Автоматизации на схемах автоматизации
Графическое построение технологической схемы должно давать наиболее наглядное представление о последовательности технологического процесса. Технологическую схему вычерчивают с упрощенным изображением оборудования, масштаб при этом не соблюдается. Конфигурация оборудования должна соответствовать действительной или изображаться принятыми условными обозначениями и схематичными изображениями.
Функциональная схема автоматизации графически делится на две зоны. В верхней части чертежа (примерно две трети по высоте схемы) изображается технологическая схема, а в нижней его части, под технологической схемой, с некоторым разрывом вычерчивают прямоугольники, условно изображающие: установку местных приборов, щиты, пульты, пункты контроля и управления, управляющие машины, машины централизованного контроля и т.п., в которых условными обозначениями показывают соответствующую аппаратуру.
Таблица 3. Условные обозначения соединения и пересечения технологических трубопроводов
| Наименование | Обозначение | |
| Соединения трубопроводов | 
| |
| Пересечение трубопроводов | 
| |
| Таблица 4. Обозначения направления потока энергии, жидкости и газа по ГОСТ 2.721-74 | ||
| Наименование | Обозначение | |
| 1. Поток электромагнитной энергии, сигнал электрический: | 
| |
| а) в одном направлении (например вправо); | ||
| б) в обоих направлениях не одновременно; | 
| |
| в) в обоих направлениях одновременно | 
| |
| 2. Поток жидкости: | 
| |
| а) в одном направлении (например, вправо); | ||
| б) в обоих направлениях; | 
| |
| 3. Поток газа (воздуха): | 
| |
| а) в одном направлении (например, вправо); | ||
| б) в обоих направлениях | 
| |
Оборудование и коммуникации изображаются тонкими линиями, технологические потоки выделяются более жирными линиями. Соединение и пересечение технологических трубопроводов изображают условными обозначениями, приведенными в табл. 3. Допускается изображать элементы объекта в виде прямоугольников, которые должны быть снабжены соответствующими наименованиями. У изображения объекта и трубопроводов должны быть поясняющие надписи (наименование оборудования, его номер и др.), а также указаны стрелками направления потоков (табл. 3).
Технологические трубопроводы, газопроводы, водопроводы и др. на функциональной схеме обозначаются однолинейно в соответствии с условными обозначениями по ГОСТ3464-63(табл. 5).
Изображение объекта автоматизация и отдельных его элементов выполняется так, чтобы линия связи между приборами, средствами автоматизации и объектом имели бы минимальную протяженность, изгибы и пересечения.
Таблица 5. Условные обозначения трубопроводов для жидкостей и газов по ГОСТ 3464-63
| Содержимое трубопроводов | Условные обозначения | |
| Жидкость или газ, преобладающие в данном проекте | ||
| Вода | -1- | |
| Пар | -2- | |
| Воздух | 3 | |
| Азот | 4 | |
| Кислород | 5 | |
| Инертные газы | Аргон | 6 |
| Неон | 7 | |
| Гелий | 8 | |
| криптон | 9 | |
| ксенон | 10 | |
| Аммиак | 11 | |
| Кислота (окислитель) | 12 | |
| Щелочь | 13 | |
| Масло | 14 | |
| Жидкое горючее | 15 | |
| Водород | 16 | |
| Ацетилен | 17 | |
| Фреон | 18 | |
| Метан | 19 | |
| Этан | 20 | |
| Этилен | 21 | |
| Пропан | 22 | |
| Пропилен | 23 | |
| Бутан | 24 | |
| Бутилен | 25 | |
| Противопожарный провод | 26 | |
| Вакуум | 27 |
Прямоугольники могут размещаться в следующей последовательности сверху вниз (рис.3): приборы местные или внещитовые приборы; местные щиты контроля, управления и т.п.; агрегатные или оперативные щиты; центральный или диспетчерский щит управления; управляющие машины, машины централизованного контроля.
При расположении изображения щита или комплектного устройства только на одном листе прямоугольник щита справа замыкается линией. При необходимости изображения щита на последующих листах одной схемы или последующих функциональных схемах прямоугольник щита не замыкается с правой стороны. В этом месте делают соответствующую надпись. Например, при расположения изображения щита на трех листах на первом листе делают надпись: "Продолжение см. лист 2", на втором листе - "Продолжение см. лист 3", на третьем листе прямоугольник щита замыкается линией. Аналогичные надписи выполняются на взаимосвязанных функциональных схемах, имеющих общие щиты. В этом случае вместо номера листа пишется обозначение последующей схемы. Наименование щита, располагаемое слева на листах 2 и 3 или последующих схемах, выполняется так же, как на листе 1.
|
| Рис. 3. Условные изображения мест установки средств автоматизации и аппаратуры управления |
Приборы и средства автоматизации, которые расположены вне щитов и конструктивно не связаны непосредственно с технологическим оборудованием и коммуникациями, условно показывают в прямоугольнике "Приборы местные". Прямоугольник располагают над прямоугольниками щитов. При применении агрегатированных комплексов или УВМ допускается кроме наименования всего комплекса приводить сокращенные наименования или типы отдельных его блоков. При этом прямоугольник, изображающий комплекс (машину), делят горизонтальными линиями на части, число которых соответствует количеству блоков. Условные наименования или типы блоков наносят с левой стороны прямоугольника рядом с наименованием комплекса (рис. 4).
Точки входа и выхода сигналов на прямоугольниках соответствующих блоков показывают кружками диаметром 1,5-2 мм. Для удобства пользования схемой и подсчета общего количества используемых каналов разрешается около кружков указывать количество и условное обозначение используемых каналов. Принятые условные обозначения блоков и каналов должны быть обязательно расшифрованы на схеме. Например: для пневматического агрегатного комплекса "Центр" (см. рис. 4) приняты следующие условные обозначения: БКП - блок первичной обработки информации; БОВ - блок обнаружения выбегов; БР - блок регулирующих устройств; АР - устройство цифровой регистрации (авторегистор); УНК - устройство непрерывного контроля параметров.
Цифрами обозначено количество используемых каналов, буквами дополнительно расшифрованы соответствующие каналы пульта: Р - канал для связи с регулятором; И - информационный канал; О - оперативный канал. Общее количество использованных в данной схеме каналов по каждому блоку указывается в правой части прямоугольника в специальной вертикальной графе.
Устройства телемеханики показывают на схемах также в виде прямоугольников. Эти прямоугольники располагают внутри прямоугольников щитов и местных приборов. Например: контролируемый пункт изображают под прямоугольником "Приборы местные" а пункт управления - в верхней части прямоугольника "Щит диспетчера". При использовании в проекте нескольких устройств телемеханики каждому устройству присваивают свой отличительный номер. Например: Ш, КП2 - контролируемые пункты; ПН, ПУ2 - пункты управления. Связь приборов и средств автоматизации с устройствами телемеханики показывают линиями связи. Места выхода линий связи в прямоугольниках комплектов телемеханики показывают кружками диаметром 1,5 – 2 мм. При необходимости рядом с кружками проставляют условные обозначения, характеризующие виды сигналов. Например: ТИ – телеизмерение; ТС – телесигнализация; ТУ – телеуправление и т.д. Все принятые условные обозначения должны быть расшифрованы на схеме.
Приборы и средства автоматизации показывают условными обозначениями по ГОСТ 21.404-85.
Графические условные обозначения приборов и средств автоматизации должны соответствовать указанным в табл. 6,а их размеры - указанным в табл. 7.
Графические условные обозначения дополнительных устройств, применяемых в функциональных схемах систем автоматизации, приведены в табл. 8.
|
| Рис. 4. Пример выполнения схемы с применением агрегатированных комплексов или УВМ |
Построение буквенных условных обозначений измеряемых величин и функций, выполняемых приборами и средствами автоматизации, выполняется прописными буквами латинского алфавита и должны соответствовать указанным в табл. 9. При отсутствии необходимых буквенных обозначений для этой цели используются приведенные резервные буквы, и все случаи их применения должны сопровождаться необходимыми пояснениями на схемах.
Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов, приведены в табл. 10, а применяемые для построения преобразователей сигналов и вычислительных устройств - в табл. 11.
Буква А применяется для обозначения функции “Сигнализация” независимо от того, вынесена ли сигнальная аппаратура на какой-либо щит или для сигнализации используются лампы, встроенные в сам прибор. Сигнализируемые предельные значения измеряемых величин следует конкретизировать добавлением букв Н и L. Эти буквы наносятся вне графического обозначения, оправа от него (Приложение, прим. 31, 32).
Таблица 6. Графические условные обозначения приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21.4040 – 85
| № пп | Наименование | Обозначение | Примечания | ||
| Первичный измерительный преобразователь; прибор, устанавливаемый по месту: на технологическом трубопроводе, аппарате, стене, полу, колонне, металлоконструкции | 
| В обоснованных случаях для пп1 и 2 при необходимости проставления ряда буквенных обозначений допускается вместо окружности применять обозначения | |||
| Прибор, устанавливаемый на щите, пульте | 
| 
| или | 
| |
| соответственно | |||||
| Отборное устройство без постоянно подключенного прибора (служит для эпизодического подключения приборов во время наладки, снятия характеристик и т.п.) | 
| Отборное устройство для всех постоянно подключенных приборов представляет собой тонкую сплошную линию, соединяющую технологический трубопровод или аппарат с первичным измерительным преобразователем или прибором (рис. 4, прибор позиции 4). При необходимости указания места расположения отборного устройства или точки измерения (внутри контура технологического аппарата) в конце тонкой линии изображается окружность диаметром 2 мм. | |||
| Исполнительный механизм. Общее обозначение. Положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала не показывается. | 
| ||||
| Исполнительный механизм, открывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала. | 
| ||||
| Исполнительный механизм, закрывающий регулирующий орган при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала. | 
| ||||
| Исполнительный механизм, который при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала оставляет регулирующий орган в неизменном положении.. | 
| ||||
| Исполнительный механизм с дополнительным ручным приводом. | 
| Обозначение может применяться в сочетании с любым из дополнительных знаков, характеризующих положение регулирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала (см. пп. 4, 5, 6 и 7) | |||
| Регулирующий орган | 
| Допускается запорную и регулирующую в системах автоматизации и заказываемую по технологической части проекта (кроме вентилей и клапанов регулирующих Х), изображать в соответствии с ГОСТ 2.785 – 70. |
Таблица 7. Размеры графических условных обозначений по ГОСТ 21.404-85
| Наименование | Обозначение |
| Первичный измерительный преобразователь, прибор (контролирующий, регулирующий): | |
| а) базовое обозначение | 
|
| б) допускаемое обозначение | 
|
| Отборное устройство | 
|
| Исполнительный механизм | 
|
| Регулирующий орган | 
|
Буква S применяется для обозначения контактного прибора, используемого только для включения, отключения, блокировки и т.д. (Прил., прим. 10, 17, 18, 31). Предельные значения измеряемых величин, по которым осуществляется включение, отключение, блокировка и т.п., могут быть конкретизированы добавлением букв Н и L. Букву S не следует применять для обозначения функции регулирования (в том числе позиционного).
При применении контактного устройства прибора для включения, отключения и одновременно для сигнализации следует использовать в обозначении прибора обе буквы S и А (Прил., прим. 29).
Таблица 8. Дополнительные устройства, обозначения которых заимствованы из стандартов ЕСКД
| № пп | Наименование | Условное графическое обозначение | |||||
| 1. | Звонок электрический: | ||||||
| общее обозначение | 
| ||||||
| постоянного тока | 
| ||||||
| переменного тока | 
| ||||||
| одноударный (гонг) | 
| ||||||
| 2. | Зуммер | 
| |||||
| 3. | Сирена электрическая (пневматическая) | 
| |||||
| 4. | Гудок электрический | 
| |||||
| 5. | Лампа накаливания сигнальная и осветительная: | 
| 
| ||||
| 6. | общее обозначение | однолинейное | многолинейное | ||||
| 7. | Лампа газоразрядная сигнальная и осветительная: | ||||||
| общее обозначение | 
однолинейное
| 
многолинейное
| |||||
| 8. | Приводы: | ||||||
| электромагнитный | 
| ||||||
| пневматический или гидравлический | 
| ||||||
| электромашинный | 
| ||||||
| тепловой (двигатель тепловой) | 
| ||||||
| Примечание: | При изображении сигнальных ламп секторы допускается зачернять: | ||||||
| или |  .
| |||||
Таблица 9. Буквенные условные обозначения измеряемых величин и функциональных признаков приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21.404-85
| Обозначение | Измеряемая величина | Функции, выполняемые прибором | |||
| Основное значение первой буквы | Дополнительное значение, уточняющее значение первой буквы | Отображение информации | Формирование выходного сигнала | Дополнительные значения | |
| А | + | - | Сигнализация | - | - |
| В | + | - | - | - | - |
| С | + | - | - | Регулирование, управление | - |
| D | Плотность | Разность, перепад | - | - | - |
| Е | Любая электрическая величина | - | + | - | - |
| F | Расход | Соотношение, доля, дробь | - | - | - |
| G | Размер, положение, размещение | - | + | - | - |
| Н | Ручное воздействие | - | - | - | Верхний предел измеряемой величины |
| I | + | - | Показание | - | - |
| J | + | Автоматическое переключение, обегание | - | - | - |
| К | Время, временная программа | - | - | + | - |
| L | Уровень | - | - | - | Нижний предел измеряемой величины (сигнализируемой) |
| М | Влажность | - | - | - | - |
| N | + | - | - | - | - |
| О | + | - | - | - | - |
| Р | Давление, вакуум | - | - | - | - |
| Q | Величина, характеризующая качество: состав, концентрация и т.п. | Интегрированная, суммирование по времени | - | + | - |
| R | Радиоактивность | - | Регистрация | - | - |
| S | Скорость, частота | - | - | Включение, отключение, переключение | - |
| Т | Температура | - | - | + | - |
| U | Несколько разнородных измеряемых величин | - | - | - | |
| V | Вязкость | - | + | - | - |
| W | Масса | - | - | - | - |
| X | Не рекомендуемая резервная буква | - | - | - | - |
| Y | + | - | - | + | - |
| Z | - | - | - | - | - |
Примечание. Буквенные обозначения, отмеченные знаком “+”, являются резервными, а отмеченные знаком “-” не используются.
Для конкретизации измеряемой величины около изображения прибора (справа от него) необходимо указывать наименование или символ измеряемой величины. Например, “Напряжение”, “Сила тока” – для электрических величин, рН, О2 и т.д. – для других величин (Прил., прим. 35, 38, 39, 40).
В случае необходимости около изображения прибора допускается указывать вид радиоактивности. Например, -, - или -излучение (Прил., прим. 41).
Таблица 10. Дополнительные буквенные обозначения ГОСТ 21.404-85, отражающие функциональные признаки приборов
| Наименование | Обозначение | Применение |
| Первичное преобразование (чувствительный элемент) | Е | При обозначении устройств, выполняющих первичное преобразование. Например: термометры термоэлектрические (термопары), термометры сопротивления и другие первичные измерительные преобразователи температуры обозначаются ТЕ; сужающие устройства расходомеров и другие первичные измерительные преобразователи расхода обозначаются FE и т.д. |
| Промежуточное преобразование | Т | Для обозначения приборов с дистанционной передачей показаний. Например: бесшкальные манометры (дифманометры с дистанционной передачей показаний обозначаются РТ), манометрические термометры с дистанционной передачей обозначаются ТТ, бесшкальные расходомеры с дистанционной передачей показаний обозначаются FТ и т.д. |
| Станция управления | К | Для обозначения приборов, имеющих станцию управления, т.е. переключатель для выбора вида управления (автоматическое - ручное), и устройство для дистанционного управления |
| Преобразование, вычислительные функции | Y | Для построения обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств |
Таблица 11. Дополнительные обозначения, применяемые для построения преобразователей сигналов и вычислительных устройств по ГОСТ 21.404-85
| Наименование | Обозначение |
| Род энергии сигнала: | |
| электрический (независимо от вида электрического сигнала) | Е |
| пневматический | Р |
| гидравлический | G |
| Виды форм сигнала: | |
| аналоговый | А |
| дискретный | D |
| Операция, выполняемые вычислительным устройством: | |
| суммирование | |
| умножение сигнала на постоянный коэффициент К | К |
| перемножение двух и более сигналов друг на друга | х |
| деление сигналов друг на друга | : |
| возведение величины сигнала f в степень n | fn |
| извлечение из величины сигнала корня степени n | |
| логарифмирование | Lg |
| дифференцирование | dx/dt |
| интегрирование | |
| изменение знака сигнала | х(-1) |
| ограничение верхнего значения сигнала | max |
| ограничение нижнего значения сигнала | min |
| Связь с вычислительным комплексом: | |
| передача сигнала на ЭВМ | Вi |
| вывод информации с ЭВМ | В0 |
Буква U может быть использована для обозначения прибора, измеряющего несколько разнородных величин. Подобная расшифровка измеряемых величин должна быть приведена около прибора или на поле чертежа (Приложение, прим. 43).
Для обозначения величин, не предусмотренных ГОСТ, могут быть использованы резервные буквы. При этом многократно применяемые величины следует обозначать одной и той же резервной буквой. Для одноразового или редкого применения может быть использована буква Х. При необходимости применения резервных буквенных обозначений они должны быть расшифрованы на схеме. Не допускается в одной и той же документации применение одной и той же резервной буквы для обозначения разных величин.
Для обозначения дополнительных значений D, F, Q допускается применение d, f, q.
Приборы и средства автоматизации показывают на функциональных схемах развернутым способом, при котором каждый прибор или блок, входящий в единый (измерительный, регулирующий или управляющий) комплект, показывается отдельным условным графическим обозначением. Сложные приборы, выполняющие несколько функций (например, регулирующий прибор типа Р25, содержащий измерительный блок, регулирующий блок, задатчик, блок управления и сигнализации, дистанционный указатель положения исполнительного механизма и применяемый в автоматической системе регулирования содержания влаги в маслоизготовителе непрерывного действия), допускается изображать несколькими окружностями, расположенными слитно друг с другом (рис. 5, позиции 1е, 1ж, 1и, 1k, 1м),
Методика построения графических условных обозначений развернутым способом заключается в следующем. В верхней части графического обозначения (окружности, овала) наносятся обозначения измеряемой величины и функций, выполняемых прибором, и порядок .их расположения (слева направо) должен быть следующим: обозначение измеряемой величины; обозначение, уточняющие (если это необходимо) основную измеряемую величину; обозначение(обозначения) функций, выполняемых прибором.
Порядок расположения буквенных обозначений функций, выполняемых прибором (если их несколько в одном приборе), должен быть следующим: IRCSA.
При построении условных обозначений приборов следует указывать не все функциональные признаки прибора, а лишь те, которые используются в данной схеме. Например, при обозначении.
Показывающих и самопишущих приборов (если функция "показание" не используется) следует писать: ТR вместо TIR, PR вместо PIR и т.п.; при построении условного обозначения сигнализатора уровня, блок сигнализации которого является бесшкальным прибором, снабженным контактным устройством и встроенными сигнальными лампами, следует писать:
а) LS - если прибор используется только для включения, выключения насоса, блокировок и т.д.; б) LA - если прибор используется только для сигнализации (местной или дистанционной); в) LSA - если используются обе функции по подпунктам а) и б); г) LC - если прибор используется для регулирования уровня.
При построении обозначений комплектов средств автоматизации первая буква в обозначении каждого входящего в комплект прибора или устройства, кроме устройств ручного управления, является наименованием измеряемой комплектом величины. Например: в комплекте для измерения и регулирования содержания влаги с применением влагомера сливочного масла ВСМ-1 (см. рис. 5) первичный измерительный преобразователь следует обозначать МЕ, высокочастотный преобразователь -MY, низкочастотный преобразователь -MY, цифровой прибор -MI, вторичный регистрирующий прибор –MR, регулирующий блок -MC и т. п. Исключение составляют все устройства, выполненные в виде отдельных блоков и предназначенные для ручных операций, которые должны иметь на первом месте в обозначении букву H независимо от того, в состав какого измерительного комплекта они входят. Например, переключатели электрических цепей измерения (управления), переключатели газовых (воздушных) линий обозначаются М9 байпасные панели дистанционного управления -НС, кнопки (ключи) для дистанционного управления, задатчики -Н и т.п.
|
| Рис. 5. Пример выполнения схемы с построением графических условных обозначений развернутым способом |
При обозначении комплекта, предназначенного для измерения нескольких разнородных величин, первичные измерительные преобразователи следует обозначать в соответствии с измеряемой величиной, вторичный прибор при использовании функции "Регистрация" - UR.
Порядок построения условных обозначений с применением дополнительных буквенных обозначений следующий: на первом месте ставится буква, обозначающая измеряемую величину; на втором -одна из дополнительных букв: Е, Т, К или Y (см. табл. 9).
При построении буквенных обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств надписи, расшифровывающие вид преобразования или операции, осуществляемые вычислительным устройством (см. табл. 11), выполняются в виде дроби и наносятся справа от графического обозначения прибора (см. Приложение, прим. 47, 48, 49, 50, 51, 52).
В обоснованных случаях во избежание неправильного понимания схемы допускается вместо условных обозначений приводить полное наименование преобразуемых сигналов. Так же рекомендуется обозначать некоторые редко применяемые или специфические сигналы. Например, кодовый, время-импульсный, число-импульсный и т.п.
В нижней части графического обозначения (окружности, овала) наносится позиционное обозначение комплекта измерения (регулирования) или отдельных элементов комплекта.
В отдельных случаях, когда позиционное обозначение прибора не помещается в графическом обозначении, допускается нанесение его вне пределов графического обозначения (Приложение, пример 56). При изображении на функциональной схеме электроаппаратуры, участвующей в схемах автоматического регулирования, управления, сигнализации, в нижней части графического обозначения наносится позиционное обозначение электроаппаратуры, присваиваемое ей по принципиальным электрическим схемам. При использовании в проекте приборов и средств автоматизации, имеющихся у заказчика или поставляемых комплектно с технологическим оборудованием, их показывают на схеме без отличия от приборов и средств автоматизации, заказываемых по данному проекту. О том, что данные приборы и средства автоматизации не подлежат заказу по проекту автоматизации, дают соответствующие указания на функциональной схеме. Например: "Приборы 2а, 4а, 6в и 8д имеются у заказчика" или "Приборы 10а, 12а и 14 поставляются комплектно с компрессором".
Приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и трубопровода или механически связанные с ними, изображают на схеме в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К таким средствам автоматизации относятся: термометры расширения, термометры термоэлектрические (термопары), термометр сопротивления, первичные преобразователи параметров, сужающие измерительные устройства, ротаметры, газовые и жидкостные счетчики, первичные преобразователи индукционных расходомеров, первичные преобразователи уровнемеров, радиоактивности, плотности и др., исполнительные механизмы, регулирующие и запорные органы.