Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации

МДК 02.01 «Управление технологическими процессами производства

органических веществ» - преподаватель С.В. Ваганова

Тема 1.14 Средства управления и регулирования ХТП

Задание и конспект № 1 для самостоятельной проработки тем для группы ХТОВ-3з

(не забывайте писать дату занятия)

Тема	Источник	Задание	Стр.	Результат работы
Классификация химико-технологических процессов и производств как ТОУ. Методика анализа ХТП как ТОУ. – 2 часа	1.Презентация «Типовые схемы автоматизации ХТП», С.В. Ваганова, 2.Презентация «Автоматизация ХТП» А. В. Гаврилова, доцента НГТУ	1. Внимательно прочитайте, постарайтесь понять. 2. Сделайте конспект (понадобится при курсовом и дипломном проектировании). 3. Напишите словарный диктант (приведен ниже таблицы)	Слайд 1-3 (1) и 1-32 (2) Стр. 1	Конспект

Словарный диктант

Продолжите предложение. Время выполнения 25 минут.

Гидромеханические процессы -

Тепловые процессы -

Массообменные процессы -

4. Механические процессы -

5. Химические процессы -

6. ТОУ с сосредоточенными параметрами –

7. ТОУ с распределенными параметрами –

8. Регулирующий орган -

9. Измерительный прибор –

10. Первичный измерительный преобразователь –

11. Исполнительный механизм –

12. Регулирующий орган –

13. Передающий измерительный преобразователь –

14. Промежуточный измерительный преобразователь -

ЗАДАНИЕ № 2 для самостоятельной проработки тем для группы ХТОВ-3з

(не забывайте писать дату занятия)

Тема	Источник	Задание	Стр.	Результат работы
Приборы и средства автоматизации ХТП. – 2 часа	Конспект лекции (приведен ниже)	1. Внимательно прочитайте, постарайтесь понять. 2. Заполните таблицу самоконтроля 3.Запишите в конспект примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации (понадобится при курсовом и дипломном проектировании).	Стр. 1-4 Стр. 11 Стр. 5-11	конспект

Конспект лекции

Автоматизация ХТП базируется на многочисленных и разнообразных технических средствах. При создании измерительных устройств, регуляторов и других средств автоматизации предусматривается их стандартизация в рамках Государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП).

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), ГОСТ 12997-67 - это совокупность унифицированных блоков, приборов и устройств для получения, обработки и использования информации, допускающих информационное, энергетическое и конструктивное сопряжение в агрегатных комплексах и автоматизированных системах управления.

Совокупность ГСП составляют средства измерения (СИ), средства автоматизации (СА), средства управляющей вычислительной техники и программные средства.

Результатом создания ГСП явилась возможность построения на единой элементной базе автоматических и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления производственными процессами, технологическими линиями и агрегатами.

ГСП в настоящее время охватывает разработку и изготовление СИ, используемых в системах автоматизации. Эти СИ объединяются в пять структурных групп измерения и регулирования.

ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

К ним относится большая группа устройств, с помощью которых осуществляется измерение, регулирование, управление и сигнализация технологических процессов различных производств.

Приборы и средства автоматизации подразделяют на измерительные и преобразующие приборы, регулирующие органы и исполнительные механизмы.

Измерительное устройство, в общем случае, состоит из первичного, промежуточного и передающего измерительных преобразователей.

Первичным измерительным преобразователем (или сокращенно первичным преобразователем) называется элемент измерительного устройства, к которому подведена измеряемая величина.

Первичный преобразователь занимает первое место в измерительной цепи (канале измерения). Примерами первичных измерительных преобразователей могут служить: преобразователь термоэлектрический (термопара), сужающее устройство для измерения расхода и т. п.

Первичные измерительные преобразователи часто называют датчиками.

Промежуточным измерительным преобразователем (или сокращенно промежуточным преобразователем) называется элемент измерительного устройства, занимающий в измерительной цепи место после первичного преобразователя.

Основное назначение промежуточного преобразователя — преобразование выходного сигнала первичного измерительного преобразователя в форму, удобную для последующего преобразования в сигнал измерительной информации для дистанционной передачи.

Примером промежуточного измерительного преобразователя может служить мембранный блок дифманометра-расходомера. В измерительной цепи измерения расхода он занимает место непосредственно после сужающего устройства и преобразует перепад давления на сужающем устройстве в соответствующее перемещение мембраны мембранного блока и связанной с нею механической системой прибора.

Передающим измерительным преобразователем (или сокращенно передающим преобразователем) называется элемент измерительного устройства, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации.

Примером передающего преобразователя могут служить разные электрические или пневматические преобразователи, встраиваемые в дифманометры-расходомеры. С их помощью, например, перемещение мембраны, изменяющее положение сердечника дифференциального трансформатора дифманометра, преобразуется в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 0—5 мА (электрический преобразователь) или перемещение гармониковых сильфонов дифманометра в унифицированный выходной пневматический сигнал 0,02—0,1 МПа (пневматический преобразователь) для дистанционной передачи измерительной информации.

Приборостроительной промышленностью выпускаются устройства, объединяющие в себе функции первичного, промежуточного и передающего преобразователей в различных сочетаниях.

Так, бесшкальные манометры и дифманометры выпускаются со встроенными преобразователями для дистанционной передачи показаний.

Эти приборы сочетают в себе функции промежуточного и передающего преобразователей.

Например, для измерения температуры используют термопары. Измерительная цепь состоит: термопара - линия связи – милливольтметр. В данном случае термопара выполняет функции первичного, промежуточного и передающего преобразователя. Если в качестве вторичного прибора вместо милливольтметра использовать потенциометр, то сигнал поступает сначала на преобразователь, преобразующий значение измеряемой величины, выраженное в милливольтах, в соответствующее значение, выраженное в миллиамперах постоянного тока. В этом случае термопара выполняет функции только первичного преобразователя.

Кроме того, в различных измерительных схемах одни и те же элементы могут выполнять различные функции преобразования измеряемой величины.

Если имеется измерительная цепь преобразователь термоэлектрический (термопара)—линия связи — милливольтметр, то преобразователь термоэлектрический выполняет функции первичного, промежуточного и передающего преобразовг-телей.

Если в качестве вторичного прибора используется потенциометр, с унифицированным входным сигналом 0—5 мА, то сигнал с преобразователя термоэлектрического поступает сначала на преобразователь, преобразующий значение измеряемой величины, выраженное в милливольтах, в соответствующее значение, выраженное в миллиамперах постоянного тока.

В этом случае термопреобразователь термоэлектрический выполняет функции только первичного преобразователя.

К первичным преобразователям также относятся отборные и приемные устройства. Под отборными и приемными устройствами понимают устройства, встраиваемые в технологические аппараты и трубопроводы для отбора контролируемой среды и измерения ее параметров.

Примерами таких устройств могут служить устройства отбора давления в аппарате или трубопроводе, устройства отбора среды для определения, например, ее концентрации, щелочности и др.

Первичные измерительные устройства могут встраиваться в технологические аппараты и трубопроводы с помощью дополнительных устройств: бобышек, карманов, расширителей и т. п. Ряд приемных устройств по своей конструкции и принципу действия не требует непосредственного контактирования с измеряемой средой (радиоактивные устройства, коллиматоры, видеоприемные устройства и т. п.). Их изображают на схемах в непосредственной близости от объекта измерения.

Измерительным прибором называется средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы могут иметь различные функциональные отличия. Они могут быть показывающими, регистрирующими, самопишущими, интегрирующими и т. д.

Кроме того, в них могут быть встроены регулирующие, преобразующие и сигнализирующие устройства.

В связи с этим условные обозначения приборов и преобразующих устройств состоят из основного условного изображения прибора или устройства и вписываемых в него обозначений контролируемых и регулируемых величин, а также их функциональных признаков.

Регулирующие органы по конструкции представляют собой устройства, монтируемые непосредственно в технологические трубопроводы. Это различные клапаны, заслонки, шиберы и т. п.

Управление регулирующими органами осуществляется исполнительными механизмами, выполняющими функции их приводов.

Исполнительные механизмы в отличие от регулирующих органов представляют собой относительно сложные многоэлементные устройства. Они отличаются друг от друга принципом действия, техническими и эксплуатационными характеристиками, а также конструктивными особенностями.

По роду используемой энергии исполнительные механизмы подразделяются на гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные.

Используются следующие унифицированные сигналы:

1. Пневматические - сигналы давления сжатого воздуха имеют диапазон изменения сигнала: 0,2-1 кгс/см2 или 0,02-0,1 МПа; сигнал питания: 1,4 кгс/см2; расстояние передачи сигнала: до 300 м.

2. Электрические сигналы имеют много диапазонов, которые можно разделить на две группы: а) сигналы постоянного тока, например: 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА и др.; б) сигналы напряжения постоянного тока, например: 0-1 В, 0-10 В и др.

Первичные приборы (датчики) могут преобразовывать измеряемый параметр в какой-либо унифицированный сигнал. Если же датчик выдает неунифицированный сигнал, то для приведения его к стандартному диапазону должен быть установлен соответствующий нормирующий преобразователь.

Классификация приборов:

На различных ХТП наиболее часто измеряемыми величинами являются температура, давление, расход и уровень. На них приходится около 80 % всех измерений. Остальную часть занимают электрические, оптические и др. виды измерения.

При измерениях используются различные измерительные приборы, которые классифицируются по ряду признаков.

Общей градацией является разделение их на приборы для измерения: механических, электрических, магнитных, тепловых и других физических величин.

Классификация по роду измеряемой величины указывает, какую физическую величину измеряет прибор (давление Р, температуру Т, расход F, уровень L, количество вещества Q и т.д.).

Исходя из признака преобразования измеряемой величины, измерительные приборы разделяют на приборы: непосредственной оценки или сравнения.

По характеру изменения: стационарные и переносные.

По способу отсчета измеряемой величины: показывающие, регистрирующие, суммирующие.

Таблица для самоконтроля (заполните таблицу, используя конспект)

Наименование прибора	Назначение	Пример
1.Измерительное устройство
2.Первичный измерительный преобразователь
3.Промежуточный измерительный преобразователь
4.Передающий измерительный преобразователь
5.Устройства, объединяющие в себе функции первичного, промежуточного и передающего преобразователей в различных сочетаниях
6.Измерительный прибор
7.Регулирующий орган
8.Исполнительный механизм
9.Пневматические унифицированные сигналы
10.Электрические унифицированные сигналы

№ п/п.	Обозначение	Наименование
1		Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения температуры, установленный по месту. Например: преобразователь термоэлектрический (термопара), термопреобразователь сопротивления, термобаллон термометра, датчик пирометра и т.п.
2		Прибор для измерения температуры показывающий, установленный по месту. Например: термометр ртутный, термометр манометрический и т.п.
3		Прибор для измерения температуры показывающий, установленный на щите. Например: милливольтметр, логометр, потенциометр, мост автоматический и т.п.
4		Прибор для измерения температуры бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Например: термометр манометрический (или любой другой датчик температуры) бесшкальный с пневмо- или электропередачей
5		Прибор для измерения температуры одноточечный, регистрирующий, установленный на щите. Например: самопишущий милливольтметр, логометр, потенциометр, мост автоматический и т.п.
6		Прибор для измерения температуры с автоматическим обегающим устройством, регистрирующий, установленный на щите. Например: многоточечный самопишущий потенциометр, мост автоматический и т.п.
7		Прибор для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, установленный на щите. Например: любой самопишущий регулятор температуры (термометр манометрический, милливольтметр, логометр, потенциометр, мост автоматический и т.п.)
8		Регулятор температуры бесшкальный, установленный по месту. Например: дилатометрический регулятор температуры
9		Комплект для измерения температуры регистрирующий, регулирующий, снабженный станцией управления, установленный на щите. Например: вторичный прибор и регулирующий блок системы «Старт»
10		Прибор для измерения температуры бесшкальный с контактным устройством, установленный по месту.Например: реле температурное
11		Байпасная панель дистанционного управления, установленная на щите
12		Переключатель электрических цепей измерения (управления), переключатель для газовых (воздушных) линий, установленный на щите.
13		Прибор для измерения давления (разрежения) показывающий, установленный по месту. Например: любой показывающий манометр, дифманометр, тягомер, напоромер, вакуумметр и т.п.
14		Прибор для измерения перепада давления показывающий, установленный по месту. Например: дифманометр показывающий.
15		Прибор для измерения давления (разрежения) бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Например: манометр (дифманометр) бесшкальный с пневмо- или электропередачей.
16		Прибор для измерения давления (разрежения) регистрирующий, установленный на щите. Например: самопишущий манометр или любой вторичный прибор для регистрации давления.
17		Прибор для измерения давления с контактным устройством, установленный по месту. Например: реле давления.
18		Прибор для измерения давления (разрежения) показывающий с контактным устройством, установленный по месту. Например: электроконтактный манометр, вакуумметр и т.п.
19		Регулятор давления, работающий без использования постороннего источника энергии (регулятор давления прямого действия) «до себя».
20		Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения расхода, установленный по месту. Например: диафрагма, сопло, труба Вентури, датчик индукционного расходомера и т.п.
21		Прибор для измерения расхода бесшкальный с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Например: дифманометр (ротаметр), бесшкальный с пневмо- или электропередачей.
22		Прибор для измерения соотношения расходов регистрирующий, установленный на щите. Например: любой вторичный прибор для регистрации соотношения расходов.
23		Прибор для измерения расхода показывающий, установленный по месту. Например: дифманометр (ротаметр), показывающий.
24		Прибор для измерения расхода интегрирующий, установленный по месту. Например: любой бесшкальный счетчик-расходомер с интегратором.
25		Прибор для измерения расхода показывающий, интегрирующий, установленный по месту. Например: показывающий дифманометр с интегратором.
26		Прибор для измерения расхода интегрирующий, с устройством для выдачи сигнала после прохождения заданного количества вещества, установленный по месту. Например: счетчик-дозатор.
27		Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения уровня, установленный по месту. Например: датчик электрического или емкостного уровнемера.
28		Прибор для измерения уровня показывающий, установленный по месту. Например: манометр (дифманометр), используемый для измерения уровня.
29		Прибор для измерения уровня с контактным устройством, установленный по месту. Например: реле уровня, используемое для блокировки и сигнализации верхнего уровня.
30		Прибор для измерения уровня бесшкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Например: уровнемер бесшкальный с пневмо- или электропередачей.
31		Прибор для измерения уровня бесшкальный, регулирующий, с контактным устройством, установленный по месту. Например: электрический регулятор-сигнализатор уровня. Буква Н в данном примере означает блокировку по верхнему уровню.
32		Прибор для измерения уровня показывающий, с контактным устройством, установленный на щите. Например: вторичный показывающий прибор с сигнальным устройством. Буквы Н и L означают сигнализацию верхнего и нижнего уровней.
33		Прибор для измерения плотности раствора бесшкальный, с дистанционной передачей показаний, установленный по месту. Например: датчик плотномера с пневмо- или электропередачей.
34		Прибор для измерения размеров показывающий, установленный по месту. Например: показывающий прибор для измерения толщины стальной ленты.
35		Прибор для измерения любой электрической величины показывающий, установленный по месту.
Например:
		Напряжение*
		Сила тока*
		Мощность*
36		Прибор для управления процессом по временной программе, установленный на щите. Например: командный электропневматический прибор (КЭП), многоцепное реле времени.
37		Прибор для измерения влажности регистрирующий, установленный на щите. Например: вторичный прибор влагомера
38		Первичный измерительный преобразователь (чувствительный элемент) для измерения качества продукта, установленный по месту. Например: датчик рН-метра
39		Прибор для измерения качества продукта показывающий, установленный по месту. Например: газоанализатор показывающий для контроля содержания кислорода в дымовых газах.
40		Прибор для измерения качества продукта регистрирующий, регулирующий, установленный на щите. Например: вторичный самопишущий прибор регулятора концентрации серной кислоты в растворе.
41		Прибор для измерения радиоактивности показывающий, с контактным устройством, установленный по месту. Например: прибор для показания и сигнализации предельно допустимых концентраций а- и Р-лучей.
42		Прибор для измерения скорости вращения привода регистрирующий, установленный на щите. Например: вторичный прибор тахогенератора
43		Прибор для измерения нескольких разнородных величин регистрирующий, установленный по месту. Например: самопишущий дифманометр-расходомер с дополнительной записью давления. Надпись, расшифровывающую измеряемые величины, наносят справа от прибора.
44		Прибор для измерения вязкости раствора показывающий, установленный по месту. Например: вискозиметр показывающий.
45		Прибор для измерения массы продукта показывающий, с контактным устройством, установленный по месту. Например: устройство электронно-тензометрическое, сигнализирующее.
46		Прибор для контроля погасания факела в печи бесшкальный, с контактным устройством, установленный на щите. Например: вторичный прибор запально-защитного устройства. Применение резервной буквы В должно быть оговорено на поле схемы.
47		Преобразователь сигнала, установленный на щите. Входной сигнал электрический, выходной сигнал тоже электрический. Например: преобразователь измерительный, служащий для преобразования т.э.д.с. термометра термоэлектрического в сигнал постоянного тока.
48		Преобразователь сигнала, установленный по месту. Входной сигнал пневматический, выходной - электрический.
49		Вычислительное устройство, выполняющее функцию умножения. Например: множитель на постоянный коэффициент К.
50		Пусковая аппаратура для управления электродвигателем (включение, выключение насоса; открытие, закрытие задвижки и т.д.). Например: магнитный пускатель, контактор и т.п. Применение резервной буквы N должно быть оговорено на поле схемы.
51		Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управления (включение, выключение двигателя; открытие, закрытие запорного органа, изменение задания регулятору), установленная на щите. Например: кнопка, ключ управления, задатчик.
52		Аппаратура, предназначенная для ручного дистанционного управления, снабженная для сигнализации, установленная на щите.