Контент-платформа Pandia.ru:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Проектирование автоматизированных систем

 просмотров


Проектирование автоматизированных систем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Конспект лекций для студентов специальности

220301 «Автоматизация технологических процессов

и производств (в теплоэнергетике

8 семестр

Составитель В. В. Медведев

Дата разработки: сентябрь 2010 г.

Томск 2010

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЕКТИРОВАНИИ АСУ ТП

Внедрение современных автоматизированных систем управления в теплоэнергетике является средством повышения эффективности объектов теплоэнергетики, безопасности работы технологического оборудования, улучшение экологических показателей. Широкое применение для управления технологическими процессами микропроцессорной техники и промышленных компьютеров является стратегическим направлением развития и совершенствования средств автоматизации и систем управления, обеспечения их открытости и высокой надежности. Создание новых систем управления представляет собой сложный и продолжительный процесс, содержащий этапы проектирования автоматизированной системы управления, изготовления и комплектации составляющих ее элементов, монтажа, наладки и ввода системы в эксплуатацию.

Проектирование автоматизированных систем управления представляет собой процесс создания комплекта технической документации, моделей и опытных образцов, необходимых и достаточных для изготовления, монтажа, наладки и эксплуатации автоматизированной системы управления. Комплект технической документации, необходимой для создания автоматизированной системы управления называется проектом этой системы. Процесс создания проекта называется проектированием, или процессом проектирования.

Термин «проектирование» представляет собой понятие, происходящее от латинского слова projectus, которое в переводе означает «предварение», «выдающийся вперед». Как следует из определения, проектирование должно предвидеть прогресс науки и техники и закладывать в комплект создаваемой технической документации структуры и параметры автоматизированных систем управления, обеспечивающие превосходство новой системы над имеющимися лучшими из известных в мировой практике аналогов.

К основным терминам, характеризующим процесс проектирования относят следующие.

Проектная процедура – совокупность проектных операций над исходными данными,

выполнение которых заканчивается проектным решением.

Проектное решение – промежуточное или конечное описание объекта проектирования,

необходимое и достаточное для завершения проектной процедуры.

Проектная операция – действие или совокупность действий проектировщика, составляющих часть проектной процедуры и заканчивающихся получением фрагмента проектного решения. Проект представляет собой совокупность проектных документов (технической документации) в соответствии с установленными нормативными документами перечнями (ЕСКД, ЕСТП, ЕСТД, ЕСС АСУ). В состав проектов систем управления могут включаться также опытные образцы, в которых представлены результаты проектирования.

Определение целесообразного уровня и объема автоматизации технологического объекта является одной из основных задач при разработке новой системы управления или модернизации действующей системы управления. В зависимости от различных факторов, при создании проекта системы автоматизации могут разрабатываться локальные системы автоматизации и автоматизированные системы управления.

Объектами проектирования могут являться системы контроля, системы автоматического регулирования, системы логического управления, системы оптимального управления, системы адаптивного управления, системы программного управления, системы технологических защит и блокировок, системы диагностирования, системы прогнозирования и др.

Наиболее сложными объектами проектирования являются автоматизированные системы управления технологических процессов (АСУ ТП). Такие системы управления имеют многоуровневую структуру. Основное назначение АСУ ТП – объединение локальных АС в единую взаимосвязанную систему, обеспечивающую управление технологическими процессами на качественно новом уровне с использованием в управлении технико-экономических критериев.

Цель и задачи проектирования автоматизированных систем управления

Исходя из вышеизложенного, целью проектирования автоматизированной системы управления в теплоэнергетике является создание проекта локальной или автоматизированной системы управления технологических процессов теплоэнергетического объекта или совокупности таких объектов.

К основным задачам, решаемым в процессе проектирования автоматизированных систем управления, относятся следующие задачи.

1.  Анализ объекта автоматизации и формулирование технических требований к системе.

2.  Определение рационального уровня автоматизации, определение структуры системы

контроля и управления автоматизируемого процесса.

3.  Выбор и обоснование методов контроля, регулирования и управления технологическими процессами, прогнозирования и диагностирования.

4.  Выбор комплекса технических средств автоматизации.

5.  Оптимальное размещение средств автоматизации на технологическом оборудовании,

по месту, на щитах и пультах в постах управления.

6.  Обеспечение эффективности методов монтажа технических средств автоматизированных систем управления и линий связи.

7.  Подготовка технологической и эксплуатационной документации.

8.  Обеспечение открытости автоматизированной системы управления.

Особенности объекта управления и управляющей системы, влияющие

на требования к процессу проектирования и внедрения АСУ ТП

На требования к процессу проектирования и внедрения в производство автоматизированных систем управления объектов теплоэнергетики, как специфического класса технических систем, влияют следующие особенности этих систем.

1.  Физическая разнородность как объектов управления, так и устройств и элементов, входящих в автоматизированные системы управления.

2.  Непрерывный динамический процесс функционирования как объектов управления, так и автоматизированных систем управления.

3.  Многокритериальность условий функционирования и работоспособности, при этом многие критерии противоречивы, например, устойчивость и точность, надежность и массогабаритные характеристики и др.

4.  Неопределенность задаваемых параметров и возмущающих воздействий, определяемая

наличием не только внешних, но и внутренних воздействий, нестационарность

во времени параметров устройств и элементов систем управления.

5.  Наличие нескольких контуров управления, многомерность систем управления.

6.  Использование в структурах систем управления микропроцессорной техники.

7.  Высокая стоимость, длительность и высокая трудоемкость процессов проектирования

и внедрения автоматизированных систем управления.

Основные этапы создания АСУ ТП

Путь от заказа на конкретную АСУ ТП до ее внедрения на технологическом объекте управления содержит следующие этапы.

1.  Формирование замысла создания новой АСУ ТП, или модернизации

действующей системы управления.

2.  Формулирование целей внедрения новой АСУ ТП в производство,

или целей модернизации действующей системы управления.

3.  Выбор организации-проектировщика системы управления.

4.  Изучение объекта автоматизации и действующей системы управления.

5.  Формулирование технических требований к новой системе управления,

комплектование набора исходных данных.

6.  Разработка и оформление конструкторской и схемной документации.

7.  Выбор комплекса технических средств АСУ ТП.

8.  Оформление технологической и эксплуатационной документации.

9.  Разработка и оформление информационного, математического и программного

обеспечений АСУ ТП.

10.  Выбор предприятия-изготовителя щитовой продукции и монтажной организации.

11.  Комплектация технических средств АСУ ТП, средств вычислительной техники

и монтажных материалов.

12.  Монтаж и наладка АСУ ТП.

13.  Пробная эксплуатация АСУ ТП и ввод в постоянную эксплуатацию.

Организация или предприятие-заказчик формирует, согласовывает и выдает заказ на создание новой АСУ ТП, или модернизацию действующей системы управления. Такой заказ должен содержать идею, исходные данные, обоснование объекта проектирования, основные требования к автоматизированной системе управления.

Получение заказа проектной организацией и гарантий оплаты проектных работ означает начало процесса проектирования. Материалы проекта передаются в специальное конструкторское и технологическое подразделение монтажной организации, в котором осуществляется технологическая подготовка производства. Сущность этой подготовки заключается в том, чтобы в соответствии с проектом, а также в соответствии с производственной практикой монтажной организации разработать технологические маршруты и карты последовательности рабочих операций изготовления элементов и устройств АСУ ТП, их сборки, контроля и сдачи заказчику. С этой целью используется проектная и технологическая документации. Изготовленные устройства и элементы АСУ ТП подвергаются многочисленным испытаниям, по результатам которых осуществляется коррекция практически всех предыдущих этапов. После приемки устройств и элементов АСУ ТП заказчиком они монтируются на технологическом объекте, проходят пусконаладочные процедуры и вводятся в эксплуатацию.

Эффективное решение стоящих перед организацией-проектировщиком проблем, возникающих в процессе проектирования, невозможно без прогнозирования и моделирования автоматизируемых и проектируемых объектов, разработки прогрессивных средств и методов проектирования, анализа прогнозов развития автоматизируемых технологических процессов и технических средств автоматизации. Решить эти задачи можно путем использования унифицированных проектных решений, совершенствования нормативной базы проектирования и системы оценочных показателей качества проектных решений, совершенствования организации и управления процессом проектирования.

Одним из определяющих факторов повышения качества и эффективности проектов автоматизированных систем управления в условиях совершенствования процесса проектирования и широкого использования систем автоматизации проектирования является развитие нормативного обеспечения. Нормативно-технические документы, входящие в состав нормативного обеспечения процесса проектирования систем автоматизации, представляют собой комплекс норм, правил, требований, обязательных для выполнения, разработанные в установленном порядке и утвержденные соответствующими органами. К таким документам относятся документы государственной системы стандартизации (ГОСТ, ОСТ, СТП) и документы, содержащие наряду с обязательными требованиями рекомендательные, допускающие возможные решения в зависимости от конкретных условий и сопутствующих факторов (СНиП, РД, МУ). Такие документы широко используются в процессе проектирования автоматизированных систем управления.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ АСУ ТП

Сущность системного подхода к проектированию АСУ ТП

В процессе проектирования автоматизированных систем управления широко используется так называемый системный подход. Системный подход представляет собой понятие, подчеркивающее значение комплексности, широты охвата и четкой организации в исследовании объектов управления и автоматизированных систем управления, а также в процессе проектирования автоматизированных систем управления. Системный подход в проектировании отличается от традиционного предположением, что целое обладает такими качествами (свойствами), какими не обладают его части. Наличием этих свойств целое и отличается, в основном, от своих частей.

Системный подход к проектированию АСУ ТП заключается в разбиении всей системы на подсистемы (декомпозиция системы) и учете при ее разработке не только свойств конкретных подсистем, но и связей между ними. Например, при проектировании системы управления парогенератором может быть поставлена задача максимизации производительности при заданных ограничениях на качество перегретого пара. Однако данная подсистема является составной частью системы управления энергоблоком, поэтому если повышение производительности парогенератора не учтено при проектировании системы управления паровой турбины, то показатели функционирования энергоблока останутся на прежнем уровне.

Системный подход в проектировании АСУ ТП опирается на известный закон взаимосвязи и взаимообусловленности явлений в проектируемой системе и требует рассмотрения изучаемых явлений и объектов не только как свойств самостоятельной системы, но и как свойств подсистем АСУ ТП, по отношению к которым анализируемую подсистему или совокупность подсистем нельзя рассматривать как замкнутые.

Системный подход требует анализа как можно большего числа связей в проектируемой АСУ ТП, не только внутренних, но и внешних, чтобы не упустить существенные связи и факторы и оценить их эффективность.

Системный подход к анализу и разработке АСУ ТП находит применение в системном анализе проектируемой системы и системотехнике. Системотехника представляет собой науку, изучающую вопросы планирования, проектирования и поведения сложных информационных систем. В системотехнике рассматриваются системы, обладающие следующими признаками.

1.  Система обладает цельностью, т. е. все ее части служат достижению единой цели.

2.  Система является большой как с точки зрения составляющих ее элементов, так и с точки зрения количества одинаковых частей, а также количества выполняемых функций.

3.  Система является сложной как по структуре, так и по математической модели.

4.  Система является полуавтоматической, т. е. часть функций системы всегда выполняется техническими средствами системы, а часть функций – человеком.

5.  Входные воздействия системы имеют стохастическую природу, отсюда следует невозможность предсказания поведения системы для любого момента времени.

6.  Большинство систем, тем более сложные системы, содержат элементы конкурентных ситуаций (состояний).

Особенности системного подхода при проектировании АСУ ТП

Системный подход (анализ) является общей методической базой при проектировании АСУ ТП, позволяющей решать сложные проблемы и задачи создания АСУ ТП и ее элементов на современной научно-технической основе. Отметим две характерные особенности системного анализа при проектировании АСУ ТП.

1.  Системный анализ предусматривает рассмотрение всех элементов и составляющих процесса проектирования АСУ ТП в их взаимной связи, взаимообусловленности, взаимозависимости и взаимном влиянии в интересах наиболее оптимального достижения как частных, так и общих целей создания АСУ ТП.

2.  Системный анализ исходит из обязательной предпосылки о необходимости анализа процессов проектирования (и их результатов) в их взаимной связи на основе широкого применения современных количественных методов исследования (аналитических методов математического, физического или натурного моделирования, методов исследования операций, экспертных оценок).

Такой подход позволяет в процессе проектирования вырабатывать и принимать количественно обоснованные решения в условиях неопределенности и неполноты информации об объекте проектирования, а иногда и об объекте автоматизации.

Достаточно удобной формой изложения содержания системного анализа является укрупненная структурная схема, сопровождаемая пояснительной запиской. Элементами такой схемы являются циклы проектирования АСУ ТП (Рис. 1).

 

Рис. 1. Структурная схема, иллюстрирующая содержание системного анализа

На рис. 1 приняты следующие обозначения основных этапов проектирования АСУ ТП.

1.  Оценка целесообразности разработки и предварительный выбор структуры АСУ ТП.

2.  Предварительный выбор технических решений при проектировании АСУ ТП.

3.  Окончательный выбор структуры АСУ ТП.

4.  Окончательный выбор технических решений по построению подсистем

и АСУ ТП в целом.

5.  Окончательный выбор решений по разработке технических средств автоматизации.

6.  Окончательный выбор решений по разработке математического и программного

обеспечения.

7.  Организация функций АСУ ТП на базе выбранных технических средств автоматизации.

8.  Изготовление и монтаж элементов АСУ ТП.

9.  Отладка, испытания и внедрение АСУ ТП в производство.

Общие принципы проектирования автоматизированных систем управления

Современный уровень развития техники поставил задачу разработки общих принципов проектирования автоматизированных систем управления, цель которых – обеспечить создание высокоэффективных систем управления и повысить эффективность самого процесса проектирования этих систем. Основные причины чрезвычайной актуальности этой задачи заключаются в следующем.

1.  Технологические объекты управления становятся все более крупномасштабными и дорогостоящими, что приводит к удорожанию и к увеличению сроков проектирования систем управления.

2.  Любые ошибки, допущенные в процессе проектирования систем управления, приводят к значительным затратам материальных и трудовых ресурсов.

3.  Увеличивается сложность систем управления. Это выражается в том, что возрастает число задач, решаемых в процессе управления. Простейшие задачи стабилизации управляемых параметров уступают место сложным задачам самонастройки системы на оптимум показателей.

4.  Одновременно с ростом числа задач управления сокращается допустимое время принятия решений по управлению и повышаются требования к надежности проектируемых систем. Растет число обрабатываемых потоков информации и скорости их поступления.

5.  Проектирование начинается и достаточно долго проводится в условиях неопределенности, т. е. при отсутствии в полном объеме информации, необходимой для правильного выбора технических решений.

Перечисленные причины показывают актуальность задачи создания научных принципов проектирования современных автоматизированных систем управления. Методологией (основой) анализа и построения систем управления, учитывающей их специфику, является упомянутый выше системный подход, а область науки и техники, изучающая проблемы создания новых систем управления с позиций системного подхода, называется системотехникой. Системотехника имеет важное значение благодаря тому, что ее положения предписывают инженеру, конструирующему новую систему управления, определенный образ действий и во многом предопределяют направления его мышления. В широком смысле системный подход означает, что прежде всего должны быть сформулированы цели, критерии эффективности и ограничения для системы управления в целом. Системный подход учитывает следующие особенности современных систем управления.

1.  Наличие большого количества функций управления.

2.  Большое количество составных частей, действия которых в значительной степени взаимосвязаны и взаимообусловлены.

3.  Наличие общей цели функционирования, сложным образом связанной с частными целями отдельных подсистем.

4.  Воздействие большого количества случайных факторов на процессы проектирования, изготовления и эксплуатации системы управления.

5.  Сложный характер эксплуатации системы управления, в ходе которой изменяются

условия функционирования.

6.  Необходимость учета экономических факторов при проектировании систем управления.

Перечисленные особенности в полной мере присущи сложным автоматизированным системам управления и в той, или иной степени имеются у систем управления теплоэнергетическими объектами. Названные выше особенности определяют следующие основные принципы системного подхода к проектированию автоматизированных систем управления.

1.  Процесс проектирования систем управления должен быть комплексным.

Сущность этого принципа состоит в максимально полном анализе связей, существующих как в объекте управления, так и в управляющей системе. Если возможность анализа существующей системы управления не подлежит сомнению, то каким же образом можно провести анализ проектируемой системы управления?

Задача проектирования новой системы управления возникает не на пустом месте, а развивается из оценки результатов функционирования, например, более простой, может быть, элементарной системы управления. Анализ такой системы, всесторонняя оценка исходных предпосылок и исследование взаимодействия отдельных элементов управляющей системы – первое условие комплексного подхода.

Второе условие – максимально более полный учет всех факторов, влияющих на качество системы управления при анализе эффективности. Стремление повысить эффективность по каждому фактору в отдельности приводит к противоречивым требованиям, которым должна удовлетворять система управления. Очевидно, что один и тот же процесс управления не может быть реализован с помощью системы, которая одновременно была бы самой точной, самой надежной и самой дешевой из всех возможных систем. Чаще всего оказывается невозможным улучшить показатель по одному критерию эффективности, не ухудшив при этом показателей по другому критерию эффективности. Это обстоятельство заставляет оценивать каждый вариант системы управления или по комплексному критерию эффективности, в который входят в той или иной функциональной зависимости все важнейшие критерии, либо решать задачу оптимизации для отдельного критерия, учитывая другие в качестве ограничивающих факторов.

2.  Процесс проектирования систем управления должен иметь иерархическую структуру.

Этот принцип определяет последовательность анализа объекта управления и системы управления при проектировании. В соответствии с этим анализ должен начинаться с выхода системы управления, рассматриваемой как единое целое. Затем система управления разбивается на небольшое количество достаточно крупных подсистем, исследуется вклад каждой из них в результирующий выход системы управления. Такой подход позволяет точнее и быстрее устанавливать требования к характеристикам элементов системы управления по заданным требованиям к качеству функционирования системы в целом.

3.  Методом проектирования сложной системы управления должен являться

метод декомпозиции.

Как известно, декомпозицией называется разбиение целого на составные части с целью исследования этих частей независимо друг от друга. Иерархическая структура процесса проектирования систем управления и широкое использование метода декомпозиции объясняется особенностями процесса принятия решений в ходе создания системы управления и в ходе ее эксплуатации. Качество принятого решения в общем случае зависит от информированности об объекте управления и временного ресурса, т. е. многообразия просмотренных способов воздействия на технологические процессы и от того, насколько тщательно и полно проведен анализ хода технологических процессов до некоторого момента времени. С другой стороны, закономерности управляемого процесса обычно таковы, что высокое качество управления может быть достигнуто лишь при достаточно малой задержке во времени управляющего воздействия. Таким образом, основное противоречие в требованиях к организации процесса принятия решения – противоречие между объемом работы по получению и переработке информации и отводимым на эту работу временем. Одним из путей решения этой задачи (разрешение этого противоречия) является использование иерархической структуры процесса принятия решения при управлении технологическими процессами.

Задача, подлежащая решению, разбивается на ряд задач (проводится декомпозиция задачи), каждая из которых по объему и сложности такова, что может быть решена за приемлемое время и содержит координирующие условия, обеспечивающие объединение решений частных задач. Управляемый процесс при этом, как правило, может быть разбит на ряд соответствующих взаимосвязанных подпроцессов. Координирующие условия вырабатываются в результате декомпозиции исходной задачи, которая может осуществляться за меньшее время и при более ограниченном объеме информации, чем полное решение исходной задачи. Постановка частных задач и объединение их решений в решение полной задачи осуществляется на более высоком уровне соподчиненных решающих систем, чем решение частных задач, и представляет собой также процесс принятия решений.

Разбиение управляемых технологических процесса на подпроцессы, общей задачи – на частные задачи, как правило, соответствует представлению цели АСУ ТП в виде совокупности частных целей. Подсистема, состоящая из взаимодействующего со средой объекта, операторов, обеспечивающих достижение частной цели, а также всех средств и связей, предназначенных для достижения этой частной цели, называется автоматизированной подсистемой управления. Способы достижения частных целей системы управления могут быть определенным образом взаимосвязаны и взаимообусловлены. Кроме того, одни и те же средства могут использоваться для достижения различных целей, так что в общем случае при анализе и оценке системы управления необходимо рассматривать всю систему как единое целое, а не суммировать показатели отдельных подсистем, что является еще одним из условий рассматриваемого принципа проектирования систем управления.

4.  Процесс проектирование системы управления должен быть итерационным.

На первых этапах проектирования систем управления применяют приближенные методы и оценки, пренебрегают второстепенными факторами для того, чтобы изучить и понять главные явления и определить основные характеристики проектируемой системы. Только после этого можно перейти к включению в рассмотрение второстепенных, ранее не учтенных факторов. Затем необходимо вернуться к анализу основных явлений, процессов и характеристик, теперь уже с учетом второстепенных факторов. Далее процесс повторяется. Следует новый переход к рассмотрению второстепенных факторов и их уточнение и т. д. Такая методика придает проектированию систем управления циклический характер, приводит к многократному анализу процесса функционирования проектируемой системы.

Необходимость применения этого принципа объясняется, в первую очередь, недостаточным объемом исходных данных в начале проектирования систем управления, их низкой точностью и достоверностью. Эти обстоятельства не являются результатом плохой подготовки к созданию системы управления или ошибками в чьей-то работе. Они – объективное следствие новизны разработки: чем больше изменений закладывается в разрабатываемую систему по сравнению с существующей системой, тем глубже и длительней идет итерационный процесс. Существует тесная связь этого принципа с принципом комплексности, их взаимная обусловленность и необходимость комплексного подхода на каждой новой итерации.

5.  При проектировании следует предусматривать свойство открытости системы управления.

Использование этого принципа означает, что не стоит стремиться проектировать систему управления абсолютно совершенной. Ее необходимо делать достаточно хорошей для решения поставленных задач, а также обеспечить возможность развития системы управления, ее совершенствования и модернизации. Это положение обусловлено высоким современным темпом научно-технического прогресса и направлено на продление срока эффективной эксплуатации системы управления. Создание систем управления теплоэнергетическими объектами рассчитано на долгие годы эксплуатации и связано со значительными затратами средств и времени.

К системе управления, долгие годы находящейся в эксплуатации, меняются требования, поскольку в процессе эксплуатации претерпевает изменения управляемый объект, происходят изменения в окружающей среде, модифицируются цели системы управления, появляется необходимость совершенствования и наращивания уровня автоматизации. Необходимо, чтобы в эксплуатацию могли вводиться системы управления с различными уровнями автоматизации. При разработке современных автоматизированных систем управления необходимо предусматривать возможность изменения и расширения системы без существенных переделок.

Принципы выбора проектных решений

Системный подход в системотехнике, как науке, изучающей вопросы проектирования сложных систем управления, проявляется в следующих принципах выбора проектных решений.

1.  Принцип максимума эффективности.

Критерием эффективности является отношение (или разность) показателей ценности результатов, полученных в процессе функционирования системы управления, к показателю затрат на ее создание.

С помощью принципа максимума эффективности можно сформулировать основной метод проектирования автоматизированных систем управления - единая система разделяется на части по функциональному признаку, устанавливаются возможные варианты реализации этих частей, связей между ними и из множества вариантов выбирается структура системы управления, отвечающая требованием максимума эффективности.

2. Принцип согласования частных критериев эффективности между собой и общим

(глобальным, комплексным) критерием эффективности.

Принцип согласования частных критериев эффективности между собой и общим (глобальным, комплексным) критерием эффективности предполагает, что для оптимального функционирования системы управления в целом не требуется оптимизации функционирования каждой из ее подсистем. Для достижения общей цели должны быть согласованы между собой критерии эффективности каждой подсистемы.

3.  Принцип оптимума автоматизации.

Из принципа оптимума автоматизации следует, что не все задачи проектирования автоматизированных систем управления должны решаться только на основе известных аналогов проектируемой системы управления. Уровень автоматизации необходимо обосновать, исходя из критериев эффективности.

4.  Принцип централизации информации.

Сущность принципа централизации информации заключается в том, что система управления эффективна только в том случае, в котором информация, используемая для управления, собирается, хранится и обрабатывается на основе единых массивов (банков) информации.

5.  Принцип явлений с малой вероятностью.

Принцип явлений с малой вероятностью утверждает, что основную задачу автоматизированной системы пересматривать нельзя, а основные характеристики системы не должны значительно изменяться для того, чтобы система оказалась работоспособной в ситуациях, для которых вероятность возникновения очень мала.

Основная терминология, используемая при описании систем

Система – комплекс элементов, находящихся во взаимодействии.

Открытая система – система, к которой подводится или от которой отводится энергия

или вещество.

Замкнутая система – система, к которой не подводится или от которой не отводится

энергия или вещество.

Иерархическая система (АС) – автоматизированная система, имеющая многоуровневую

структуру в функциональном, техническом или организационном плане.

Подсистема – часть системы, обладающая всеми свойствами системы.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУ ТП

Общие сведения об организации работ по созданию АСУ ТП ТЭС

Разработка общеотраслевых нормативных и руководящих материалов (ГОСТ, ОСТ, РМ, РД, МУ и др.) производится отделами АСУ ТП отраслевого министерства. Экспертизу технологических разделов проектов на строительство (реконструкцию) предприятий в части АСУ ТП сложными технологическими процессами, крупными агрегатами и вспомогательными производствами ТЭС обычно в теплоэнергетике возлагают на специальные подразделения фирм, концернов и холдингов. Ответственность за общий научно-технический уровень АСУ ТП ТЭС несут владельцы объектов теплоэнергетики.

Контроль за планированием работ, фактическим выполнением планов, а также общее научное и организационно-методическое руководство осуществляется соответствующими головными организациями на каждом уровне управления отрасли или теплогенерирующих компаний (научно-исследовательские или проектно-конструкторские организации, располагающие специализированными подразделениями).

Предприятия-поставщики несут ответственность за комплектность поставок технологического оборудования автоматизированного комплекса объекта теплоэнергетики, включая средства контроля, автоматизации и управления.

На головную организацию по АСУ ТП отрасли возлагаются следующие

основные функции:

- методическое руководство проектными организациями по созданию АСУ ТП отрасли;

- определение и обоснование основных направлений работ по созданию АСУ ТП

и формирование научно-технических прогнозов развития АСУ ТП на длительный период;

- подготовка с предприятиями отрасли перспективных планов развития АСУ ТП;

- организация разработки отраслевых стандартов и руководящих методических

материалов по вопросам создания АСУ ТП;

- организация работ по унификации решений, применяемых при создании АСУ ТП;

- участие в работе комиссий, проводящих испытания АСУ ТП при передаче систем

в промышленную эксплуатацию;

- организация и участие в проведении работ по анализу функционирования

действующих АСУ ТП ТЭС;

- координация и контроль за проведением работ по созданию АСУ ТП на объектах

теплоэнергетики;

- создание и ведение фонда типовых алгоритмов и программ, используемых в АСУ ТП.

Планирование работ по созданию АСУ ТП ТЭС

Планирование работ по созданию АСУ ТП ТЭС базируется на прогнозах развития:

- технологических процессов и основного технологического оборудования объектов

теплоэнергетики;

- АСУ ТП ТЭС различных классов и назначения;

- технических средств автоматизации и программных средств, используемых при создании

и функционировании АСУ ТП ТЭС.

При планировании работ по созданию АСУ ТП ТЭС учитывают результаты предварительного обследования действующих и проектируемых технологических объектов управления, включая анализ функционирования созданных систем.

В процессе разработки и утверждения планов создания АСУ ТП ТЭС устанавливаются полный объем и источники финансовых ресурсов на все виды работ по созданию АСУ ТП ТЭС, а также производятся технико-экономические расчеты, обеспечивающие обоснование и выбор оптимальных вариантов АСУ ТП в соответствии с возможными объемами финансирования.

В каждом плане создания АСУ ТП ТЭС должны быть определены:

- технологические объекты управления, для которых предполагается создание АСУ ТП;

- наименование систем автоматизации с указанием особенностей создания (оригинальные или

повторного применения);

- объемы и источники финансирования по каждой системе управления;

- технико-экономические цели создания.

Основанием для проведения работ по созданию АСУ ТП ТЭС на конкретном объекте являются решения руководящих органов организации, в которую входит предприятие, например, решение совета директоров теплогенерирующей компании.

С целью обеспечения одновременного ввода АСУ ТП и строящегося (реконструируемого) технологического объекта управления, необходимые проектные, научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по созданию АСУ ТП проводятся по комплексным программам, увязанным с планами разработки технологического объекта управления.

Планы создания АСУ ТП должны согласовываться между предприятием-заказчиком, организацией-разработчиком и организацией-проектировщиком АСУ ТП по объемам, номенклатуре и срокам выполнения работ.

Финансирование работ по созданию АСУ ТП ТЭС возможно из различных источников, в частности, из бюджетных средств, средств кредитных организаций, средств частных владельцев объектов теплоэнергетики.

Обязанности и права заказчиков и исполнителей работ по созданию АСУ ТП ТЭС

Права, обязанности и ответственность заказчиков и исполнителей работ по созданию АСУ ТП ТЭС определяются условиями договоров между ними, составленных в соответствии с действующими положениями и инструкциями о заключении хоздоговоров, а также действующим законодательством.

Основные права предприятий или организаций-заказчиков создания АСУ ТП ТЭС

В договорах на создание АСУ ТП ТЭС обычно указывают следующие права предприятий или организаций-заказчиков создания АСУ ТП ТЭС.

1. Заключать договоры с исполнителями отдельных видов работ по созданию АСУ ТП и

поставщиками технических средств АСУ ТП.

2. Проверять ход и качество работ по созданию АСУ ТП, предусмотренных договором,

не вмешиваясь в оперативную деятельность исполнителя-проектировщика.

3. В случае расторжения договора требовать от исполнителя представления отчета

о выполненной работе.

4. Принимать участие в работе комиссии при сдаче системы автоматизации в опытную или

постоянную эксплуатацию.

Основные обязанности предприятия – заказчика

В договорах на создание АСУ ТП ТЭС обычно указывают следующие обязанности предприятий или организаций-заказчиков создание АСУ ТП ТЭС.

1. Обеспечение разработки технико-экономического обоснования создания АСУ ТП

и исходных технических требований к системе управления.

2. Участие в рассмотрении и обеспечении подготовки и утверждения технического задания

на создание АСУ ТП.

3. Обеспечение финансирования работ по созданию АСУ ТП, обеспечение комплектации

системы, организация работ по ее монтажу и наладке.

4. Обеспечение представления исполнителю работ необходимых исходных данных

на всех стадиях проектирования АСУ ТП.

5. Создание на технологическом объекте условий, требуемых для выполнения работ по

созданию АСУ ТП.

6. Обеспечение выполнения согласованных требований исполнителя к технологическому

оборудованию, включая модернизацию последнего.

7. Обеспечение поставки оборудования индивидуального изготовления к началу

монтажных работ.

8. Контроль выполнения, приемка и оплата выполненных работ, предусмотренных в

договоре.

9. Привлечение сотрудников своих подразделений, участвующих в эксплуатации

системы управления, к работам по созданию новой АСУ ТП или модернизации

действующей системы управления.

10. Обеспечение комплектации штатов АСУ ТП в установленные договором сроки.

11. Обучение оперативного и обслуживающего персонала предприятия - заказчика приемам

работы с внедряемой в производство АСУ ТП.

12. Организация комиссии по приемке АСУ ТП в постоянную промышленную эксплуатацию.

Основные права исполнителей работ по созданию АСУ ТП ТЭС

В договорах на создание АСУ ТП ТЭС обычно указывают следующие права предприятий или организаций-исполнителей работ по созданию АСУ ТП.

1. Привлекать к работе специальные организации и предприятия в качестве соисполнителей.

2. Выбирать средства и методы выполнения работ по созданию АСУ ТП.

3. Участвовать на всех стадиях работы в производственных совещаниях, посвященных

вопросам создания АСУ ТП.

4. Представлять интересы организаций - соисполнителей при обсуждениях и переговорах

с предприятием-заказчиком по вопросам разработки и внедрения АСУ ТП.

5. Контролировать выполнение функций и обязательств предприятием-заказчиком.

Основные обязанности исполнителя работ по созданию АСУ ТП ТЭС

В договорах на создание АСУ ТП ТЭС обычно указывают следующие обязанности предприятий или организаций-исполнителей работ по созданию АСУ ТП.

1. Организационное и техническое руководство созданием АСУ ТП.

2. Обеспечение высокого научно-технического уровня АСУ ТП, ее соответствия техническому

заданию, соблюдение сроков выполнения проектных и других видов работ.

3. Обоснование и выбор конкретного рационального варианта системы управления.

4. Привлечение к работам по созданию АСУ ТП организаций и предприятий- соисполнителей

и обеспечение координации их работы и взаимодействия.

5. Текущее планирование работ по созданию АСУ ТП, разработка целевых программ

по созданию различных видов обеспечения АСУ ТП.

6. Научное и организационно-техническое руководство комплексом

научно-исследовательских, опытно-конструкторских, проектных работ;

7. Разработка программ испытаний и предъявление системы управления к испытаниям,

сдача системы в постоянную эксплуатацию.

8. Обеспечение выполнения комплекса научно-исследовательских работ по выбору

и обоснованию целесообразности создания конкретного варианта системы управления,

принципов ее построения и функционирования.

9. Обеспечение составления заданий на разработки в смежных частях проекта системы

управления.

10. Обеспечение составления технических требований к отдельным частям системы

управления и работе соисполнителей создания АСУ ТП.

11. Обеспечение согласования технических заданий на разработку отдельных частей

системы управления.

12. Обеспечение составления заданий на разработку новых технических средств АСУ ТП.

13. Обеспечение разработки инструкций по эксплуатации и технического описания

системы управления.

14. Участие в автономной (по частям) и комплексной отладке системы управления.

15. Организация испытаний системы управления и руководство проведением

ее опытной эксплуатации;

16. Участие в выполнении работ по анализу функционирования системы в период

постоянной эксплуатации.

СТАДИИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АСУ ТП ТЭС

Стадия проектирования АСУ ТП представляет собой период в процессе проектирования, характеризирующийся качественными изменениями и заканчивающийся оформлением и выпуском обусловленного ГОСТ комплекта документации.

Этап проектирования АСУ ТП представляет собой период в процессе проектирования, характеризирующийся качественными изменениями и заканчивающийся оформлением комплекта документации.

На всех стадиях и этапах проектирования АСУ ТП проектировщики должны руководствоваться государственными стандартами Единой системы стандартов автоматизированных систем управления (ЕСС АСУ). Система ЕСС АСУ представляет собой комплекс взаимосвязанных ГОСТ, устанавливающих термины и определения, виды и состав, правила и методы разработки, приемки и эксплуатации, требования к АСУ в целом и составным частям, требования к технической документации.

Наряду с ЕСС АСУ при проектировании АСУ ТП используют также ГОСТ ЕСКД.

Наименования, состав и содержание стадий проектирования АСУ ТП устанавливаются:

- ГОСТ 24.601-86. ЕСС АСУ. Автоматизированные системы. Стадии создания;

- ГОСТ 24.602-86. ЕСС АСУ. Автоматизированные системы управления. Состав и содержание

работ по стадиям создания.

Эти стандарты устанавливают следующие четыре стадии разработки проектов АСУ ТП.

1.  Технико-экономическое обоснование (ТЭО).

2.  Техническое задание (ТЗ).

3.  Технический проект (ТП).

4.  Рабочая документация (РД).

Стадии ТЭО и ТЗ называют предпроектными, а стадии ТП и РД – проектными.

Состав предпроектных стадий

Стадия «Технико-экономическое обоснование» содержит следующие этапы.

1. Технико-экономическое обследование объекта автоматизации.

2. Формирование исходных требований к системе автоматизации.

3. Технико-экономическое обоснование исходных требований к системе.

4. Подготовка и оформление ТЭО в виде документа.

Стадию ТЭО выполняют предприятие-заказчик совместно с предприятием или организацией-проектировщиком системы. На отдельных этапах стадии ТЭО к работе могут привлекаться сторонние организации. Целью стадии ТЭО является обоснование предложения о создании новой АСУ ТП или модернизации действующей системы автоматизации.

Стадия «Техническое задание» содержит следующие этапы.

1. Предварительное обследование объекта автоматизации.

2. Предпроектные научно-исследовательские работы.

3. Эскизная разработка АСУ ТП.

4. Подготовка и оформление ТЗ в виде документа.

Стадию ТЗ также выполняют совместно предприятие-заказчик и предприятие или организация-проектировщик системы. На отдельных этапах стадии ТЗ к работе могут привлекаться сторонние организации. Целью стадии ТЗ является формулирование технических требований к новой АСУ ТП или к модернизируемой системе автоматизации.

Состав проектных стадий

Стадия «Технический проект» содержит следующие этапы.

1. Системотехнический синтез АСУ ТП.

2. Аппаратурно-технический синтез АСУ ТП.

3. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

4. Подготовка заявок на разработку новых средств автоматизации.

5. Разработка технических заданий на оперативно-диспетчерское оборудование,

не выпускаемое серийно.

6. Разработка сметы на создание АСУ ТП.

7. Расчет ожидаемой технико-экономической эффективности АСУ ТП.

8. Составление патентного формуляра.

9. Сравнительный анализ разрабатываемой АСУ ТП и ее известных аналогов.

10. Техническое проектирование специального математического обеспечения

и информационного обеспечения АСУ ТП.

На этапах стадии «Технический проект» определяется предварительная сметная стоимость системы автоматизации и производится разработка основных технических решений. На этой стадии производится общесистемный синтез АСУ ТП, а также аппаратурно-технический синтез АСУ ТП. Кроме этого, выполняется разработка математического и информационного обеспечения.

Основанием для начала работ на стадии ТП служит утвержденное техническое задание и документ о начале финансирования проектных работ. Для вновь строящихся и реконструируемых объектов техническое проектирование системы автоматизации выполняется параллельно с разработкой технического проекта строительства или реконструкции этого объекта.

Основными участниками проектных работ на стадии ТП являются:

- основной исполнитель – научно-исследовательский институт системного профиля;

- соисполнитель – организация-проектировщик АСУ ТП;

- привлекаемые организации, работающие на основании соответствующих договоров.

На некоторых этапах стадии ТП к участию в проектных работах привлекается предприятие-заказчик.

Все работы на стадии ТП должны завершаться разработкой:

- общесистемных решений, необходимых и достаточных для выпуска на стадии РД

эксплуатационной документации на систему управления в целом;

- проектно-сметной документации, входящей в состав раздела «Автоматизация

технологических процессов», технического или технорабочего проекта строительства;

- проектов заявок на разработку новых технических средств автоматизации;

- документации специального математического и информационного обеспечения,

включая техническое задание на программирование.

Основные результаты работ стадии ТП оформляются в виде технического проекта АСУ ТП. Состав и содержание проекта технологического объекта должны быть достаточными для разработки на их основании на стадии РД всей необходимой документации, в том числе рабочих чертежей и других документов, используемых при монтажных и наладочных работах.

В качестве исходных для проведения работ стадии ТП используют следующие материалы.

1. Техническое задание на создание АСУ ТП.

2. Технико-экономическое обоснование создания новой АСУ ТП или модернизации

действующей системы автоматизации.

3. Научно-технический отчет о работах, проведенных на стадии ТЗ.

4. Дополнительные данные об объекте автоматизации.

Стадия «Рабочая документация» содержит следующие этапы.

1. Разработка рабочей документации технического обеспечения системы.

2. Составление заказных спецификаций.

3. Подготовка инструкций по эксплуатации, технического описания и регламента

работы АСУ ТП.

4. Разработка рабочей документации программного и информационного обеспечения АСУ ТП.

На стадии «Рабочая документация» осуществляется разработка и составление схемной, конструкторской, текстовой и других видов документации АСУ ТП. Рабочая документация служит для приобретения, монтажа и наладки комплекса технических средств АСУ ТП. Для эксплуатации АСУ ТП на этой стадии разрабатывают материалы программного и организационного обеспечения.

Основными участниками проектных работ на стадии РД являются:

- основной исполнитель – организация-проектировщик АСУ ТП;

- соисполнители – привлекаемые организации, работающие на основании

соответствующих договоров.

На некоторых этапах стадии РД к участию в проектных работах привлекаются подразделения предприятия-заказчика.

Проектные работы на стадии РД должны завершаться разработкой и оформлением:

- рабочей документации, необходимой и достаточной для комплектации, монтажа, наладки

и ввода в эксплуатацию как отдельных частей АСУ ТП, так и всей системы в целом;

- заказных спецификаций, необходимых и достаточных для оформления заказов

на технические средства автоматизации, материалы трубных и электрических проводок,

щиты, пульты и средства вычислительной техники, монтажные материалы и изделия;

- технологической и эксплуатационной документации на отдельные части системы

и на систему управления в целом;

- инструкций по эксплуатации, технического описания и регламента работы АСУ ТП;

- программных средств и рабочей документации программного и организационного

обеспечений.

Основные результаты работ стадии РД оформляются в виде рабочего проекта АСУ ТП. Состав и содержание рабочего проекта АСУ ТП технологического объекта должны быть достаточными для монтажа, выполнения пусконаладочных работ и ввода системы управления в эксплуатацию.

В качестве исходных для проведения работ стадии РД используют следующие материалы.

1. Технологические схемы с характеристиками оборудования, трубопроводных коммуникаций

с указанием внутренних диаметров, толщины стенок, материалов труб.

2. Перечень контролируемых и регулируемых параметров, управляемого силового

электрооборудования, его характеристики.

3. Чертежи производственных помещений с указанием расположения технологического

оборудования и трубопроводных коммуникаций и указанием рекомендуемых мест

расположения щитов и пультов.

4. Чертежи технологического оборудования, на котором предусматривается установка

датчиков, отборных устройств, приборов и средств автоматизации.

5. Перечень и характеристики датчиков, приборов и средств автоматизации, поставляемых

в комплекте с технологическим оборудованием.

6. Перечень комплектно поставляемых щитов и пультов.

7. Перечень помещений для установки и размещения технических средств систем

автоматизации.

8. Типы пусковой аппаратуры и схемы управления электродвигателями.

9. Схемы водо - и воздухоснабжения с указанием диаметров труб, температур,

давлений и расходов рабочих сред.

10. Данные для расчета сужающих устройств и регулирующих органов.

11. Техническая документация по типовым проектам и проектным решениям.

12. Математическое описание динамических свойств объекта управления по каждому

из каналов управления.

Если математическое описание отсутствует, то должны приводиться экспериментальные временные или частотные характеристики, снятые на опытных или аналогичных действующих технологических объектах. Эти характеристики должны графически отражать динамические свойства технологического объекта по каждому из каналов управления.

При выполнении работ проектных стадий дополнительно используют:

- результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ;

- сведения о передовом промышленном опыте в области создания и эксплуатации АСУ ТП;

- действующие нормативные документы по проектированию АСУ ТП;

- эталоны проектов систем автоматизации;

- сведения о перспективных технических направлениях в проектировании АСУ ТП,

разработке систем управления и средств автоматизации;

- нормы и правила на производство монтажных и специальных работ;

- сведения для определения сметной стоимости АСУ ТП;

- сведения об опыте монтажа элементов систем автоматизации укрупненными блоками

и применении типовых унифицированных конструкций.

Вместо стадий ТП и РД допускается разработка АСУ ТП в одну стадию «Технорабочий проект» (ТРП). Стадию ТРП выполняют в следующих случаях.

1. Для несложных систем АСУ ТП.

2. В случае использования типовых проектов АСУ ТП.

3. При повторном применении экономичных индивидуальных проектов.

В состав стадии «Технорабочий проект» включают этапы стадий ТП и РД по согласованию заказчика и проектировщика. Некоторые этапы стадии ТРП выполняют в упрощенном варианте.

В качестве исходных для проведения работ стадии ТРП используют следующие материалы.

1. Техническое задание на создание АСУ ТП.

2. Научно-технический отчет о работах, проведенных на стадии «Техническое задание»

3. Исходные данные о технологическом объекте, системе электроснабжения, помещениях,

в которых предполагается размещение постов управления и технических средств АСУ ТП.

4. Технический проект и рабочий проект аналога системы управления.

5. Типовые решения, связанные с проектированием АСУ ТП.

Технорабочий проект АСУ ТП должен содержать следующие материалы.

1. Полную совокупность основных технических решений, необходимых для рассмотрения

при его утверждении, включая сметную часть.

2. Перечень заданий предприятию-заказчику и привлекаемым организациям на разработки

в смежных частях проекта технологического объекта автоматизации.

3. Документацию, необходимую для заказа технических средств системы управления.

4. Рабочую документацию на КТС системы.

Примерный перечень документов технорабочего проекта включает:

- полностью всю документацию стадии РД;

- смету на оборудование и монтаж АСУ ТП;

- задания на размещение элементов АСУ ТП на технологическом оборудовании

и трубопроводах;

- задания на проектирование кабельных сооружений;

- задания на обеспечение средств автоматизации энергоносителями;

- документацию комплектных операторских помещений и постов управления.

Содержание технико-экономического обоснования

Технико-экономическое обоснование создания АСУ ТП содержит текстовые

и графические материалы.

Текстовые материалы технико-экономического обоснования

Текстовые материалы технико-экономического обоснования объединяют под общим наименованием «Пояснительная записка». Пояснительная записка технико-экономического обоснования включает следующие разделы.

1. Исходные положения.

2. Общая характеристика объекта и системы управления.

3. Обоснование цели создания АСУ ТП.

4. Предложения по организационной структуре АСУ ТП.

5. Предварительное обоснование комплекса задач автоматизации.

6. Предварительное обоснование выбора комплекса технических средств.

7. Ориентировочный объем затрат на создание системы автоматизации.

8. Предварительное обоснование экономической эффективности.

9. Выводы и предложения.

Графические материалы ТЭО

В состав графических материалов технико-экономического обоснования входит следующая схемная документация.

1. Предварительная схема организационной структуры АСУ ТП.

2. Предварительная схема функциональной структуры АСУ ТП.

3. Укрупненная структурная схема комплекса технических средств АСУ ТП.

Примерное содержание разделов пояснительной записки

технико-экономического обоснования

1. Исходные положения.

1.1. Сведения о документах, на основании которых выполняется ТЭО.

1.2. Сведения о документах, на основании которых намечена разработка АСУ ТП.

1.3. Сведения о заказчике, проектировщике, привлекаемых сторонних организациях.

1.4. Сведения о НИР, передовом опыте, изобретениях и патентах, намеченных

к использованию при разработке АСУ ТП.

1.5. Данные о роли АСУ ТП в общей структуре системы управления предприятия.

2. Общая характеристика объекта и системы управления.

2.1. Краткая характеристика технологического объекта с учетом перспектив развития.

2.2. Общие сведения об особенностях объекта управления (технологические среды,

взрыво - и пожароопасность помещений и т. д.).

2.3. Сведения о существующей структуре управления производством и технологическим

Объектом.

2.4. Уровень автоматизации технологических процессов.

2.5. Требования к информационной и технической совместимости АСУ ТП и систем

автоматизации разных уровней и различного функционального назначения.

3. Обоснование цели создания АСУ ТП

3.1. Основные критерии эффективности для оценки и выбора вариантов автоматизации.

3.2. Оценка конкретных технико-экономических показателей повышения эффективности

технологических процессов и системы управления за счет АСУ ТП.

4. Предложения по организационной структуре.

4.1. Улучшение структуры управления технологическим процессом применительно

к условиям функционирования АСУ ТП.

4.2. Организация постов управления и связей между ними.

4.3. Создание новых структурных подразделений, обеспечивающих функционирование

системы автоматизации.

5. Предварительный выбор направления и обоснования комплекса задач управления.

5.1. Анализ состояния работ по созданию аналогичных АСУ ТП в стране и за рубежом.

5.2. Перечень функций АСУ ТП и основные показатели, подлежащие совершенствованию.

5.3. Основные подсистемы и задачи.

5.4. Методы, способы и порядок реализации функций системы управления.

5.5. Изменения функций системы управления.

5.6. Оценочные объемы входной, нормативно-справочной и выходной информации.

6. Предварительное обоснование выбора комплекса технических средств.

6.1. Принципы построения технического обеспечения АСУ ТП.

6.2. Анализ возможностей использования технических средств автоматизации,

имеющихся на технологическом объекте.

6.3. Анализ возможностей реализации функций АСУ ТП с помощью серийных технических

средств автоматизации и предложения по их доработке и созданию новых технических

средств автоматизации.

6.4. Обоснование выбора комплекса технических средств системы автоматизации

и постов управления.

6.5. Укрупненный перечень комплекса технических средств АСУ ТП.

6.6. Предложения по размещению комплекса технических средств АСУ ТП.

7. Ориентировочный объем затрат на создание системы автоматизации.

7.1. Результаты расчетов стоимости создания АСУ ТП и их обоснование.

В расчет включаются следующие затраты:

- на строительные работы;

- на монтажные работы;

- на приобретение оборудования и программного обеспечения;

- на проведение научно-исследовательских, экспериментальных, проектных работ,

работ по внедрению системы, авторскому надзору, разработке новых технических

средств, разработке программного обеспечения.

Расчеты проводят для всех стадий и этапов создания АСУ ТП.

8. Предварительное обоснование экономической эффективности.

Расчет ожидаемой экономической эффективности создания АСУ ТП производится

в соответствии со стандартной методикой. Вместо обоснования экономической эффективности в технико-экономическое обоснование может быть включен раздел с обоснованием иного вида эффективности, например, повышение безопасности функционирования, улучшение экологических показателей.

9. Выводы и предложения.

9.1. Выводы об экономической и иной целесообразности создания системы управления.

9.2. Предложения по очередности и плану работ по созданию системы управления.

Содержание технического задания на проектирование АСУ ТП

Техническое задание на проектирование АСУ ТП содержит текстовые и графические материалы. В состав текстовых материалов пол общим наименованием «Пояснительная записка» входят следующие разделы.

1. Задача проекта и наименование предприятия-заказчика.

2. Основание для проектирования АСУ ТП.

3. Перечень технологических агрегатов, установок, производств, охватываемых

проектом системы автоматизации.

4. Указание особых условий при их наличии (влажная, запыленная, агрессивная

окружающая среда), класс взрыво - и пожароопасности помещений.

5. Стадийность проектирования.

6. Требования к разработке вариантов технического проекта.

7. Планируемый уровень затрат на автоматизацию технологического объекта.

8. Предложения по объему и уровню автоматизации, централизации управления

технологическими процессами объекта управления.

9. Предложения по размещению местных, блочных, центральных и диспетчерских постов

управления, щитов, пультов и средств вычислительной техники.

В состав графических материалов технического задания входят следующие схемы.

1. Рекомендуемая схема организационной структуры АСУ ТП.

2. Рекомендуемая схема функционирования АСУ ТП.

3. Рекомендуемая структурная схема комплекса технических средств АСУ ТП.

Примерное содержание текстовых материалов

технического задания на создание АСУ ТП

1. Вводная часть.

1.1. Полное наименование АСУ ТП.

1.2. Основание для создания АСУ ТП.

1.3. Сроки начала и окончания работ по созданию АСУ ТП.

1.4. Наименование организаций-участников создания АСУ ТП.

1.5. Полное наименование организации-заказчика системы управления.

2.Характеристика технологического объекта.

2.1. Сведения о технологическом оборудовании, в том числе сведения

об уровне автоматизации.

2.2. Данные о технологическом процессе, регламенте и режимах работы объекта.

2.3. Перечень используемых энергоресурсов и их характеристики.

2.4. Характеристики потребляемых материалов и выходного продукта.

2.5. Сведения об условиях эксплуатации, характеристики помещений, особенности

технологического объекта и окружающей среды.

3.Назначение АСУ ТП.

3.1. Сведения о целевой функции управления.

3.2. Перечень функций системы с разбивкой по группам.

3.3. Периодичность и формы представления информации.

3.4. Требования к точности и качеству регулирования.

3.5. Планируемый объем развития системы управления.

4.Технико-экономические показатели АСУ ТП.

4.1. Ожидаемые технико-экономические показатели с указанием годового

экономического эффекта.

5.Требования к АСУ ТП:

5.1. Характеристики необходимой точности и быстродействия выполнения

каждой функции системы управления.

5.2. Значения показателей надежности.

5.3. Требования к сохранности информации при авариях источников электроснабжения.

5.4. Эргономические требования к системе управления.

5.5. Численность и квалификация оперативного и ремонтного персонала.

5.6. Дополнительные требования, согласованные с заказчиком.

6. Требования по подготовке объекта.

6.1. Перечень основных работ по подготовке объекта автоматизации.

6.2. Перечень мероприятий по подготовке оперативного и ремонтного персонала,

организации обслуживания АСУ ТП, организации работ по созданию системы.

6.3. Перечень требований к технологическому оборудованию, которые обеспечивает

предприятие-заказчик.

7. Состав и содержание работ по созданию АСУ ТП.

7.1. План-график работ с указанием стадий, этапов и работ, сроков их выполнения

и исполнителей.

Состав проектной документации на стадиях проектирования АСУ ТП

На стадии «Технический проект» разрабатывают и оформляют следующие материалы.

1. Предварительные варианты укрупненных структурных схем систем контроля и управления

(для сложных систем управления).

2. Предварительный вариант укрупненной структурной схемы комплекса технических

средств АСУ ТП.

3. Предварительные варианты укрупненных структурных схем технических

средств автоматизации.

4. Функциональные схемы системы автоматизации, выполненные упрощенным способом.

5. Планы размещения щитов, пультов и средств вычислительной техники.

6. Заявочные ведомости приборов и средств автоматизации, электроаппаратуры,

трубопроводной арматуры, средств вычислительной техники, основных монтажных

материалов, щитов и пультов, нестандартного оборудования.

7. Технические требования на разработку нестандартного оборудования.

8. Сметы на приобретение и монтаж технических средств автоматизации.

9. Пояснительную записку.

10. Задания на разработки, связанные с автоматизацией технологического объекта управления:

- на обеспечение средств автоматизации электроэнергией, сжатым воздухом, гидравлической

энергией, теплоносителями требуемых параметров;

- на проектирование помещений систем автоматизации, помещений для работы оперативного

персонала, кабельных сооружений (туннелей, каналов, эстакад), различных проемов;

- на обеспечение системы управления средствами производственной связи;

- на установку на технологическом оборудовании и трубопроводах измерительных

преобразователей, запорных и регулирующих органов.

11. Документацию математического и информационного обеспечений.

На стадии «Рабочая документация» разрабатывают и оформляют следующие материалы.

1. Структурную схему АСУ ТП.

2. Структурную схему комплекса технических средств АСУ ТП.

3. Функциональные схемы автоматизации технологического объекта.

4. Принципиальные схемы систем контроля, автоматического регулирования, сигнализации,

управления и питания.

5. Сведения о возможности совместной работы локальных систем автоматизации

с информационно-вычислительным или информационно-управляющим комплексом.

6. Обоснование выбора средств автоматизации и вида вспомогательной энергии.

7. Обоснование необходимости разработки новых приборов и средств автоматизации.

8. Сведения о технико-экономической эффективности системы автоматизации.

9. Результаты расчетов срока окупаемости затрат на систему автоматизации.

Содержание пояснительных записок на стадиях проектирования

Пояснительные записки составляются на всех проектных стадиях при двух и одностадийном проектировании. Пояснительные записки должны быть краткими. Содержание пояснительных записок должно быть изложено четкими предложениями. Они должны содержать пояснения и дополнительные данные к материалам проектов АСУ ТП.

Содержание пояснительной записки стадии «Технический проект»

Пояснительная записка стадии «Технический проект» должна содержать следующие разделы.

1.  Общая часть.

2.  Общая характеристика ТОУ.

3.  Общесистемные вопросы.

4.  Математическое обеспечение.

5.  Информационное обеспечение.

6.  Техническое обеспечение.

7.  Оперативный персонал.

8.  Задания привлеченным организациям и заказчику.

Пояснительная записка стадии «Рабочая документация» должна содержать

следующие разделы.

1. Перечень исходных материалов.

2. Характеристика объекта автоматизации.

3. Описание работы систем контроля, автоматического регулирования, управления

и сигнализации с указанием типов и основных характеристик средств автоматизации.

4. Сведения об источниках электроэнергии.

5. Результаты расчетов сужающих устройств и регулирующих органов.

6. Результаты расчетов систем автоматического регулирования.

7. Чертежи с расположением отборных и приемных устройств, регулирующих

и запорных органов на трубопроводах.

8. Пояснения к монтажным чертежам, особенностям прокладки проводок, установки щитов,

пультов, датчиков, приборов и других средств автоматизации.

При одностадийном проектировании содержание пояснительной записки дается в объеме, согласованном с предприятием-заказчиком. В состав пояснительной записки стадии «Технорабочий проект» могут включаться как разделы пояснительной записки к техническому проекту, так и разделы пояснительной записки к рабочему проекту.

Пример содержания разделов пояснительной записки к техническому проекту АСУ ТП

1.  Общая часть.

1.1. Сведения о документах, на основании которых выполняется проект, сведения о заказчике,

исполнителях и соисполнителях проектных работ.

1.2. Наименование предприятия и объекта, для которых создается АСУ ТП.

1.3. Цель и назначение АСУ ТП.

1.4. Результаты сравнительного анализа АСУ ТП с аналогичными системами управления.

1.5. Сведения об использовании нормативно-технических документов при проектировании.

1.6. Сведение об обеспечении совместимости системы с АСУ ТП других уровней и другого

назначения.

1.7. Очередность создания системы управления.

2.  Общая характеристика ТОУ.

2.1. Краткая характеристика объекта управления с учетом перспектив развития.

2.2. Данные об основном и вспомогательном оборудовании и особенностях

технологического процесса.

2.3. Характеристика рабочих условий и окружающей среды, их особенностях.

2.4. Сведения о методах и средствах управления.

2.5. Сведения об уровне автоматизации.

3.  Общесистемные вопросы.

3.1. Обоснование целей создания АСУ ТП.

3.2. Перечень основных функций системы.

3.3. Описание критериев управления и ограничений.

3.4. Обоснование функциональной структуры и ее описание.

3.5. Обоснование организационной структуры и ее описание.

3.6. Описание режимов работы системы и общих принципов функционирования.

3.7. Сведения о надежности системы.

3.8. Данные об экономической эффективности и капитальных затратах на создание АСУ ТП.

3.9. Сведения о метрологических характеристиках системы управления.

3.10. Решения по оформлению постов управления и помещений УВК, ИВК.

3.11. Мероприятия по подготовке объекта управления к внедрению АСУ ТП.

4.  Математическое обеспечение.

4.1. Обоснование выбора средств математического обеспечения АСУ ТП.

4.2. Краткий комментарий к алгоритмам контроля и управления, функционирования

системы управления и контрольным задачам.

4.3. Перечень технических требований на разработку математического обеспечения АСУ ТП.

5.  Информационное обеспечение.

5.1. Обоснование выбора информационного обеспечения АСУ ТП.

5.2. Результаты анализа входных и выходных потоков информации.

5.3. Описание процедур сбора, обработки и использования информации.

6.  Техническое обеспечение.

6.1. Обоснование структуры комплекса технических средств АСУ ТП.

6.2. Комментарии к схемам автоматизации.

6.3. Обоснование размещения постов управления, технических средств, планов размещения

информационно-вычислительного или информационно-управляющего комплекса.

6.4. Перечень ведомостей оборудования и материалов.

6.5. Обоснование необходимости разработки новых технических средств автоматизации.

6.6. Сведения о сметной стоимости технического обеспечения АСУ ТП.

7.  Оперативный персонал.

7.1. Проект штатного расписания эксплуатационного персонала АСУ ТП.

7.2. Перечисление функций и обязанностей эксплуатационного и ремонтного персонала.

7.3. Описание организации эксплуатации и обслуживания системы управления.

8.  Задания привлеченным организациям и заказчику.

8.1. Комментарии к заданиям на проектирование в смежных частях проекта

автоматизированного технологического комплекса.

Заявочные ведомости, заказные спецификации и сметы

Заявочные ведомости оформляют на стадии «Технический проект». На основании заявочных ведомостей определяют предварительные объем и стоимость оборудования и материалов, необходимых для создания Асу ТП.

Заявочные ведомости составляют на основании функциональных схем, выполненных упрощенным способом. В состав технического проекта включают следующие заявочные ведомости.

1. Измерительных приборов и регуляторов.

2. Информационно-вычислительных и информационно-управляющих комплексов.

3. Устройств телеконтроля и телеуправления.

4. Различных видов приводов.

Заказные спецификации оформляют на стадии «Рабочая документация» и «Технорабочий проект». Заказные спецификации являются документами, используемыми при заказе оборудования и материалов. Составляются заказные спецификации в той же последовательности, что и заявочные ведомости. Заказные спецификации составляют на следующие виды оборудования и материалов.

1. Измерительные приборы и средства автоматизации.

2. Электроаппаратуру.

3. Щиты, пульты и средства вычислительной техники.

4. Кабели, провода и трубы.

5. Основные монтажные материалы.

6. Нестандартное оборудование

Сметы составляют на основании заявочных ведомостей и заказных спецификаций. На основании заявочных ведомостей составляют предварительные сметы, а на основании заказных спецификаций – окончательные сметы. Сметы содержат сведения о стоимости оборудования и монтажа АСУ ТП. Оформляются сметы в виде отдельного раздела проекта системы автоматизации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОМУ

ОБСЛЕДОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Первым этапом подготовительных работ при проектировании систем автоматизации является детальное обследование технологического объекта, для которого предполагается создание АСУ ТП, или технологического объекта-аналога.

Основная цель этого этапа заключается в выявлении предполагаемых источников эффективности создаваемой АСУ ТП. Рассматриваемый этап сводится к тщательному изучению и анализу действующих систем автоматизации и объекта управления.

Содержание работ по предварительному обследованию объекта автоматизации

Предварительное обследование объекта автоматизации содержит следующие работы.

1. Выявление существующих недостатков действующей системы автоматизации.

2. Определение степени влияния этих недостатков на уменьшение эффективности

технологических процессов.

3. Определение причин возникновения выявленных недостатков.

Обследование производится путем сбора и изучения соответствующего материала, опроса работающего персонала и непосредственных наблюдений. Обследование технологического объекта является одним из наиболее трудоемких этапов предпроектных работ. Так как этот этап является очень ответственным, для его выполнения должны привлекаться высококвалифицированные специалисты.

Основные задачи предварительного обследования объекта автоматизации

В процессе предварительного обследования объекта автоматизации должны быть решены следующие задачи.

1. Определены особенности технологических процессов.

2. Определен уровень автоматизации технологических процессов.

3. Выявлена организационная структура технологического объекта.

4. Определена существующая организация оперативного управления технологическими

процессами объекта.

5. Получены данные для ориентировочного выбора комплекса технических средств АСУ ТП.

Обследование объекта внедрения АСУ ТП проводится по двум направлениям:

1)  сбор материалов для экономического обоснования эффективности новой АСУ ТП

и составления технико-экономического обоснования;

2)  сбор исходных данных для выбора комплекса технических средств и составления

технического задания на создание АСУ ТП.

Содержание работ по сбору материалов для расчета

экономической эффективности АСУ ТП

С целью сбора материалов для расчета экономической эффективности АСУ ТП выполняют следующие работы.

1. Ознакомление с технологическим объектом.

2. Изучение использования мощностей технологического оборудования объекта

автоматизации (определение мощности объекта, режима работы, коэффициентов

сменности, загрузки и простоев оборудования, особенностей работы основного

и вспомогательных производств).

3. Изучение методов использования топлива и других материальных ресурсов,

определение эффективности этого использования.

4. Систематизация и оформление результатов выполненных работ в виде отчета.

Содержание работ по сбору материалов для выбора комплекса

технических средств АСУ ТП и составления технического задания

С целью сбора материалов для выбора комплекса технических средств АСУ ТП

и составления технического задания выполняют следующие работы.

1. Выявление организационной структуры и организации диспетчерской службы.

2. Определение объемов обрабатываемой оперативным персоналом информации,

определение способов обмена информацией между отдельными службами.

3. Ознакомление с существующей системой оперативной и диспетчерской связи,

конструктивным выполнением каналов связи.

4. Определение основных направлений кабельных и других линий связи, выяснение

возможности установки датчиков и других технических средств автоматизации.

5. Ознакомление с технологическими процессами основных и вспомогательных

производств.

6. Определение уровня автоматизации технологических процессов.

7. Определение эффективности использования энергоресурсов.

8. Выяснение назначения и функциональных связей вспомогательных производств.

9. Систематизация и оформление результатов обследования в виде отчета.

Обследование технологического объекта может проводиться или параллельно по обоим направлениям, или последовательно по каждому из направлений. Иногда используют параллельно-последовательный порядок обследования. В отдельных случаях целесообразно проводить выборочное обследование. При этом обследуются только некоторые производства или технологические циклы, например, если технологический объект содержит несколько идентичных частей (энергоблоков, вспомогательных производств и др.).

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУР АСУ ТП

Цель проектирования структуры автоматизированной системы управления - определение состава АСУ ТП и системы взаимосвязей ее составных частей.

Основные задачи проектирования структуры АСУ ТП заключаются в следующем.

1.  Выбор классификационных признаков для проектирования структуры.

2.  Выделение элементов АСУ ТП в соответствии с классификационными признаками.

3.  Распределение общей задачи управления между средствами с одинаковым функциональным назначением.

4.  Объединение средств одинакового функционального назначения для решения общей задачи управления.

5.  Определение каналов связей элементов АСУ ТП.

6.  Подготовка исходных данных для выбора комплекса технических средств. Выбор элементов одинакового функционального назначения.

7.  Подготовка исходных данных для составления смет.

В общем случае любая из систем управления может быть представлена одной из структур:

а) конструктивной, д) информационной,

б) функциональной, ж) технической,

в) алгоритмической, г) организационной,

В конструктивной структуре каждая ее часть представляет собой самостоятельное конструктивное целое.

В функциональной структуре каждая часть предназначена для выполнения определенной

функции.

В алгоритмической структуре каждая ее часть предназначена для выполнения определенного алгоритма преобразования входной величины, являющейся частью алгоритма функционирования системы в целом.

В организационной структуре каждая ее часть представляет собой субъекта или совокупность субъектов управления: операторов, начальников смен, подразделения ЦТАИ и др.

В информационной структуре каждая ее часть представляет собой источник или приемник информации, циркулирующей в системе управления.

В технической структуре каждая ее часть представляет техническое средство.

Структурные схемы систем автоматизации

1.  Таким образом, под структурой системы управления понимают совокупность частей автоматической или автоматизированной системы, на которые она может быть разделена по определенному признаку, и взаимосвязи между этими частями.

Структура систем управления разрабатывается в первую очередь при проектировании.

2.  Графическое изображение структуры управления называют структурной схемой.

В структурной схеме необходимо учитывать, где будут размещаться пункты управления, какие элементы системы управления будут с ними связаны.

3.  Оптимизация структуры управления объектом необходима с точки зрения эффективности его работы, снижения стоимости системы управления, повышения надежности и ремонтопригодности.

Разработка проектных документов по структуре и составу функций АСУ ТП

Комбинированные структурные схемы АСУ ТП

Комбинированные структурные схемы АСУ ТП разрабатывают для сложных автоматизированных систем на стадии технического проекта. В результате разработки комбинированные схем структуры системы управления определяют основные функциональные части системы, их назначение и взаимосвязи, количество, виды и место размещения постов управления для оперативного обслуживающего персонала. На основании комбинированных схем структуры системы управления определяют подсистемы управления отдельными технологическими агрегатами или группами агрегатов.

На комбинированной схеме АСУ ТП в виде условных обозначений показывают:

- производственные подразделения с разбивкой на участки, группы оборудования и отдельные

агрегаты;

- посты контроля и управления;

- оперативный персонал;

- вспомогательные службы;

- связи между звеньями системы.

В качестве основного условного графического обозначения элементов схемы рекомендуется использовать прямоугольник. Линии связи изображают сплошными линиями. Для указания вида связи используют аббревиатуру наименований, например, К – контроль; ТС – технологическая сигнализация; ТЗ – технологическая защита; ДУ – дистанционное управление; АР – автоматическое регулирование.

На оформленной структурной схеме, кроме самой схемы, могут быть представлены в качестве поясняющих элементов фрагменты других видов схем, текстовые пояснения к схеме, в том числе пояснения по системе условных обозначений.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АСУ ТП

Общие сведения о функциональных схемах

Функциональной схемой в соответствии с ГОСТ 2.701-84 называют схему, поясняющую процессы, происходящие в отдельных функциональных цепях изделия, установки или системы, или в целом во всем изделии, установке или системе.

Функциональная цепь представляет собой линию, канал или тракт определенного функционального назначения.

Функциональная схема является техническим документом, который определяет структуру и характер автоматизированной системы управления, оснащение ее приборами, техническими средствами автоматизации и средствами вычислительной техники. Задачи автоматизации, следовательно и содержание функциональных схем систем автоматизации наиболее рационально определять в процессе разработки технологического процесса. В этот период может быть выявлена необходимость изменения технологических схем с целью приспособления их к требованиям системы автоматизации, установленным на основании технико-экономического анализа.

Основные принципы проектирования функциональных схем АСУ ТП

В процессе проектирования функциональных схем АСУ ТП следует учитывать следующие основные принципы их разработки.

1.  Уровень автоматизации технологических процессов объектов теплоэнергетики должен определяться уровнем современных научно-технических разработок, целесообразностью внедрения различных комплексов технических средств, а также перспективами модернизации и развития объекта управления и управляющей системы.

2.  Должна быть предусмотрена возможность наращивания функций управления.

3.  При разработке функциональных схем должны учитываться следующие факторы:

а) вид и характер технологического процесса;

б) условия пожаро - и взрывоопасности производства;

в) агрессивность и токсичность окружающей и технологических сред;

г) параметры и физико-химические свойства технологических сред;

д) расстояния от мест установки датчиков, вспомогательных устройств,

исполнительных механизмов, приводов машин и запорных органов

до постов контроля и управления;

е) требуемая точность и быстродействие системы автоматизации.

4. Система автоматизации должна строиться на базе серийно выпускаемых технических

средств автоматизации. Предпочтение должно отдаваться однотипным средствам

автоматизации и унифицированным системам. Достоинства таких систем –

простота сочетания отдельных элементов друг с другом, взаимозаменяемость,

удобство компоновки на щитах, пультах управления и рабочих местах оперативного

персонала в бесщитовых постах управления. Использование однотипной аппаратуры

дает значительные преимущества при монтаже, наладке, обеспечении запасными

частями и эксплуатации системы.

5.  В качестве датчиков, измерительных приборов, регулирующих устройств

и исполнительных механизмов следует использовать средства ГСП. В качестве технических средств централизованного сбора, передачи, обработки информации и выработки управляющих воздействий необходимо использовать информационно-вычислительные комплексы или информационно-управляющие вычислительные комплексы.

При невозможности реализации функциональных задач на базе серийной аппаратуры следует разрабатывать технические задания на создание новых средств автоматизации.

6.  Выбор средств автоматизации, использующих вспомогательную энергию

(пневматическую, гидравлическую, электрическую) определяется условиями

пожаро - и взрывоопасности производства, требованиями к быстродействию,

требованиями к дальности передачи информации.

7.  Количество измерительных приборов, аппаратуры управления и сигнализации

на оперативных щитах и пультах должно быть ограничено, исходя из требований

оптимальности представления информации о значениях технологических параметров.

8.  При разработке функциональных схем автоматизированных систем управления решаются следующие основные задачи:

а) выбираются методы измерения технологических параметров;

б) выбираются основные технические средства автоматизации, отвечающие

поставленным требованиям и условиям работы объекта автоматизации;

в) решаются вопросы размещения средств автоматизации по месту, на щитах, пультах,

технологическом оборудовании и трубопроводах;

г) определяются способы представления информации о состоянии технологического

процесса и технологического оборудования.

9.  Для сложных технологических объектов, например, паровых котлов большой

паропроизводительности, функциональные схемы составляются раздельно

для систем теплотехнического контроля и технологической сигнализации и систем

автоматического регулирования. Устройства автоматического управления и

технологической защиты изображаются на одной из этих схем или на отдельных

функциональных схемах.

Содержание функциональных схем систем автоматизации

На функциональных схемах автоматизированных систем управления изображают:

а) технологическую схему объекта управления или упрощенное изображение агрегатов,

подлежащих автоматизации;

б) измерительные приборы, технические средства автоматизации и управления,

а также линии связей;

в) щиты и пульты систем контроля и управления;

в) машины централизованного контроля, информационно-управляющие

вычислительные комплексы, агрегатные комплексы, линии связи названных

средств автоматизации с датчиками, преобразователями, исполнительными

механизмами;

г) таблицу условных обозначений, не предусмотренных действующими стандартами;

д) пояснения и примечания к схеме;

е) основную надпись.

Параллельно с проектированием функциональных схем производят выбор технических средств для реализации систем автоматизации и оформление заказных спецификаций приборов и средств автоматизации.

На практике используют два способа построения функциональных схем:

1)  упрощенный способ;

2)  развернутый способ.

При использовании упрощенного способа на функциональной схеме не изображают первичные измерительные преобразователи, всю вспомогательную аппаратуру. Приборы и технические средства автоматизации, выполняющие сложные функции, изображают одним условным обозначением. Выполняют функциональные схемы упрощенным способом на стадии «Технический проект».

При использовании развернутого способа каждый прибор или блок единого комплекта изображают отдельным условным обозначением. Таким же образом изображают отдельные функции приборов и технических средств автоматизации. Выполняют функциональные схемы развернутым способом на стадии «Рабочая документация».

Система графического изображения элементов функциональных схем

Изображение технологического оборудования и технологических коммуникаций

Технологическое оборудование на функциональных схемах изображают упрощенно, таким образом, чтобы можно было показать его взаимное расположение с приборами и средствами автоматизации. На технологических трубопроводах изображают запорную арматуру (вентили, задвижки, клапаны, заслонки), которая задействована в системах контроля и автоматического регулирования технологических параметров. Около изображений технологического оборудования должны быть поясняющие надписи или позиционные обозначения, принятые на технологических схемах, например, «Теплообменник 1», «Конденсатный насос 4».

Упрощенно некоторые элементы технологической схемы можно изображать в виде прямоугольников с указанием наименований этих элементов. Масштаб при изображении технологического оборудования не соблюдается.

Технологическая схема изображается на верхней половине листа схемы. Технологическое оборудование и коммуникации изображают тонкими линиями, технологические потоки – толстыми линиями. На линиях трубопроводов изображают стрелки, показывающие направление движения технологической среды. Такие же стрелки должны быть и у обрывов технологических линий. Изображают либо контур стрелки (для газов и пара), или заштрихованную стрелку (для жидкостей). Соединения трубопроводов обозначают точками. Направления потоков энергии, жидкостей или газов обозначают стрелками. Рабочие среды обозначают цветом линий, цифрами или цифрами и буквами в разрывах линий условных обозначений трубопроводов или текстовыми надписями, соответствующими рабочим средам.

Изображение датчиков, измерительных приборов и средств автоматизации

Датчики, измерительные приборы и средства автоматизации изображают на функциональных схемах по ГОСТ 21.405-93. Если с помощью этого документа невозможно построить условное обозначение датчика, измерительного прибора или средства автоматизации, их обозначают произвольным образом.

Для обозначения измеряемых технологических параметров и параметров технологического оборудования, а также функциональных признаков датчиков, измерительных приборов и технических средств автоматизации используют прописные буквы латинского алфавита. При отсутствии установленных нормативными документами буквенных обозначений используют резервные буквы.

Основные буквенные условные обозначения предназначены для упрощенного способа изображений функциональных схем систем контроля и автоматизации. При использовании развернутого способа изображения функциональных схем, кроме основных буквенных обозначений приняты дополнительные буквенные обозначения, отражающие функциональные признаки датчиков, приборов, преобразователей и информационно-управляющих вычислительных комплексов.

Датчики, измерительные приборы, технические средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и технологические трубопроводы (ротаметры, датчики уровнемеров, регулирующие органы, запорные органы), или механически связанные с ними (исполнительные механизмы), изображают на функциональных схемах в непосредственной близости от изображений этого оборудования и трубопроводов.

В нижней части функциональных схем изображают прямоугольники, условно показывающие сверху вниз:

1) датчики и измерительные приборы, установленные по месту,

2) местные щиты управления,

3) агрегатные щиты управления,

4) блочные щиты управления

5) информационно-вычислительные и управляющие комплексы,

6) центральный щит управления,

7) диспетчерский щит управления.

Если измерительные приборы расположены вне щитов и пультов, их изображения приводят в прямоугольнике «Приборы местные». Прямоугольник, изображающий информационно-вычислительный или управляющий комплекс, делится горизонтальными линиями на количество прямоугольников, которое определяется количеством функций комплекса. В каждом прямоугольнике приводится наименование выполняемой комплексом функции. В правой стороне прямоугольника, соответствующего какой либо функции комплекса, указывается общее количество каналов, в которых выполняется данная функция. Выполнение той или иной функции в канале указывают изображением в разрыве линии связи, соответствующей каналу, окружностей диаметром 1,5-2 мм, расположенных в прямоугольниках, соответствующих выполняемым функциям. Справа от окружностей указывают:

а) цифрами – количество каналов, в которых выполняется соответствующая функция;

б) строчными буквами – условное обозначение соответствующего канала.

Изображение линий связей на функциональных схемах

Линии связей на функциональных схемах изображают отрезками тонких линий, которые могут пересекать контуры изображений технологического оборудования и коммуникаций. Пересечение изображениями линий связей изображений датчиков, измерительных приборов и технических средств автоматизации не допускается. Рекомендуется проводить изображения линий связей преимущественно по вертикали и по горизонтали. Подвод изображений линий связей к изображениям датчиков, измерительных приборов и технических средств автоматизации производят к любым точкам изображений. Соединения линий связей обозначают точками. Допускается на изображениях линий связей в любых точках изображать стрелки, указывающие направления передачи сигналов. Допускается разрывать изображения линий связей. Разрывы изображений одной и той же линии связи обозначают одной и той же цифрой. Присвоение порядковых номеров измерительным каналам и каналам управления производят слева направо относительно вводов изображений линий связей в изображения прямоугольников, соответствующих щитам, пультам и др. Около вводов в прямоугольники указывают предельные рабочие значения измеряемых или регулируемых параметров. Предельные рабочие значения параметров указывают также рядом с изображениями измерительных приборов, встраиваемых в технологическое оборудование и коммуникации.

Особенности выполнения функциональных схем систем автоматизации

Для однотипных технологических объектов, имеющих общие шиты и пульты систем автоматизации, рекомендуется технологическое оборудование и коммуникации изображать только для одного объекта, а измерительные преобразователи, приборы и технические средства автоматизации рекомендуется изображать в прямоугольниках для всех технологических объектов. В этом случае возможен один из двух вариантов.

1.  Измерительные преобразователи и приборы, технические средства автоматизации одного типа, имеющие одинаковые предельные рабочие значения параметров, показывают один раз и около изображения указывают общее количество преобразователей, приборов или технических средств автоматизации.

2.  Если величины предельных рабочих значений параметров различны, необходимо показывать все преобразователи, приборы и технические средства автоматизации.

Можно выполнять функциональные схемы без изображений технологического оборудования и коммуникаций. В этом случае в верхней части схемы приводят таблицу, в которой указывают для каждого измерительного канала и канала управления наименования технологического оборудования и коммуникаций, наименования рабочих сред, измеряемых и регулируемых параметров, местоположение точек отбора измерительной информации и точек ввода управляющих воздействий.

Чтение функциональных схем

Термин «прочитать функциональную схему системы автоматизации» означает необходимость на основании графических условных обозначений и буквенно-цифровых обозначений функциональной схемы определить следующие факторы.

1.  Параметры технологического процесса, которые подлежат автоматическому контролю и регулированию.

2.  Наличие в системе автоматизации технологических защит и аварийной сигнализации.

3.  Имеющиеся в системе автоматизации блокировки различных механизмов.

4.  Организацию постов контроля и управления.

5.  Функциональную структуру каждого канала контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.

6.  Технические средства, с помощью которых реализован узел или канал контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.

Последовательность чтения функциональных схем систем автоматизации

Функциональные схемы рекомендуется читать в следующей последовательности.

1.  Прочитать надписи на функциональной схеме, в первую очередь – основную надпись.

2.  Изучить технологический процесс и взаимодействие всех участвующих в нем технологических агрегатов и установок, начиная с ознакомления с пояснительными записками к проекту системы автоматизации и технологической части объекта управления.

3.  Определить организацию постов контроля и управления технологическим процессом.

4.  Установить перечень каналов контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления электроприводами.

В процессе чтения функциональных схем используют заказные спецификации на измерительные преобразователи, приборы и технические средства автоматизации.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ АСУ ТП

Принципиальные схемы автоматизации, определяющие полный состав элементов системы автоматизации и взаимосвязи между этими элементами, а также дающие детальное представление о принципах работы системы автоматизации, играют существенную роль в процессе проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации автоматизированных систем управления теплоэнергетическими объектами. Как составная часть схемной документации проекта системы автоматизации принципиальные электрические схемы служат основой при разработке монтажных схем и составлении сметной документации.

Принципиальные электрические схемы проектируют в соответствии с техническим заданием на создание автоматизированной системы управления и на основании решений, принятых при проектировании функциональных схем автоматизации.

Классификация принципиальных схем производится на основании одного из двух признаков:

- вида вспомогательной энергии (принципиальные электрические, гидравлические

или пневматические схемы);

- назначения схемы (принципиальные схемы питания, технологического контроля,

сигнализации, технологической защиты, автоматического регулирования, управления).

Проектирование принципиальных электрических схем автоматизированных систем управления теплоэнергетических объектов осуществляют в соответствии с требованиями, изложенными в нормативных документах. Принципиальные электрические схемы автоматизации дают с помощью условных графических изображений и условных буквенно-цифровых обозначений элементов представление о последовательности срабатывания элементов, электроаппаратуры и технических средств автоматизации с целью решения определенных функциональных задач.

Последовательность проектирования принципиальных электрических схем

Принципиальные электрические схемы проектируют в несколько этапов, основными из которых являются следующие этапы.

1.  Составление технических требований.

2.  Установление условий и последовательности действий элементов схемы.

3.  Изображение каждого из условий действия схемы в виде элементарной цепи,

отвечающей заданному условию.

4.  Объединение элементарных цепей в общую схему.

5.  Расчет электрических параметров схемы, а также выбор элементов, аппаратуры

и технических средств автоматизации для реализации схемы.

6.  Проверка схемы на возникновение «ложных» цепей.

7.  Анализ вариантов проектных решений и выбор наилучшего варианта.

Принципиальная электрическая схема должна содержать обязательные элементы:

1)  схемы питания, управления, автоматического регулирования, измерения, сигнализации, защитно-блокировочных зависимостей;

2)  линии связи между элементами, аппаратурой, приборами, техническими средствами автоматизации и устройствами, а также их составными частями;

3)  перечень элементов;

4)  основную надпись;

5)  дополнительные части, наличие которых определяется необходимостью:

а) диаграммы и таблицы включений контактов ключей, переключателей, контактных

устройств, конечных и путевых выключателей, программных устройств; циклограммы

работы аппаратуры;

б) контакты ключей, приборов и аппаратуры схемы, занятые в других схемах,

такие же контакты из других схем;

в) поясняющая технологическая схема, циклограммы работы технологического

оборудования, схемы блокировочных зависимостей;

г) таблицы применимости;

д) пояснения и примечания.

Совокупность графического и текстового материала принципиальной электрической схемы должна представлять собой такую проектную документацию, на основании которой можно определить принцип действия, режим и последовательность действия узла, устройства или всей системы автоматизации в целом.

Основные правила выполнения принципиальных электрических схем

Расположение графического и текстового материала на принципиальной электрической схемы должно быть таким, чтобы облегчалось чтение схемы и ее использование. С этой целью рекомендуется в левой части листа схемы размещать основную часть схемы, затем поясняющую схему и дополнительный графический материал (диаграммы, циклограммы и др.), а в правой части – текстовый материал.

Текстовый материал на принципиальных электрических схем приводится кратким, четко сформулированным, исключающим возможность различных толкований. В тех случаях, когда схема не может быть прочитана без поясняющего текста в связи со сложностью принципа ее действия, допускается приводить краткое пояснение работы соответствующего узла системы автоматизации.

На одном листе могут изображаться несколько принципиальных электрических схем, гальванически не связанных друг с другом. Обычно такие схемы объединяют на одном листе по технологическим признакам, например, могут быть объединены схема управления насосом и схема сигнализации уровня жидкости в емкости, связанной с этим насосом.

Линии связи необходимо изображать на принципиальных электрических схемах с помощью отрезков прямых линий, расположенных горизонтально или вертикально. Расположение линий связи в схеме рекомендуется производить в соответствии с последовательностью срабатывания элементов схемы, с которыми линии связи соединены. Принципиальные схемы необходимо выполнять в виде развернутых (элементных) схем, изображая все задействованные элементы, например, контакты реле, в тех частях схем, где они используются. В развернутых (элементных) схемах следует изображать всю электроаппаратуру и электрооборудование, а также все линии электрической связи, которые необходимы для выполнения функций устройства или системы автоматизации в целом.

Перечень элементов располагают над штампом и оформляют в виде таблицы, заполняемой сверху вниз. Перечень элементов является исходным материалом для составления заказной спецификации на оборудование. В него вносят все элементы, аппаратуру, приборы и технические средства автоматизации, изображенные на схеме. Элементы, аппаратуру, технические средства автоматизации одного типа записывают в перечень в одну строку.

Принципиальные электрические схемы проектируют и вычерчивают с применением условных графических изображений, большая часть которых представлена в справочных изданиях. Размеры всех условных графических изображений элементов схемы можно пропорционально увеличивать или уменьшать, при этом минимальное расстояние между соседними линиями должно быть не менее 0,8 мм. Условные графические изображения элементов схем допускается поворачивать на угол 900 или 1800. Контакты технических средств автоматизации (приборов, устройств, реле и др.), а также коммутирующих устройств показывают на принципиальных электрических схемах в нормальном положении. Нормальным считают такое положение, при котором отсутствуют ток во всех цепях схемы и внешнее механическое воздействие на подвижные контакты.

Если коммутирующие устройства имеют два исходных положения, например, двухпозиционное реле, эти устройства изображают на схеме в одном из двух произвольно выбранных положений, что оговаривается в примечаниях. Многопозиционные устройства, например, ключи, переключатели, имеющие сложную коммутацию, можно изображать одним из нескольких способов. Контакты приборов, измеряющих контролируемые или регулируемые параметры, показывают в соответствии с их положением при оптимальном значении этих параметров. Если в принципиальных электрических схемах используют контакты часто встречающихся приборов для измерения неэлектрических величин (температуры, давления, расхода и т. д.), или устройств, имеющих блоки питания электроэнергией (измерительные системы, электронные усилители, двигатели и др.), схемы этих приборов можно не показывать, а изображать в виде прямоугольников, внутри которых помещают изображения колодок зажимов для подключения линий питания и контактов приборов.

Подпишитесь на рассылку Pandia.ru!
Адрес эл. почты:
Ваши интересы:


Цепи управления и блокировочно-защитные цепи располагаются слева направо, сверху вниз в порядке очередности срабатывания элементов и аппаратуры.

Допускается вместо условных изображений сложных аппаратов выполнять их монтажные схемы. Если прибор или другая аппаратура часто встречается в схеме, монтажная схема обводится сплошной линией, если редко, изображается принципиальная схема прибора и обводится пунктирной линией.

Токоприемники (чаще всего – обмотки реле) – выполняют на одной линии либо по горизонтали, либо по вертикали.

Контакты реле изображают на вертикальных линиях – от одной до трех.

Против каждой цепи управления с правой стороны или внизу располагают поясняющие надписи (рис. 1). Принципиальные схемы с блокировочными зависимостями вычерчивают там, где эти блокировки действуют.

 

140…180

Цепь контроля и управления

Цепи управления

Пуск дымососа

Отключение двигателя

Цепи сигнализации

Температура подшипников

Давление масла

Схема управления

Рис. 1. Поясняющие надписи на принципиальной электрической схеме

Обозначения элементов принципиальных электрических схем

Всем элементам, аппаратуре, приборам, техническим средствам автоматизации, изображенным на принципиальных электрических схемах, присваивают буквенно-цифровые условные обозначения. Условные обозначения характеризуют наименования элементов устройств и их функциональное назначение. Условное обозначение состоит из буквенной части и цифровой приставки после буквенной части. Буквенная часть составляется из прописных букв латинского алфавита. Для построения условного обозначения следует применять двухбуквенные коды, в которых первая буква определяет группу видов элементов, а вторая – вид элемента, входящего в эту группу. Например, любой предохранитель относится к группе F, поэтому его условное обозначение начинается с буквы F. Если в схеме нет разновидностей одной и той же группы, допускается кодирование элемента производить с помощью одной буквы, обозначающей группу видов элементов. Например, если в схеме кроме магнитного пускателя не содержится других реле, то пускатель можно обозначить буквой К. При наличии в схеме нескольких пускателей каждый обозначают двухбуквенным кодом КМ.

Если в схеме используют несколько одинаковых по наименованию и функциональному назначению элементов, то к буквенному условному обозначению элемента справа добавляют цифровую приставку в виде арабской цифры. Цифровая приставка обозначает порядковый номер элемента, аппаратуры, прибора или технического средства автоматизации, например, КМ1, КМ2, КМ3. Цифровая приставка присваивается условным обозначениям соответственно расположению элементов на схеме – слева направо при горизонтальном изображении линий связи и сверху вниз при вертикальном изображении линий связи. Элементы одного устройства, независимо от их расположения на схеме, должны иметь одно и то же условное обозначение.

Буквенное обозначение, присваиваемое токоприемнику устройства, распространяется на все отдельные элементы этого устройства, показанные в развернутом (элементном) виде. Например, для реле буквенное обозначение КV показывают около графического изображения его обмотки, а также около каждого графического изображения его контакта.

Маркировка электрических цепей

Все участки электрических цепей между различными элементами, аппаратурой, приборами и техническими средствами автоматизации на принципиальной электрической схеме маркируют числами. Последовательность обозначения участков цепей – от ввода источника питания к потребителю. Разветвляющиеся участки цепей обозначают последовательно слева направо, сверху вниз. Допускается оставлять резервные номера. Цепи переменного тока можно обозначать с добавлением перед числом буквы L. Силовые цепи постоянного тока обозначают нечетными числами – участки цепей положительной полярности, а четными числами – отрицательной полярности. Допускается не маркировать участки цепей между выключателями и предохранителями в пределах одного щита питания.

Проектирование принципиальных электрических схем питания АСУ ТП

Проектирование принципиальных электрических схем питания АСУ ТП производят в следующей последовательности.

1.  Выбор системы электропитания автоматизированной системы управления.

2.  Разработка структуры системы электропитания.

3.  Выбор напряжения и тока потребителей.

4.  Расчет электрических параметров системы электропитания.

5.  Выбор аппаратуры управления и защиты и сочетаний этой аппаратуры.

6.  Выбор типа и технических характеристик элементов системы питания.

7.  Составление перечня элементов системы питания и оформление принципиальной

схемы питания.

На принципиальных электрических схемах питания приводят:

1)  аппаратуру отключения источников питания и потребителей;

2)  аппаратуру контроля наличия напряжения;

3)  аппаратуру защиты потребителей и источников питания;

4)  наименования потребителей;

5)  перечень аппаратуры;

6)  пояснения и примечания.

Питание электродвигателей исполнительных механизмов осуществляют или от общих щитов питания, или от отдельных сборок питания,.

Выбор системы электропитания и ее структуры определяется следующими основными факторами:

1)  бесперебойностью электроснабжения;

2)  расположением источников питания и пртребителей;

3)  величиной нагрузки;

4)  удобством эксплуатации системы питания и потребителей.

Принципиальные схемы питания делят на следующие виды:

1)  схемы питающих сетей – сетей от источников питания до щитов и сборок питания автоматизированных систем управления;

2)  схемы распределительных сетей - сетей от щитов и сборок питания автоматизированных систем управления до потребителей. На этих схемах изображают также цепи, связывающие датчики с измерительными приборами и регулирующими устройствами.

Питающие и распределительные сети выполняют следующими способами:

1) однофазными двухпроводными (фазный провод и нулевой провод);

2) двухфазными двухпроводными (два фазных провода);

3) двухпроводными постоянного тока;

4) трехфазными трехпроводными (три фазных провода);

5) трехфазными четырехпроводными (три фазных провода и нулевой провод).

Схемы распределительных сетей строят по радиальному принципу – каждого потребителя подключают в сеть (к щиту или сборке питания) с помощью отдельной радиальной линии. При установке в системе электропитания аппаратуры управления и защиты применяют следующие сочетания:

1)  в питающих линиях – автоматический выключатель; рубильник – предохранители;

2)  в цепях электродвигателей исполнительных механизмов и электроприводов вентилей – автоматический выключатель – магнитный пускатель; рубильник – предохранители – магнитный пускатель.

Для защиты от перегрузки электродвигателей используют тепловые расцепители, или тепловые элементы в магнитных пускателях. В цепях измерительных приборов, регулирующих устройств, трансформаторов, выпрямителей – пакетный выключатель (рубильник, тумблер) – предохранители. В цепях схем производственной сигнализации – пакетный выключатель (рубильник, тумблер, ключ управления, автоматический выключатель). В цепях освещения щитов – выключатель - предохранитель.

В современных системах питания практически всегда вместо различных сочетаний аппаратуры используют автоматические выключатели. Схемы питания должны выполняться отдельно для питающих и распределительных сетей. Схема распределительной сети должна выполняться для каждого щита питания отдельно. Всем аппаратам схем питающих и распределительных сетей присваивают буквенно-цифровые обозначения.

На схеме питания показывают аппараты управления и защиты, устанавливаемые как со стороны источника питания, так и со стороны щитов питания системы автоматизации, а также электрические связи между ними.

На схемах распределительных сетей показывают следующие элементы:

1)  аппараты управления (рубильники, выключатели, переключатели);

2)  аппараты защиты (автоматические выключатели, предохранители);

3)  преобразователи (выпрямители, трансформаторы, стабилизаторы);

4)  лампы освещения, розетки, схемы автоматического ввода резерва;

5)  линии электрической связи между аппаратами.

Около изображений аппаратов на схемах распределительных сетей указывают их буквенно-цифровое обозначение. У трансформаторов указывают высшее и низшее напряжения. Около выпрямителей, источников питания, стабилизаторов указывают род тока, высшее и низшее напряжения. Не указывают технические характеристики у изображений рубильников, выключателей, автоматических выключателей, предохранителей схем распределительных сетей. Жилы кабелей и проводов питающих сетей, а также сборные шины на щитах питания маркируют последовательными числами с добавлением перед цифровой частью латинских букв «А», «В», «С», обозначающих фазные провода, или буквы N, обозначающей нулевой провод. Допускается не маркировать участки цепей между выключателями и предохранителями (в пределах одного щита питания).

Сведения о потребителях указывают в таблицах в нижней части схем распределительных сетей, питающихся от данного щита питания, с указанием их позиций, потребляемой мощности, напряжения питания и места установки. В перечне аппаратуры указывают позиции аппаратуры по заказной спецификации, обозначения по схеме питания, наименования, тип, количество и технические характеристики.

Выбор выключателей, рубильников и тумблеров

Выбор выключателей, рубильников и тумблеров производят по следующим параметрам:

а) по номинальному напряжению сети Uн > Uнс,

где Uн - номинальное напряжение рубильника, выключателя, тумблера,

Uнс - номинальное напряжение сети.

б) по длительному расчетному току цепи Iн > Iдл; Iоткл > Iдл,

где Iн - номинальный ток рубильника, тумблера,

Iоткл - наибольший отключаемый ток,

Iдл - длительный расчетный ток цепи.

Выбор предохранителей

Предохранители выбирают по следующим параметрам:

а) по номинальному напряжению сети Uнп > Uнс,

где Uнп - номинальное напряжение предохранителя,

Uнс – номинальное напряжение сети;

б) по длительному расчетному току линии Iнв > Iдл,

где Iнв - номинальный ток плавкой вставки,

Iдл – длительный расчетный ток линии.

При выборе предохранителей для защиты от пусковых токов электродвигателей необходимо выполнение условия Iнв > Iпск/ 2,5 ; где Iпск - пусковой ток двигателя.

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производят по номинальному напряжению и току с соблюдением следующих условий: Uн > Uнс ; Iн > Iдл.

Выбор тепловых реле магнитных пускателей

Тепловые реле магнитных пускателей выбирают по номинальному току двигателей (или длительному расчетному току): Iнтр > Iндв, где Iнтр – номинальный ток теплового реле, Iндв – номинальный ток двигателя.

Проектирование принципиальных электрических схем сигнализации

Принципиальные электрические схемы сигнализации выполняют в виде развернутых (элементных) схем. Различают несколько видов схем сигнализации:

1) технологической сигнализации, предназначенные для сигнализации о состоянии

параметров технологического процесса;

2) производственной сигнализации, служащие для сигнализации положения рабочих

органов механизмов и агрегатов;

3) командной сигнализации, выполняющие некоторые организационные функции

управления технологическими процессами;

4) предупредительной сигнализации;

5) аварийной сигнализации.

При проектировании принципиальных электрических схем сигнализации необходимо учитывать следующие рекомендации.

Световую сигнализацию в постах управления объектов теплоэнергетики часто дублируют звуковой сигнализацией. Для сигнализации о состоянии технологических параметров применяют световые табло. Для различных производственных сигналов применяют сигнальную арматуру. В первом случае надпись о содержании сигнала выполняют на световом табло, а во втором - в рамке, установленной около арматуры. Сигнальные элементы встраивают также в мнемосхемы технологических процессов. При большом количестве сигналов различные виды сигнализации сводят на один сигнальный элемент при различных формах сигнализации (ровное горение ламп, мигание, горение вполнакала).

Звуковой сигнал служит для привлечения внимания оперативного персонала и является общим для всех вынесенных на щит световых сигналов, указывающих место нарушения режима или неисправности. Звуковой сигнал может отключаться дежурным оперативным персоналом, а световой сигнал остается до устранения причин неисправности.

Величины напряжений и род тока для схем сигнализации выбирают в зависимости от величины допустимого напряжения на контактах датчиков сигнализации, приборов или устройств, допустимого тока и разрывной мощности, требований монтажа, количества сигналов и т. д. При наличии большого количества сигналов используют постоянный ток низкого напряжения (24 В, 48 В, 60 В). Такие величины напряжений позволяют использовать телефонные многожильные кабели, малогабаритные реле и малогабаритную сигнальную аппаратуру. При этом уменьшается стоимость, уменьшаются габариты и улучшаются условия восприятия информации. Для сигнализации наличия напряжения питания на щитах устанавливают лампы накаливания или светодиоды. Рекомендуется присоединять по одному контакту ламп и обмоток реле к общему питающему проводу (нулевой провод), что исключает ложные срабатывания при пробое на землю. Эффективным способом увеличения срока службы сигнальных ламп и светодиодов, как наиболее ответственных элементов в схемах сигнализации, является снижение напряжения питания на 10…75% от номинального напряжения питания (световой поток снижается до 30% от номинального).

Сложные принципиальные электрические схемы сигнализации оформляют отдельно от других разновидностей принципиальных электрических схем. Несложные принципиальные электрические схемы сигнализации включают в состав других принципиальных схем.

Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалоги
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьер

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказЭкономикаРегионы РоссииПрограммы регионов
История: СССРИстория РоссииРоссийская ИмперияВремя2016 год
Окружающий мир: Животные • (Домашние животные) • НасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШкола
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовМуниципалитетыМуниципальные районыМуниципальные образованияМуниципальные программыБюджетные организацииОтчетыПоложенияПостановленияРегламентыТермины(Научная терминология)

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства