разработка технического задания
Техническое задание представляет собой совокупность технических требований к разрабатываемой системе автоматизации. Эти требования формируются на основе данных о свойствах объекта и возможных системах и средствах его автоматизации.
Стадия технического задания включает следующие этапы:
определение цели и критериев качества функционирования ХТП как объекта управления;
определение структуры технологического объекта управления, входных воздействий (возмущающих и управляющих), выходных координат и взаимосвязей между ними.
Основная задача при разработке системы управления состоит
вподборе технологических параметров, необходимых для контроля (диагностирования), управления (регулирования) и анализа предаварийного состояния ТОУ. Желательно по минимально возможному числу выбранных параметров получить полное представление о состоянии и свойствах ТОУ.
Технические требования могут быть направлены на реализацию как известных, так и новых функций системы с целью повышения качества управления (быстродействия, точности), улучшения техникоэкономических показателей работы объекта (повышение производи-
46
тельности и безопасности, снижение расхода электроэнергии и материалов, высвобождение обслуживающего персонала и т. п.), а также на модернизацию технических средств автоматизации (повышение надежности системы, создание комфортных условий для оперативного персонала и др.).
Следует помнить, что состав технических требований определяет структуру, функции и эффективность проектируемой системы автоматизации. Поэтому к их формированию следует относиться с большой ответственностью.
Технические требования к проектируемой системе автоматизации рекомендуется разделить на следующие группы:
функциональные требования, которые включают в себя перечень локальных систем автоматизации (регулирования, контроля, сигнализации, защиты и блокировки), основные показатели и характеристики этих систем;
конструктивные требования, определяемые условиями эксплуатации технических средств, требованиями к их компоновке на щитах, пультах, в шкафах и т. д.;
требования эффективности работы системы: надежность
идолговечность, срок окупаемости капитальных затрат и т. д.
Впояснительной записке дипломного проекта требования могут быть изложены в виде таблиц либо пунктами текста.
Функциональные требования рекомендуется оформлять в виде таблиц. В табл. 4.5 показан пример заполнения технических данных для проектирования установки контрольно-измерительных приборов, автоматических регуляторов, сигнализаций, блокировок и дистанционного управления.
Встолбцах 7–11 табл. 4.5 записывают условия включения блокировок и параметрической сигнализации (значения параметров, при которых появляются сигналы).
Встолбце 4 – состояния оборудования (включено/выключено, открыто/закрыто и т. п.), которые вызывают появление соответствующих сигналов, а также вид сигнала (звуковой; световой; текстовое сообщение на экране ПК; комбинация звукового и светового сигналов).
Впримечании (столбец 13) отметить вид сигнализации: предупредительная; аварийная; оперативная; указание цвета (зеленый, красный и т. п.) световой сигнализации.
47
Конструктивные требования к системам автоматизации включают в себя:
требования к исполнению технических средств, исходя из условий их эксплуатации на объекте (обычное или взрыво-
и(или) пожаробезопасное исполнение, предельные значения температур, вибраций, влажности, запыленности и других параметров среды);
требования к размещению технических средств, исходя из удобства эксплуатации и оперативности управления (на технологическом оборудовании, на местных щитах, на диспетчерских пунктах
ит. д.).
Требования эффективности работы системы включают в себя показатели ее надежности (безотказности) и окупаемости затрат на автоматизацию. Рекомендуется в качестве таких показателей обоснованно задать:
среднее время безотказной работы системы – Тср;
срок окупаемости капитальных затрат на автоматизацию – Ток. При определении показателя Тср учитывают межремонтные сро-
ки технологического оборудования, опасность и экологические потери, возникающие при отказах системы. Допустимые значения показателя Ток зависят от вида объекта и отрасли промышленности, от сложности и стоимости системы управления.
Для локальных АСУТП ориентировочно заданные значения показателей эффективности могут быть приняты: Тср ≥ 1000 ч, Ток ≤ 3 года.
Контрольные вопросы:
1. Какие этапы включает в себя разработка технического зада-
ния?
2.Расскажите о правилах формирования буквенного обозначения на ФСА.
3.Расскажите о функциональных требованиях к системам автоматизации на примере табл. 4.5.
4.В чем заключаются конструктивные требования к системам автоматизации?
5.Какие требования предъявляются к эффективности работы системы автоматизации?
48
Технические данные для проектирования автоматических регуляторов, сигнализаций,
№ |
установкиМесто наименованиеи контрорегулируемолируемого, - блокируемогоилиго паилираметрадистанционного управления |
Количествоодинаковых точек |
(регистрация,Контроль |
сигнализация,показание, управление) |
|
установкиМестоприбора по(ЦПУ,месту) |
Химическийсостав, вязплотностьикость контролируемойсреды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
5 |
6 |
1 |
Трубопровод возду- |
1 |
1) регистрация |
|
ЦПУ |
воздух |
||
|
ха |
|
2) сигнализация |
по- |
|
|
||
|
а) перепад давления |
|
нижения |
давления |
|
|
||
|
перед камерой сме- |
|
(световая, звуковая) |
|
|
|||
|
шения |
|
3) блокировка: |
|
|
|
||
|
PRSAL-605 |
|
а) закрытие |
автома- |
|
|
||
|
|
|
тическое |
(отсекатель |
|
|
||
|
|
|
НА-601/1,2 и откры- |
|
|
|||
|
|
|
тие НА 601/3); |
|
|
|
||
|
|
|
б) открытие |
отсека- |
|
|
||
|
|
|
теля на |
азоте |
НА |
|
|
|
|
|
|
601/4; |
|
|
|
|
|
|
|
|
в) закрытие НА 601/5 |
|
|
|||
|
|
|
(наличие воздуха при |
|
|
|||
|
|
|
минимальном |
давле- |
|
|
||
|
|
|
нии); |
|
|
|
|
|
|
|
|
г) отключение |
бло- |
|
|
||
|
|
|
кировки |
кнопкой |
|
|
||
|
|
|
§деблокировано- |
|
|
|||
|
б) расход FRC-603 |
1 |
1) регистрация |
|
ЦПУ |
|
||
|
|
|
2) автоматическое |
|
|
|||
|
|
|
регулирование |
соот- |
|
|
||
|
|
|
ношения |
расходов |
|
|
||
|
|
|
реакционного |
|
водо- |
|
|
|
|
|
|
рода и воздуха изме- |
|
|
|||
|
|
|
нением |
подачи |
воз- |
|
|
|
|
|
|
духа |
|
|
|
|
|
49
Таблица 4.5 установки контрольно-измерительных приборов, блокировок и дистанционного управления
|
|
ные зна- |
|
|
|
(или уро- |
/ч |
|
|
|
|
|
чения |
|
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура,Нормаль¼С - ныеили |
предельДавление, |
2 |
макс. |
Расход сред. |
вень),м |
мин. |
Диаметрматериали трубопровода |
Примечание |
||
кгс/м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
||
–39Ã40 |
50Ã400 |
|
|
|
|
|
219 6 |
новый отбор |
||
|
|
min 100 |
|
|
|
|
|
ст. 20 |
для блоки- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ровки добав- |
|
|
min 40 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
лено НА |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
601/4,5 и но- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вые установ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
–39Ã40 |
|
|
0,1 |
1300 |
700 |
0 |
219 6 |
проверить |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ст. 20 |
существую- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щую диа- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фрагму, ус- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ловия ее ус- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тановки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|