1.2. Схеми в проектах автоматизації

У проектах автоматизації сільськогосподарського вироб­ництва використовують такі схеми: структурні; функціо­нальні; принципові; з’єднань; підключень та ін.

Структурні. При розробці систем автоматизації в пер­шу чергу вирішують питання зв’язку з окремими структур­ними підрозділами об’єкта автоматизації. Графічне зобра­ження об’єкта автоматизації, а також структурних його ча­стим і зв’язків між ними прийнято називати структурною схемою. Якщо організаційна структура об’єкта нескладна, її опивують словами (сама схема не наводиться). Підроз­діли об’єкта (рис. 1.1) зображують прямокутниками з по­яснюючими написами. Зв’язок показують лінією, а його напрямок — стрілкою. Вид зв’язку позначають великими літерами. Наприклад: ТС — телесигналізація, АТЗ — авто­матичний телефонний зв’я­зок.

Функціональні — є ос­новним проектним доку­ментом.

1.1. Організаційно-структурна схема птахофабрики

Згідно з ГОСТ 21.404—85 при розробці схем автоматиза­ції користуються умовними графічними та літерними зобра­женнями. Так, усі датчики, вторинні прилади показують на схемах як коло діаметром 10 мм. Виконавчі механізми зоб­ражуються колом, діаметр якого 5 мм, регулюючі органи — двома трикутниками, що стикуються (рис. 1.2). Прилади, ■розміщені на щиті управління, відрізняються від тих, що встановлені безпосередньо на технологічному обладнан­ні— рискою (рис. 1.3).

. Виконавчі механізми, які є важливими елементами сис­теми автоматики, характеризуються різноманітністю, що має бути показана на схемі автоматизації (табл. 1.1).

Як видно, умовні графічні зображення приладів та засо­бів автоматизації надзвичайно прості та зручні в користу­ванні, але не відображають функціонального призначення відповідних елементів систем автоматики. Тому їх доповню-

1.4. Розміщення літер по позиціях: 1, 2, 3 — позиції

ють умовними літерними позначеннями: велики­ми літерами латинського алфавіту. Залежно від місця знаходження відповідної літери, вона несе різне зміс­товне навантаження. У середині умовного графічного зо­браження їх проставляють у верхній частині по трьох пози­ціях: на першій — літера означає параметр, на який реагує відповідний прилад; на другій — уточнюється призначення першої літери; на третій — функціональні ознаки приладу (рис. 1.4). Значення кожної із літер латинського алфавіту наведене в табл. 1.2.

При позначенні основної величини, що вимірюється, лі­тери А, В, С, І, /, И, О, У, Е, 1 є резервними і можуть бути використані у випадках, непередбачених стандартом. Для уточнення призначення першої літери використовуються літери Б, і⁷, / та С}, три з них допускається записувати ма­лими сі, /, <7.

Функціональні ознаки приладів на схемах позначають літерами А, І, Я, С, 5, Н, Ь. Якщо один і той же прилад має кілька функціональних призначень, то літери, якими вони позначені, записують у такій послідовності ІЯСЗА (по­каз— .реєстрація, регулювання або управління — вмикан­ня, вимикання, перемикання — сигналізація). Треба пам’я­тати, що в позначенні показують лише ті функціональні оз­наки приладу, які використовуються .в даній системі. Літери

Н, Ь проставляють за межами умовного графічного позна­чення (рис. 1.5, а);

Для конкретизації вимірюваної величини праворуч від умовного графічного позначення показують назву або сим­вол величини, що вимірюється (рис. 1.5,6);

Літеру І) можна використовувати для позначення вто-

ринного приладу, що вимірює кілька різнорідних величин. Детальне розшифрування величини, що вимірюється, повин­но бути наведено біля приладу або на полі креслення (,рис.

1.5, в). Слід пам’ятати, що первинні перетворювачі такого комплекту потрібно показувати у відповідності з вимірю­ваною величиною.

Літеру Н використовують у позначенні засобів, які ви­конуються у вигляді окремих блоків, позначених для руч­них операцій (літера Н має стояти на першому місці) Наприклад, літерою Н позначають кнопку дистанційного управління, Я5 — перемикач електричних ланцюгів (рис.

1.5, г).

Резервні літери, що використовуються для позначення приладів на схемах автоматизації, повинні бути розшифро­вані безпосередньо на самому кресленні. Не допускається в одній і тій же документації одну і ту ж резервну літеру використовувати для позначення різних величин. Літеру X

можна використати одноразово в надзвичайних випадках.

Літеру 5 використовують для позначення контактного пристрою приладу, що використовується лише для вмикан­ня, вимикання, блокування; її не слід використовувати для: позначення функції регулювання.

На схемах автоматизації складні прилади, що викону­ють ряд функцій, показують кількома колами, які прими­кають одне до іншого.

Часто функціональні ознаки приладів та засобів авто­матизації можуть бути показані за допомогою літер Е, Т, К, У. У цих випадках позначення всього приладу повинно складатися лише із двох літер. Перша із них означає вели­чину, що вимірюється, а друга — функціональну належ­ність приладу (рис. 1.6, табл. 1.3). Наприклад, ТЕ означає, що на схемі зображений первинний перетворювач темпера­тури, РТ — прилад, що реагує на зміну тиску з дистанцій­ною передачею сигналу, ТУ — перетворювач температури..

Додаткові позначення приладів та засобів автоматиза­ції проставляються і за межами умовних графічних (табл..

1.4) . Ці позначення належать до перетворювачів сигналів та обчислювальних пристроїв, тобто до таких засобів авто­матизації, функціональні особливості яких позначаються літероюУ (дволітерне позначення). Наприклад, позначен­ня на рис. 1.7 означають: а — перетворювач інформації про- температуру із аналогового сигнала на дискретний, б — перетворювач інформації про вологість із сигналу елект­ричного на пневматичний, в — прилад, що передає інфор­мацію про тиск.

На схемах автоматизації позиційне позначення прила­дів та засобів автоматизації розміщують у нижній частині

умовного графічного (рис. 1.8). Цифра в позиційному по­значенні вказує на номер комплекту, а мала літера — мі­сце даного приладу в певному комплекті обладнання.

Зв’язок між окремими приладами на схемах автомати­зації показують лініями, що можуть підходити до будь-яко­го місця умовного графічного позначення приладу або за-

собу автоматизації. Відбірний пристрій для всіх постійно ввімкнених приладів зображують суцільною тонкою лінією, що з’єднує технологічний трубопровід або апарат з первин­ним вимірювальним перетворювачем або приладом. Якщо необхідно вказати точне місце розташування відбірного пристрою або точки вимірювання, то в кінці тонкої лінії показують коло діаметром 2 мм.

Оскільки схеми автоматизації зображують на тех­нологічних схемах, основні правила зображення техноло­гічного обладнання такі:

технологічне обладнання показується спрощено і без- масштабно;

трубопроводи як технологічне обладнання можна зоб­ражувати спрощено (дволінійно) і умовно (СТ СЭВ 4723— 84 та СТ СЭВ 3334—81) однолінійно (табл. 1.5);

середовище, яке передається трубопроводами, показу­ють з допомогою цифр (табл. 1.5), які повинні бути розши­фровані тут же на полі креслення; перша цифра означає вид середовища, яке передається, а друга — його призначен­ня (наприклад, 1.1 — вода питна).

Схеми автоматизації можуть виконуватись як спроще-

по, так і розгорнуто. У першому випадку не показують пер­винних перетворювачів, а також усю допоміжну апа­ратуру. Прилади і засоби автоматизації, що викону­ють складні функції і виконані у вигляді окремих бло­ків, показують одним умовним графічним позначенням (рис. 1.9, а). Розгорнутий спосіб (рис. 1.9, б) використову­ють у тих випадках, коли необхідно конкретизувати функ­цію кожного приладу ї засобу автоматизації, що входять до єдиного вимірювального, регулюючого або управляю­чого комплекту.

Схеми автоматизації можуть виконуватись як з умов­ним зображенням щитів або пультів управління (рис. 1.10, а), так і без них (,рис. 1.10, б). У першому випадку побудова схем дещо ускладнена, але вони більш наочні, у друго­му— навпаки, спрощується підготовка схем, але наочність погіршується.

Якщо схеми автоматизації складні, то лінії зв’язку до­пускається розривати. При цьому обидва кінці ліній у міс­цях розриву нумерують однією і тією ж арабською цифрою. Для нижнього ряду (рис. 1.10, а) номери повинні йти в по­рядку зростання зліва направо; для верхнього ряду подіб­на умова не є обов’язковою.

На схемах автоматизації контури технологічного облад­нання, лінії зв’язку, графічні позначення приладів та за­собів автоматизації й щитів управління зображують лінія­ми різної товщини:

0,6—1,5 мм для контурів технологічного обладнання, а також прямокутників, що зображують щити і пульти;

0,5—0,6 мм — для приладів й засобів автоматизації;

0,2—0,3 мм — для ліній зв’язку.

Принципові електричні схеми — це проектний документ, розроблений на основі схем автоматизації, який визначає

повний склад електричних елементів та зв’язків між ними, а також дає детальне уявлення про принципи роботи схе­ми (табл. 1.6).

П,ри виконанні принципових електричних схем керу­ються в першу чергу такими нормативними документами: ГОСТ 2. 701—84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению»; ГОСТ 2.702—75* «Правила выполнения электрических схем»; ГОСТ 2. 708—81 «Правила выполне­ния электрических схем цифровой вычислительной техни­ки».

У загальному випадку принципові електричні схеми складаються з умовних зображень елементів і зв’язків між ними; пояснюючих написів; окремих елементів даної схе­ми, що використовуються в інших схемах, а також елементів із інших схем; діаграми перемикань контактів багатопозиційних пристроїв; переліку пристроїв, засобів автоматизації та апаратури, що використовується в даній схемі; переліку креслень, що належать до даної схеми, за­гальних пояснень та примітки.

Для доповнення умовного графічного позначення еле-

ментів на принципових електричних схемах за ГОСТ 2.710— 81 застосовують літерно-цифрові позначення (табл. 1.7 і 1.8). їх називають позиційними.

Позиційне позначення згідно з ГОСТ 2. 710—81 склада­ється із трьох частин. У першій частині записують одну або дві літери латинського алфавіту (івид елемента), у дру­гій— одну або кілька цифр (номер), у третій — одну або кілька латинських літер (функція елемента). Слід пам'ята­ти, що вид та номер елемента — обов’язкова частина умов­ного позначення. Показувати функцію елемента необов’яз­ково.

Наприклад, конденсатор, що використовується як інте­груючий, на принциповій електричній схемі позначається С4/ (4 — його порядковий номер), а цифрова мікросхема

1.11. Фрагмент принципової елек­тричної схеми рядковим методом

не виконує функцію запа­м’ятовування,— ОБ 7 5 (7— її порядковий номер) і т. д.

При виконанні принци­пових електричних схем ре­комендується дотримувати певних правил. Лист із схе­мами заповнюють так: у лі­вій частині розміщують ос­новну схему, потім графічний матеріал, що пояснює дію схеми (циклограми, діаграми замикань контактів і т. п.), а в правій частині — текстовий матеріал.

Принципові схеми виконують рядковим методом. При цьому графічні позначення елементів або їх складових час­тин, що входять в один ланцюг, зображують послідовно один за іншим по прямій, а окремі ланцюги — поряд, ство­рюючи паралельні (горизонтальні або вертикальні рядки) (рис. 1.11).

Усі апарати (реле, контакти, кнопки та ключі управлін­ня, автоматичні вимикачі, перемикачі ланцюгів тощо) на електричних схемах необхідно зображувати у вимкненому положенні, тобто при відсутності напруги у всіх ланцюгах схеми та зовнішніх механічних діях на апарати.

Контакти реле, контакторів, кнопкових перемикачів по­казують таким чином, щоб сила, необхідна для спрацюва­ння, діяла па рухомий контакт зверху вниз при горизонталь­ному зображенні ланцюгів схеми та зліва направо — при ■вертикальному.

Для позиційного позначення елементів рекомендується застосовувати дволітерні коди (див. табл. 1.7). Але залеж­но від конкретного змісту схеми елемент якого-небудь виду може бути позначений і однією літерою — загальним ко­дом виду елемента. Наприклад, якщо в схемі є магнітний пускач і відсутні інші реле, то цей пускач можна позначити літерою К, хоч він має дволітерний код КМ (див. рис. 1.11).

Позиційне позначення на схемі проставляють біля умов­ного графічного зображення елементів (пристроїв) з пра­вого боку або над ними.

Щоб полегшити сприйняття принципових електричних схем їх іноді розбивають на функціональні ділянки і збоку (справа) роблять написи, що пояснюють функціональне призначення ланцюга, або вказують, до якої схеми техно-

1.12. Фрагмент електричної принципової схеми транспорту­вання та дозування концент­рованих кормів на фермі вели­кої рогатої худоби:

1 — привод норії; 2, 3 — кон­

троль рівня в бункері № 1, № 2;

4 — привод транспортера

логічного обладнання на­лежить цей ланцюг (рис.

1.12).

Лінії зв’язку між еле­ментами повинні складатись із горизонтальних та верти­кальних відрізків і мати найменше число зломів та пере­тинів. У деяких випадках допускається застосовувати на­хилені лінії зв’язку, довжину яких необхідно обмежувати.

ІТа принципових електричних схемах лінії зв’язку пови­нні бути показані, як правило, повністю; якщо це утруднює читання схем, тоді допускається їх обривати. У таких ви­падках обриви слід закінчувати стрілками, біля яких пока­зують місце підключення та характеристику ланцюгів (по­лярність, потенціал); лінії зв’язку, що переходять з одного листа на інший, необхідно обривати за межами зображен­ня схеми.

Товщина ліній зв’язку допускається 0,2—1,0 мм, а реко­мендується— 0,3—0,4 мм. На одній схемі бажано викорис­товувати не більше трьох різних за товщиною розмірів лі­ній зв’язку.

На принципових електричних схемах графічні умовні зображення елементів можуть бути виконані двома спосо­бами:

суміщеним, коли всі частини кожного приладу, засобу автоматизації або електричного апарату розміщують у без­посередній близкості один від одного та окреслюють їх пря­мокутником, квадратом або колом; недолік цього спосо­бу— недостатня наочність (рис. 1.13, а);

рознесеним, при якому складові частини приладів, апа­ратів, засобів автоматизації розміщують у різних місцях схеми, але таким чином, щоб окремі ланцюги були зобра­жені найбільш наочно; належність елементів до одного і того ж пристрою встановлюють по позиційному позначе­нню (рис. 1.13, б).

Відповідно до ГОСТ 2.709—83 «Система обозначения цепей в электрических схемах» маркірування ділянок елек­тричних ланцюгів, розділених контактами апаратів, обмот­ками реле, резисторами та іншими елементами, повинне

бути різним, а маркірування ділянок ланцюгів, що прохо­дять через роз’ємні, розбірні або нерозбірні контакти з’єд­нання,— однаковим. При маркіруванні ланцюгів дотриму­ються таких правил:

силові ланцюги змінного струму маркірують літерами,, що означають фази (А, В, С — ланцюги трифазного струму; А, А/; В, Л'; С, N — ланцюги однофазного струму; А, В; В, С; С, А — ланцюги двофазного струму) та послід >вними чи­слами;

силові ланцюги постійного струму маркірують непарни­ми числами — ділянки ланцюгів додатньої полярності, пар­ними — ділянки ланцюгів від’ємної полярності; вхідні та вихідні ділянки ланцюгів — з показом полярності «-(-» та «—», а середній провідник — літерою IV та М;

ланцюги управління, захисту сигналізації та вимірю­вання в межах виробу або установки маркірують числами, причому їх послідовність повинна бути від джерела жив­лення до споживача, а розгалуження ланцюгів — зверху вниз і зліва направо. Залежно .від функціонального призна­чення різні ланцюги електричних схем маркірують певними групами чисел (табл. 1.9).

Приклад маркірування ланцюгів зображений на рис. 1.13,6. Для комутації електричних ланцюгів часто викорис-

товують багатопозиційні апарати (ключі, перемикачі, про­грамні пристрої). У цьому випадку на схемі необхідно роз­містити діаграми та таблиці перемикання їх контактів. У та­блицях наводять відомості, що відображають тип апарата, вид рукоятки, помер контактів і режим роботи (рис. 1.14).

Дані про елементи схем, що зображуються на крес­леннях принципових електричних схем, повинні бути за­несені до переліку елементів, які оформляють у вигляді таблиці.

Схеми з’єднань. Це схеми, на яких зображують з’єдна­ння складових частин установки або виробу, що автомати­зуються, а також провода, кабелі або трубопроводи. Ука­зані схеми розробляються на основі схем автоматизації, принципових схем живлення, а також загальних виглядів щитів і пультів.

Схемами з’єднань користуються при виконанні монтаж­них та налагоджувальних робіт на об’єкті, а також у про­цесі його експлуатації.

Загальні правила виконання схем з’єднань такі: розробляють на один щит, пульт, статив, станцію управ­ління;

усі типи апаратів, приладів та арматури, передбачені принциповою електричною схемою, повинні бути повністю відображені на схемі з’єднань;

позиційне позначення приладів та засобів автоматизації',, а також маркірування ділянок ланцюгів, що прийняті на принципових схемах, необхідно зберегти на схемі з’єднань.

Застосовують три способи виконання схем з’єднань: ад­ресний, графічний і табличний.

Для перших двох, крім перерахованих правил, слід ви­конувати ще кілька:

щит або шкаф управління розвертають в одній площи­ні, позначаючи лише ті їх конструктивні елементи, на яких розміщуються прилади та засоби автоматизації (рис. 1.15); при цьому зберігають взаємне розміщення приладів та за­собів автоматизації;

прилади та засоби автоматизації зображують спрощено без збереження масштабу у вигляді прямокутників, над якими [розташовують коло, розділене рискою навпіл. Циф­ри над рискою вказують порядковий номер виробу (номе­ри присвоюються попанельно зліва направо і зверху вниз),, а під рискою — позиційне позначення цього виробу (відпо­відно до принципової електричної схеми);

при потребі показують внутрішню схему апаратів (рис.. 1.15);

для кількох реле, розміщених в одному ряду, внутріш-

шо схему показують лише один раз (якщо вона у них одна й та ж сама);

вивідні затискачі приладів умовно зображують колами, у середині яких показують їх заводську маркіровку; якщо у вивідних затискачів апаратів заводської маркіровки не­має, їх маркірують умовно арабськими цифрами, що обу­мовлюють у пояснюючих написах; маркіровка проводів і позначення затискачів на схемах з’єднань незалежні;

платам, на яких розміщуються резистори, конденсатори та Інші елементи, присвоюється лише порядковий номер (проставляється їв колі над рискою); позиційне позначення елементів розміщують безпосередньо біля їх умовного гра­фічного позначення (рис. 1.15).

Адресний спосіб найбільш поширений і полягає в тому, що лінії зв’язку між окремими елементами апаратів, що вста­новлюються на щиті або пульті, не показують. Замість цьо. го у місці приєднання провода на кожному апараті або еле­менті проставляють цифрову або літерно-цифрову адресу того апарата чи елемента, з яким він електрично повинен бути з’єднаний (позиційне позначення відповідно до прин­ципової схеми або порядкового номера елемента). Це не загромаджує креслення лініями зв’язку і дозволяє її легко читати.

Графічний спосіб полягає в тому, що на кресленні умов­ними лініями показують усі з’єднання між елементами апа­ратів (рис. 1.16). Цей спосіб застосовують лише для щитів і пультів, відносно мало насичених апаратурою. Схеми тру­бних проводок виконують лише графічним способом. Якщо

в одному щиті, пульті прокладають труби із ₍різного матері­алу (стальні, мідні, пластмасові), то й умовні позначення при цьому використовують різні (суцільні лінії, штрихові, штрихові з двома крапками та ін.).

Табличний спосіб застосовують у двох варіантах. Для першого складають монтажну таблицю, де зазначають но­мери кожного електричного ланцюга, у свою чергу, для ко­жного ланцюга послідовно перелічують умовні літерно- цифрові позначення приладів, апаратів, та їх контактів, до яких ці ланцюги під’єднані (табл. 1.10).

Так, для ланцюга 7 запис означає, що затискач 6 магні­тного пускача КМ1 з’єднується із затискачем 4 магнітного затискача /CM2, який в свою чергу повинен бути з’єднаним із затискачем 3 реле часу КТ4.

Другий варіант відрізняється від першого тим, що у та­блицю івписують по зростанню номери маркіровки ланцю­гів принципових електричних схем (табл. 1.11).

Напрямок прокладки проводів, як і для першого варіа­нту, записують у вигляді дробу. У примітці для більш чіт­кого розпізнавання проводів прийнято використовувати до­даткове позначення. Наприклад, перемичку позначають лі­терою «п» (див. табл. 1.11).

Схеми підключень показують зовнішнє підключення апа­ратів, установок, щитів, пультів тощо. їх викопують на ос­нові схем автоматизації, принципових електричних, прин­ципових живлення, специфікацій приладів і обладнання, а також креслень виробничих приміщень із розміщенням технологічного обладнання та трубопроводів. Схеми підк­лючень використовують при монтажі проводок, за допомо­гою яких установку, прилад, апарат підключають до дже­рела живлення, щита, пульта та ін.

Практично використовують два варіанти побудови схем під­ключень: графічний та таблич­

ний. Найбільш поширений гра­фічний, при якому умовними гра­фічними позначеннями показу­ють: відбірні пристрої та первин­ні перетворювачі: щити, пульти та локальні пункти управління, контролю, сигналізації та вимі­рювання; позащитові прилади й засоби автоматизації; з’єднуваль­ні та протяжні коробки, вільні ко­робки кінців термопар; електро­проводки та кабелі, що прокла­даються поза щитами; вузли при­єднання електропроводок до при­ладів, апаратів, коробок; запірну апаратуру, елементи для з’єднан­ня та відгалуження; комутаційні затискачі розміщені поза щита­ми; захисне заземлення.

Шкафи, пульти, окремі при­лади та апарати зображують у вигляді прямокутників або кола, усередині яких розміщують відпо­відні написи.

Зв’язки одного призначення на. схемах підключень показують суцільною лінією і лише в місцях під’єднання до приладів, виконав­чих механізмів та інших апаратів провода розділяють, щоб привес­ти їх маркіровку.

На лініях зв’язку, що означа­ють провода або кабелі, вказу­ють номер проводки, марку, пере­різ та довжину проводів і кабелів (якщо проводка виконана в тру­бі, то необхідно також навести характеристику труби). Проводи жгути та кабелі показують лінія­ми товщиною 0,4—1,0 мм.

Схеми підключень виконують без збереження масштабу у ви­гляді, зручному для користування.

На рис. 1.17 зображений фрагмент схеми підключень (графічний спосіб).

Іноді схеми підключень показують у вигляді таблиць, які виконують окремо на кожну секцію (або панель) щита управління (табл. 1.12).