Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механизации, автоматизации и энергоснабжения
строительства
СХЕМЫАВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММИРУЕМЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ
Методические указания
Утверждены редакционно-издательским советом университета 19 января 2006 г.
САМАРА 2006
Составитель В.К.Кивран
УДК 62-52
Схемы автоматизации производства строительных материалов и изделий с использованием программируемых контроллеров: Методические указания /Сост. В.К.Кивран; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т, Самара, 2006.-48 с.
Предназначены для студентов специальности 290600 – «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» при выполнении раздела автоматизации дипломного проекта. Описаны состав и требования к выполнению этого раздела с учетом использования программируемых контроллеров в современных системах автоматизации. Приведены выдержки из действующих государственных стандартов по выполнению схем автоматизации с примерами функциональных и принципиальных схем. Даны методические указания к выполнению схем автоматизации.
Редактор Л.И.Глезерова
Технический редактор А.И.Непогодина
Корректор Е.М.Фоменкова
Подписано в печать 16.03.06. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать оперативная. Уч.-изд. л. 3,0. Усл. печ.л. 2,96. Тираж 100 экз. Заказ №
Самарский государственный архитектурно-строительный университет.
443001 Самара, ул. Молодогвардейская, 194.
Отпечатано с оригинала заказчика в тип. ООО «СЦП-М».
443010 Самара, Галактионовская, 79.
Ó Самарский государственный
архитектурно-строительный университет, 2006.
ВВЕДЕНИЕ
Раздел по автоматизации производства строительных материалов, изделий и конструкций является составной частью дипломного проекта. Он предусматривает разработку проекта автоматизации одного из технологических объектов строительной индустрии в соответствии с заданием на дипломный проект. Объект автоматизации, исходя из условий целесообразности, определяет руководитель дипломного проекта выпускающей кафедры, который затем согласовывается с консультантом по автоматизации и утверждается заведующим выпускающей кафедры в качестве составной части задания на дипломный проект. Степень и объем автоматизации, по согласованию с руководителем дипломного проекта, определяет консультант по автоматизации.
Дипломный проект включает в себя схемы автоматизации, выполняемые на одном листе ватмана стандартного размера А1, и раздел по автоматизации в пояснительной записке к дипломному проекту объемом до семи листов. Согласно заданию на дипломный проект, на листе должны располагаться функциональные и принципиальные схемы автоматизации с необходимыми пояснениями. В пояснительной записке указываются конкретные задачи автоматизации, состав и назначение систем автоматизации, обоснование и подробное описание схем автоматизации, а также при необходимости перечень элементов в разрабатываемых схемах.
При разработке схем автоматизации объектов по производству строительных материалов, изделий и конструкций в разделе автоматизации дипломного проекта следует использовать как можно шире современные средства и методы автоматизации технологических процессов. В качестве современных средств автоматизации выступают программируемые контроллеры, позволяющие не только управлять сложными технологическими процессами, но и производить техническую диагностику состояния отдельных элементов технологических установок и отказов в их работе.
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
Все схемы автоматизации и другие документы дипломного проекта должны выполняться в строгом соответствии с требованиями ЕСКД и действующих государственных стандартов. Основной формат бумаги для выполнения схем автоматизации должен быть 841 х 594 мм, для пояснительной записки – 210 х 297 мм в вертикальном расположении. Форматы листов определяются размерами внешней рамки, выполняемой тонкой линией. Поле документа определяется сплошной основной линией, отстоящей от внешней рамки сверху, справа и снизу на 5 мм, слева – на 20 мм. В правом нижнем углу размещается основная надпись (штамп), выполняемая согласно ГОСТ 21.103-78, формы которой показаны на рис. 1. Текст выполняется стандартным чертежным шрифтом согласно ГОСТ 2.304-81.
Рис. 1. Основная надпись
Для схем автоматизации употребляется основная надпись по форме 1, для пояснительной записки – по форме 2, для листов продолжения используется надпись по форме 3. В графе 1 указывается обозначение документа (шифр), в графе 2 – наименование предприятия, для которого выполнен данный документ, в графе 3 – наименование изделия, в графе 4 – вид и тип схемы, в графе 5 – наименование или индекс организации, разработавшей документ. Размер шрифта (высота заглавного символа): в графе 1 – 5 мм, в графах 2, 3, 4 и 5 – 3,5 или 2,5 мм в зависимости от размера надписи, в остальных графах – 2,5 мм.
Все функциональные или принципиальные схемы автоматизации выполняются с помощью условных графических обозначений в соответствии с действующими ГОСТами на те или иные схемы. Для вычерчивания схем используются сплошные основные или тонкие линии по ГОСТ 2.303-68. Рекомендуемая толщина основной линии – 0,5 мм, тонких – 0,2 мм. При компьютерном исполнении схем толщина основной линии может быть уменьшена до 0,4 мм, а толщина тонкой линии может быть выбирается минимальной для данного используемого графического редактора, вплоть до одного пикселя.
Все пояснительные тексты на схемах должны выполняться стандартным чертежным шрифтом высотой заглавных символов 2,5 мм, заголовков – 3,5 мм, межстрочный интервал – 8 мм. Пояснительную записку ЕСКД требует выполнять также стандартным чертежным шрифтом, но для дипломной работы текст пояснительной записки разрешается выполнять по согласованию с выпускающей кафедры либо в виде рукописного текста с межстрочным интервалом 8 мм, либо компьютерным способом с размером шрифта 14 пикселей с полуторным или одинарным межстрочным интервалом, как другие разделы пояснительной записки. При этом текст пояснительной записки следует увязывать со схемами на листах с помощью ссылок на позиционные буквенные обозначения элементов схем.
Так как листы дипломного проекта одновременно являются демонстрационным материалом, то по разрешению выпускающей кафедры на них могут выполняться заголовки или надписи повышенных размеров.
Проектные решения по принципиальным вопросам необходимо излагать с рассмотрением возможных вариантов и с обоснованием выбора наилучших.
СХЕМЫФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
Функциональные схемы составляются в соответствии с требованиями ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах». Этим стандартом устанавливаются графические и буквенные обозначения приборов и средств автоматизации в функциональных схемах. Все графические обозначения согласно данному ГОСТу приведены в табл. 1.
Графические обозначения приборов вычерчиваются сплошной основной линией, а линии связи между приборами, а также между прибором и отборным устройством – тонкой линией. Кроме того, тонкой линией вычерчивается горизонтальная разделительная линия внутри графического обозначения.
Порядок составления функциональных схем рекомендуется следующий. На верхней части листа условными знаками в соответствии с действующими стандартами на технологические схемы или общепринятыми нормами изображаются технологическое оборудование, коммуникации, линии потоков. При этом, чтобы не затемнять схему, целесообразно излишне не детализировать оборудование и оставлять свободные места для обозначения элементов схемы автоматизации. Затем на схему наносятся по месту их расположения, на указанных выше свободных местах, графические обозначения датчиков и чувствительных элементов, а также исполнительных механизмов. При этом необходимо добиваться большей ясности того, где измеряется тот или иной технологический параметр. Допускается уточнять место расположения датчиков выносными линиями, оканчивающимися окружностью диаметром 2 мм. Эти выносные линии, как и линии связи, вычерчиваются тонкой линией.
Таблица 1
Обозначения условные графические в функциональных схемах
Условные графические обозначения некоторых элементов технологического оборудования, непосредственно примыкающих к функциональным схемам, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Условные графические обозначения приборов технологического
оборудования, примыкающего к функциональным схемам
Для указания места расположения остальных приборов и средств автоматизации рекомендуется под технологической схемой обозначать поля, обрамленные сплошными основными линиями прямоугольников, условно изображающих щиты, пульты, пункты управления, а также поле, условно показывающее установку приборов по месту, т. е. на самом технологическом оборудовании. Количество полей произвольное, подписываются они слева или справа. Затем на этих полях вычерчиваются условные графические обозначения остальных элементов функциональных схем в соответствии с местом их расположения.
Для небольших по объему и насыщенности функциональных схем допускается совмещенное выполнение функциональных и технологических схем. Но при этом графическое обозначение приборов необходимо располагать на листе в местах, свободных от начертания элементов технологических схем.
При составлении функциональных схем необходимо выполнять условие, чтобы расстояние между приборами автоматизации, между приборами автоматизации и несмежными линиями связи, а также между приборами автоматизации и элементами технологической схемы было бы не менее 3 мм. Комплект разного назначения приборов, объединенных одним корпусом, можно выполнять как отдельными, но соприкасающимися графическими обозначениями.
Затем все приборы соединяются линиями, обозначающими соответствующие функциональные связи. На линиях связи с датчиками, чувствительными элементами и исполнительными механизмами указываются диапазоны измеряемых или регулируемых величин в стандартных единицах измерения. Расстояние между линиями связи также не должно быть менее 3 мм. Разрешается разрывать линии связи с обозначением номера разрыва линии на обоих концах их разрыва. Расположение этих разрывов на схеме должно быть каким-либо способом систематизировано, в частности, на границе технологической схемы. Нумерация разорванных линий связи должна быть сквозной, причем с одной стороны разрывов нумерация должна быть по порядку, а ответная часть должна иметь тот же номер.
Буквенные обозначения функциональных признаков измерительных и регулирующих приборов также регламентирует ГОСТ 21.404-85. В этих обозначениях принят позиционный принцип, согласно которому значение букв зависит от позиции (места их расположения). Позиции читаются слева направо. Все буквы должны быть латинские заглавные.
На первой позиции (крайняя слева) указывается буква, соответствующая измеряемому или регулируемому технологическому параметру:
D – плотность;
E – электрическая величина;
F – расход;
G – размер, положение, перемещение;
H – ручное воздействие;
K – время, временная переменная, временная программа;
L – уровень;
M – влажность;
P – давление, вакуум;
Q – величина качества, состав, концентрация;
R – радиоактивность;
S – скорость, частота;
T – температура;
U – несколько разнородных измеряемых величин;
V – вязкость;
W – масса.
Рекомендуется буквам Q и U давать пояснения в виде примечания. Буквы A, B, C, I, J, N, O являются резервными для величин, не охваченных настоящим стандартом. Применение резервных букв также должно быть расшифровано на схеме в примечаниях.
На второй позиции ставится буква дополнения к основному обозначению, уточняющая измеряемую или регулируемую величину:
D – разность, перепад;
F – соотношение, доля, дробь;
J – автоматическое переключение, обегание;
Q – интегрирование, суммирование по времени.
Кроме того, на второй позиции может быть поставлена буква, обозначающая дополнительные функциональные признаки. Рекомендованы ГОСТом следующие буквы:
E – чувствительный элемент, датчик;
T – дистанционная передача, телемеханика;
K – станция управления;
Y – преобразование, вычислительные функции.
Резервных букв настоящим ГОСТом не предусмотрено. На второй позиции может стоять одна или несколько букв, а может быть и ни одной (позиция не обязательная). При использовании буквы K другие буквы, в том числе и буквы первой позиции, могут не использоваться.
На третьей позиции указываются буквы, соответствующие основным функциональным признакам:
I – показание;
R – регистрация;
C – автоматическое регулирование и управление;
S – включение, отключение, переключение, блокировка;
A – сигнализация.
Буквы E, G, K, Q, T, V являются резервными, и их применение также должно быть расшифровано на схеме в примечаниях. На третьей позиции также может не стоять ни одной буквы, но если их несколько, то порядок их расположения должен соответствовать вышеуказанному.
На дополнительной позиции используются только две буквы:
H – верхний предел измеряемой или регулируемой величины;
L – нижний предел измеряемой или регулируемой величины.
Они выносятся за поле графического обозначении прибора и ставятся: первая – справа сверху, вторая – справа снизу.
Для облегчения разработки реальных функциональных схем автоматизации в табл. 3 приведены выдержки из ГОСТа для наиболее часто встречающихся обозначений аппаратуры дистанционного позиционного управления электрическими приборами.
После этого внутри верхней части графического обозначения каждого прибора, исключая исполнительные механизмы и сигнальные устройства, вписываются буквенные обозначения функциональных признаков. Последним этапом является присвоение каждому элементу функциональной схемы позиционного номера, состоящего из комбинации заглавных букв латинского алфавита и цифр арабского начертания. Порядок следования символов позиционного номера, кроме сигнальных устройств, не регламентируется, но рекомендуется этот порядок каким-либо образом систематизировать. Индексация нумерации не допускается. Эти номера ставятся внутри нижней части графического обозначения измерительных или регулирующих приборов. Для исполнительных механизмов, сигнальных устройств, а также для остальных приборов, если позиционный номер их не помещается внутри нижней части графического обозначения, он проставляется преимущественно сверху, или справа (можно и слева). Для световых сигнальных устройств нумерация должна начинаться с символов HL, для звуковых сигнальных устройств – HA, для символьных сигнальных устройств – HG, далее идет порядковый номер. На схеме позиционные номера разных приборов не должны повторяться.
Таблица 3
Условные обозначения аппаратуры позиционного управления 
Буквенные обозначения и позиционные номера выполняются чертежным шрифтом с высотой прописных букв 2,5 мм.