Схемы в проектах автоматизации
Структурные. При разработке систем автоматизации в первую очередь решают вопрос связи с отдельными структурными подразделениями объекта автоматизации. Графическое изображение объекта автоматизации, а также структурных его частым и связей между ними принято называть структурной схеме. Если организационная структура объекта несложная, ее опивують словам (сама схема не приводится).
Подразделения объекта (рис. 1.1) изображают прямоугольниками с поясняющими надписями. Связь показывают линией, а его направление — стрелкой. Вид связи обозначают заглавными буквами. Например: ТС — телесигнализация, АТС — автоматическая телефонная связь.Функциональные — является основным проектным документом.
1.1. Организационно-структурная схема птицефабрики
Согласно ГОСТ 21.404-85 при разработке схем автоматизации пользуются условными графическими и буквенными изображениями. Так, все датчики, вторичные приборы показывают на схемах как круг диаметром 10 мм. Исполнительные механизмы изображаются кругом, диаметр которого 5 мм, регулирующие органы — двумя треугольниками, стыкуются (рис. 1.2). Приборы ? размещены на щите управления, отличаются от тех, которые установлены непосредственно на технологическом обладнанни- чертой (рис. 1.3).
. Исполнительные механизмы, которые являются важными элементами системы автоматики, характеризуются разнообразием, что должна быть показана на схеме автоматизации (табл. 1.1).
Как видно, условные графические обозначения приборов и средств автоматизации чрезвычайно просты и удобны в пользовании, но не отражают функционального назначения соответствующих элементов систем автоматики. Поэтому их дополняют
1.1. Особенность изображения исполнительных механизмов
1.4. Размещение букв по позициям: 1, 2, 3 — позиции
ют условными буквенными обозначениями: большими буквами латинского алфавита. В зависимости от места нахождения соответствующей буквы, она несет разное смысловую нагрузку. В середине условного графического изображения их проставляют в верхней части по трем позициям: на первой — буква означает параметр, на который реагирует соответствующий прибор; на второй — уточняется назначения первой буквы; на третьей — функциональные признаки прибора (рис. 1.4). Значение каждой из букв латинского алфавита приведено в табл. 1.2.
При обозначении основной величины измеряемого буквы А, В, С, И, /, И, О, ??У, Е, 1 являются резервными и могут быть использованы в случаях, не предусмотренных стандартом. Для уточнения назначения первой буквы используются буквы Б, и 7, / и С}, три из них допускается записывать малыми си /, <7. Функциональные признаки приборов на схемах обозначают буквами А, И, Я, С, 5, Н, Ь. Если один и тот же прибор имеет несколько функциональных назначений, то буквы, которыми они обозначены, записывают в такой последовательности ИЯСЗА (показа- .Регистрация, регулирования или управления - включения, выключения, переключения - сигнализация). Надо помнить, что в обозначении показывают только те функциональные признаки прибора, которые используются .в данной системе. Буквы Н, Ь проставляют за пределами условного графического обозначения (рис. 1.5, а); Для конкретизации измеряемой величины справа от условного графического обозначения показывают название или символ величины, измеряется (рис. 1.5,6); Букву И) можно использовать для обозначения вто- 1.2. Буквенное обозначение на схемах автоматизации (ГОСТ 21.404-85) Ринне прибора, измеряющего несколько разнородных величин. Детальную расшифровку величины измеряемого должны быть приведены у прибора или на поле чертежа (, рис. 1.5, в). Следует помнить, что первичные преобразователи такого комплекта нужно показывать в соответствии с измеряемой величиной. Букву Н используют в обозначении средств, выполняются в виде отдельных блоков, обозначенных для ручных операций (буква Н должна стоять на первом месте) Например, буквой Н обозначают кнопку дистанционного управления, Я5 - переключатель электрических цепей (рис. 1.5, г). Резервные буквы, используемые для обозначения приборов на схемах автоматизации, должны быть расшифрованы непосредственно в самом чертеже. Не допускается в одной и той же документации одну и ту же резервную букву использовать для обозначения различных величин. Букву X можно использовать однократно в чрезвычайных случаях. Букву 5 используют для обозначения контактного устройства прибора, используемого только для включения, выключения, блокировки; ее не следует использовать для: обозначения функции регулирования. На схемах автоматизации сложные приборы, выполняют ряд функций, показывают несколькими кругами, которые примыкают друг к другой. Часто функциональные признаки приборов и средств автоматизации могут быть показаны с помощью букв Е, Т, К, В. В этих случаях обозначения всего прибора должно состоять только из двух букв. Первая из них означает величину, измеряемую, а вторая - функциональную принадлежность прибора (рис. 1.6, табл. 1.3). Например, ТО означает, что на схеме изображен первичный преобразователь температуры, РТ - прибор, реагирующий на изменение давления с дистанционной передачей сигнала, ТУ - преобразователь температуры .. Дополнительные обозначения приборов и средств автоматизации проставляются и за пределами условных графических (табл .. 1.4). Эти обозначения относятся к преобразователей сигналов и вычислительных устройств, то есть к таким средствам автоматизации, функциональные особенности которых сказываются литероюУ (двухбуквенное обозначения). Например, обозначение на рис. 1.7 означают: а - преобразователь информации про- температуру с аналогового сигнала на дискретный, б - преобразователь информации о влажности сигналом электрического пневматического, в - прибор, передающий информацию о давлении. На схемах автоматизации позиционное обозначение приборов и средств автоматизации размещают в нижней части 1.3. Дополнительные буквенные обозначения на схемах автоматизации (ГОСТ 21.404-85) условного графического (рис. 1.8). Цифра в позиционном обозначении указывает на номер комплекта, а строчная буква - место данного прибора в определенном комплекте оборудования. Связь между отдельными приборами на схемах автоматизации показывают линиями, которые могут подходить к любому места условного графического обозначения прибора или за- ства автоматизации. Отборочный устройство для всех постоянно включенных приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с первичным измерительным преобразователем или прибором. Если необходимо указать точное местоположение отборочного устройства или точки измерения, то в конце тонкой линии показывают круг диаметром 2 мм. Поскольку схемы автоматизации изображают на технологических схемах, основные правила изображения технологического оборудования следующие: технологическое оборудование показывается упрощенно и непосредственно масштабно; трубопроводы как технологическое оборудование можно изображать упрощенно (двухлинейные) и условно (СТ СЭВ 4723- 84 и СТ СЭВ 3334-81) однолинейно (табл. 1.5); среда, передается трубопроводами, показывают с помощью цифр (табл. 1.5), которые должны быть расшифрованы здесь же на поле чертежа; первая цифра обозначает вид среды, которое передается, а вторая - его назначение (например, 1.1 - вода питьевая). Схемы автоматизации могут выполняться как упрощенному по, так и развернуто. В первом случае не показывают первичных преобразователей, а также всю вспомогательную аппаратуру. Приборы и средства автоматизации, выполняют сложные функции и выполнены в виде отдельных блоков, показывают одним условным графическим обозначением (рис. 1.9, а). Развернутый способ (рис. 1.9, б) используют в тех случаях, когда необходимо конкретизировать функцию каждого прибора й средства автоматизации, входящих в единый измерительного, регулирующего или управляющего комплекта. Схемы автоматизации могут выполняться как с условным изображением щитов или пультов управления (рис. 1.10, а), так и без них (, рис. 1.10, б). В первом случае построение схем несколько затруднена, но они более наглядны, во втором- наоборот, упрощается подготовка схем, но наглядность ухудшается. Если схемы автоматизации сложные, то линии связи допускается разрывать. При этом обе стороны линий в местах разрыва нумеруют одной и той же арабской цифрой. Для нижнего ряда (рис. 1.10, а) номера должны идти в порядке возрастания слева направо; для верхнего ряда подобное условие не является обязательным. На схемах автоматизации контуры технологического оборудования, линии связи, графические обозначения приборов и средств автоматизации и щитов управления изображают линиями различной толщины: 0,6-1,5 мм для контуров технологического оборудования, а также прямоугольников, изображающих щиты и пульты; 0,5-0,6 мм - для приборов и средств автоматизации; 0,2-0,3 мм - для линий связи. Принципиальные электрические схемы - это проектный документ, разработанный на основе схем автоматизации, который определяет полный состав электрических элементов и связей между ними, а также дает детальное представление о принципах работы схемы (табл. 1.6). П, ри выполнении принципиальных электрических схем руководствуются в первую очередь следующими нормативными документами: ГОСТ 2. 701-84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению »; ГОСТ 2.702-75 * «Правила выполнения электрических схем»; ГОСТ 2. 708-81 «Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники». В общем случае принципиальные электрические схемы состоят из условных изображений элементов и связей между ними; поясняющих надписей; отдельных элементов данной схемы, используемые в других схемах, а также элементов из других схем; диаграммы переключений контактов многопозиционных устройств; перечень устройств, средств автоматизации и аппаратуры, используемой в данной схеме; перечень чертежей, относящихся к данной схемы, общих объяснений и примечания. Для дополнения условного графического обозначения эле 1.6. Графические обозначения на принципиальных электрических схемах 1.7. Буквенные коды распространенных видов элементов ментов на принципиальных электрических схемах по ГОСТ 2.710- 81 применяют буквенно-цифровые обозначения (табл. 1.7 и 1.8). их называют позиционными. Позиционное обозначение по ГОСТ 2. 710-81 состоит из трех частей. В первой части записывают одну или две буквы латинского алфавита (и вид элемента), в второй- одну или несколько цифр (номер), в третьем - одну или несколько латинских букв (функция элемента). Следует помнить, что вид и номер элемента - обязательная часть условного обозначения. Показывать функцию элемента необязательно. Например, конденсатор, используемый как интегрирующий, на принципиальной электрической схеме сказывается С4 / (4 - его порядковый номер), а цифровая микросхема 1.8. Буквенные коды для показа функционального назначения элементов 1.11. Фрагмент принципиальной электрической схемы строчным методом не выполняет функцию запоминания, - ОБ 7 мая (7- ее порядковый номер) и т. д. При выполнении принципиальных электрических схем рекомендуется соблюдать определенные правила. Письмо со схемами заполняют так: в левой части размещают основную схему, затем графический материал, объясняет действие схемы (циклограммы, диаграммы замыканий контактов и т. П.), А в правой части - текстовый материал. Принципиальные схемы выполняют строчным методом. При этом графические обозначения элементов или их составных частей, входящих в одну цепь, изображают последовательно один за другим по прямой, а отдельные цепи - рядом, создавая параллельные (горизонтальные или вертикальные строки) (рис. 1.11). Все аппараты (реле, контакты, кнопки и ключи управления, автоматические выключатели, переключатели цепей и т.п.) на электрических схемах необходимо изображать в выключенном положении, то есть при отсутствии напряжения во всех цепях схемы и внешних механических воздействиях на аппараты. Контакты реле, контакторов, кнопочных переключателей показывают таким образом, чтобы сила, необходимая для срабатывания, действовала па подвижный контакт сверху вниз при горизонтальном изображении цепей схемы и слева направо - при ? вертикальном. Для позиционного обозначения элементов рекомендуется применять двухбуквенное коды (см. Табл. 1.7). Но в зависимости от конкретного содержания схемы элемент какого-либо вида может быть обозначен и одной буквой - общим кодом вида элемента. Например, если в схеме есть магнитный пускатель и отсутствуют другие реле, то этот пускатель можно обозначить буквой К, хотя он двухбуквенный код КМ (см. Рис. 1.11). Позиционное обозначение на схеме проставляют у условного графического изображения элементов (устройств) с правой стороны или над ними. Чтобы облегчить восприятие принципиальных электрических схем их иногда разбивают на функциональные участки и сбоку (справа) делают поясняющие надписи функциональное назначение цепи, или указывают, к какой схеме техно- 1.12. Фрагмент электрической принципиальной схемы транспортировки и дозирования концентрированных кормов на ферме крупного рогатого скота: 1 - Привод нории; 2, 3 - кон тролль уровня в бункере № 1, № 2; 4 - привод транспортера логического оборудования следует эту цепь (рис. 1. 12). Линии связи между элементами должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее число взломов и сечений. В некоторых случаях допускается применять наклонены линии связи, длину которых необходимо ограничивать. ИТА принципиальных электрических схемах линии связи должны быть показаны, как правило, полностью; если это затрудняет чтение схем, тогда допускается их обрывать. В таких случаях обрывы следует заканчивать стрелками, у которых показывают место подключения и характеристику цепей (полярность, потенциал); линии связи, переходящие из одного листа на другой, необходимо обрывать за пределами изображения схемы. Толщина линий связи допускается 0,2-1,0 мм, а рекомендуеться- 0,3-0,4 мм. На одной схеме желательно использовать не более трех различных по толщине размеров линий связи. На принципиальных электрических схемах графические условные изображения элементов могут быть выполнены двумя способами: совмещенным, когда все части каждого прибора, средства автоматизации или электрического аппарата размещают в непосредственной близости друг от друга и определяют их прямоугольником, квадратом или кругом; недостаток этого способу- недостаточная наглядность (рис. 1.13, а); разнесенным, при котором составные части приборов, аппаратов, средств автоматизации размещают в разных местах схемы, но таким образом, чтобы отдельные цепи были изображены наиболее наглядно; принадлежность элементов к одному и тому же устройству устанавливают по позиционному обозначению (рис. 1.13, б). Согласно ГОСТ 2.709-83 «Система обозначения цепей в электрических схемах» маркировки участков электрических цепей, разделенных контактами аппаратов, обмотками реле, резисторы и другими элементами, должно 1.13. Способы изображения принципиальных схем: а - совмещенный; б - разнесенный быть разным, а маркировка участков цепей, проходящих через разъемные, разборные или неразборные контакты соединения, - одинаковым. При маркировке цепей придерживаются следующих правил: силовые цепи переменного тока маркируют буквами ,, что означают фазы (А, В, С - цепи трехфазного тока, А, А /, В, Л '; С, N - цепи однофазного тока, А, В, В, С, С, А - цепи двухфазного тока) и послед> внимать числами;
силовые цепи постоянного тока маркируют нечетными числами — участки цепей положительной полярности, парными — участки цепей отрицательной полярности; входные и выходные участки цепей — с показом полярности «- (-» и «-», а средний проводник — буквой IV и M;
цепи управления, защиты сигнализации и измерения в пределах изделия или установки маркируют числами, причем их последовательность должна быть от источника питания к потребителю, а разветвления цепей — сверху вниз и слева направо. В зависимости .от функционального назначения разные цепи электрических схем маркируют определенными группами цифр (табл. 1.9).
Пример маркировки цепей показан на рис. 1.13,6. Для коммутации электрических цепей часто исполь
1.9. Группы цифр, используемых для маркировки цепей
пользуют многопозиционные аппараты (ключи, переключатели, программные устройства). В этом случае на схеме необходимо разместить диаграммы и таблицы переключения их контактов. В таблицах приводят сведения, отражающие тип аппарата, вид рукоятки, умер контактов и режим работы (рис. 1.14).
Данные об элементах схем, изображаются на чертежах принципиальных электрических схем, должны быть занесены в перечень элементов, которые оформляют в виде таблицы.
Схемы соединений. Это схемы, на которых изображают соединения составных частей установки или изделия, автоматизируются, а также провода, кабели или трубопроводы. Указанные схемы разрабатываются на основе схем автоматизации, принципиальных схем питания, а также общий вид щитов и пультов.
Схемам соединений пользуются при выполнении монтажных и наладочных работ на объекте, а также в процессе его эксплуатации.
Общие правила выполнения схем соединений следующие: разрабатывают на один щит, пульт, статив, станцию ??управления;
все типы аппаратов, приборов и арматуры, предусмотренные принципиальной электрической схеме, должны быть полностью отражены на схеме соединений;
позиционное обозначение приборов и средств автоматизации «,, а также маркировка участков цепей, принятые на принципиальных схемах, необходимо сохранить на схеме соединений.
Применяют три способа выполнения схем соединений: адресный, графический и табличный.
Для первых двух, кроме перечисленных правил, следует выполнять еще несколько:
щит или шкаф управления разворачивают в одной плоскости, обозначая лишь те их конструктивные элементы, на которых размещаются приборы и средства автоматизации (рис. 1.15); при этом сохраняют взаимное расположение приборов и средств автоматизации;
приборы и средства автоматизации изображают упрощенно без сохранения масштаба в виде прямоугольников, над которыми [располагают круг, разделенный чертой пополам. Цифры над чертой указывают порядковый номер изделия (номера присваиваются попанельно слева направо и сверху вниз) ,, а под чертой — позиционное обозначение этого изделия (в соответствии с принципиальной электрической схемы);
при необходимости показывают внутреннюю схему аппаратов (рис .. 1.15);
для нескольких реле, размещенных в одном ряду, внут-
шо схему показывают только один раз (если она у них одна и та же);
выводные зажимы приборов условно изображают кругами, в середине которых показывают их заводскую маркировку; если в выводных зажимов аппаратов заводской маркировки нет, их маркируют условно арабскими цифрами, обусловливающих в поясняющих надписях; маркировка проводов и обозначения зажимов на схемах соединений независимы;
платам, на которых размещаются резисторы, конденсаторы и прочие элементы, присваивается только порядковый номер (проставляется ел круге над чертой); позиционное обозначение элементов размещают непосредственно у их условного графического обозначения (рис. 1.15).
Адресный способ наиболее распространен и состоит в том, что линии связи между отдельными элементами аппаратов, устанавливаемых на щите или пульте, не показывают. Вместо эт. м в месте присоединения провода на каждом аппарате или элементе проставляют цифровую или буквенно-цифровую адрес того аппарата или элемента, с которым он электрически должен быть соединен (позиционное обозначение в соответствии с принципиальной схемы или порядкового номера элемента). Это не загромождают чертежи линиями связи и позволяет ее легко читать.
Графический способ заключается в том, что на чертеже условными линиями показывают все соединения между элементами аппаратов (рис. 1.16). Этот способ применяют только для щитов и пультов, относительно мало насыщенных аппаратурой. Схемы трубных проводок выполняют лишь графическим способом. Если
в одном щите, пульте прокладывают трубы с ( различного материала (стальные, медные, пластиковые), то и условные обозначения при этом используют разные (сплошные линии, штриховые, штриховые с двумя точками и др.).
Табличный способ применяют в двух вариантах. Для первого составляют монтажную таблицу, где указываются номера каждого электрической цепи, в свою очередь, для каждой цепи последовательно перечисляют условные Алфав.- цифровые обозначения приборов, аппаратов и их контактов, к которым эти цепи подсоединены (табл. 1.10).
Так, для цепи 7 запись означает, что зажим 6 магнитного пускателя КМ1 соединяется с зажимом 4 магнитного зажима / CM2, который в свою очередь должен быть соединен с зажимом 3 реле времени КТ4.
Второй вариант отличается от первого тем, что в таблицу ивписують по росту номера маркировки цепей принципиальных электрических схем (табл. 1.11).
Направление прокладки проводов, как и для первого варианта, записывают в виде дроби. В примечании для более четкого распознавания проводов принято использовать дополнительное обозначение. Например, перемычку обозначают буквой «п» (см. Табл. 1.11).
Схемы подключений показывают внешнее подключение аппаратов, установок, щитов, пультов и тому подобное. их выкапывают на основе схем автоматизации, принципиальных электрических, принципиальных питания, спецификаций приборов и оборудования, а также чертежей производственных помещений с размещением технологического оборудования и трубопроводов. Схемы подключений используют при монтаже проводок, с помощью которых установку, прибор, аппарат подключают к источнику питания, щита, пульта и др.
Практически используют два варианта построения схем подключений: цифровое табличке
ной. Наиболее распространенный графический, при котором условными графическими обозначениями показывают отборные устройства и первичные преобразователи: щиты, пульты и локальные пункты управления, контроля, сигнализации и измерения; внещитовые приборы и средства автоматизации; соединительные и протяжные коробки, свободные коробки концов термопар; электропроводки и кабели, прокладываемые вне щитов; узлы присоединения электропроводок к приборам, аппаратам, коробок; запорную аппаратуру, элементы для соединения и ответвления; коммутационные зажимы размещены вне щитов; защитное заземление.
Шкафы, пульты, отдельные приборы и аппараты изображают в виде прямоугольников или круга, внутри которых размещают соответствующие надписи.
Связи одного назначения на. схемах подключений показывают сплошной линией и лишь в местах подключения к приборам, исполнительных механизмов и других аппаратов провода разделяют, чтобы привести их маркировку.
На линиях связи, означают провода или кабели, указывают номер проводки, марку, сечение и длину проводов и кабелей (если проводка выполнена в трубе, то необходимо также привести характеристику трубы). Провода жгуты и кабели показывают линиями толщиной 0,4-1,0 мм.
Схемы подключений выполняют без сохранения масштаба в виде, удобном для пользования.
На рис. 1.17 изображен фрагмент схемы подключений (графический способ).
Иногда схемы подключений показывают в виде таблиц, которые выполняют отдельно на каждую секцию (или панель) щита управления (табл. 1.12).