как сделать функциональную схему

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

Функциональная схема предназначена для разъяснения процессов, происходящих в отдельных функциональных цепях изделия или изделии в целом. Для сложного изделия разрабатывается несколько функциональных схем, поясняющих происходящие процессы при различных предусмотренных режимах работы. Количество функциональных схем, разрабатываемых на изделие, степень их детализации и объем помещаемых сведений определяется разработчиком с учетом особенностей изделия.

На схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы) и связи межу ними. Графическое построение схемы должно наглядно отражать последовательность функциональных процессов, происходящих в изделии. Действительное расположение в изделии элементов и устройств может не учитываться.

Функциональные части и связи между ними изображают в виде условных графических обозначений, установленных в соответствующих стандартах на условные графические обозначения этих групп и элементов. В этом случае действуют правила выполнения принципиальных схем. Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников. В этом случае эти части схемы следует выполнять по правилам структурных схем.

По функциональной схеме указывают:

— для функциональных групп — обозначение, присвоенное ей на принципиальной схеме, или наименование (если функциональная группа изображена в виде условного графического обозначения, то ее наименование не указывают),

— для каждого устройства и элемента, изображенного условными графическими обозначениями — буквенно-цифровое позиционное обозначение, присвоенное на принципиальной схеме, его тип,

— для каждого устройства, изображенного прямоугольником — позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, его наименование и тип или обозначение документа, на основании которого это устройство применено. Обозначение документа указывают и для устройства, изображенного в виде условного графического обозначения. Наименования, типы и обозначения функциональных частей, изображенных прямоугольниками, рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников. Сокращенные или условные наименования должны быть пояснены на поле схемы.

На функциональной схеме указывают технические характеристики функциональных частей, параметры в характерных точках, поясняющие надписи и др. При необходимости на схеме обозначают электрические цепи по ГОСТ 2.709-72.

Если в состав изделия входят элементы разных видов, то рекомендуется разрабатывать несколько схем соответствующих видов одного типа или одну комбинированную схему, содержащую элементы и связи разных видов.

На функциональной схеме электромагнитного расходомера (рис. 1) по сравнению с его структурной схемой (рис. 3) раскрыто содержание принципа измерения расхода жидкости, протекающей по трубопроводу. Остальные элементы схемы изображены в виде прямоугольников, как и на структурной схеме.

На схеме показано формирование электромагнитного поля с помощью электромагнитов (индукторов) L1 и L2, установленных на трубопроводе. Показан принцип установки датчиков В1 и В2, которые измеряют ЭДС, наводимую в токопроводящей жидкости, протекающей в трубопроводе, и пропорциональной скорости потока этой жидкости. Указана также необходимость заземления трубопровода.

Рис. 1. Функциональная схема электромагнитного расходометра

Источник: http://electricalschool.info/main/electroshemy/849-chto-takoe-funkcionalnaja-skhema.html

. для студентов ВУЗов электротехнических специальностей и инженеров

2.2. Функциональные схемы автоматизации технологических процессов

2.2.1. Общие положения и правила выполнения схем автоматизации

Функциональные схемы автоматизации являются основным проектным документом, определяющим структуру и уровень автоматизации технологического процесса проектируемого объекта и оснащение его приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами вычислительной техники). Функциональные схемы представляют собой чертежи, на которых при помощи условных изображений показывают технологическое оборудование, коммуникации, органы управления, приборы и средства автоматизации, средства вычислительной техники и другие агрегатные комплексы с указанием связей между приборами и средствами автоматизации, таблицы условных обозначений и пояснения к схеме.

Схемы являются основанием для выполнения остальных чертежей проекта, а также для составления заявочных ведомостей в заказных спецификациях приборов и средств автоматизации. Функциональная схема согласовывается с заказчиком или организацией, выдавшей задание.

Для однотипных технологических объектов (цехов, участков, отделений, агрегатов), не связанных между собой и имеющих одинаковое оснащение приборами и средствами автоматизации и одинаковые отдельные щиты (пульты), схему автоматизации следует выполнять для одного из них. На схеме дают пояснения. Например: «Схема разработана для агрегата 1, для агрегатов 2-5 схемы аналогичны».

Для однотипных технологических объектов, имеющих общие щиты, пульты с аппаратурой и приборами, на схеме автоматизации допускается показывать технологическое оборудование одного объекта. Приборы и средства автоматизации, устанавливаемые на щите, показываются полностью для всех объектов.

Если приборы однотипны, контролируемые параметры имеют одинаковые значения, то все повторяющиеся приборы показывают на щите один раз, а около их обозначения проставляют количество в штуках.

Если приборы однотипны, а контролируемые параметры имеют различные значения, то на щите показываются все приборы. Около линий связи, соединяющих приборы с управляемым объектом (без изображения технологического оборудования), дают пояснения. Например: «От реакторов 2-3» (рис.2).

рис. 2. Пример выполнения схемы для однотипных объектов

При использовании многоточечного прибора для контроля какого-либо параметра в нескольких однотипных аппаратах на схеме допускается показывать только один технологический аппарат и один датчик, а около прибора показывают линии связи от остальных датчиков.

На схеме автоматизации приводится пояснение, на основании какого документа она разработана. Например: «Схема разработана на основании технологической схемы 1224, выполненной ВНИИМП».

На схеме допускается приводить перечень приборов и средств автоматизации и таблицы условных обозначений (табл.1, 2) по определенной форме.

Приведенные таблицы условных обозначений могут использоваться по усмотрению исполнителя в одном из двух представленных вариантов.

2.2.2. Изображение технологического оборудования, приборов и средств 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, 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.

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 изображений объекта и трубопроводов должны быть поясняющие надписи (наименование оборудования, его номер и др.), а также стрелками указаны направления потоков (табл.4).

Технологические трубопроводы, газопроводы, водопроводы и пр. на функциональной схеме обозначаются однолинейно в соответствии с условными обозначениями для жидкостей и газов, преобладающих в данном проекте:

Изображение объекта автоматизации и отдельных его элементов выполняется так, чтобы линии связи между приборами, средствами автоматизации и объектом имели минимальную протяженность, изгибы и пересечения.

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 расположении 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.

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).

Рис.3. Условные изображения мест установки средств автоматизации

Рис.4. Пример выполнения схемы с применением агрегатированных комплексов или УВМ

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» (рис.4) приняты следующие условные обозначения: БКП – блок первичной обработки информации; БОВ-П – блок обнаружения выбегов; БР – блок регулирующих устройств; АР-П – 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: КП1, КП2 – контролируемые пункты; ПУ1, ПУ2 – пункты управления. Связь приборов и средств автоматизации с устройствами телемеханики показывают линиями связи. Места входа и 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.

Графические условные обозначения приборов и средств автоматизации должны соответствовать указанным в табл.5, а их размеры – указанным в табл.6.

Графические условные обозначения дополнительных устройств, применяемых в функциональных схемах систем автоматизации, приведены в табл.7.

Буквенные условные обозначения измеряемых величин и функций, выполняемых приборами и средствами автоматизации, показываются прописными буквами латинского алфавита и должны соответствовать указанным в табл.8. При отсутствии необходимых буквенных обозначений для этой цели используются приведенные резервные буквы, все случаи их применения должны сопровождаться необходимыми пояснениями на схемах.

Дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки приборов, приведены в табл.9, а применяемые для построения преобразователей сигналов и вычислительных устройств – в табл.10.

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 H и L. Эти буквы наносятся вне графического обозначения, справа от него.

Буква S применяется для обозначения контактного прибора, используемого только для включения, отключения, блокировки и т.д. Предельные значения измеряемых величин, по которым осуществляется включение, отключение, блокировка и т.п., могут быть конкретизированы добавлением букв M 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 буквы S и А.

Для конкретизации измеряемой величины около изображения прибора (справа от него) необходимо указывать наименование или символ указываемой величины. Например, «Напряжение», «Сила тока» – для электрических величин, рН, О2 и т.д. – для других величин.

В случае необходимости около изображения прибора допускается указывать вид радиоактивности. Например, α -, β -, или γ – излучение.

Примечание. Буквенные обозначения, отмеченные знаком «+», являются резервными, а отмеченные знаком «-» не используются.

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.

Для обозначения величин, не предусмотренных ГОСТом, 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, 1к, 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, уточняющее (если это необходимо) основную измеряемую величину; обозначение (обозначения) функций, выполняемых прибором.

Рис.5. Пример выполнения схемы с построением графических условных обозначений развернутым способом

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: TR 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) LС – 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 ВСМ-1 (рис.5) первичный измерительный преобразователь следует обозначать МЕ, высокочастотный преобразователь – МУ, низкочастотный преобразователь – МY, цифровой прибор – МI, вторичный регистрирующий прибор – MR, регулирующий блок – MC и т.п.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  как сделать домик для кошки из футболки

Исключение составляют все устройства, выполненные в виде отдельных блоков и предназначенные для ручных операций, которые должны иметь на первом месте в обозначении букву Н независимо от того, в состав какого измерительного комплекта они входят. Например, переключатели электрических цепей измерения (управления), переключатели газовых (воздушных) линий обозначаются HS, байпасные панели дистанционного управления – НС, кнопки (ключи) для дистанционного управления, задатчики – Н и т.п.

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.8).

При построении буквенных обозначений преобразователей сигналов и вычислительных устройств надписи, расшифровывающие вид преобразования, или операции, осуществляемые вычислительным устройством (см. табл.10), выполняются в виде дроби и наносятся справа от графического обозначения прибора.

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, времяимпульсный, числоимпульсный 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. 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 трубопроводы или механически связанные с ними, изображают на схеме в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К таким средствам автоматизации относятся: термометры расширения, термометры термоэлектрические (термопары), термометры 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.

2.2.3. Графическое выполнение функциональных схем

Схемы автоматизации выполняются на листах формата, установленного ГОСТом. При выполнении схемы автоматизации на нескольких листах все пояснения таблицы выполняются на первом листе схемы в соответствии с ГОСТом. Основную надпись заполняют по ГОСТу, наименование схемы выполняют по ГОСТу.

Заполнение таблицы рекомендуется производить сверху вниз в следующем порядке: а) условные обозначения трубопроводов; б) условные обозначения приборов и средств автоматизации; в) буквенные обозначения, примененные для обозначения контролируемых величин или функциональных признаков приборов, сокращения, принятые для условных обозначений отдельных блоков, устройств.

Линии связи между приборами и средствами автоматизации на функциональной схеме изображают однолинейно тонкими сплошными линиями (табл.11) независимо от фактического количества проложенных проводов или труб. Подвод линий связи к символу прибора изображается в любой точке окружности (сверху, снизу, сбоку).

Линии связи выполняют по возможно кратчайшему расстоянию с минимальным числом изгибов и пересечений. Пересечение линиями связи изображений технологического оборудования и трубопроводов допускается, а обозначения приборов и средств автоматизации не допускаются. При пересечении, ответвлении и слиянии линий связи в случае функционального взаимодействия (с соединением) линий связи в месте пересечения ставится точка. Примером пересечения (ответвления) линий связи с соединением и без соединения служит линия блокировки (рис.6). Точки ставят в местах пересечения линии блокировки с линиями связи параметров, вызывающих останов или запрет пуска компрессора и линий управления электродвигателем компрессора. В местах пересечения линии блокировки с линиями связи параметров, которые подлежат только сигнализации, не вызывают останова компрессора, точка не ставится.

Линии связи должны четко отображать функциональные связи приборов (элементов) от начала прохождения сигнала (воздействия) до конца. При необходимости указания направления передачи сигнала на линиях связи допускается наносить стрелки (см. табл.2). Для сложных объектов с большим количеством применяемых приборов и средств автоматизации, когда изображение непрерывных линий связи затрудняет чтение схемы, допускается их разрывать. В местах разрыва оба конца линий связи нумеруются одной и той же арабской цифрой. Нумерация разрыва линий связи выносится на основные базовые линии (вверх или вниз от технологического оборудования), обеспечивающие минимальное пересечение линиями связи изображений технологического оборудования и коммуникаций. Нумерация разрывов линий связи со стороны щитовых приборов дается в порядке возрастания номеров (см. рис.4).

Рис.6. Пример выполнения схемы пересечения линий связи с линиями блокировки

Допускается комбинированное выполнение линий связи: непрерывными линиями и адресным методом для тех участков схемы, где нанесение непрерывных линий затруднительно. На участках линий связи со стороны приборов, изображенных в прямоугольниках щитов или прямоугольником «Приборы местные» слева, непосредственно у подхода их к первому прямоугольнику, указывают предельные рабочие (максимальные или минимальные) значения измеряемых или регулируемых величин. Эти величины указывают в единицах шкалы выбираемого прибора или в международной системе единиц. Разрежение (вакуум) обозначается знаком «-».

Для приборов, встраиваемых непосредственно в технологическое оборудование или трубопровод и не имеющих линий связи с другими приборами, предельные значения величин указывают возле обозначений приборов. Надписи типа «Регулирование», «Управление насосом» и т.п. на соответствующие линии связи наносить не рекомендуется. Выносные линии с полками, служащие для записи на них краткого пояснения функций, выполняемых аппаратурой, изображаются на схемах.

Позиции приборов и средств автоматизации, изображенных на функциональной схеме, состоят из двух частей: цифрового обозначения, присваиваемого комплекту (функциональной группе), и буквенных индексов – строчных букв русского алфавита, присваиваемых отдельным элементам, входящим в комплект (функциональную группу).

Примечание 1. Комплектом (функциональной группой) называется совокупность отдельных функционально связанных элементов, выполняющих определенную задачу.

Примечание 2. Отдельным приборам, не входящим в комплекты, например, показывающим термометрам, манометрам и т.п. присваиваются позиции, состоящие только из порядкового номера.

Во избежание разночтений буквы «з» и «о», имеющие начертание, похожее на начертание цифр, применять не допускается.

Присвоение позиций комплектам, а также отдельным приборам и средствам автоматизации, производится при записи их в заказную спецификацию, которая является документом, необходимым для чтения функциональной схемы, в следующей последовательности:

  • Приборы, регуляторы и комплектные устройства к ним, сгруппированные в следующие параметрические группы: приборы и регуляторы для измерения и регулирования температуры; приборы и регуляторы для измерения давления и разрежения; приборы и регуляторы для измерения расхода, количества, уровня; приборы и регуляторы для измерения состава и качества вещества; прочие приборы, регуляторы и комплектные устройства.

Комплекты приборов и аппаратуры взаимосвязанных систем измерения и регулирования могут выделяться в отдельные группы.

  • Машины централизованного контроля, управления и комплектные устройства к ним: машины централизованного контроля; машины централизованного управления; станции централизованного управления.
  • Управляющие вычислительные машины и комплектные устройства к ним: управляющие вычислительные машины; вычислительные машины; счетно-перфорационные устройства; клавишные вычислительные машины; отдельные вычислительные приборы и устройства.
  • Комплектные устройства телеконтроля и управления. Буквенные обозначения присваивают каждому элементу комплекта в порядке алфавита в зависимости от последовательности прохождения сигналов (от устройств получения информации к устройствам воздействия на управляемый процесс). В схемах каскадного или связанного регулирования, если какой-либо прибор (регулятор) связан с несколькими первичными измерительными преобразователями или получает дополнительные воздействия по другим параметрам, то все элементы схемы, осуществляющие дополнительные функции, необходимо отнести к той функциональной группе, на которую оказывают воздействие. Например, при регулировании соотношения двух потоков регулятор соотношения вносится в состав той функциональной группы, на которую оказывается ведущее воздействие по независимому параметру. Одинаковым комплектам или однотипным элементам одного комплекта рекомендуется присваивать одинаковые позиции независимо от места их установки.

Электроаппаратура (электроизмерительные приборы, сигнальные лампы, табло, гудки, звонки, ключи управления, кнопки, магнитные пускатели и т.п.), изображаемая на функциональных схемах, должна иметь буквенно-цифровые позиционные обозначения, принятые в принципиальных электрических схемах и составленные из буквенного обозначения и порядкового номера, проставленного после буквенного обозначения.

Позиционное обозначение электроаппаратуры производится только буквами латинского алфавита. Буквенные позиционные обозначения электроаппаратуры, изображаемой на функциональных схемах, приведены ниже:

Порядковые номера присваивают, начиная с единицы, в пределах электроаппаратуры одного вида, которым на схеме присвоено одинаковое буквенное обозначение, например, звонок электрический НА1, НА2, . и т.д.

Позиции приборов и средств автоматизации, присвоенные им по спецификации, а также позиционные обозначения электроаппаратуры сохраняются во всех остальных документах проекта. Позиции приборов и средств автоматизации и позиционные обозначения аппаратуры проставляют в нижней части окружности, а если позиция или позиционное обозначение не помещаются в окружности, допускается нанесение его вне пределов окружности с правой стороны условного обозначения или над ним.

Для выполнения функциональных схем используют контурные линии следующей толщины:

При одинаковой толщине линий различного назначения для выделения их вычерчивают в противоположных (большем и меньшем) пределах толщины линии.

Для цифр и букв позиций, позиционных обозначений и надписей применяют следующие размеры шрифта:

Расстояния между параллельными линиями связи должно быть не менее 3 мм. В надписях и текстах применяют только общепринятые сокращения слов.

Источник: http://xn—-8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai/proektirovanye-avtomatiki/48-proektirovanye-lokalnyh-sistem-kontrolya/209-funkcionalnye-shemy-avtomatizacii

Представлению булевых функций формулами можно придать следующий «инженерно-конструктивный» смысл. Будем рассматривать формулу \( \Phi(x_1,\ldots,x_n) \) над каким-то произвольно фиксированным множеством \( F \) как «черный ящик», некое устройство, на вход которого подаются всевозможные наборы значений переменных, а на выходе появляются соответствующие этим наборам значения функции \( f \) , представляемой формулой \( \Phi \) (рис. 6.22).

Чтобы понять, как устроен «черный ящик», мы должны разобрать процесс построения формулы из подформул. Добираясь до «базисных» подформул, т.е. элементов множества \( F \) , мы приходим к «кирпичикам», структурным элементам, из которых собран «черный ящик», вычисляющий функцию \( f \) . Каждая функция «базиса» \( F \) вычисляется соответствующим «узлом», который рассматривается как мельчайшая структурная единица нашего «черного ящика», и его внутренняя структура уже не анализируется.

Пример 6.22. Выберем в качестве множества \( F \) стандартный базис. Тогда формула над стандартным базисом, представляющая функцию \( \sim \) (эквивалентность), строится следующим образом:

Вычисление по этой формуле (и процесс ее построения из элементов стандартного базиса) можно схематически изобразить так, как показано на рис. 6.23.

Переменное \( x_1 \) (точнее, значение этого переменного) подается на вход структурного элемента, называемого инвертором (рис. 6.24, а) и вычисляющего отрицание. Снимаемое с выхода инвертора отрицание \( x_1 \) , т.е. функция \( \overline \) , подается на один из входов конъюнктора (рис. 6.24,5), на второй вход которого подается переменное \( x_2 \) . На выходе конъюнктора появляется функция \( \overline_1x_2 \) . Аналогично прослеживается вычисление функции \( x_1\overline_2 \) . Обе эти функции подаются на входы дизъюнктора (рис. 6.24, в), с выхода которого снимается функция \( x_1 \overline_2\lor \overline_1x_2 \) (это не что иное, как сумма по модулю 2: \( x_1\oplus x_2 \) ). И наконец, эта функция подается на вход инвертора, на выходе которого уже получается функция \( \sim \) (эквивалентность).

Таким образом, мы приходим к идее «схемы» — математической модели вычислителя булевой функции, представленной некоторой формулой, собранного из структурных элементов, каждый из которых вычисляет одну из «базисных» булевых функций. В общем случае «схема» вычисляет булев оператор, причем каждая координатная функция этого оператора снимается с одного из выходов схемы.

Математически «схема» определяется как ориентированный граф специального вида, в котором и вершины, и дуги снабжены некоторыми метками.

Введем обозначение: если \( F \) — какое-то множество булевых функций, то через \( F^ <(n)>\) обозначаем подмножество \( F \) , состоящее из всех функций от \( n \) переменных \( (n\geqslant0) \) .

Определение 6.14. Пусть фиксированы множества: \( F \) (булевых функций) и \( X \) (булевых переменных).

Схемой из функциональных элементов над базисом \( F\cup X \) (СФЭ), или просто схемой над базисом \( F\cup X \) , также (F,X)-схемой, называют бесконтурный ориентированный граф (т.е. сеть), каждая вершина которого помечена одним из элементов множества \( F\cup X \) так, что выполняются следующие требования:

1) каждый вход сети помечен либо некоторым переменным из \( X \) , либо некоторой константой из \( F^ <(0)>\) ;

2) если вершина v сети помечена функцией \( f \) от \( n \) переменных (т.е. \( f\in F^ <(n)>\) ), то ее полустепень захода равна \( n \) , причем на множестве дуг, заходящих в вершину \( \) , задана (взаимно однозначная) нумерация, при которой каждая дуга получает номер от 1 до \( n \) .

При изображении схем входы обозначаются кружочками, а вершины, не являющиеся входами, — треугольниками, внутри которых записано обозначение функции, помечающей данную вершину. Выходы отмечаются «выходными» стрелками. На рис. 6.25 приведена СФЭ над базисом \( \ <\mid,x,y\>\) .

Если базис подразумевается, то мы будем говорить просто «схема». Кроме того, если множество переменных фиксировано «раз и навсегда» и при рассмотрении различных схем мы меняем только множество функций \( F \) , то, как это мы делали, вводя понятия формулы и суперпозиции над заданным базисом, будем говорить о СФЭ над базисом \( F \) , полагая каждый раз, что подразумевается однажды фиксированное множество переменных \( X \) , которое (если это не вредит точности) не упоминается.

Определим теперь по индукции понятие булевой функции, вычисляемой вершиной схемы.

Определение 6.15. Пусть задана СФЭ \( S \) над базисом \( F\cup X \) , множество вершин которой есть \( V \) .

1. Принимается, что каждый вход СФЭ вычисляет булеву функцию, которой он помечен (т.е. некоторое переменное или константу).

2. Если вершина \( v\in V \) помечена функцией \( f\in F^ <(n)>\) заходящая в нее дуга с номером \( i

(1\leqslant i\leqslant n) \) исходит из вершины \( v_i\in V \) , которая вычисляет функцию \( g_i \) , то вершина v вычисляет суперпозицию \( f(g_1,\ldots,g_n) \) .

Таким образом, если каждая вершина СФЭ над \( F \) вычисляет некоторую функцию, то порядок, в котором перечисляются функции \( g_1,\ldots,g_n \) , подставляемые на места переменных функции \( f \) , в общем случае существен. Естественно назвать булеву функцию \( f \) от \( n \) переменных коммутативной, если она сохраняет значение при произвольной перестановке ее переменных. В этом случае мы можем не заботиться о нумерации дуг, заходящих в вершину схемы, помеченную такой функцией.

Пример 6.23. Рассмотрим СФЭ на рис. 6.25. Вершины \( v_1 \) и \( v_2 \) — входы СФЭ. Эти вершины вычисляют соответственно функции \( x \) и \( y \) . Тогда вершина \( v_3 \) , равно как и вершина \( v_4 \) , согласно определению 6.15, вычисляет функцию \( x|y \) (штрих Шеффера), а вершина \( v_5 \) (выход сети) — функцию \( (x|y)|(x|y) \) , которая, как известно, равна конъюнкции \( x\cdot y \) .

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  как сделать громче звук на андроиде

СФЭ, изображенная на рис. 6.26, имеет два выхода, вычисляющие функции \( (x|x)|(y|y)=x\lor y \) и \( (x|y)|(x|y)=x\cdot y \) .

Определение 6.16. Булева функция, вычисляемая СФЭ над базисом \( F\cup X \) , — это функция, вычисляемая каким-либо из ее выходов.

Таким образом, СФЭ вычисляет ровно столько булевых функций, сколько имеет выходов. СФЭ на рис. 6.25 вычисляет одну функцию, а СФЭ на рис. 6.26 — две.

В общем случае, если \( \ \) — множество всех переменных, которые служат метками входов схемы \( \mathcal \) над базисом \( F\cup X \) , имеющей га выходов, СФЭ \( \mathcal \) определяет отображение булева куба \( \mathbb^n \) в булев куб \( \mathbb^m \) , т.е. булев оператор.

Замечание 6.10. В некоторых случаях функцию, вычисляемую данной СФЭ, определяют несколько иначе, полагая, что это функция, вычисляемая любой вершиной из подмножества выделенных вершин СФЭ. В частности, это могут быть и выходы. В любом случае договоримся из выделенных (в только что указанном смысле) вершин схемы проводить «выходную» стрелку.

Таким образом, каждая схема из функциональных элементов вычисляет некоторый булев оператор, в частности, если число выходов схемы равно 1, то она вычисляет некоторую булеву функцию.

Можно доказать и обратное: по любому булеву оператору может быть построена СФЭ над базисом \( F \) , где \( F \) — полное множество, вычисляющая данный оператор.

Пример 6.24. Зададим таблицей булев оператор, отображающий \( \mathbb^3 \) в \( \mathbb^2 \) (табл. 6.9).

6.9>>\\\hline x_1& x_2& x_3& y_1& y_2\\\hline 0&0&0&0&0\\ 0&0&1&0&1\\ 0&1&0&0&1\\ 0&1&1&1&0\\ 1&0&0&0&1\\ 1&0&1 &1&0\\ 1&1&0&1&0\\ 1&1&1&1&1\\\hline \end \)

Из таблицы легко увидеть, что \( y_1=x_1x_2\lor x_1x_3\lor x_2x_3,

y_2=x_1\oplus x_2\oplus x_3 \) (функция \( y_1 \) есть не что иное, как мажоритарная функция от переменных \( x_1,\,x_2,\,x_3 \) , и выше написана минимальная ДНФ для нее, см. пример 6.12). Представим функцию \( y_1 \) в базисе Жегалкина. Используя законы де Моргана, получим

Учитывая, что \( \overline=x\oplus1 \) , будем иметь

Рассмотрим теперь СФЭ для того же оператора над стандартным базисом. По таблице (см. табл. 6.9) строим СДНФ для функции \( y_2: \)

Карта Карно для этой функции, изображенная на рис. 6.28, показывает, что ее нельзя минимизировать (точнее, записанная выше СДНФ и есть минимальная ДНФ для этой функции).

Но можно пойти по другому пути. Мы можем рассматривать табл. 6.9 как таблицу, определяющую частичную булеву Функцию \( y_2=y_2(x_1,x_2,x_3,y_1) \) . Минимизируя эту функцию по карте Карно*, изображенной на рис. 6.29, получаем

*На этой карте мы явно обозначили наборы, на которых функция принимает значение 0, проставив нули в соответствующих клетках. Тем самым мы хотим еще раз зафиксировать внимание на том, что не следует путать нули с прочерками: прочерк в клетке карты, задающей частичную функцию, означает, что на данном наборе значение функции не определено, т.е. не равно ни 0, ни 1.

СФЭ над стандартным базисом для рассматриваемого булева оператора приведена на рис. 6.30. Сложность этой СФЭ составляет 11. Заметим, что вершина, вычисляющая функцию \( y_1 \) , не является выходом.

Булев оператор, рассмотренный в этом примере, вычисляет двухразрядную сумму (по модулю 2) трех одноразрядных слагаемых. Его можно считать также одноразрядным двоичным сумматором — функциональным блоком многоразрядного двоичного сумматора — для двух слагаемых. Тогда функция г/1 интерпретируется как «сигнал переноса» в старший разряд. На рис. 6.31 изображено «соединение» трех СФЭ (таких, как показано на рис. 6.30), с помощью которого вычисляется сумма двух трехразрядных двоичных чисел. На третий вход сумматора для младшего разряда подается константа 0, а «сигнал переноса» старшего разряда есть старший разряд суммы, которая в общем случае будет четырехразрядным числом.

Замечание 6.11. Если мы проектируем СФЭ над стандартным базисом и хотим минимизировать ее сложность, то нам необходимо прежде всего построить соответствующую минимальную ДНФ. В этом случае мы можем принять во внимание еще один критерий, по которому минимизируется сама ДНФ, — число отрицаний. Среди всех минимальных (в смысле определения 6.6) ДНФ следует отобрать те, в которых число вхождений переменных под знаком отрицания является наименьшим. С точки зрения сложности СФЭ, которая будет построена по минимальной ДНФ, это означает, что в ней минимизируется число «инверторов» — вершин СФЭ, помеченных функцией отрицания.

Например, для функции, заданной картой Карно (рис. 6.32), к ядру, состоящему из простых импликант \( x_1x_2x_4 \) и \( \overline_1x_3\overline_4 \) , следует добавить простую импликанту \( x_2x_3x_4 \) , а не \( \overlinex_2x_3 \) , поскольку она не содержит отрицаний.

Источник: http://calcsbox.com/post/shemy-iz-funkcionalnyh-elementov.html

За последние годы процессы автоматизации на производстве стали невероятно актуальными с все больше и больше вводится новых методов, устройств и систем, позволяющих снизить нагрузку на человека, переложив ее на технику. На многих заводах появляются автоматические станки, которые выполняют все те же функции, только с гораздо большей точностью и с меньшими затратами времени. Более того, отдельно стоит отметить тот факт, что автоматизация позволяет снизить риск для людей, которым ранее приходилось работать в невероятно трудных и опасных для здоровья условиях. Теперь им не нужно находиться в самом эпицентре происходящего – операторы машин управляют ими с расстояния из безопасного помещения.

Таким образом, можно смело сказать, что автоматизация – это движение в будущее, невероятный прогресс, который идет только на пользу человечеству. Однако в данной статье речь пойдет не об автоматизации в целом, а о том, что такое схема автоматизации, как она составляется и как используется. Для многих людей данное понятие может показаться странным. Практически никто не сможет просто так взять и угадать, для чего она нужна или что она вообще собой представляет. Обо всем этом подробно будет рассказано далее, но для начала вам стоит уяснить, что схема автоматизации – это очень важная вещь, без которой сам процесс автоматизации был бы невозможен.

Что такое функциональная схема?

Прежде чем разбираться с главным понятием данной статьи, которым является схема автоматизации, стоит обратить внимание на то, что чаще всего к этому названию добавляется еще и прилагательное «функциональная». Но это ничего не проясняет – все становится только еще более запутанным. Что такое функциональная схема? Так называется документ, который создан для того, чтобы разъяснять и в деталях описывать определенные процессы, протекающие в отдельно взятом блоке или на конкретном участке. Таким образом, можно смело сделать вывод, что схема автоматизации в данном случае будет представлять собой пояснение (частично даже наглядное) для процесса автоматизации на каком-либо конкретном предприятии. Естественно, это довольно общее определение, поэтому вам и стоит углубиться в чтение данной статьи, так как в ней будет гораздо более подробно описано все, что связано с этим понятием, его реализацией и применением на практике.

Изменения за последние годы

Само собой разумеется, что у всего имеется свой стандарт. Имеется он и у такого понятия, как схема автоматизации: ГОСТ. Но стоит понимать, что стандарты не стоят на месте, и особенно это касается таких высокотехнологических процессов. За последнее десятилетие очень сильно изменился набор технических средств, используемых в процессе автоматизации, поэтому сильно изменились и стандарты.

Теперь автоматизированные системы основываются на современных супермощных компьютерах, способных продемонстрировать гораздо более внушительную вычислительную мощность, чем те же десять лет назад. Именно поэтому сейчас стали доступных гораздо более обширные функции для автоматизированных систем, включающие в себя сохранение результатов за любой период времени, вывод информации в любой момент в удобной форме, создание специальных детальных мнемосхем, которые позволяли бы использовать любые параметры для невероятно точного управления практически всеми возможными системами.

Сейчас контролеры стали гораздо более емкими, они могут размещаться как в специализированных помещениях в непосредственной близости к автоматизированной системе, так и на удаленном расстоянии, что позволяет использовать гораздо более гибкую систему контроля. Таким образом, вы можете легко себе представить, как сильно будет отличаться от документа десятилетней давности современная схема автоматизации. ГОСТ 2006 года будет уже абсолютно не актуален на сегодняшний день, собственно говоря, как и сами автоматизированные системы, которые сейчас можно заменить гораздо более эффективными.

Как выглядит схема автоматизации?

Ни для кого не секрет, что подобная схема является одним из самых важных документов для проектирования автоматизации предприятия, цеха или любой другой единицы производства. На ней в мельчайших деталях описано абсолютно все, что будет включать в себя автоматизация, в том числе технологическое оборудование, органы управления этим оборудованием, коммуникации и связи между элементами и так далее.

Также очень важно помнить, какое большое значение имеют обозначения на схемах автоматизации – именно они и превращают обычный документ в емкую и четкую схему. Одного взгляда на нее достаточно, чтобы в общем оценить весь процесс автоматизации и понять, что и как будет реализовываться. Обозначения на схемах автоматизации должны быть максимально четкими, потому что на основании такого чертежа будут разрабатываться уже другие соответствующие документы, которыми будут пользоваться в дальнейшем. Таким образом, данная схема, как вы уже поняли, является одним из наиболее важных элементов всего процесса автоматизации, и ее выполнение должно быть на высочайшем уровне – вплоть до мельчайших деталей.

Что изображается на схеме?

Функциональная схема автоматизации – это не детальное изображение всех элементов производства и коммуникации между ними. Во-первых, стоит отметить, что абсолютно все элементы отображаются на схеме условно, то есть они не соответствуют тому, как выглядят в реальности. Во-вторых, масштаб не соблюдается, так что схема не имеет ничего общего с тем, как все оборудование расположено в реальных пропорциях и соотношениях. Чтобы разобраться с данной схемой, вам нужно понять, что это лишь условная зарисовка, которая дает смотрящему представление о том, как именно функционируют элементы производственного процесса, а также как они будут при этом взаимодействовать с системой автоматизации.

Функциональная схема автоматизации, в принципе, имеет общепринятый формат, так что большинство обозначений являются стандартизированными. К примеру, по ГОСТу необходимо изображать оборудование и коммуникации тонкими линиями, в то время как технологические потоки обозначаются более жирными. Существует большое количество различных обозначений, и? чтобы узнать их все, вам придется ознакомиться с ГОСТом.

Однотипные приборы

Схемы автоматизации процессов могут быть очень многочисленными. В зависимости от того, какое количество оборудования входит в план, какое число цехов и отделений составляют единое целое, стоит задуматься об оптимизации процесса планирования. И самое первое правило касается однотипных приборов. Дело в том, что обычно схема включает в себя большое количество элементов, так как различные отделы требуют разного подхода. Однако если случается так, что имеются однотипные приборы или элементы, то их можно описывать одной схемой, давая на нее ссылку в других источниках.

Допустим, у вас имеется пять одинаковых приборов, которые вам необходимо отобразить в пояснительном документе. Если они действительно одинаковы, используют тот же самый принцип автоматизации. То есть вы можете создать схему для первого из этих приборов, после чего указать, что эта же схема применима и для остальных четырех приборов. Как видите, схемы управления автоматизации имеют множество интересных и важных моментов, которые стоит изучить, так как они значительно облегчат вам жизнь и сделают процесс гораздо более удобным и эффективным.

Таблицы с условными обозначениями

Казалось бы, такая мелочь, как условные обозначения схем автоматизации, должна выполняться в относительно свободном порядке, однако на самом деле все далеко не так, и это очень жестко контролируется. Вам необходимо создать отдельную таблицу для условных обозначений, в которой будет два столбца – в одном будет содержаться наименование конкретного прибора, определенной коммуникации и так далее, а в другом будет изображено непосредственно само условное обозначение. При этом все условия являются довольно жесткими – задается даже конкретная ширина столбцов в этой таблице, так что вам не дается пространства для фантазии.

Конечно, вы можете придумывать собственные условные обозначения, но здесь, опять же, существуют свои нормы, которых обычно все придерживаются. То есть нет каких-либо конкретных обозначений, например, для соединения трубопроводов или их пересечения, однако в большинстве случаев принято изображать их в качестве совмещающихся друг с другом линий, а также с помощью одной сплошной и другой прерывистой или же с помощью двух линий, одна из которых совершает полукруглый изгиб в месте пересечения. Но вам стоит помнить, что даже если вы используете общепринятое обозначение, вам все равно необходимо отметить его в таблице условных обозначений. Только таким образом выполняются функциональные схемы средств автоматизации.

Буквенные обозначения

Одним из важнейших моментов в вопросах схем автоматизации, независимо от того, функциональная ли это таблица или принципиальная схема автоматизации, являются буквенные обозначения. Они играют очень большую роль и несут в себе внушительный объем смысловой нагрузки, поэтому вам определенно стоит изучить то, что может обозначать та или иная буква, которая будет написана в определенных условиях. В первую очередь обратите внимание на то, что одна и та же буква может иметь несколько значений. Например, она может использоваться для обозначения измеряемой величины и одновременно функционального признака прибора. Да, большинство букв имеют какое-либо одно из двух описанных выше обозначений. Например, «A» обозначает сигнализацию, а «E» указывает на электрическую величину. Но есть и такие буквы, которые могут описывать как один, так и другой раздел. Например, «H» – это может быть и ручное воздействие, и верхний предел измеряемой величины.

Более того, некоторые буквы указывают только на измеряемую величину, но при этом все равно могут принимать два значения – основное и дополнительное. Если говорить более точно, то это может быть основное обозначение измеряемой величины и дополнительное, которое уточняет измеряемую величину. Чтобы вам было понятнее, можно привести пример с буквой «D». Основная величина, которую она обозначает на таких чертежах – это плотность. Но при этом она также может иметь и дополнительное обозначение для другой величины. В данной форме она будет указывать разность или перепад. В общем, буквенным обозначениям стоит уделить особое внимание, особенно с учетом того, что их также использует упомянутая выше принципиальная, а также структурная схема автоматизации.

Два метода создания схем

Схемы систем автоматизации могут иметь два метода обозначения, и это очень важный момент. Они сильно влияют на то, как именно в дальнейшем будет составляться целая схема. Итак, метод может быть упрощенным и развернутым. В первом случае схема является упрощенной до минимума. Конкретно это выражается в том, что все средства автоматизации, входящие в план, изображаются одинаково, то есть для них нет конкретных условных обозначений. Что касается второго метода, то здесь все уже гораздо сложнее и разнообразней. Каждое средство автоматизации наносится на схему своим собственным обозначением, которое, естественно, записывается в отдельную таблицу, о которой речь уже шла выше.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:  как сделать ассасина в игре doodle god

Широко применяются оба подхода, просто каждый из них используется в зависимости от ситуации. В некоторых случаях гораздо удобнее сделать набросок, в котором будут обозначены все средства автоматизации в качестве одного элемента. Это позволит иметь представление о системе в целом. Но иногда гораздо важнее бывает глубокое понимание процесса автоматизации, поэтому каждая деталь схемы вырисовывается отдельно. Однако стоит напомнить, что даже в этом случае масштаб не соблюдается. По каждому виду схем вполне может проводиться полноценная автоматизация. Технологических схем может быть очень много, но они не имеют какого-то усредненного вида. Каждая выглядит немного иначе даже с учетом того, что очень многое на ней должно соответствовать принятым стандартам.

Графические изображения средств автоматизации

Функциональная схема автоматизации процесса может включать в себя огромное количество обозначений, однако есть те, которые вы там увидите довольно часто. Речь идет об обозначениях, которые привязываются к конкретным средствам и приборам автоматизации, широко используемым в современных системах. Естественно, их видов существует просто огромное количество и сейчас нет смысла перечислять их все. Но вы можете представить себе несколько основных, таких как первичный измерительный преобразователь, который изображается крайне просто – с помощью круга. Но если вы увидите круг, который разделен линией пополам, то это будет совершенно другое устройство – прибор, который устанавливается на пульте управления.

Если же вы видите круг, от которого отходит прямая линия вниз, то это значит, что перед вами исполнительный механизм – но это только лишь общее обозначение. Существует несколько видов исполнительных механизмов, и у каждого из них условное обозначение преобразовывается дополнительными элементами, например, стрелочкой на конце прямой линий с одой из сторон, двумя короткими прямыми линиями, перечеркивающими перпендикулярно одну длинную прямую, буквой в центре круга и так далее. Регулирующий орган обозначается в виде своего рода «бантика» – двух треугольников, которые соприкасаются одной из вершин. Также стоит отметить и отборное устройство, которое не имеет постоянно подключенного к нему прибора. Оно обозначается полукругом с отходящей от него прямой линией вверх.

Цифры на схеме

Пока что речь шла исключительно о графических обозначениях, которые вы можете обнаружить на функциональной схеме автоматизации, а также мы поговорили о буквах, которые можно и нужно использовать на этих схемах. Однако не стоит забывать о том, что цифры также могут быть использованы при составлении подобного чертежа. Вам стоит понимать, что на функциональной схеме должно быть отмечено абсолютно все, и чем больше способов обозначения имеется, тем лучше и тем более понятной выйдет схема. Поэтому вам обязательно стоит использовать цифры, так как их преимуществом является тот факт, что за ними не закреплено никаких значений. Вам необходимо будет создать полную таблицу, в которой вы опишете, какое значение придается той или иной цифре. При этом необходимо помнить, что лучше всего таким символам придавать схожие, родственные значения.

В качестве примера можно привести схему автоматизации трубопровода. Цифрами на ней можно обозначить все вещества, которые протекают по определенным отрезкам труб. Цифра 1 – это вода, цифра 2 – пар, 3 – воздух и так далее. Естественно, у каждой схемы имеется своя специализация, поэтому данные обозначения являются только лишь примером. Вы можете свободно выбирать, как именно обозначать тот или иной элемент вашей схемы при помощи цифр.

В итоге можно сказать, что автоматизация – это очень важный и распространенный на сегодняшний день процесс, который играет очень серьезную роль в развитии промышленности, в производстве и вообще в любой сфере деятельности. Так что составление грамотной и точной функциональной схемы автоматизации – это также очень полезный навык, поскольку благодаря подобным документам процесс автоматизации проводится гораздо быстрее и эффективнее. Развернутая и четкая схема автоматизации – это залог качественного выполнения плана и дальнейшего функционирования автоматизированного производства. Поэтому данному вопросу на сегодняшний день уделяется такое пристальное внимание.

Источник: http://fb.ru/article/258885/funktsionalnaya-shema-avtomatizatsii-dlya-chego-ona-nujna

Пример 2.1. Разработка функциональной схемы автоматизации установки для приготовления моющего раствора.

Рисунок 2.6 — Установка для приготовления моющего раствора

Описание установки. Установка для приготовления моющего раствора (рисунок 2.6) работает следующим образом. В смеситель С1 подаются щелочь и вода, где они перемешиваются мешалкой. Моющий раствор подогревается до температуры 70 0 С паром, подаваемым в рубашку, и откачивается из смесителя насосом Н1.

Исходные данные.Система автоматизации установки для приготовления моющего раствора должна выполнять следующие функции: 1) измерение и регистрация на ЭВМ уровня раствора в смесителе (максимальное рабочее значение 1 м); 2) измерение и регистрацию на ЭВМ температуры в смесителе (максимальное рабочее значение 70 0 С); 3) регулирование уровня в смесителе расходом воды; 4) регулирование температуры в смесителе расходом пара; 5) сигнализацию верхнего и нижнего значений уровня в смесителе, сигнализацию крайних положений исполнительных механизмов на ЭВМ и сигнализацию состояния (включен/отключен) двигателей насоса и мешалки на ЭВМ;. 6) блокировка — отключение насоса по нижнему уровню в смесителе; 7) управление — включение/отключение двигателя насоса и включение/отключение двигателя мешалки.

Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.7.

Описание функциональной схемы автоматизации.Схема построена на базе контроллера ADAM 8000, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, их регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами, электродвигателем насоса Н1 и электродвигателем мешалки.

Для измерение уровня моющего раствора в смесителе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в раствор поз. LE-1a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (4-20 мА) который подается на вход вторичного показывающего прибора
поз. LI-1в и на вход модуля аналогового ввода AI 231-1BD60 контроллера ADAM 8000. Этот модуль предназначен для ввода унифицированного токового сигнала 4−20 мА. Регулирование уровня раствора в смесителе осуществляется путем изменения расхода воды регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи воды. Этот регулирующий орган оснащен электродвигательным исполнительным механизмом поз. 1е с датчиком угла поворота поз. GE-3. Управляющие импульсы подаются на двигатель этого механизма с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. 1г. Исходя из особенностей управления электродвигательным исполнительным механизмом в схеме задействовано два канала дискретного вывода. Для реализации сигнализации крайних положений исполнительного механизма на ЭВМ его конечные выключатели подключаются к модулю дискретного ввода DI 8211-1BF00. Для управления исполнительным механизмом также предусмотрена кнопочная станция поз. HS-1д, установленная по месту. Для сигнализации предельно допустимых верхнего и нижнего уровней в смесителе на щите установлены две сигнальные лампы HL1 и HL2. Управление электродвигателем М1 насоса осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. NS-2а. Включение/отключение двигателя может осуществляться в ручном режиме с помощью кнопочной станции поз. HS-2б либо в автоматическом режиме. В этом случае ЭВМ формирует сигнал отключения двигателя насоса при достижении предельно допустимого нижнего уровня раствора в смесителе. Для реализации сигнализации состояния двигателя (включен/отключен) на ЭВМ слаботочный контакт магнитного пускателя подключается к входу модуля дискретного ввода DI 8211-1BF00. Датчик угла поворота исполнительного механизма поз. GE-3 переназначен для вывода на ЭВМ информации о степени открытия регулирующего органа. Этот датчик формирует на выходе унифицированный токовый сигнал (4-20мА) и подключается к модулю аналогового ввода AI 231-1BD60.

Для измерения температуры моющего раствора в смесителе используется термопреобразователь сопротивления поз. ТЕ-4а. К этому преобразователю подключен вторичный измерительный прибор поз. ТI-4б, а также модуль аналогового ввода от термопреобразователей сопротивления AI 8231-1BD52. Регулирование температуры в смесителе осуществляется путем изменения расхода пара регулирующим органом, установленным на трубопроводе подачи пара. Этот регулирующий орган оснащен электродвигательным исполнительным механизмом поз. 4д с датчиком угла поворота поз. GE-5. Управляющие импульсы подаются на двигатель этого механизма с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. 4в. Для реализации сигнализации крайних положений исполнительного механизма на ЭВМ его конечные выключатели подключаются к модулю дискретного ввода DI 8211-1BF00. Для управления исполнительным механизмом также предусмотрена кнопочная станция поз. HS-4г. Управление электродвигателем М2 привода мешалки осуществляется сигналом с модуля дискретного вывода DO 8222-1BF10 через магнитный пускатель поз. NS-4в. Включение/отключение двигателя может осуществляться в ручном режиме по сигналу с ЭВМ либо с помощью кнопочной станции поз. HS-6б.Для реализации сигнализации состояния двигателя (включен/отключен) на ЭВМ слаботочный контакт магнитного пускателя подключается к входу модуля дискретного ввода DI 8211-1BF00.

Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1, а, Таблица В.2).

Рисунок 2.7 — Функциональная схема автоматизации установки для приготовления моющего раствора

Пример 2.2. Разработка функциональной схемы автоматизации экстрактора противоточного типа.

Рисунок 2.8 − Экстрактор противоточного типа

Описание установки. Экстракция − это массообменный процесс, при котором жидкий растворитель извлекает составляющие компоненты из жидких (либо твердых) веществ. Применяется при производстве масел, морковных соков и т.д. В нижнюю часть противоточного экстрактора Э1 (система жидкость − жидкость) подается исходный раствор (легкая жидкость), а в верхнюю часть растворитель (тяжелая жидкость). Рафинат отводится из верхней зоны экстрактора, экстракт − из нижней (рисунок 2.8).

Исходные данные:Система автоматизации установки должна обеспечивать следующие функции:

1) измерение давления в трубопроводе растворителя (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе исходного раствора (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе рафината (0,1 МПа), измерение давления в трубопроводе экстракта (0,1 МПа);

2) измерение и регистрация на ЭВМ концентрации извлекаемого компонента в рафинате (70%), уровня раздела сред в экстракторе (1 м), расходов и температур в трубопроводах исходного раствора (20 м 3 /ч, 60 0 С), растворителя (20 м 3 /ч, 60 0 С), рафината (20 м 3 /ч, 60 0 С), экстракта (20 м 3 /ч, 60 0 С);

3) регулирование расхода в трубопроводе подачи исходного раствора, регулирование уровня раздела сред в экстракторе расходом экстракта, регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате расходом растворителя;

4) сигнализацию резкого изменения концентрации извлекаемого компонента в рафинате, сигнализацию нижнего уровня раздела фаз в экстракторе;

5) блокировку — прекращение отвода экстракта при достижении предельно допустимого нижнего уровня раздела фаз в экстракторе;

6) управление клапаном подачи растворителя и управление клапаном подачи исходного раствора.

В скобках указаны максимальные рабочие значения технологических переменных.

Функциональная схема автоматизации экстракторапротивоточного типа, составленная в соответствии с этими исходными данными, приведена на рисунке 2.9.

Описание функциональной схемы автоматизации.Схема построена на базе контроллера SIMATIC S7-400, укомплектованного соответствующим набором модулей ввода/вывода. Контроллер связан с ЭВМ через сеть Ethernet. Управляющая ЭВМ таким образом используется для вывода на экран значений технологических переменных, регистрации и сигнализации их предельных значений. Также ЭВМ формирует законы управления исполнительными механизмами. Для измерения давления в трубопроводах растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются манометры поз. PI-1, PI-2, PI-3, PI-4, установленные по месту. Для измерения температуры растворителя, исходного раствора, рафината и экстракта используются темопреобразователи сопротивления поз. TE-9, поз. TE-10, поз. TE-11, поз. TE-12. Эти термопреобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для измерения расходов исходного раствора, растворителя, рафината и экстракта в соответствующих трубопроводах установлены измерительные диафрагмы поз. FE-5a, поз. FE-6a, поз. FE-7a, поз. FE-8a. Перепады давления на этих диафрагмах измеряются преобразователями разности давлений FT-5б, поз. FТ-6б, поз. FТ-7б, поз. FТ-8б, с выходным унифицированным токовым сигналом (4-20 мА). Эти преобразователи подключены к модулю аналогового ввода AI SM 431. Для регулирования расхода в трубопроводе подачи исходного раствора установлен регулирующий орган с пневматическим исполнительным механизмом. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. FY-5д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом установленная на щите
поз. Н-5в и по месту поз. Н — 5г.

Для измерения уровня раздела сред в экстракторе используется волноводный уровнемер. Данный уровнемер состоит из зонда, погружаемого непосредственно в среду поз. LE-13a и преобразователя поз. LT-1б, установленного рядом с оборудованием. На выходе преобразователя формируется унифицированный токовый сигнал (4-20мА) который подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации нижнего уровня раздела фаз в экстракторе предусмотрена сигнальная лампа HL1, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование уровня раздела сред в экстракторе достигается за счет изменения расхода экстракта регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 13е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. LY-13д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите поз. Н-13в и по месту поз. Н — 13г.

Для измерения концентрации извлекаемого компонента в рафинате используется измеритель концентрации, состоящий из чувствительного элемента поз. QE-14a, установленного на трубопроводе и преобразователя поз. QТ-14б, с выходным унифицированным токовым сигналом (4-20 мА). Этот сигнал подается на вход модуля аналогового ввода AI SM 431. Для сигнализации резкого изменение концентрации извлекаемого компонента в рафинате предусмотрена сигнальная лампа HL2, установленная на щите. Эта лампа подключена к модулю дискретного вывода DO SM 422. Регулирование концентрации извлекаемого компонента в рафинате достигается за счет изменения расхода растворителя регулирующим органом с пневматическим исполнительным механизмом поз. 14е. Управление этим механизмом осуществляется сигналом с модуля аналогового вывода АО SM 432 (4-20 мА) через электропневматический преобразователь поз. QY-14д. Также предусмотрена аппаратура ручного управления этим исполнительным механизмом, установленная на щите поз. Н-13в и по месту поз. Н-13г. Технологические трубопроводы обозначены на схеме в соответствии с требованиями ГОСТ 14202-69. Пример оформления текста поясняющего обозначения трубопроводов и таблица оборудования к данной схеме приведены в приложении В (рисунок В.1,б, таблица В.3).

Рисунок 2.9 — Функциональная схема автоматизации экстрактора противоточного типа

Источник: http://studopedia.ru/10_258988_primeri-razrabotki-funktsionalnih-shem-avtomatizatsii.html

Ссылка на основную публикацию