STRUKTURDIAGRAMM UND FUNKTIONSPRINZIP VON ACS

Das Blockschaltbild der Margarine-Produktionslinie, das deren Aufbau einschließlich Aktoren und funktionswichtiger Strukturelemente zeigt, ist in Abb. 1 dargestellt. 1.

Reis. 1.

Der Prozess beginnt mit einer Reihe von Produkten für Fettwaagen aus Tanks mit desodoriertem Fett in 12 Linien und für Wasser-Milch-Waagen in 4 Linien. Der Bediener gibt die Rezepte für beide Waagen ein, d. h. er gibt an, welche Linie und wie viel Produkt auf die Waage geladen werden soll. Nachdem das Set auf der Waage abgeschlossen ist, werden die Fett- und Wasser-Milch-Komponenten nacheinander in den Mixer gepumpt. Das Pumpen ist nur möglich, wenn der Auffangbehälter leer ist. Es wird solange gepumpt, bis die Waage leer ist. Danach beginnt das Auflegen einer weiteren Komponentencharge auf die Waage. In den Mischern erfolgt das Erhitzen, das gleichmäßige Mischen der Produkte und das Pumpen in den Arbeitstank. Wenn während des Pumpens der Produktfüllstand im Arbeitstank 95 % erreicht, wird der Pumpvorgang unterbrochen. Aus dem Arbeitstank wird das Produkt über einen Kühler, in dem die Margarine kristallisiert, und einen Entkristallisator mittels einer Hochdruckpumpe zur Abfüllmaschine gefördert.

Zusammenstellung eines Funktionsdiagramms und Beschreibung der wichtigsten Funktionseinheiten des ACS

Reis. 2.

Anhand der Blockschaltbilder (Abb. 1, 2) erstellen wir ein Funktionsdiagramm des automatisierten Steuerungssystems.

Reis. 3.

MP – Mikroprozessor; DAC – Digital-Analog-Wandler; K - Ventil; H – Pumpe; CM - Mischer; RB – Arbeitstank; DU – Füllstandsensor; DD – Drucksensor; DT - Temperatursensor; DV – Gewichtssensor; DVL – Feuchtigkeitssensor; KM - Schalter; ADC – Analog-Digital-Wandler.

Reis. 4.

Es wird als TP-Steuergerät verwendet.

ZENTRALPROZESSOR:

AMD Athlon 64 X2 6000+ BOX, Windsor-Kern, 3000 MHz, Sockel AM2, 2048 KB L2-Cache. Durchschnittliche Lebensdauer - 100.000 Stunden.

Hauptplatine:

Gigabyte GA-MA790X-DS4, AMD 790X, PCIe, PCI, 4x DDR2533/667/800, SLI/CrossFire. Durchschnittliche Lebensdauer - 70080 h.

Festplatte: Seagate Barracuda ST3500320AS 500 GB, SATA II, 7200 U/min, 16 MB. Durchschnittliche Lebensdauer - 70080 h.

LCD-Monitor:

Monitor 18,5" LCD Acer E-Machines E190HQVB, 16:9 HD, 5 ms, 5000:1. Durchschnittliche Lebensdauer - 60000 Stunden.

2) Mikroprozessor SIMATIC S7-300 – CPU 315-2 DP – Profibus

Wird als CPU-Modul verwendet.

Marke: Siemens

Reis. 5. Mikroprozessor SIMATIC S7-300 – CPU 315-2 DP – Profibus

Eigenschaften:

1. Zentraleinheit zur Ausführung von Programmen mittleren und großen Umfangs.

2. Hohe Leistung.

3. Integrierte PROFIBUS DP-Master/Slave-Schnittstelle zur Versorgung verteilter E/A-Systeme auf Basis von PROFIBUS DP; Unterstützung der MPI-Schnittstelle.

4. Integrierter Arbeitsspeicher von 128 KByte, RAM (ca. 43 K Befehle); ladbarer Speicher - MMC 8 MB.

5. Flexible Erweiterungsmöglichkeiten; Anschluss von bis zu 32 S7-300 Modulen (4-reihiger Aufbau).

6. Eingangsspannung: 20,4 - 28,8 V; Stromverbrauch: vom Netzteil - 800 mA, Stromverbrauch - 2,5 W.

7. CPU-/Ausführungszeit: Logikoperationen – 0,1 µs, Wortoperationen – 0,2 µs, Festkomma-Arithmetikoperationen – 2 µs, Gleitkomma-Arithmetikoperationen – 3 µs.

8. Integrierte Kommunikationsfunktionen: PG/OP-Kommunikationsfunktionen, globaler Datenaustausch über MPI, Standard-S7-Kommunikationsfunktionen, S7-Kommunikationsfunktionen (nur Server)

9. Systemfunktionen: Die CPU unterstützt eine Vielzahl von Diagnosefunktionen, Parametereinstellung, Synchronisation, Alarm, Timing usw.

10. Durchschnittliche Lebensdauer - 70080 h.

3) Hochgeschwindigkeits-DAC/ADC mit SM 321-Unterstützung

Wird als Signalwandler von analog zu digital und umgekehrt verwendet.

Marke: Siemens

Reis. 6. Hochgeschwindigkeits-DAC/ADC

Eigenschaften:

1. Anzahl der Eingänge - 32

2. Nenneingangsspannung – DC 24 V

3. Kanalprogrammierbare Verstärkung

4. Automatische Kalibrierung

5. Gesamtstromverbrauch - 35 mA

6. Stromverbrauch - 5,5 W

7. Programmierbares Startmuster

8. 16-Bit-Zähler (10 MHz)

9. Ausgangsspannung 10 V

10. Durchschnittliche Lebensdauer – nicht weniger als 87600 Stunden.

4) Temperatursensor mit einheitlichem Ausgangssignal Metran-280-1

Wird als Gemischtemperaturmesser verwendet.

Firma: Metran

Reis. 7. Temperatursensor

Eigenschaften:

1. Umwandelbarer Temperaturbereich: -50…200 °C

2. Ausgangssignal 4-20mA/HART

3. Digitale Informationsübertragung per HART-Protokoll

4. Fernbedienung und Diagnose

5. Galvanische Trennung von Eingang und Ausgang

6. Erhöhter Schutz vor elektromagnetischen Störungen

7. Mindestmessbereich: 25 °C

8. Elektronischer Filter 50/60Hz

9. Stromversorgung: 18–42 V Gleichstrom

10. Leistung: 1,0 W

11. Kalibrierungsintervall – 1 Jahr

12. Durchschnittliche Lebensdauer – nicht weniger als 43800 Stunden.

5) Rosemount 5300 Füllstandtransmitter

Es wird als Füllstandsmesser in einem Mischer eingesetzt.

Firma: Metran

Reis. 8. Füllstandssensor

Eigenschaften:

1. Gemessene Medien: Flüssigkeit und Schüttgut

2. Messbereich: 0,1 bis 50 m

3. Ausgangssignale: 4F20 mA Digitalsignal basierend auf HART-Protokoll oder Foundation™ Fieldbus

4. Verfügbarkeit einer explosionsgeschützten Ausführung

5. Arbeitstemperatur: bis zu 150 °C (302 °F)

6. Standby-Stromverbrauch: 21 mA

7. Prozessdruck: 0,1 bis 34,5 MPa;

8. Relative Luftfeuchtigkeit Umfeld: bis zu 100%

9. Schutzgrad gegen äußere Einflüsse: IP 66, IP67 gemäß GOST 14254

10. Kalibrierungsintervall - 1 Jahr

11. Durchschnittliche Lebensdauer - 43800 h.

6) Rosemount 2088 Drucktransmitter

Wird als Manometer im Arbeitstank verwendet.

Firma: Metran

automatische funktionelle technologische Margarine

Reis. 9.

Eigenschaften:

1. Obere Messgrenzen von 10,34 bis 27579,2 kPa

2. Grundlegender reduzierter Messfehler ±0,075 %; ±0,1 %

3. Ausgangssignale 4–20 mA/HART, 1–5 V/HART, 0,8–3,2 V/HART

4. Umschaltung der Messbereiche 20:1

5. Optional: LCD-Anzeige, Halterungen, Ventilblöcke

6. Umgebungstemperaturbereich von 40 bis 85 °C; gemessenes Medium von 40 bis 121°C

7. Reaktionszeit des Sensors nicht mehr als 300 ms

8. Charakteristische Instabilität ±0,1 % von Pmax für 1 Jahr

11. Durchschnittliche Lebensdauer - 61320 h.

7) Omron-D8M Gewichtssensor

Wird als Produktgewichtsmesser im Mischer verwendet.

Marke: Omron

Reis. 10.

Eigenschaften:

2. Digitaler Ausgang

3. Arbeitstemperaturbereich -10…+120°С

4. Obere Messgrenze: 60 MPa:

5. Nennkraft: 200 N

6. Gesamter reduzierter Fehler, nicht mehr als: 5 %

7. Maximal verbrauchter Strom, nicht mehr als:

8. Eingangswiderstand der Brückenschaltung, Ohm - 450 ± 25,0

9. Ausgangswiderstand der Brückenschaltung, Ohm - 400 ± 4,0

10. Kalibrierungsintervall - 2 Jahre

11. Durchschnittliche Lebensdauer - 52560 h.

8) Omron-4000-04 Feuchtigkeitssensor

Wird als Feuchtigkeitsmesser im Arbeitstank verwendet.

Marke: Omron

Reis. elf.

Eigenschaften:

1. Bereich der gemessenen relativen Luftfeuchtigkeit: 0 - 100 %

2. Ausgangssignal - Spannung

3. Reaktionszeit - 15 s

4. Nennausgangsstrom - 0,05 mA

5. Ausgangsspannungsbereich: 0,8 - 3,9 V

7. SIP-Körper 1,27 mm

8. Kalibrierungsintervall - 2 Jahre

9. Durchschnittliche Lebensdauer - 43800 h.

Es dient als Aktor zur Dosierung von Komponenten im System.

Firma: KZMEM

Reis. 12.

Eigenschaften:

1. Gehäusetyp – Durchgang, Guss (Messing)

2. Arbeitsdruck: 0 - 0,1 MPa

3. Kupplungsanschluss

5. Stromverbrauch - 0,15 W

6. Anzahl der Operationen – nicht weniger als 500.000

7. Reaktionszeit – nicht mehr als 1 s

8. Durchschnittliche Lebensdauer - 26280 h.

Wird als Gerät zum Pumpen von Komponenten im System verwendet.

Firma: Grundfos

Reis. 13.

Eigenschaften:

1. Verdrängung von 0,12 bis 0,34 cm 3 /U

2. Arbeitsdruck bis 70 MPa

3. Geschwindigkeit von 500 bis 3600 U/min

Wird als Gerät zum Mischen von Komponenten im System verwendet.

Firma: „Verkörperung“

Reis. 14.

Eigenschaften:

1. Gewicht – nicht mehr als 215 kg

2. Arbeitstankkapazität - 156 l

3. Technische Produktivität – nicht mehr als 950 l/h

4. Installierte Leistung – nicht mehr als 3 kW

5. Frequenz – 50 Hz

6. Durchschnittliche Lebensdauer - 35040 Stunden.

12) Edelstahltank

Wird als Produktvorbereitungsgerät verwendet.

Firma: Unical

Reis. 15.

Eigenschaften:

1. Tankvolumen - 300 l

2. Maximale Betriebstemperatur - 120 °C

3. Maximaler Arbeitsdruck - 10 bar

4. Durchschnittliche Lebensdauer - 26280 h.

Zum allgemeinen Kennenlernen des Systems steht ein Blockschaltbild zur Verfügung (Abb. 6.2). Strukturschema - Dies ist ein Diagramm, das die wichtigsten Funktionsteile des Produkts, ihren Zweck und ihre Beziehungen definiert.

Struktur - es ist eine Sammlung von Teilen automatisiertes System, in die es nach einem bestimmten Attribut sowie nach den Möglichkeiten der Wirkungsübertragung zwischen ihnen unterteilt werden kann. Im Allgemeinen kann jedes System durch die folgenden Strukturen dargestellt werden:

• ? konstruktiv - wenn jeder Teil des Systems ein unabhängiges konstruktives Ganzes ist;
• ? funktional - wenn jeder Teil des Systems für die Ausführung einer bestimmten Funktion ausgelegt ist (vollständige Informationen zur Funktionsstruktur und Angabe der Regelkreise finden Sie im Automatisierungsdiagramm);

Reis. 6.2.

? algorithmisch - wenn jeder Teil des Systems darauf ausgelegt ist, einen bestimmten Algorithmus zur Konvertierung des Eingabewerts auszuführen, der Teil des funktionierenden Algorithmus ist.

Es ist zu beachten, dass für einfache Automatisierungsobjekte möglicherweise keine Blockdiagramme angegeben werden.

Die Anforderungen für diese Systeme sind in RTM 252.40 „Automatisierte Prozessleitsysteme“ festgelegt. Strukturelle Management- und Kontrollsysteme“. Nach diesem Dokument enthalten konstruktive Blockdiagramme: technologische Unterteilungen des Automatisierungsobjekts; Punkte

Kontrolle und Management, einschließlich derjenigen, die nicht in das zu entwickelnde Projekt einbezogen sind, aber einen Zusammenhang mit dem zu entwerfenden System haben; technisches Personal und Dienstleistungen, die die Betriebsführung und den normalen Betrieb der technologischen Anlage gewährleisten; die Hauptfunktionen und technischen Mittel, die ihre Umsetzung an jedem Kontroll- und Verwaltungspunkt gewährleisten; Beziehungen zwischen Teilen des Automatisierungsobjekts.

Die Elemente des Blockdiagramms werden als Rechtecke dargestellt. Im Kreis dürfen einzelne funktionale Dienste und Beamte dargestellt werden. Innerhalb der Rechtecke wird die Struktur dieses Abschnitts deutlich. Die Funktionen eines automatisierten Prozessleitsystems werden durch Symbole gekennzeichnet, deren Entschlüsselung in der Tabelle über der Hauptbeschriftung entsprechend der Breite der Beschriftung angegeben ist. Die Beziehung zwischen den Elementen des Strukturdiagramms wird durch durchgezogene Linien, Verschmelzung und Verzweigung dargestellt – durch Linien mit Unterbrechung. Die Dicke der Linien ist wie folgt: bedingte Bilder – 0,5 mm, Kommunikationslinien – 1 mm, der Rest – 0,2 ... 0,3 mm. Die Größe der Elemente von Blockdiagrammen ist nicht geregelt und wird nach eigenem Ermessen gewählt.

Das Beispiel (Abb. 6.2) zeigt einen Ausschnitt der Umsetzung eines konstruktiven Steuerungs- und Überwachungssystems für eine Wasseraufbereitungsanlage. Im unteren Teil werden die technologischen Aufteilungen des Automatisierungsobjektes offengelegt; in den Rechtecken des Mittelteils - die Hauptfunktionen und technischen Mittel der Kontrollpunkte der örtlichen Einheiten; im oberen Teil - die Funktionen und technischen Mittel des zentralen Kontrollpunkts der Station. Da das Diagramm mehrere Blätter einnimmt, werden die Übergänge der Kommunikationslinien zu nachfolgenden Blättern angezeigt und ein unterbrochenes Rechteck angezeigt, das die Struktur des Automatisierungsobjekts sichtbar macht.

Auf den Kommunikationsleitungen zwischen den einzelnen Elementen des Steuerungssystems kann die Richtung der übertragenen Informationen oder Steuerungshandlungen angegeben werden; Bei Bedarf können Kommunikationsleitungen mit Buchstaben der Kommunikationsart gekennzeichnet werden, zum Beispiel: K – Steuerung, C – Signalisierung, Fernbedienung – Fernbedienung, AR – automatische Steuerung, DS – Dispatching-Kommunikation, PGS – industrielle Telefonkommunikation (lautsprechend) usw.

1. Hierarchische dreistufige Struktur automatisierter Prozessleitsysteme

Am häufigsten haben verteilte APCS eine dreistufige Struktur. Ein Beispiel für ein Strukturdiagramm eines Komplexes technischer Mittel eines solchen Systems ist in Abbildung 1 dargestellt.

Auf höchstem Niveau Unter Beteiligung des Betriebspersonals werden die Aufgaben der Prozesssteuerung, Betriebsoptimierung, Berechnung technischer und wirtschaftlicher Kennzahlen der Produktion, Visualisierung und Archivierung des Prozesses, Diagnose und Korrektur gelöst Software Systeme. Die obere Ebene des automatisierten Prozessleitsystems wird auf Basis von Servern, Bedien- (Arbeits-) und Engineering-Stationen implementiert.

Auf der mittleren Ebene- Aufgaben automatische Kontrolle und Regelung, Starten und Herunterfahren von Geräten, Logikbefehlssteuerung, Notabschaltungen und Schutzmaßnahmen. Die mittlere Ebene wird auf Basis der SPS umgesetzt.

Untere (Feld-)Ebene Das automatisierte Prozessleitsystem ermöglicht die Datenerfassung über die Parameter des technologischen Prozesses und den Zustand der Ausrüstung und führt Kontrollmaßnahmen durch. Die wichtigsten technischen Mittel der unteren Ebene sind Sensoren und Aktoren, dezentrale Ein-/Ausgabestationen, Starter, Endschalter, Frequenzumrichter.

Abb.1

2. I/O-Ebene (Feldebene)

Eingangssignale von Sensoren und Steueraktionen an Aktoren können direkt der SPS zugeführt werden (kommen von der SPS). Wenn die TOU jedoch eine erhebliche territoriale Ausdehnung hat, sind lange Kabelleitungen von jedem Gerät zur SPS erforderlich. Eine solche technische Lösung ist aus zwei Gründen möglicherweise nicht rational:

• hohe Kosten für Kabelprodukte;
• eine Zunahme der elektromagnetischen Störungen mit zunehmender Länge der Leitungen.

Rationeller ist in einer solchen Situation der Einsatz verteilter Peripheriestationen, die sich in unmittelbarer Nähe von Sensoren und Aktoren befinden. Diese Stationen enthalten die notwendigen Ein- und Ausgangsmodule sowie Schnittstellenmodule für den Anschluss an die SPS über einen digitalen Feldbus (z. B. über das Protokoll Profibus DP oder Modbus RTU). Die digitale Übertragung aller Signale erfolgt über ein einziges Kabel mit hoher Störfestigkeit. Der Feldbus kann auch direkt mit sogenannten intelligenten Sensoren und Aktoren verbunden werden (einschließlich Steuerungen und anderen Einheiten, die eine Signalumwandlung in digitale Form ermöglichen und den Datenaustausch über den Feldbus realisieren).

Ein vereinfachtes E/A-Diagramm mit einer verteilten E/A-Station ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Feldbus Profibus DP (Process Field Bus Distributed Periphery) ermöglicht den Anschluss von bis zu 125 Geräten, bis zu 32 pro Segment (SPS, verteilte E/A-Stationen, intelligente Sensoren und Aktoren). Eine verteilte Edge-Station besteht aus drei Hauptkomponenten:

• die Grundplatte (Baseplate), auf der I/O-Module und Schnittstellenmodule in speziellen Steckplätzen montiert werden, oder eine spezielle Profilschiene, auf der die Module montiert werden;
• Ein-/Ausgabemodule (I/O-Module);
• Schnittstellenmodule, die die Kommunikation mit der SPS über den digitalen Feldbus ermöglichen.

Reis. 2

Die Anzahl der Steckplätze für die Installation von Modulen kann unterschiedlich sein (meistens zwischen 2 und 16). Der Steckplatz ganz links wird normalerweise für die Installation eines Schnittstellenmoduls verwendet. Das Netzteil kann auf der Grundplatte montiert werden oder es kann ein separates (externes) Netzteil verwendet werden. Im Inneren der Grundplatte befinden sich zwei Busse: Einer dient der Stromversorgung der installierten Module; der andere dient dem Informationsaustausch zwischen Modulen.

Abbildung 3 zeigt ein Foto des verteilten I/O-Knotens Eurotherm Modell 2500. Das Basispanel enthält 8 I/O-Module und ein Profibus DP-Schnittstellenmodul, die Stromversorgung erfolgt extern. Abbildung 4 zeigt ein Foto einer dezentralen Peripheriestation Siemens ET 200M. Das Basispanel verfügt über 6 Signalmodule (I/O-Module), 1 Profibus DP-Schnittstellenmodul (ganz links) und ein Netzteil.

Abb. 3

Abb.4

2.1 Signalmodule (I/O-Module)

I/O-Module gibt es in 4 Typen:

1) Analoge Eingangssignalmodule (AI, Analogeingang). Sie erhalten von Sensoren, die an ihre Eingänge angeschlossen sind, elektrische Signale eines einheitlichen Bereichs, zum Beispiel:

• 0-20 oder 4-20 mA (Stromsignal);
• 0-10 V oder 0-5 V (Potenzialsignal);
• Thermoelementsignale (TC) werden in Millivolt gemessen;
• Signale von thermischen Widerständen (RTD).

Nehmen wir an, wir haben einen Drucksensor mit einem Messbereich von 0-6 bar und einem Stromausgang von 4-20 mA. Der Sensor misst den Druck P, der aktuell 3 bar beträgt. Da der Sensor den Wert des gemessenen Drucks linear in ein Stromsignal umwandelt, ist die Sensorausgabe:

Der Eingang des AI-Signalmoduls, der auf die gleichen Bereiche (4-20 mA und 0-6 bar) eingestellt ist, empfängt ein 12-mA-Signal und führt die umgekehrte Umwandlung durch:

Für den korrekten Betrieb des Systems ist die Übereinstimmung des elektrischen Signalbereichs zwischen dem Eingang des Moduls und dem Ausgang des daran angeschlossenen Sensors erforderlich.

2) Diskrete Eingangssignalmodule (DI, diskreter Eingang). Sie erhalten von Sensoren ein diskretes elektrisches Signal, das nur zwei Werte annehmen kann: entweder 0 oder 24 V (in seltenen Fällen 0 oder 220 V). Der Eingang des DI-Moduls kann auch auf das Schließen/Öffnen eines Kontakts im angeschlossenen Stromkreis reagieren. Kontaktsensoren, manuelle Bedientasten, Statussignale von Alarmanlagen, Aktoren, Positionierungsgeräten usw. werden üblicherweise an DI angeschlossen.

Nehmen wir an, wir haben eine Pumpe. Im Ruhezustand ist sein Statuskontakt (Ausgangskontakt) geöffnet. Der entsprechende Binäreingang des DI-Signalmoduls befindet sich im Zustand „0“. Sobald die Pumpe gestartet wird, schließt ihr Statuskontakt und es liegen 24 V an den DI-Eingangsklemmen an. Nachdem das Modul die Spannung am diskreten Eingang empfangen hat, schaltet es diesen in den Zustand „1“.

3) Diskrete Ausgangssignalmodule (DO, diskreter Ausgang). Abhängig vom internen Logikzustand des Ausgangs („1“ oder „0“) setzt er die Spannung an den digitalen Ausgangsklemmen auf 24 V bzw. 0 V. Es besteht die Möglichkeit, dass das Modul je nach logischem Zustand des Ausgangs einfach den internen Kontakt schließt oder öffnet (Modul vom Typ Relais). DO-Module können Aktoren und Absperrventile steuern, Warnleuchten einschalten, Alarme ertönen lassen usw.

4) Analogausgangssignalmodule (AO, Analog Output) dienen zur Bereitstellung eines aktuellen Stellsignals an Aktoren mit analogem Stellsignal. Nehmen wir an, ein Steuerventil mit einem 4-20-mA-Steuereingang muss zu 50 % geöffnet sein. In diesem Fall wird der entsprechende Ausgang AO, an dem der Ventileingang angeschlossen ist, mit dem Strom Iout versorgt:

Bei einem Eingangsstrom von 12 mA fährt das Ventil auf 50 % Öffnung.

Die Übereinstimmung des elektrischen Signalbereichs zwischen dem Ausgang des Moduls und dem Eingang des daran angeschlossenen Aktors ist zwingend erforderlich. Das Ein-/Ausgabemodul zeichnet sich auch durch die Kanalität aus – die Anzahl der Ein-/Ausgänge und folglich die Anzahl der Signalkreise, die daran angeschlossen werden können. Das AI4-Modul ist beispielsweise ein vierkanaliges analoges Eingangsmodul. Daran können 4 Sensoren angeschlossen werden. DI16 ist ein digitales Eingangsmodul mit 16 Kanälen. Daran können 16 Statussignale von Technologieeinheiten angeschlossen werden.

IN moderne Systeme Die Position der I/O-Module auf der Basisplatine ist nicht streng geregelt und sie können in beliebiger Reihenfolge installiert werden. Allerdings sind in der Regel ein oder mehrere Steckplätze für den Einbau eines Kommunikationsmoduls reserviert. Manchmal ist es möglich, zwei Kommunikationsmodule gleichzeitig zu installieren und parallel zu arbeiten. Dies geschieht, um die Fehlertoleranz des I/O-Systems zu verbessern.

Eine der strengen Anforderungen an moderne I/O-Subsysteme ist die Möglichkeit, Module im laufenden Betrieb auszutauschen, ohne sie herunterzufahren (Hot-Swap-Funktion).

Kommunikationsmodule sorgen für den Datenaustausch zwischen SPSen, dezentralen Peripheriestationen, intelligenten Sensoren und Aktoren. Die Module unterstützen eines der Kommunikationsprotokolle:

• ProfibusDP;
• Profibus PA;
• Modbus RTU;
• HART;
• KÖNNEN usw.

Der Informationsaustausch erfolgt in der Regel über den Master-Slave-Mechanismus. Nur der Master am Bus kann die Kommunikation initiieren. Slaves lauschen passiv auf alle Daten auf dem Bus und senden nur dann eine Antwort zurück, wenn sie eine Anfrage vom Master erhalten. Jedes Gerät am Bus verfügt über eine eigene, eindeutige Netzwerkadresse, die zur eindeutigen Identifizierung erforderlich ist. I/O-Knoten sind typischerweise Slaves, während Controller Master sind.

Abbildung 5 zeigt einen digitalen Feldbus, der einen Controller (mit Monitor) und vier I/O-Knoten kombiniert. Jedes an den Bus angeschlossene Gerät verfügt über eine eigene eindeutige Adresse. Angenommen, die SPS mit Adresse 1 möchte den Drucksensor auslesen. Der Sensor wird an die dezentrale Peripheriestation mit der Netzwerkadresse 5 angeschlossen, an das AI-Modul, das sich in Steckplatz 6, Eingangskanal 12 befindet. Anschließend generiert und sendet die SPS folgende Anfrage über den Bus:

Reis. 5

Jeder Knoten wartet auf alle Anfragen auf dem Bus. Knoten 5 erfährt, dass die Anfrage an ihn gerichtet ist, liest den Sensorwert und generiert eine Antwort in Form der folgenden Nachricht:

Nachdem der Controller eine Antwort vom Slave-Gerät erhalten hat, liest er das Datenfeld vom Sensor und führt die entsprechende Verarbeitung durch. Beispielsweise generiert die SPS nach der Verarbeitung der Daten ein Steuersignal, um das Ventil um 50 % zu öffnen. Der Steuereingang des Ventils ist mit dem zweiten Kanal des AO-Moduls verbunden, das sich in Steckplatz 3 von Knoten 7 befindet. Die SPS generiert den folgenden Befehl:

Knoten 7, der den Bus abhört, trifft auf einen an ihn gerichteten Befehl. Es schreibt den 50 %-Sollwert in das Register, das Steckplatz 3, Kanal 2 entspricht. Dabei erzeugt das AO-Modul das erforderliche elektrische Signal am Ausgang 2. Anschließend sendet Knoten 7 eine Bestätigung über die erfolgreiche Ausführung des Befehls an den Controller.

Der Controller erhält eine Antwort von Knoten 7 und geht davon aus, dass der Befehl abgeschlossen wurde. Dies ist lediglich ein vereinfachtes Schema der Controller-Interaktion mit I/O-Knoten. In realen Prozessleitsystemen werden neben den oben besprochenen auch zahlreiche Diagnose-, Steuerungs- und Servicemeldungen verwendet. Obwohl das Prinzip „Anfrage-Antwort“ („Befehl-Bestätigung“), das in den meisten Feldprotokollen implementiert ist, unverändert bleibt.

Erinnern Sie sich noch einmal daran, dass das APCS neben dem oben besprochenen E/A-Schema auch E/A-Schemata über Signalmodule nutzen kann, die direkt in den Steckplätzen (oder auf der Profilschiene) der SPS installiert sind (ohne den Einsatz verteilter Peripheriestationen).

2.2 Verarbeitung analoger Signale bei der Eingabe in die Steuerung

Um ein analoges Signal in die Steuerung einzuspeisen und weiterzuverarbeiten, muss es digitalisiert, also digitalisiert werden. in digitalen Code umgewandelt. Der Prozess der Signalverarbeitung von einem analogen Sensor zur Verwendung in der Steuerung ist in Abbildung 6 schematisch dargestellt.

Abb.6 Analoge Signalverarbeitungsschaltung bei Eingabe in den Controller

Die Signale der Sensoren werden durch Normierungswandler (NT) auf ein normiertes Niveau (4 – 20 mA, 0 – 10 V) gebracht und durchlaufen die analoge Filterstufe. Mit analogen Filtern können Sie hochfrequentes Rauschen eliminieren, das beispielsweise durch elektromagnetische Störungen bei der Signalübertragung über ein Kabel verursacht werden kann.

Es ist zu beachten, dass das Signal vor der digitalen Verarbeitung im Controller von hochfrequentem Rauschen gefiltert werden muss. Das ist notwendige Bedingung richtige Auswahl der Abtastperiode bei der Signaleingabe. Tatsache ist, dass für eine angemessene Rekonstruktion des ursprünglichen analogen Signals aus diskreten Daten die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein muss wie die höchste Frequenz bei der spektralen Zerlegung des Eingangssignals (die spektrale Zusammensetzung kann durch Erweiterung des Signals in eine Fourier-Reihe erhalten werden). Bei einer niedrigeren Abtastrate erscheint im wiederhergestellten Signal ein falscher Anteil (die sogenannte Pseudofrequenz), der in der digitalen Verarbeitungsstufe nicht erkannt und beseitigt werden kann. Das Vorhandensein von hochfrequentem Rauschen erfordert eine sehr hohe Abtastrate (Sensorabfragerate), wodurch der Controller unnötig belastet wird.

Die gefilterten Signale der Sensoren werden einem analogen Multiplexer zugeführt, dessen Hauptzweck die serielle Verbindung der Signale von N Sensoren mit einem Sample-and-Hold-Gerät (SHA) und einem Analog-Digital-Wandler (ADC) zur weiteren Verarbeitung ist. Ein solches Schema kann die Gesamtkosten des Eingabesystems erheblich reduzieren, indem nur ein SHA und ADC für alle analogen Eingabekanäle verwendet werden. Der UVH speichert den Momentanwert des Signals zum Zeitpunkt des Anschließens des Sensors und hält ihn für die Dauer der Wandlung zum ADC an seinem Ausgang konstant.

Im Controller wird das eingegebene digitale Signal auf physikalische Gültigkeit überprüft und durchläuft gegebenenfalls die digitale (Software-)Filterstufe.

Ist das Kontrollschema in Erfassungsmodus. Gleichzeitig wird es in der vom Verfahrenstechniker gewählten Weise in den technologischen Prozess eingebunden.

Die Anbindung erfolgt mittels Schnittstelle zum Objekt (USO). Die Messwerte werden in digitale Form umgewandelt. Diese Größen werden nach den entsprechenden Formeln in Einheiten umgerechnet. Um beispielsweise die von einem Thermoelement gemessene Temperatur zu berechnen, kann die Formel T = A * U2 + B * U + C verwendet werden, wobei U die Spannung am Ausgang des Thermoelements ist und A, B und C Koeffizienten sind. Die Berechnungsergebnisse werden von Ausgabegeräten aufgezeichnet, um den technologischen Prozess anschließend unter verschiedenen Bedingungen seines Ablaufs zu untersuchen. Auf dieser Grundlage ist es möglich, ein mathematisches Modell des gesteuerten Prozesses zu erstellen oder zu verfeinern.

Dieser Modus hat keinen direkten Einfluss auf den technologischen Prozess. Hier fand ich einen vorsichtigen Ansatz zur Implementierung von Managementmethoden in Prozessleitsystemen. Dieses Schema wird jedoch als eines der obligatorischen Kontrollunterschemata in anderen komplexeren Prozesskontrollschemata verwendet.

Bei diesem Schema arbeitet das Prozessleitsystem im Tempo des technologischen Prozesses. Der Regelkreis ist offen, d.h. die Ausgänge des Prozessleitsystems sind nicht mit den Organen verbunden, die die technologischen Prozesse steuern. Es werden Steuerhandlungen durchgeführt Bediener-Technologe Empfehlungen vom Computer erhalten.

Alle notwendigen Steuermaßnahmen werden vom Rechner entsprechend dem Prozessmodell berechnet, die Berechnungsergebnisse werden dem Bediener zur Verfügung gestellt Hardcopy(oder in Form von Meldungen auf dem Display). Der Bediener steuert den Prozess, indem er die Einstellungen ändert.

Regler sind das Mittel zur Aufrechterhaltung einer optimalen Prozesskontrolle. Der Bediener übernimmt die Rolle eines Mitläufers und Managers, dessen Bemühungen das Prozessleitsystem kontinuierlich und genau anweist, um die Leistung des technologischen Prozesses zu optimieren.
Der Hauptnachteil dieses Steuersystems ist die Anwesenheit einer Person im Steuerkreis. Bei einer großen Anzahl von Ein- und Ausgangsvariablen ist ein solches Kontrollschema aufgrund der begrenzten psychophysischen Fähigkeiten einer Person nicht anwendbar. Allerdings hat diese Art der Verwaltung auch Vorteile. Es entspricht einem vorsichtigen Umgang mit neuen Managementmethoden.

Beratermodus bietet gute Möglichkeiten, neue Modelle technologischer Prozesse zu testen. Das Prozessleitsystem kann das Auftreten von Notfällen überwachen, sodass der Bediener die Möglichkeit hat, dem Betrieb der Anlagen mehr Aufmerksamkeit zu schenken, während das Prozessleitsystem eine größere Anzahl von Notfallsituationen überwachen kann als der Bediener.

Aufsichtsmanagement.

Bei diesem Schema wird das Prozessleitsystem in einem geschlossenen Regelkreis verwendet, d. h. die Einstellungen für die Regler werden direkt vom System eingestellt.

1. Leitung eines automatisierten Transport- und Lagerhauses. In einem solchen System gibt der Computer die Adressen der Regalzellen aus und das System der lokalen Automatisierung der Regalbediengeräte berechnet deren Bewegung anhand dieser Adressen.
2. Management von Schmelzöfen. Der Computer generiert Sollwerte zur Steuerung der Betriebsarten von Elektroöfen und die lokale Automatisierung steuert über Computerbefehle die Transformatorschalter.
3. Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung.

Direkte digitale Steuerung.

Im Modus direkte digitale Steuerung(NCU) Die zur Betätigung der Steuerorgane verwendeten Signale stammen aus dem Prozessleitsystem, und die Regler sind im Allgemeinen vom Leitsystem ausgeschlossen. Regler sind analoge Rechner, die eine einzelne Gleichung in Echtzeit lösen, wie zum Beispiel diese:

wobei y die Position des Ventils angeben kann; k0, k1, k2, k3 – Einstellungen, dank derer der Regler so konfiguriert werden kann, dass er in verschiedenen Modi arbeitet; X – die Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Sollwert. Wenn X nicht =0 ist, ist eine Bewegung des Steuerkörpers erforderlich, um den Prozess in den angegebenen Modus zu bringen.

Wenn der Regler für seine Arbeit die ersten beiden Terme der Gleichung verwendet, dann heißt er. Werden die ersten drei Terme verwendet, dann ist der Regler Proportional-Integral, und wenn alle Terme der Gleichung sind, dann ist der Controller Proportional-Integral-Ableitung.

Das NCU-Konzept ermöglicht den Austausch von Reglern durch einen Sollwert. Es werden reale Auswirkungen berechnet, die in Form entsprechender Signale direkt an die Kontrollstellen übermittelt werden. Das NCU-Schema ist in der Abbildung dargestellt:

Eingeführte Bezeichnungen:
MA – verwaltetes Objekt
D ist ein Sensor.

Die Einstellungen werden vom Bediener oder einem Computer, der Berechnungen zur Optimierung des Prozesses durchführt, in das automatisierte Steuerungssystem eingegeben. Der Bediener muss in der Lage sein, die Einstellungen zu ändern, einige der ausgewählten Variablen zu steuern, die Bereiche zulässiger Änderungen der Messvariablen zu ändern, die Einstellungen zu ändern und muss außerdem Zugriff auf das Steuerungsprogramm haben. Einer der Hauptvorteile des NCU-Modus ist die Möglichkeit, Steuerungsalgorithmen durch Änderungen am Steuerungsprogramm zu ändern. Der Hauptnachteil des direkten digitalen Steuerungsschemas ist die Fähigkeit des Systems im Falle eines Computerausfalls.

IN Gesamtansicht Ein Blockdiagramm eines einkreisigen automatischen Steuerungssystems ist in Abbildung 1.1 dargestellt. Das automatische Steuerungssystem besteht aus einem Automatisierungsobjekt und einem Steuerungssystem für dieses Objekt. Aufgrund einer bestimmten Interaktion zwischen dem Automatisierungsobjekt und dem Steuerungsschema liefert das Automatisierungssystem als Ganzes das erforderliche Ergebnis der Funktionsweise des Objekts und charakterisiert seine Ausgangsparameter und -eigenschaften.

Jeder technologische Prozess ist durch bestimmte physikalische Größen (Parameter) gekennzeichnet. Für den rationellen Ablauf des technologischen Prozesses müssen einige seiner Parameter konstant gehalten und andere nach einem bestimmten Gesetz verändert werden. Beim Betrieb eines von einem Automatisierungssystem gesteuerten Objekts besteht die Hauptaufgabe darin, rationelle Bedingungen für den Ablauf des technologischen Prozesses aufrechtzuerhalten.

Betrachten wir die Grundprinzipien des Aufbaus der Strukturen lokaler automatischer Steuerungssysteme. Bei der automatischen Steuerung werden in der Regel drei Arten von Problemen gelöst.

Die erste Art von Aufgaben umfasst die Aufrechterhaltung eines oder mehrerer technologischer Parameter auf einem bestimmten Niveau. Automatische Steuerungssysteme, entscheidende Aufgaben Solche Systeme nennt man Stabilisierungssysteme. Beispiele für Stabilisierungssysteme sind Systeme zur Steuerung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Klimaanlagen, des Drucks und der Temperatur von überhitztem Dampf in Kesseln, der Drehzahl des Dampfes usw Gasturbinen, Elektromotoren usw.

Die zweite Art von Aufgabe besteht darin, eine Korrespondenz zwischen zwei abhängigen oder einer abhängigen und anderen unabhängigen Größen aufrechtzuerhalten. Verhältnisregelsysteme werden als Servoautomatiksysteme bezeichnet, beispielsweise automatische Systeme zur Regelung des „Brennstoff-Luft“-Verhältnisses bei der Brennstoffverbrennung oder des Verhältnisses „Dampfverbrauch – Wasserverbrauch“ bei der Versorgung von Kesseln mit Wasser usw.

Die dritte Aufgabenart ist die zeitliche Änderung der Regelgröße nach einem bestimmten Gesetz. Systeme, die diese Art von Problemen lösen, werden Software-Steuerungssysteme genannt. Ein typisches Beispiel für diese Art von System ist ein Temperaturkontrollsystem für Wärmebehandlung Metall.

IN letzten Jahren Extreme (Such-)Automatiksysteme sind weit verbreitet und bieten den maximalen positiven Effekt auf die Funktion eines technologischen Objekts bei minimalen Kosten für Rohstoffe, Energie usw.

Eine Reihe technischer Mittel, mit denen ein oder mehrere einstellbare Werte ohne Beteiligung eines menschlichen Bedieners nach einem bestimmten Gesetz mit ihren konstanten oder sich ändernden Einstellwerten in Einklang gebracht werden, indem durch den Vergleich ihrer tatsächlichen Werte mit den vorgegebenen Werten eine Auswirkung auf die gesteuerten Werte entsteht, wird als automatisches Kontrollsystem (ACS) oder automatisches Kontrollsystem bezeichnet. Aus der Definition folgt, dass die Zusammensetzung des einfachsten AKP im Allgemeinen die folgenden Elemente umfassen sollte:

Kontrollobjekt (OC), gekennzeichnet durch den kontrollierten Wert x n . x(t);

ein Messgerät (MD), das den Regelwert misst und ihn in eine für die weitere Umwandlung oder Fernübertragung geeignete Form umwandelt;

ein Master-Gerät (Speicher), in dem ein Sollwertsignal eingestellt ist, das den Sollwert bzw. das Änderungsgesetz der Regelgröße bestimmt;

Vergleichseinrichtung (CS), in der der Istwert der Regelgröße x mit dem vorgegebenen Wert g(t) verglichen wird und,

eine Abweichung wird erkannt (g(t)- x(t));

ein Regelgerät (RU), das bei Empfang einer Abweichung (ε) an seinem Eingang eine Regelungsmaßnahme auslöst, die auf das geregelte Objekt angewendet werden muss, um die bestehende Abweichung des Regelwertes x vom vorgegebenen Wert g(t) zu beseitigen;

Exekutivmechanismus (IM). Am Ausgang der Schaltanlage hat die Regulierungsmaßnahme eine geringe Kraft und wird in einer Form ausgegeben, die in der Regel nicht für eine direkte Wirkung auf den Regulierungsgegenstand geeignet ist. Entweder ist eine Stärkung der Regulierungsmaßnahmen erforderlich oder eine Umwandlung in eine praktische Form x p. Hierzu werden spezielle Aktoren verwendet, die die ausführenden Ausgabegeräte des Regelelements sind;

Regulierungsbehörde (RO). Aktoren können nicht direkt auf die Regelgröße einwirken. Daher werden die Regulierungsobjekte mit speziellen Regulierungsorganen der RO versorgt, durch die der IM auf den regulierten Wert einwirkt;

Kommunikationsleitungen, über die in einem automatischen System Signale von Element zu Element übertragen werden.

Betrachten Sie als Beispiel ein vergrößertes Blockdiagramm der automatischen Steuerung (Abbildung 1.1). Im Diagramm werden die Ausgabeparameter – das Ergebnis der Operation des gesteuerten Objekts – mit x 1, x 2, ……… x n bezeichnet. Zusätzlich zu diesen Grundparametern ist der Betrieb von Automatisierungsobjekten durch eine Reihe von Hilfsparametern (y 1, y 2,…….y n) gekennzeichnet, die gesteuert und geregelt, beispielsweise konstant gehalten werden müssen.

Abbildung 1.1. Strukturdiagramm der automatischen Steuerung

Im Betrieb erhält das Regelobjekt Störeinflüsse f1 .... fn, was zu Abweichungen der Parameter х1…….хn von ihren rationalen Werten führt. Informationen über die aktuellen Werte von х-Strom und y-Strom gelangen in das Steuersystem und werden mit ihren vorgegebenen Werten (Sollwerten) g1……gn verglichen, wodurch das Steuersystem Steueraktionen E1…..En auf das Objekt ausübt, die darauf abzielen, Abweichungen der aktuellen Ausgangsparameter von den vorgegebenen Werten auszugleichen.

Entsprechend der Struktur des automatischen Steuerungssystems für ein Automatisierungsobjekt können diese im Einzelfall einstufig zentral, einstufig dezentral und mehrstufig sein. Gleichzeitig werden als einstufige Steuerungssysteme Systeme bezeichnet, bei denen das Objekt von einem oder mehreren unabhängigen Kontrollpunkten aus gesteuert wird. Einstufige Systeme, bei denen die Kontrolle von einem Kontrollpunkt aus ausgeübt wird, werden als zentralisiert bezeichnet. Einstufige Systeme, in denen einzelne Teile eines komplexen Objekts von unabhängigen Kontrollpunkten aus gesteuert werden, werden als dezentral bezeichnet.

2.2 Funktionell - technologische Schemata automatische Kontrolle

Das funktional-technologische Schema ist das wichtigste technische Dokument, das die Funktionsblockstruktur von Geräten von Knoten und Elementen des automatischen Steuerungssystems, die Regulierung des technologischen Prozesses (Betriebs) und die Steuerung seiner Parameter sowie die Ausstattung des Steuerungsobjekts mit Geräten und Automatisierungsgeräten definiert. Außerdem werden Schaltkreise oft einfach als Automatisierungsschaltkreise bezeichnet. Die Gestaltungs- und Umsetzungsregeln richten sich nach den Anforderungen der Standards (siehe Kapitel 1).

Das funktional-technologische Schema der Automatisierung wird auf einer Zeichnung dargestellt, in der die technologische Ausrüstung, Transportleitungen und -leitungen, Instrumentierungs- und Automatisierungsausrüstung mit Symbolen dargestellt sind, die die Verbindungen zwischen ihnen angeben. Hilfsgeräte (Netzteile, Relais, Leistungsschalter, Schalter, Sicherungen usw.) sind in den Diagrammen nicht dargestellt.

Fusind mit Produktionstechnologie und Prozessausrüstung verknüpft, daher zeigt das Diagramm die Platzierung technologische Ausrüstung Vereinfacht, nicht maßstabsgetreu, sondern unter Berücksichtigung der tatsächlichen Konfiguration.

Neben der technologischen Ausrüstung werden in den Funktionsplänen der Automatisierung normgerecht vereinfacht (zweizeilig) und bedingt (einzeilig) Transportlinien für verschiedene Zwecke dargestellt.

Wie man Schaltkreise baut und studiert technische Dokumentation muss in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen.

Parameter des technologischen Prozesses, die einer automatischen Steuerung und Regelung unterliegen;

Funktionale Führungsstruktur;

Regelkreise;

Das Vorhandensein von Schutz- und Alarmfunktionen sowie die akzeptierte Blockierung von Mechanismen;

Organisation von Kontroll- und Verwaltungspunkten;

Technische Mittel Automatisierung, mit deren Hilfe die Funktionen Steuerung, Signalisierung, automatische Regelung und Steuerung gelöst werden.

Dazu ist es notwendig, die Prinzipien des Aufbaus automatischer Steuerungssysteme zur Prozesssteuerung und bedingter Bilder von Prozessanlagen, Rohrleitungen, Instrumenten und Automatisierungsgeräten, funktionale Beziehungen zwischen einzelnen Geräten und Automatisierungsgeräten zu kennen und eine Vorstellung von der Art des Prozesses und dem Zusammenspiel einzelner Anlagen und Einheiten von Prozessgeräten zu haben.

In einem Funktionsdiagramm werden Kommunikationsleitungen und Pipelines häufig in einem einzeiligen Bild dargestellt. Die Bezeichnung des Transportmediums kann sowohl numerisch als auch alphanumerisch sein. (Zum Beispiel: 1.1 oder B1). Die erste Zahl bzw. der erste Buchstabe gibt die Art des transportierten Mediums an, die nächste Zahl gibt den Zweck an. Numerische oder alphanumerische Bezeichnungen werden in den Regalen der Führungslinien oder über der Transportlinie (Rohrleitung) und gegebenenfalls in Unterbrechungen der Transportlinie angezeigt (in diesem Fall werden die akzeptierten Bezeichnungen in den Zeichnungen oder in Textdokumenten erläutert (siehe Tabelle 1.1). In technologischen Einrichtungen werden die Steuer- und Absperrventile, technologischen Geräte angezeigt, die direkt an der Überwachung und Steuerung des Prozesses beteiligt sind, sowie selektive (Sensoren), Absperr- und Regulierungsbehörden, die zur Bestimmung der relativen Lage von Probenahmestellen (Sensorinstallationsstellen) erforderlich sind. sowie Mess- oder Regelparameter (siehe Tabelle 1.2).

Komplette Geräte (Zentralsteuermaschinen, Steuermaschinen, Telemechanik-Halbsätze usw.) werden durch ein Rechteck beliebiger Größe mit Angabe des Gerätetyps innerhalb des Rechtecks ​​(gemäß Herstellerdokumentation) gekennzeichnet.

In einigen Fällen werden einige Elemente der technologischen Ausrüstung auch in Form von Rechtecken in Diagrammen dargestellt, die die Namen dieser Elemente angeben. Gleichzeitig wird in der Nähe der Sensoren, Selektiv-, Empfangs- und anderen Geräte mit ähnlichem Zweck der Name der technologischen Ausrüstung angegeben, auf die sie sich beziehen.

Tabelle 1.1. Bezeichnung von Transportleitungen von Rohrleitungen gemäß GOST 14.202 - 69

Tabelle 1.2. Symbole technologischer Ausstattung

Name	Bezeichnung nach GOST 14.202 - 69
Absperrschieber (Schieberventil)
Elektrisches Ventil
Dreiwegeventil
Sicherheitsventil
Drehverschluss (Tor, Tor)
Membranantrieb
Tabelle 1.3. Elektrische Ausgangsschaltelemente
Name	Bezeichnung nach GOST 2.755 - 87
Kontakt zum Schalten eines Hochstromkreises (Schützkontakt)
Kein Kontakt
Kontakt unterbrechen

Um das Lesen von Diagrammen zu erleichtern, sind auf Rohrleitungen und anderen Transportleitungen Pfeile angebracht, die die Bewegungsrichtung des Stoffes angeben.

Im funktionstechnischen Schema ist neben dem Bild der Rohrleitung, durch die der Stoff dieses System verlässt, auch eine entsprechende Aufschrift angebracht, zum Beispiel: „Von der Absorptionswerkstatt“, „Von den Pumpen“, „Zum Polymerisationskreislauf“.

Abbildung 1.2. Bild von Sensoren und selektiven Geräten (Fragment)

Herkömmliche grafische Symbole von Automatisierungsgeräten sind in den Tabellen 1.2., 1.3., 1.4 aufgeführt. Symbole elektrischer Geräte, die in Funktionsdiagrammen der Automatisierung verwendet werden, sollten gemäß den Normen dargestellt werden (Tabelle 1.3.). Da für automatische Geräte keine Standardsymbole vorhanden sind, sollten Sie Ihre Bezeichnungen akzeptieren und diese durch eine Beschriftung im Diagramm erläutern. Die Dicke der Linien dieser Bezeichnungen sollte 0,5 - 0,6 mm betragen, mit Ausnahme der horizontalen Trennlinie im symbolischen Bild des auf dem Schild installierten Geräts, deren Dicke 0,2 - 0,3 mm beträgt.

Das Auswahlgerät für alle fest angeschlossenen Geräte hat keine besondere Bezeichnung, sondern ist eine dünne durchgezogene Linie, die die Prozessleitung oder den Apparat mit dem Gerät verbindet (Abb. 1.2. Geräte 2 und 3a). Wenn es erforderlich ist, den genauen Standort des Probenahmegeräts oder des Messpunkts (innerhalb der grafischen Bezeichnung des technologischen Geräts) anzugeben, ist am Ende ein Kreis mit einem Durchmesser von 2 mm fett dargestellt (Abb. 1.2 Geräte 1 und 4a).

Tabelle 2.4. Bedingte grafische Bezeichnungen von Automatisierungsgeräten und -geräten

Name	Symbol gemäß GOST 21.404 - 85
Ein primärer Messwandler (Sensor) oder ein lokal installiertes Gerät (an einer Produktionslinie, einem Gerät, einer Wand, einem Boden, einer Säule, einer Metallkonstruktion). Einfach erlaubt
Gerät auf der Platine installiert, Fernbedienung grundsätzlich zulässig
Selektives Gerät ohne dauerhafte Verbindung des Gerätes
Betätigungsmechanismus
Reiseschalter
Elektrische Klingel, Sirene, Hupe
Elektrische Heizung: a) Widerstand, c) Induktion
Aufnahmegerät
Glühlampe, Gasentladung (Signal)
Dreiphasige elektrische Maschine (M – Motor, G – Generator)
Gleichstrom-Elektromaschine (Motor M, Generator G)

Um eine vollständige (frei lesbare) Bezeichnung eines Geräts oder eines anderen Automatisierungswerkzeugs zu erhalten, wird in dessen herkömmliches grafisches Bild ein alphabetisches Symbol in Form eines Kreises oder Ovals eingegeben, das den Zweck, die ausgeführten Funktionen, Eigenschaften und Betriebsparameter bestimmt. Die Position des Buchstabens bestimmt seine Bedeutung. Somit sind die in Tabelle 1.5 angegebenen Buchstaben die Hauptparameter und -funktionen, und die in Tabelle 1.6 angegebenen Buchstaben geben die Funktion und den Parameter an.

Tabelle 1.5. Bezeichnung der wichtigsten Messparameter in Automatisierungsschemata

Zur Bezeichnung der manuellen Steuerung wird der Buchstabe H verwendet. Mit Reservebuchstaben können Werte bezeichnet werden, die in der Norm nicht vorgesehen sind: A, B, C, I, N, O, Y, Z (der Buchstabe X wird nicht empfohlen). Verwendete Reservebuchstaben müssen durch eine Beschriftung im freien Feld des Diagramms entziffert werden.

Nachfolgend finden Sie die Bezeichnungen zur Angabe der Werte der Messgrößen.

Tabelle 1.6. Zusätzliche Buchstabenbezeichnungen

Der zur Verdeutlichung des Messwertes verwendete Buchstabe steht hinter dem Buchstaben, der den Messwert bezeichnet, zum Beispiel P, D – Druckdifferenz (Differenz).

Die von den Geräten zur Informationsanzeige ausgeführten Funktionen werden in lateinischen Buchstaben angegeben (siehe Tabelle 2.7).

Tabelle 1.7. Funktionsbuchstaben

Zusätzlich können die Symbole E, G, V verwendet werden.

Alle oben genannten Buchstabenbezeichnungen sind im oberen Teil des Kreises eingetragen, der das Gerät (Gerät) bezeichnet.

Wenn mehrere Buchstaben zur Bezeichnung eines Geräts verwendet werden, sollte die Reihenfolge ihrer Anordnung nach dem ersten, der den Messwert bezeichnet, beispielsweise lauten: TIR – Temperaturmess- und -aufzeichnungsgerät, PR – Druckaufzeichnungsgerät.

Bei der Bezeichnung von Geräten, die in Form von separaten Blöcken hergestellt werden und für den manuellen Betrieb bestimmt sind, steht an erster Stelle der Buchstabe H.

Für ein Beispiel in Abb. In Abb. 1.2 zeigt ein Automatisierungsschema mit Aufzeichnungsgeräten für Temperatur- und Druckdifferenzen, wobei zur Bildung eines Symbols für das Gerät (Set) im oberen Teil des Kreises der Funktionszweck und im unteren Teil des Kreises seine Referenzbezeichnung angegeben ist (alphanumerisch oder digital – 1, 2, 4a, 4b, 3a, 3b). Somit sind alle Elemente einer Menge, d.h. Eine Funktionsgruppe von Geräten (Primär-, Zwischen- und Sendemessumformer, Messgerät, Steuergerät, Stellantrieb, Regulierungsbehörde) wird mit derselben Nummer bezeichnet. In diesem Fall wird die Nummer 1 dem ersten (linken) Satz zugewiesen, die Nummer 2 - dem zweiten und so weiter.

Um die Elemente eines Satzes zu unterscheiden, wird neben der Zahl ein alphabetischer Index platziert (die Buchstaben Z und O, deren Umriss dem Umriss von Zahlen ähnelt, werden nicht empfohlen): für den Primärwandler (Sensorelement) - der Index „a“, für den Sendewandler – „b“, für das Messgerät – „c“ usw. Somit lautet für einen Satz die vollständige Bezeichnung des primären Messwandlers 1a, des sendenden Messwandlers 1b, des messenden (sekundären) Geräts 1c usw. Während die Höhe der Zahl 3,5 mm beträgt, beträgt die Höhe des Buchstabens 2,5 mm.