Opis strukturnog dijagrama automatizacije. Tehnika za čitanje shema automatizacije. Oznake položaja uređaja, automatike i električnih uređaja

Glavni tehnički dokument koji definira strukturu i prirodu automatizacije tehnološkog objekta je funkcionalni dijagram upravljanja, regulacije i daljinskog upravljanja. Funkcionalni dijagrami izrađuju se u obliku crteža. Instalacije i jedinice na njima prikazane su simbolima usvojenim u tehnološkom dijelu projekta ili u skladu s njihovim prirodnim izgledom bez promatranja mjerila. Slika tehnološke opreme, njenih pojedinačnih elemenata i cjevovoda sadrži odgovarajuće objašnjenje (naziv tehnološke opreme, njezin broj, ako postoji, itd.), a također je označeno strelicama smjera tokova. Pojedinačne jedinice i instalacije tehnološke opreme mogu se prikazati odvojene jedna od druge, ali se pritom uvijek daju potrebne naznake njihovog odnosa.

Tehnološki cjevovodi se označavaju na isti način kao u tehnološkim dijagramima. Elementi automatizacije (selektivni uređaji, primarni i sekundarni uređaji, regulacijski uređaji, aktuatori i regulacijska tijela) označeni su u skladu s GOST 21.404-85 "Simboli konvencionalnih uređaja i opreme za automatizaciju u krugovima".

U funkcionalnim dijagramima treba odrediti mjesto ugradnje opreme:

Odabrani uređaji, termoelementi, otporni termometri, dijafragme, osjetljivi uređaji za mjerenje protoka ugrađeni u cjevovode, regulatorna tijela i pripadajući aktuatori prikazani su u tehnološkim komunikacijama ili neposredno u njihovoj blizini;

Oprema montirana izvan ploča i upravljačkih ploča prikazana je u pravokutniku s natpisom “Lokalni uređaji”;

Oprema koja se nalazi na pločama jedinica, odjela, instalacija, radionica raspoređena je u zasebne pravokutnike s odgovarajućim natpisima, na primjer "Središnja upravljačka ploča", "Uređaji na ploči".

Prikaz skupova uređaja i opreme za automatizaciju na funkcionalnim dijagramima može se izvesti na pojednostavljen ili proširen način.

Za prikaz uređaja na tehnološkim dijagramima koristi se pojednostavljena metoda. Kod pojednostavljene metode, dijagrami ne prikazuju primarne mjerne pretvarače i svu pomoćnu opremu. Uređaji i sredstva za automatizaciju koji obavljaju složene funkcije (upravljanje, regulaciju, signalizaciju) i izvode se u obliku zasebnih blokova prikazani su jednom konvencionalnom grafičkom oznakom.

Okomite linije prema uređajima označavaju radne vrijednosti praćenih i kontroliranih parametara medija. Na dijagramu je prikazana sva oprema za automatizaciju (osim pomoćne opreme: releja, napajanja, filtera, mjenjača itd.).

U složenim krugovima dopušteno je prekinuti spojne vodove, numerirajući ih sa strane uređaja za odabir i sa strane opreme. Brojevi komunikacijskih linija nalaze se u vodoravnim redovima. Brojevi komunikacijskih linija donjeg reda poredani su uzlaznim redoslijedom, a gornjih bilo kojim redoslijedom.

Svi komunikacijski vodovi između sredstava za automatizaciju nacrtani su kao jednolinijski, bez obzira na stvarni broj impulsnih cijevi i električnih žica koje tu komunikaciju zapravo provode.

Glavni zahtjevi za sliku spojeva komunikacijskih vodova je potreba za jasnim i vizualnim prikazom funkcionalnih veza elemenata i uređaja za automatizaciju od početka prijenosa signala do konačnog mjesta njegove primjene.

Pozicijska numeracija elemenata i uređaja za automatizaciju vrši se arapskim brojevima uz abecedno indeksiranje svih elemenata uzastopno od prijemnih uređaja do regulacijskog tijela.

Numeriranje balona treba biti kontinuirano za sve funkcionalne dijagrame. Bodovi, džepovi za ugradnju toplinskih detektora i drugi uređaji uključeni u komplet tehnološke opreme, cjevovodi ili montažni instalacijski uređaji koji se izrađuju tijekom postupka ugradnje nemaju pozicijske oznake.

Udaljenost između komunikacijskih vodova mora biti najmanje 3 mm. Debljina linija na crtežu mora biti u skladu s GOST 2.303-68. Konkretno, za sliku jedinica, tehnološke opreme, preporučena debljina konturnih linija je 0,6-1,5 mm, cjevovodi su 0,6-1,5 mm, slika opreme za automatizaciju je 0,5-0,6 mm, komunikacijske linije su 0,2-0,3 mm , pravokutnici koji predstavljaju štitove, konzole i lokalne uređaje - 0,6-1,5 mm, oblačići - 0,2-0,5 mm.

Konvencionalne grafičke oznake uređaja i opreme za automatizaciju na dijagramima izvode se čvrstom debelom glavnom linijom, a vodoravna razdjelna linija unutar grafičke oznake i komunikacijskih linija - čvrstom tankom linijom u skladu s GOST 2.303-68.

Font slovnih oznaka uzima se u skladu s GOST 2.304-81 jednak 2,5 mm.

Simboli prema GOST 21.404-85

uređaji:

a) osnovna oznaka

b) prihvatljiva oznaka

izvršni mehanizmi:

regulatorna tijela:

Prema funkcionalnom dijagramu automatizacije tehnoloških procesa izrađuje se prilagođena specifikacija uređaja i opreme za automatizaciju u obliku koji utvrđuje ESKD.

Metodologija izrade funkcionalne i tehnološke sheme automatizacije.

Funkcionalni dijagram je glavni tehnički dokument koji određuje strukturu i prirodu automatizacije tehnološkog procesa projektiranog objekta i opremanja instrumentima i opremom za automatizaciju.

Funkcionalni dijagram konvencionalno prikazuje tehnološku opremu, komunikacije, upravljanje, instrumente i opremu za automatizaciju, kao i veze između njih.

Primjer izrade crteža funkcionalnog dijagrama automatizacije prikazan je na Sl. 2.

Prilikom projektiranja i opisivanja funkcionalnih dijagrama terminologija mora biti u skladu s GOST 17194-71, a simboli instrumenata i opreme za automatizaciju - GOST 3925-59.

U slučaju postojanja istovrsnih tehnoloških objekata (radionica, odjela, instalacija, jedinica, uređaja) koji nisu međusobno povezani, a imaju istu opremu s uređajima i sredstvima za automatizaciju, za jedan od njih se izrađuje funkcionalni dijagram uz objašnjenje. dano na crtežu, na primjer, "Diagram je izrađen za jedinicu 1; za jedinice 2-5 dijagrami su slični." Ovome dodajte objašnjenja o značajkama u referentnim oznakama (oznakama) i u specifikaciji. Na primjer, “Specifikacija uzima u obzir hardver za pet jedinica. Označavanje instrumenata i opreme za automatizaciju za cjeline 2-5 slična je onoj datoj za blok 1 s promjenom digitalnog indeksa prema broju jedinice.

Da bi se na dijagramima označili projektirani sustavi daljinskog upravljanja (TU), telesignalizacija (TS) i telemetrija (TI) u pravokutnicima štitova i (konzole, nacrtajte vodoravne linije s natpisima na lijevoj strani TU, TS, TI. veza ovih sustava s uređajima i sredstvima za automatizaciju prikazana je linijama Tehnološka oprema i komunikacije automatiziranog objekta prikazane su na funkcionalnim dijagramima na pojednostavljen način, ali na način da prikazuje njihov međusobni raspored i interakciju s uređajima i opremom za automatizaciju. 3464-63) prikazuju samo one regulacijske i zaporne elemente koji su uključeni u sustav upravljanja procesom. Cjevovodi označavaju promjere nazivnih prolaza, a strelice pokazuju smjer protoka tvari u skladu s tehnološkom shemom.

Uređaji i sredstva za automatizaciju ugrađeni u tehnološku opremu i komunikacije ili s njima mehanički povezani prikazani su na funkcionalnim dijagramima u neposrednoj blizini tehnološke opreme. To uključuje: selektivne uređaje za tlak, razinu, sastav tvari, prijemne uređaje koji percipiraju učinke mjerenih i kontroliranih veličina (uređaji s otvorom, rotametri, otporni termometri, termocilindri manometrijskih termometara, termoelementi itd.), aktuatori, regulacijski i zatvarajući -isključeni elementi...

Uređaji i sredstva za automatizaciju koji nemaju izravnu strukturnu i mehaničku vezu s tehnološkom opremom prikazani su u pravokutnicima smještenim u donjem dijelu polja za crtanje. To uključuje: primarne pretvarače (senzore) koji rade u skupu s odabranim uređajima, pretvaračima, pojačalima; upravljački uređaji i oprema itd. . Na dijagramu su smješteni u jednom ili više vodoravnih redaka i konvencionalno su ograničeni na pravokutnike.

U pravokutniku s lijeve strane navedeni su njihovi nazivi: "Lokalni uređaji", "Upravljačka ploča" itd. Pomoćna oprema i uređaji (filtri i pneumatski reduktori napajanja, osigurači, magnetski starteri itd.) koji ne utječu na funkcionalnu strukturu sklopa automatizacije, nisu prikazani na dijagramima.

Iznimka su magnetni starteri koji se koriste u upravljačkim petljama za upravljanje aktuatorima. Uređaji na pločama prikazani su na dijagramu konvencionalno u donjem pravokutniku, lokalni uređaji se nalaze iznad njega.

Komunikacijske linije na funkcionalnom dijagramu prikazane su kao jedna linija, ovisno o broju žica i cijevi koje izvode ovu vezu, a primijenjene su s najmanjim brojem pregiba i križanja. Komunikacijski vodovi trebaju jasno predstavljati funkcionalne veze između elemenata sklopa od početka signala do kraja. Dopušteno je kombinirati blokirajuće komunikacijske linije u jednu zajedničku liniju. Za praktičnost čitanja funkcionalnih dijagrama automatizacije s velikim brojem tehnološke opreme i alata za automatizaciju, dopušteno je nacrtati pravokutnik s natpisima koji objašnjavaju svrhu prikazanih alata za automatizaciju ispod pravokutnika ploča i konzola.

Na dijagramima su referentne oznake dodijeljene svim uređajima i opremi za automatizaciju.

Oznake jedinstveno određuju vrstu i mjesto uređaja. Svakom setu opreme za automatizaciju dodijeljen je serijski broj (na primjer, set 1 na slici 2). Skup se smatra funkcionalno povezanim uređajima koji obavljaju određeni zadatak. Svakom uređaju u kompletu dodijeljena je alfanumerička oznaka koja se sastoji od serijskog broja kompleta i abecednog indeksa.

Na crtežima funkcionalnih dijagrama, s desne strane iznad pečata crteža, postavlja se specifikacija (jedna od opcija za izvođenje dijagrama) koja je izvorni materijal za izradu popisa spisa i prilagođenih specifikacija. Ako je projektom predviđena uporaba nove tehnološke opreme, tada se prvo stavlja njena specifikacija, zatim specifikacija opreme za automatizaciju i u grupama "lokalni uređaji", "uređaji na pločama".

Specifikacija uključuje sve uređaje kojima su na dijagramima dodijeljene referentne oznake.

Oznake osnovnih veličina i konvencionalne slike instrumenata i opreme za automatizaciju u dijagramima.

GOST 3925-59 utvrđuje oznake mjerenih i kontroliranih veličina i konvencionalne slike instrumenata i automatizacijskih uređaja koji se koriste u funkcionalnim dijagramima. To uključuje oznake glavnih praćenih i reguliranih veličina, nazive glavnih električnih mjernih instrumenata, kao i slike mjernih i regulacijskih instrumenata, vrste daljinskog prijenosa izloženosti, primarne pretvarače koji percipiraju učinak mjerenih ili kontroliranih veličina, aktuatore i regulacijska tijela, dodatni uređaji i uređaji i sredstva preporučene veličine slike.

GOST daje primjere korištenja konvencionalnih slika uređaja, regulatora izravnog djelovanja, regulacijskih uređaja koji se sastoje od nekoliko veza i označavanja kontroliranih i kontroliranih veličina, kao i primjer slike funkcionalnog dijagrama automatizacije.

Prilikom izrade projekta automatizacije, prije svega, potrebno je odlučiti s kojih mjesta će se kontrolirati pojedini dijelovi objekta, gdje će se nalaziti kontrolne točke, operaterske sobe, kakav bi trebao biti odnos između njih, tj. potrebno je riješiti pitanja izbora upravljačke strukture. Upravljačka struktura shvaća se kao skup dijelova automatskog sustava na koje se može podijeliti prema određenom kriteriju, kao i načinima prijenosa utjecaja između njih. Grafički prikaz upravljačke strukture naziva se strukturni dijagram. Iako početne podatke za odabir upravljačke strukture i njezinu hijerarhiju s različitim stupnjevima detalja dogovara naručitelj prilikom izdavanja projektnog zadatka, cjelokupnu upravljačku strukturu treba razviti projektantska organizacija.

Izbor upravljačke strukture za objekt automatizacije značajno utječe na učinkovitost njegovog rada, smanjujući relativne troškove upravljačkog sustava, njegovu pouzdanost, održivost itd.

Općenito, svaki se sustav može predstaviti:

konstruktivna struktura;

funkcionalna struktura;

algoritamska struktura.

U konstruktivnoj strukturi sustava svaki njegov dio je samostalna konstruktivna cjelina.

Konstruktivna shema sadrži:

Postrojenje i sustav automatizacije;

Informacijski i kontrolni tokovi.

U algoritamskoj strukturi svaki dio je dizajniran za izvođenje određenog algoritma za transformaciju ulaznog signala, koji je dio cjelokupnog algoritma za funkcioniranje sustava.

Dizajner razvija algoritamski blok dijagram (ACC) objekta automatizacije na temelju diferencijalnih jednadžbi ili grafičkih karakteristika. Objekt automatizacije predstavljen je u obliku nekoliko poveznica s različitim međusobno povezanim prijenosnim funkcijama. U ACC-u pojedinačne veze možda nemaju fizički integritet, ali njihova povezanost (shema u cjelini) u smislu statičkih i dinamičkih svojstava, prema algoritmu funkcioniranja, treba biti ekvivalentna objektu automatizacije. Slika 9.2 prikazuje primjer ACS ACS-a.

U funkcionalnoj strukturi, svaki dio je dizajniran za obavljanje određene funkcije.

U projektima automatizacije prikazani su strukturni blok dijagrami s elementima funkcionalnih znakova. Pune informacije o funkcionalnoj strukturi s naznakom lokalnih upravljačkih petlji, upravljačkih kanala i upravljanja procesima dane su u funkcionalnim dijagramima.

Strukturni dijagram APCS-a je razvijen u fazi "Projekt" u dvofaznom projektu i odgovara sastavu sustava.

Strukturni dijagram u općem obliku prikazuje glavne projektne odluke o funkcionalnoj, organizacijskoj i tehničkoj strukturi ACS-a u skladu s hijerarhijom sustava i odnosima između kontrolnih i upravljačkih točaka, operativnog osoblja i tehnološkog objekta upravljanja. Načela organizacije operativnog upravljanja tehnološkim objektom, sastav i označavanje pojedinih elemenata strukturnog dijagrama, usvojena tijekom implementacije strukturnog dijagrama, trebaju se zadržati u svim projektnim dokumentima za ACS.

Blok dijagram prikazuje sljedeće elemente:

Tehnološki odjeli (odjeli, odjeli, radionice, proizvodnja);

Kontrolne i upravljačke točke (mjesne ploče, operaterske i kontrolne točke, blok ploče itd.);

Tehnološko osoblje (operativno) i dodatne posebne usluge koje pružaju operativno upravljanje;

Glavne funkcije i tehnička sredstva koja osiguravaju njihovu provedbu na svakoj točki kontrole i upravljanja;

Odnos između odjela i s nadređenim ACS-om.

Strukturni dijagram sustava automatizacije izvodi se po čvorovima i uključuje sve elemente sustava od senzora do regulacijskog tijela s naznakom mjesta, prikazujući njihove međusobne odnose.

Strukturni dijagram (prema GOST-u) je dijagram koji definira glavne funkcionalne dijelove sustava automatizacije, njihovu svrhu i odnose. Skeletni blok dijagrami često se izrađuju za automatske sustave.

Strukturni dijagram automatizacije je dizajniran za određivanje sustava nadzora i upravljanja TP ovog objekta te za uspostavljanje veza između ploča i upravljačkih ploča, jedinica, radnih mjesta operatera. Strukturni dijagram je glavni projektni dokument, u kojem se uspostavljaju optimalni kanali administrativne, tehničke i operaterske kontrole. Oni odražavaju značajke TP i TSA pri stvaranju sustava lokalne kontrole i automatizacije.

Blok dijagram u općem obliku odražava korišteni skup tehničkih sredstava automatizacije, princip interakcije tehnološkog objekta s upravljačkim uređajem i operativnim osobljem.

Izgradnja strukture upravljačkog sustava preše za lijevanje dna cipele provodit će se na temelju upravljačkih petlji pojedinih tehnoloških parametara. Izgradnja blok dijagrama u općem obliku omogućit će ga razjasniti pri odabiru TCA i rasporedu odabrane opreme.

Na ovoj opremi mogu se razlikovati dva upravljačka objekta: OU1 - kalup, OU2 - sustav za ubrizgavanje.

Za prvi objekt potrebno je kontrolirati položaj (slika 2.1 DP1, DP2) i temperaturu kalupa (slika 2.1 DP1).

U OU2 razlikujemo sljedeće parametre: temperaturu u tri zone grijanja (slika 2.1 DT2, DT3, DT4), tlak taline (slika 2.1 DD1), razinu termoplastičnog elastomera u utovarnom spremniku (slika 2.1 DU1), brzinu vrtnje vijka tijekom ciklusa (slika 2.1 DS1).

Električni signali iz mjernih pretvarača šalju se na upravljački uređaj. Najperspektivnija bi bila uporaba industrijskog regulatora. Prisutnost ugrađene memorije (RAM), mjerača vremena, brojača, brojnih diskretnih i analognih ulaza-izlaza, mogućnost povezivanja dodatnih modula koji proširuju mogućnosti korištenja, objedinjeni izlazni signal - sve to govori u prilog korištenja industrijskog kontrolor.

Dio strukturnog dijagrama koji prikazuje uređaje za utjecaj na tehnološki objekt ima opći izgled i prikazan je u obliku 9 energetskih pretvarača (PR1 - PR9) i 9 aktuatora (IM1 - IM9).

IM1 - pogon kalupa;

IM2 - pogon ejektora;

IM3 - regulator napona koji se dovodi do grijaćih elemenata kalupa;

IM4 - motor rashladnog sustava;

IM5, IM6, IM7 - regulator napona koji se napaja grijaćim elementima sustava za ubrizgavanje;

IM8 - motor rotacije vijka;

IM9 - ventil za dovod taline u kalup.

Pretvarači snage su potrebni za pretvaranje upravljačkog signala industrijskog regulatora u energetski koji djeluje izravno na IM.

Blok dijagram također prikazuje upravljačku ploču (CP), alarmnu jedinicu (BAS) i prisutnost komunikacijskog kanala s automatiziranim sustavom upravljanja poduzeća.

Blok dijagram prikazan je na slici 2.1.

Slika 2.1 - Blok dijagram automatizacije

Strukturni dijagrami automatizacije u projektima automatizacije, preporuča se razvijati u skladu sa GOST 24.302-80... Sustav tehničke dokumentacije za ACS. Opći zahtjevi za provedbu shema (klauzule 2.1, 2.2, 2.6).

Grafička konstrukcija sklopa trebala bi što vizualnije prikazati slijed interakcije funkcionalnih dijelova u proizvodu. Na linijama interakcije preporučuje se strelicama (by GOST 2.721-74) označavaju smjer tijeka procesa koji se odvijaju u proizvodu.

Strukturni dijagram općenito prikazuje glavne projektne odluke o funkcionalnim, organizacijskim i tehničkim strukturama automatiziranog sustava upravljanja procesima (APCS), promatrajući hijerarhiju sustava i odnose između kontrolnih i upravljačkih točaka, operativnog osoblja i tehnološke kontrole. objekt. Načela organizacije operativnog upravljanja tehnološkim objektom, sastav i označavanje pojedinih elemenata strukturnog dijagrama, usvojena tijekom izvođenja strukturnog dijagrama, trebaju se sačuvati u svim projektnim dokumentima na ACS-u, u kojima su konkretizirani i detaljno prikazano u funkcionalnim dijagramima automatizacije, strukturnom dijagramu kompleksa tehničkih sredstava (CTS) sustava, shematskim dijagramima upravljanja i upravljanja, kao i u projektnoj dokumentaciji koja se odnosi na organizaciju operativnih komunikacija i organizacijsku podršku ACS-a.

Izvorni materijali za razvoj strukturnih dijagrama su:

• zadatak za projektiranje automatiziranog sustava upravljanja procesima;
• shematski dijagrami toka glavnih i pomoćnih proizvodnih objekata tehnološkog objekta;
• zadatak za projektiranje operativne komunikacije jedinica automatiziranog tehnološkog objekta;
• glavni plan i naslovni list tehnološkog objekta.

Strukturni dijagram se razvija u fazama "projekt" i "radni projekt". U fazi "radne dokumentacije" u dvofaznom projektu, strukturni dijagram se izrađuje samo u slučaju promjena u tehnološkom dijelu projekta ili odluka o APS-u donesenih prilikom odobravanja projekta automatizacije.

Kao primjer na riža. 8.4 prikazan je blok dijagram upravljanja proizvodnjom sumporne kiseline.

Na blok dijagramu pokazati:

• tehnološke jedinice automatiziranog objekta (odjeli, odjeli, radionice, proizvodnja);
• kontrolne i upravljačke točke (mjesni odbori, operaterske i dispečerske točke, itd.), uključujući one koje nisu uključene u projekt koji se razvija, ali imaju vezu s predviđenim sustavima praćenja i upravljanja;
• tehnološko (operativno) osoblje i specijalizirane službe koje osiguravaju operativno upravljanje i normalno funkcioniranje tehnološkog objekta;
• glavne funkcije i tehnička sredstva (uređaji), osiguravajući njihovu provedbu na svakoj točki kontrole i upravljanja;
• međusobno povezivanje jedinica tehnološkog objekta, kontrolnih i upravljačkih točaka i tehnološkog osoblja međusobno i s nadređenim sustavom upravljanja (ACS).

Riža. 8.4... Ulomak strukturnog dijagrama upravljanja i kontrole proizvodnje sumporne kiseline: 1-linija komunikacije s radioničkim kemijskim laboratorijem; 2 - komunikacijska linija s točkama kontrole i upravljanja kiselinom; 3 - komunikacijska linija s točkom upravljanja i upravljanja III i IV tehnoloških vodova

Funkcija ACS-a i njihovi simboli na Sl. 8.4

Tablica 8.1

Simbol	Ime
	Kontrola parametara
	Daljinsko upravljanje tehnološkom opremom i izvršnim uređajima
	Mjerna konverzija
	Praćenje i signalizacija stanja opreme i odstupanja parametara
	Stabilizirajuća regulacija
	Odabir načina rada regulatora i ručna kontrola brojčanika
	Ručni unos podataka
	Registriranje parametara
	Proračun tehničko-ekonomskih pokazatelja
	Obračun proizvodnje i prikupljanje podataka po smjeni
	Dijagnostika tehnoloških linija (jedinica)
	Raspodjela opterećenja tehnoloških vodova (jedinica)
	Optimizacija pojedinih tehnoloških procesa
	Analiza stanja tehnološkog procesa
	Predviđanje glavnih pokazatelja proizvodnje
	Procjena smjenskog rada
	Praćenje provedbe planiranih zadataka
	Kontrola popravka
	Priprema i isporuka operativnih informacija automatiziranom sustavu upravljanja
	Dobivanje proizvodnih ograničenja i zadataka iz automatiziranog sustava upravljanja

Elementi strukturnog dijagrama prikazani su u pravilu u obliku pravokutnika. Odvojene funkcionalne službe [odjel glavnog inženjera energetike (OGE), odjel glavnog mehaničara (OGM), odjel tehničke kontrole (QCD) itd.] i službene osobe (direktor, glavni inženjer, voditelj trgovine, nadzornik smjene, predradnik, itd.) dopušteno je prikazati na strukturnom dijagramu u obliku krugova.

Unutar pravokutnika koji prikazuju dijelove (podjele) objekta koji se automatizira, otkriva se njihova proizvodna struktura. Istodobno se za obavljanje završene faze tehnološkog procesa dodjeljuju radnje, dionice, tehnološke linije ili skupine jedinica koje su bitne da bi se u projektnoj dokumentaciji prikazali svi odnosi između kontroliranog (tehnološkog objekta kontrole) i sustavi upravljanja.

Na dijagramu se funkcije ACS-a mogu naznačiti u obliku simbola, čije je dekodiranje dano u tablici na polju za crtanje ( Tablica 8.1).

Nazivi elemenata proizvodne strukture moraju odgovarati tehnološkom dijelu projekta i nazivima koji se koriste u provedbi ostalih dokumenata projekta ACS-a.

Odnos između kontrolnih i upravljačkih točaka, tehnološkog osoblja i kontrolnog objekta prikazan je na dijagramu punim linijama. Linije spajanja i grananja prikazane su na crtežu kao isprekidane linije ( Slika 8.4).

U prisutnosti sličnih tehnoloških objekata (radionice, odjeli, sekcije itd.), dopušteno je na dijagramu prikazati upravljačku strukturu samo za jedan objekt. Potrebna objašnjenja data su na dijagramu.

Od blok dijagrama do Slika 8.4 proizlazi da je sustav upravljanja glavnim tehnološkim procesima proizvodnje sumporne kiseline četverostupanjski:

• prva razina - lokalna kontrola jedinica koju provode aparatčici s radnih mjesta;
• druga razina je centralizirana kontrola više jedinica uključenih u pojedini tehnološki dio, koju provodi viši operater;
• treća razina - centralizirano upravljanje nekoliko dionica uključenih u I i II (ili III i IV) tehnološke linije proizvodnje sumporne kiseline;
• četvrta razina - kontrola iz kontrolne sobe svih tehnoloških linija proizvodnje sumporne kiseline, koju provodi dispečer.

Strukturni dijagrami se izvode, u pravilu, na jednom listu. Tablica legende ( Tablica 8.1) nalazi se u polju dijagrama iznad naslovnog bloka. Tablica se popunjava od vrha do dna. Uz veliki broj simbola, nastavak tablice nalazi se lijevo od naslovnog bloka s istim redoslijedom popunjavanja. Glavni natpis i dodatni stupci uz njega izvode se u skladu s GOST 21.103-78.

Debljina linija na dijagramu bira se u skladu s GOST 2.303-68... Preporuča se korištenje linija debljine 0,5 mm za konvencionalne slike; za komunikacijske vodove - 1 mm; za ostale linije - 0, 2 - 0, 3 mm.

Veličine brojeva i slova za natpise biraju se u skladu sa GOST 2.304-81... Tekst objašnjenja treba slijediti u skladu sa GOST 2.316-68... Dio teksta koji se nalazi u polju za crtanje postavlja se iznad naslovnog bloka. Između teksta i glavnog teksta nije dopušteno postavljanje slika, tablica i sl. Odlomci teksta objašnjenja trebaju biti uzastopno numerirani. Svaka stavka je napisana crvenom linijom. Naslov "Napomena" nije napisan. U tekstu i natpisima nisu dopuštene kratice riječi, osim općeprihvaćenih, kao i onih utvrđenih prilozima uz GOST 2.316-68 i GOST 2.105-95.

Veličine svih konvencionalnih slika nisu regulirane i odabiru se prema nahođenju izvođača, promatrajući iste veličine za slike iste vrste.

Trenutno se za tehnološko upravljanje i automatsko upravljanje široko koriste agregirani sustavi telemehaničkih sredstava, kompleksi tehničkih sredstava lokalnih mjernih i upravljačkih sustava, agregirani sustavi upravljanja i regulacije, električni centralizirani sustavi itd.

Agregirani kompleksi se obično izrađuju na elementima mikroelektroničke tehnologije, imaju razvijen i fleksibilan sustav veza između uređaja koji su u njemu uključeni, kao i s upravljačkim objektom i servisnim osobljem, što pruža široke mogućnosti za njihovu upotrebu u različitim konfiguracijama i pogonu. načina rada.

Osobna računala i PC mreže naširoko se koriste za raspored različitih struktura sustava upravljanja procesima u energetskoj, kemijskoj, petrokemijskoj, naftnoj, plinskoj, metalurškoj, metaloprerađivačkoj, rudarskoj, instrumentarnoj, celulozno-papirnoj i drugim industrijama.

Oni vam omogućuju implementaciju sljedećeg informacijske i računalne funkcije ACS:

• prikupljanje, primarna obrada i pohrana informacija;
• neizravna mjerenja procesnih parametara i stanja tehnološke opreme;
• signaliziranje stanja parametara tehnološkog procesa i opreme;
• izračun tehničko-ekonomskih i operativnih pokazatelja tehnološkog procesa i tehnološke opreme;
• priprema informacija za nadređene i povezane sustave i razine upravljanja;
• registraciju parametara tehnološkog procesa, stanja opreme i rezultata proračuna;
• kontrola i registracija odstupanja parametara procesa i stanja opreme od zadanih;
• analiza blokiranja i aktiviranja zaštite tehnološke opreme;
• dijagnostika i prognoza tijeka tehnološkog procesa i stanja tehnološke opreme;
• ažurni prikaz informacija i preporuka za provođenje tehnološkog procesa i kontrolu tehnološke opreme;
• provedba postupaka za automatsku razmjenu informacija s nadređenim i susjednim sustavima upravljanja.

Na temelju industrijskog UEVM implementiraju se upravljački računalni kompleksi (UCS) koji izvode različite funkcije, uključujući:

• reguliranje pojedinih parametara tehnološkog procesa;
• jednociklično logičko upravljanje;
• kaskadna regulacija;
• višestruka regulacija;
• softver i logičke operacije diskretne kontrole procesa i opreme;
• optimalna kontrola ustaljenog stanja tehnološkog procesa i rada opreme;
• optimalno upravljanje prijelaznim procesom;
• optimalno upravljanje tehnološkim objektom u cjelini.

U projektu automatizacije potrebno je odabrati i urediti agregirane komplekse tehničkih sredstava i opreme za automatizaciju, tj. na temelju standardnih tehničkih sredstava izraditi blok dijagram tehnološke kontrole i upravljanja određenim parametrima ovog objekta automatizacije.

Na strukturnom dijagramu agregirani i modularni elementi kompleksa tehničkih sredstava i sredstava automatizacije prikazani su u obliku pravokutnika s naznakom simbola u njima. Dekodiranje ovih oznaka s naznakom njihovih funkcija vrši se u tablici koja se nalazi na crtežu dijagrama. Veza između elemenata kruga prikazana je linijama sa strelicama koje pokazuju smjer toka signala.

Kao primjer na Slika 8.5 prikazan je pojednostavljeni strukturni dijagram tehničke podrške automatiziranog sustava upravljanja procesom za visoku peć br. 9 metalurške tvornice Krivyi Rih, izgrađen uz korištenje UVK objekata. Visoka peć ima transportni sustav za dopremanje materijala do vrha. Prikupljanje informacija o radu visoke peći, transportnog sustava, dovoda punjenja i drugih sustava provode senzori razine DU u punjenju i senzori tipa materijala DVM u međukantima, signalizacijski uređaji za prisutnost i vrsta materijala na transporterima prelijevanja curenja i međulijevka, senzori tlaka i diferencijalnog tlaka DPPD u zasebnim šupljinama uređaja za punjenje, senzori kuta rotacije DUP-a ladice utovarnog uređaja, senzori temperature dizela gorivo, senzori protoka DR, itd.

Obrada i davanje informacija, stabilizacija ili promjena prema zadanom programu tehnoloških parametara, unos informacija u UVM i izlaz preporuka za kontrolu tijeka visoke peći i drugi poslovi provode se korištenjem tehničkih sredstava centraliziranog upravljanja i upravljanja. rada visoke peći.

Prilikom izrade projekata za automatizaciju složenih tehnoloških procesa korištenjem agregiranih računalnih kompleksa koji zahtijevaju prethodna istraživanja i eksperimentalni rad u uvjetima postojeće opreme tijekom razvoja projektnih kapaciteta, potrebno je predvidjeti faznu provedbu instalacijskih radova i uključivanje UVK u radu.

1) puštanje u rad objekta s tehnološkim upravljanjem i automatskim upravljanjem iz lokalnih upravljačkih sustava; u tom se razdoblju specificiraju dinamičke i statičke karakteristike objekta, montažne i projektantske pogreške, otklanjaju se mogući nedostaci tehnološke opreme, stabilizira tehnološki proces i sl.; na UVM se izrađuju programi i algoritmi bez njihove povezanosti s postojećom tehnološkom opremom;

2) priključenje UVM-a na pogonsku procesnu opremu i prevođenje u "savjetnički" način rada uz izdavanje preporuka operativnom osoblju o načinu upravljanja visokom peći;

3) prebacivanje UVM-a u automatski način upravljanja objektom preko lokalnih upravljačkih sustava.

Po potrebi se u projektima automatizacije daju blok dijagrami pojedinih kompleksa tehničkih sredstava i sredstava automatizacije.

Riža. 8.5... Pojednostavljeni blok dijagram ACS-a visoke peći br. 9 metalurške tvornice Krivoy Rog

DNM - senzori dostupnosti materijala; DU - senzori razine; DV - senzori mase; ASHiK - analizatori šarže i koksa; VK - mjerač vlage koksa; DVM - senzori vrste materijala; DRLK - senzori pucanja transportnih traka; PVMB - hranilice za točenje materijala iz bunkera; IM - izvršni mehanizmi; DT - temperaturni senzori; DDPD - senzori tlaka ili diferencijalnog tlaka; DR - senzori protoka; DVL - senzori vlažnosti; ADiG - analizatori eksplozije i plina; DUP - senzori kuta rotacije; TC - televizijske kamere; ST - signalna ploča; VP - sekundarni uređaji; MS - mnemonički dijagrami; KU - upravljačke tipke; RZVD - gadgeti za ručnu brzinu doze; LSDM - lokalni sustavi za doziranje materijala; LSR - lokalni regulacijski sustavi; BTsich - digitalna jedinica za prikaz s frekvencijskim ulazima; RDZ - ručna daljinska biranja; TsI - digitalni indikatori; IPM indikatori položaja mehanizama; TV - televizori; ShP računalo - elektronički računalni stroj za punjenje punjenja (kontrola vaganja materijala i produktivnosti ShP puta); TsVU STSK - digitalni računalni uređaj centraliziranog upravljačkog sustava (prikupljanje i obrada primarnih informacija, izračun složenih i specifičnih pokazatelja rada peći, automatsko popunjavanje izvještajnih dokumenata); BCR - digitalna registracijska jedinica; BTsID - digitalna pokazna jedinica s diskretnim ulazima; UHDP računalo - elektroničko računalo koje kontrolira toplinsko stanje i rad peći; IT - informativne ploče; I - prva faza implementacije (start-up kompleks); II i III, druga i treća faza provedbe.

18 Metode proračuna za određivanje parametara ugađanja kontrolera u LAN-u

19 Modeliranje LSU

Modeliranje je, u općem smislu, predstavljanje neke pojave (procesa) nekim opisom.

Opis može biti verbalan, u obliku modela:

Simulacija fizike- ovo je proučavanje objekata na fizičkim modelima, koji su neki objekti koji čuvaju fizičku prirodu izvornog objekta, ili opisani matematičkim jednadžbama sličnim jednadžbama. opisujući izvorni predmet. Primjer prve vrste modeliranja je proučavanje aerodinamičkih svojstava aviona ili automobila na maketama, primjer druge vrste je modeliranje njihala pomoću RLC lanca (oscilatorna karika).

Matematičko modeliranje- MM - zapis na jeziku matematike o zakonima koji reguliraju tijek proučavanog procesa ili koji opisuju funkcioniranje predmeta koji se proučava. MM je kompromis između beskonačne složenosti predmeta ili fenomena koji se proučava i željene jednostavnosti njegovog opisa.

MM mora biti dovoljno kompletan za to. tako da možete proučavati svojstva objekta i ujedno jednostavno za to. tako da je bila moguća njegova analiza sredstvima koja postoje u matematici i računarstvu.

Simulacijsko modeliranje temelji se na kompjuterskoj reprodukciji procesa funkcioniranja sustava, odvijanog u vremenu, uzimajući u obzir interakciju s vanjskim okruženjem. Osnova svakog simulacijskog modela (IM) je: razvoj modela sustava koji se proučava, izbor informativnih karakteristika objekta, izgradnja modela utjecaja vanjskog okruženja na sustav, izbor metoda za proučavanje simulacijskog modela. Uobičajeno, simulacijski model se može predstaviti u obliku operativnih, softverskih (ili hardverskih) implementiranih blokova. Blok za imitaciju vanjskih utjecaja (BIVV) oblikuje implementaciju slučajnih ili determinističkih procesa koji simuliraju učinke vanjskog okruženja na objekt. Jedinica za obradu rezultata (BOR) dizajnirana je za dobivanje informativnih karakteristika objekta koji se proučava. Informacije potrebne za to dolaze iz bloka matematičkog modela objekta (BMO). Upravljačka jedinica (BUIM) implementira metodu za proučavanje simulacijskog modela, čija je glavna svrha automatizirati proces provođenja IE.

Svrha simulacije je konstrukcija IM objekta i vođenje IE nad njim radi proučavanja zakona funkcioniranja i ponašanja, uzimajući u obzir zadana ograničenja i ciljne funkcije u uvjetima imitacije i interakcije s vanjskim okruženjem. Prednosti simulacijske metode mogu se pripisati: 1. provođenju IE nad MM sustavom, za koji prirodni eksperiment nije izvediv iz etičkih razloga, ili je eksperiment povezan s opasnošću za život, ili je skup, ili zato što se eksperiment ne može provesti s prošlošću; 2. rješavanje problema za koje su analitičke metode neprimjenjive, na primjer, u slučaju kontinuirano-diskretnih faktora, slučajnih utjecaja, nelinearnih karakteristika elemenata sustava itd.; 3. mogućnost analize općih situacija sustava i donošenja odluka uz pomoć računala, uključujući za tako složene sustave izbor kriterija za usporedbu strategija ponašanja čiji na razini projektiranja nije izvediv; 4. smanjenje termina i traženje projektnih rješenja koja su po nekim kriterijima optimalna, procjena učinkovitosti; 5. analiza mogućnosti strukture velikih sustava, raznih upravljačkih algoritama za proučavanje utjecaja promjena parametara sustava na njegove karakteristike itd. Zadatak simulacije je dobiti putanju razmatranog sustava u n-dimenzionalnom prostoru (Z 1, Z 2, ... Z n), kao i izračun nekih pokazatelja koji ovise o izlaznim signalima sustava i karakteriziraju njegova svojstva . Osnovne simulacijske metode: Analitička metoda koristi se za simulaciju procesa uglavnom za male i jednostavne sustave, gdje je faktor slučajnosti odsutan. Metoda statističkog modeliranja izvorno razvijena kao statistička metoda ispitivanja. Ovo je numerička metoda koja se sastoji u dobivanju procjena vjerojatnosnih karakteristika koje se podudaraju s rješenjem analitičkih problema (na primjer, s rješenjem jednadžbi i izračunom određenog integrala). Kombinirana metoda(analitičko i statističko) omogućuje kombiniranje prednosti analitičkih i statističkih metoda modeliranja. Koristi se u slučaju razvoja modela koji se sastoji od različitih modula koji predstavljaju skup statističkih i analitičkih modela koji međusobno djeluju kao cjelina. Štoviše, skup modula može uključivati ​​ne samo module koji odgovaraju dinamičkim modelima, već i module koji odgovaraju statičkim matematičkim modelima.

20 Ocjena kvalitete funkcioniranja JLS-a

Automatski upravljački sustavi moraju biti ne samo stabilni, već moraju osigurati i kvalitetu procesa upravljanja. Glavni najbitniji zahtjevi za kvalitetu upravljanja, koji nam omogućuju procjenu rada gotovo svih sustava upravljanja, nazivaju se pokazatelji procesa upravljanja. Oni karakteriziraju ponašanje sustava u prolaznom procesu. Pokazatelji kvalitete bit će vrijeme regulacije, prekoračenje, oscilacija procesa, greška u stacionarnom stanju, priroda prigušenja prijelaznog procesa i margina stabilnosti.

Kvaliteta upravljačkih procesa obično se ocjenjuje pomoću prijelazne funkcije, koja je odgovor sustava na vanjski utjecaj kao što je jedan skok. Za servo sustave i programirano upravljanje, prijelazna funkcija se razmatra u odnosu na referentno djelovanje, a za stabilizacijske sustave - u odnosu na smetnju.

Slika 1. Određivanje pokazatelja kvalitete regulacije na prijelazni odziv.

Na sl. 1 prikazana je prijelazna funkcija pomoću koje je moguće odrediti glavne pokazatelje kvalitete prijelaznog procesa: vrijeme regulacije, prekoračenje itd.

Vrijeme regulacije određuje trajanje prijelaza. Teoretski, prijelazni proces traje beskonačno dugo, ali se u praksi smatra završenim čim odstupanje kontrolirane vrijednosti od njezine nove stabilne vrijednosti ne prijeđe dopuštene granice.

Vrijeme regulacije naziva se minimalno vrijeme nakon kojeg, počevši od trenutka početka ulaznog signala, izlazna varijabla odstupa od stabilne vrijednosti za iznos koji ne prelazi određenu specificiranu konstantnu vrijednost od 0,5.

Vrijeme regulacije karakterizira brzinu sustava.

Stopa odgovora može se okarakterizirati i vremenom kada funkcija prijelaza dosegne novu vrijednost u stabilnom stanju i vremenom koje je potrebno da postigne maksimalnu vrijednost.

Prekoračenje je maksimalno odstupanje kontrolirane vrijednosti od zadane vrijednosti i izraženo u postocima.

Vrijeme regulacije i prekoračenje su međusobno povezani. Dakle, prekoračenje ovisi o brzini promjene kontrolirane vrijednosti, koja grafički predstavlja tangentu kuta nagiba α (alfa) tangente u točki A na krivulju (slika 1.).

Što je ova brzina veća, to je veće prekoračenje. Stoga, da bismo ga smanjili, potrebno je smanjiti brzinu kojom se sustav približava novom stabilnom stanju. Ali to će dovesti do povećanja vremena regulacije. Ako se sustav približi stabilnom stanju s nultom brzinom, tada uopće neće biti prekoračenja, ali će se vrijeme regulacije značajno povećati (slika 2).

Slika 2. Prijelazni odziv sustava automatskog upravljanja bez prekoračenja.

Vrijednosti vremena upravljanja i prekoračenja često se postavljaju kao početni podaci za sintezu korektivnih uređaja, budući da ispravan odabir i podešavanje potonjih osigurava suzbijanje neželjenih fluktuacija kontrolirane varijable u prijelaznom procesu. Za neke sustave, prekoračenje je općenito neprihvatljivo, na primjer, za sustave za automatsku kontrolu fizičkih veličina u procesima povezanim s pripremom proizvoda. Također treba imati na umu da želja za smanjenjem vremena upravljanja dovodi do povećanja snage aktuatora.

Titranje procesa karakterizira broj oscilacija kontrolirane vrijednosti tijekom vremena regulacije.

Oscilacija se kvantitativno ocjenjuje logaritamskim dekrementom prigušenja, koji je prirodni logaritam omjera dviju sljedećih amplituda odstupanja kontrolirane vrijednosti jednog smjera.

Što je veći logaritamski dekrement prigušenja, to se brže događa prolazni raspad.

Greška stacionarnog stanja ukazuje na točnost upravljanja u stacionarnom stanju. Izjednačava se razlikom između zadane vrijednosti kontrolirane varijable i njezine stabilne vrijednosti pod normalnim opterećenjem.

Priroda prigušenja prijelaznog procesa omogućuje nam da klasificiramo prijelazne procese u upravljačkim sustavima i razlikujemo četiri glavne vrste među njihovom raznolikošću (slika 3): oscilatorni proces (krivulja 1) - u njemu je inherentno nekoliko vrijednosti prekoračenja; proces niske vibracije (krivulja 2) - proces s jednim prekoračenjem; monotoni proces (krivulja 4), u kojem brzina promjene kontrolirane vrijednosti ne mijenja predznak tijekom cijelog vremena regulacije; aperiodični proces (krivulja 3) - proces kada je kontrolirana vrijednost manja od svoje stabilne vrijednosti s točnošću do mrtve zone regulatora za sve vrijednosti regulacijskog vremena.

Slika 3. Glavne vrste karakteristika prijelaznih procesa automatskih upravljačkih sustava pod tipičnim pojedinačnim djelovanjem.

Granica stabilnosti je fizička bit i metode određivanja ovog pokazatelja kvalitete upravljanja.

Pokazatelji koji karakteriziraju kvalitetu sustava u prolaznom načinu rada dijele se na izravne i neizravne.

Izravni pokazatelji su numeričke procjene kvalitete dobivene izravno iz prijelaznog odziva. Za dobivanje izravnih pokazatelja kvalitete potrebno je imati prijelaznu krivulju koja se može izgraditi prema strukturnom dijagramu ili diferencijalnoj jednadžbi sustava automatskog upravljanja pomoću analognih računala ili računala.

Neizravne procjene kvalitete prijelaznog procesa omogućuju utvrđivanje nekih značajki prijelaznog procesa i utvrđivanje utjecaja parametara sustava na kvalitetu prijelaznih procesa. Neizravni pokazatelji kvalitete uključuju korijensku, učestalost i integralne procjene.

Razmotrite procjene kvalitete korijena. Geometrijski, stupanj stabilnosti se može definirati kao udaljenost u ravnini od imaginarne osi do korijena koji joj je najbliži ili najbližeg para kompleksnih korijena (slika 4).

Slika 4. Temeljne ocjene kvalitete sustava automatskog upravljanja.

Koncept stupnja stabilnosti koristi se za sintezu sustava automatskog upravljanja.

Razmotrite procjene kvalitete učestalosti. U slučaju harmonijskih utjecaja, kvaliteta sustava automatskog upravljanja obično se ocjenjuje frekvencijskim karakteristikama. Za to se koriste sljedeće vrijednosti: indeks vibracija i granična frekvencija. Indeks osciliranja je omjer maksimalne vrijednosti amplitudno-frekventne karakteristike sustava zatvorene petlje i njegove vrijednosti na frekvenciji od nule. Granična frekvencija je frekvencija na kojoj je frekvencijski odziv jednak jedan. Posredno, karakterizira trajanje prijelaznog procesa.

Razmotrite integralne ocjene kvalitete. Krivulja prijelaza može se koristiti za procjenu kvalitete procesa regulacije u danom sustavu. Kvaliteta regulacije može se neizravno ocijeniti područjem između krivulje prijelaznog procesa i crte stacionarnog stanja. U ovom slučaju, kriterij kvalitete bit će određeni vremenski integral funkcije koja karakterizira razliku između stvarne i zadane vrijednosti kontrolirane varijable.

21 Principi konstruiranja LSU s temperaturom u TOU

22 Principi konstruiranja LSU-a pritiskom u TOU

23 Principi konstruiranja LSU s potrošnjom u TOU

24 Načela izgradnje razine LSU u TOU

25 Sustavi automatske zaštite i blokade