1.4.1 Вимоги до розробки принципових схем
Принципова схема – схема, кожний елемент якої, виконуючи визначену функцію не може бути розділений на частини, що мають самостійне функціональне призначення. Ці схеми відображають принципи дії систем управління, сигналізації, вимірювання, регулювання і взаємодії між окремими їх елементами, а також способи електроживлення приладів і засобів автоматизації. На основі принципових схем, що визначають повний склад елементів і зв’язок між ними, розроблюються інші матеріали проекта: загальні види щитів, їх монтажні схеми, схеми зовнішніх з’єднань. Тому правильна розробка принципової схеми відіграє дуже важливе значення для подальшого проектування.
Принципові схеми управління, сигналізації, вимірювання, регулювання, живлення, що входять до складу проекта автоматизації технологічних процесів, виконують у відповідності з вимогами ГОСТів, які регламентують правила виконання схем, умовні графічні та буквенно-цифрові позначення елементів схем, маркування кіл.
Схеми виконуються без дотримання масштабу. Графічні позначення елементів і з’єднуючі їх лінії зв’язку розміщуються на схемі так, щоб забезпечити найкращу уяву про взаємне розміщення її складових частин. При багатолінійному виконанні зображення кожне коло зображають окремою лінією, а елементи, що містяться в цих колах, - окремими умовними графічними позначеннями. Схеми, як правило, виконуються для об’єктів автоматизації що знаходяться у відключеному (неробочому) стані.
Cхеми живлячого кола доцільно виконувати в однолінійному зображенні. При цьому способі кола з ідентичними функціями зображають однією лінією, а однакові елементи цих кіл – одним умовним графічним зображенням. При однолінійному зображенні скорочується об’єм графічних робіт, зменшуються розміри схеми без якої-небудь втрати наглядності та зручності користування нею.
Дані про елементи, що входять до складу принципової схеми: повинні бути записані в перелік елементів, який оформляється у вигляді таблиці. В першій графі цієї таблиці представлено позиційне позначення апарата, приладу по принциповій схемі, в другій – його найменування, в третій – кількість, в четвертій – необхідні примітки.
При графічному зображенні принципових схем всі кола виконуються горизонтальними лініями в порядку послідовності дії апаратів в часі, починаючи з моменту знаходження їх у вихідному стані. Кожен елемент принципової схеми повинен мати умовне позначення у відповідності з вимогами ГОСТів. Позиційні позначення проставляють на схемі поряд з умовними графічними позначеннями елементів з правого боку або над ними.
Ділянки кіл принципових схем маркують для їх позначення, а також для відображення їх функціонального призначення в електричній схемі. По ГОСТу всі ділянки кіл електричних кіл, розділені контактами апаратів, обмотками реле, приладів, машин резисторами та іншими елементами, повинні мати різне маркування. Ділянки кіл, що проходять через роз’ємні, розбірні та нерозбірні контактні з’єднання, повинні мати однакове маркування. Кола маркуються від вводу джерела живлення до споживача, а розгалужені ділянки кола зверху вниз – в напрямі зліва направо. Маркування, як правило, проставляється: при горизонтальному розміщенні кіл - над ділянкою провідника, при вертикальному розміщенні кіл – справа від ділянки провідника.
Пневматичні засоби автоматизації на принципових схемах зображаються у вигляді прямокутника з вказівкою всередині або поблизу від них умовного позиційного позначення і заводського типу приладу. Як правило, в прямокутниках вказуються також номера приєднувальних штуцерів приладу і пристроїв для підключення імпульсних, командних та живильних ліній зв’язку. Перемикаючі пристрої зображують у розвернутому вигляді у відключеному положенні. Для зручності читання і полегшення роботи вторинні прилади з вбудованими станціями управління можуть зображатися в розгорнутому виді. Трубні проводки маркуються арабськими цифрами, перед кожною цифрою ставиться нуль.
1.4.2 Розробка та опис принципової схеми
На розробленій принциповій схемі зображені вимірювачі, міжсистемні перетворювачі, виконавчі, механізми та інші засоби автоматизації, а також контролер та ЕОМ. В даній схемі також передбачені три блоки живлення, які здійснюють живлення контролера та інших засобів автоматизації. Першим до контролера підключається хвилеводний рівнемір Rosemount 5300(позиція 1а). Цей прилад видає уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА і тому його можна безпосередньо підключати до контролера не встановлюючи додаткових перетворювачів. Рівнемір підключається до аналового входу контролера (контакти 25, 26) Живлення цього приладу здійснюється від блока МТМ-101. Живлення підключається в розрив провідників знімання сигналу. При цьому в коло живлення включається резистор навантаження опором 250 Ом. На рівнемірі також є спеціальний болт до якого приєднується заземлення. Радарний рівнемір Rosemount 5400 (позиція 4а) підключається аналогічно. Тензодатчик Flintec SB8 (позиція 2а) підключаються до контролера через перетворювач Seneca Z-SG (позиції 2б, 5б), який видає уніфікований сигнал. Перетворювач також живиться від блоку МТМ 101 напругою постійного струму 24 В. Цей перетворювач має один аналоговий і один дискретний вихід. Аналоговий вихід перетворювача підключається до аналогового входу контролера ( контакти 29, 30). Тензодатчик CAS MNC 50L підключається аналогічно попередньому. Різницею в їх підключенні є те, що Flintec SB8 підключається до перетворювача по шестипровідній схемі з наявністю зворотнього зв’язку. Другий тензодатчик підключається по чотирипровідній схемі без зворотнього зв’язку.
В даному контролері задіяно три дискретних і два аналогових вихода. До трьох дискретних виходів підключаються електроклапана ЭК3-32 (позиції 4б, 5в, 5г). Блок живлення послідовним з’єднанням приєднується в електричне коло між дискретним виходом контролера та контактами електроклапана. Плюс блока живлення подається на один з контактів дискретного виходу контролера, інший контакт дискретного виходу підключається до плюса електроклапана і потім мінус електроклапана підключається до мінуса блока живлення. Таким чином ми отримаємо електричне коло, яке замкнеться при спрацюванні контролера і на електроклапан буде подаватись живлення що призведе до його спрацювання. Живлення електроклапанів напругою 24 В здійснюється від другого блока живлення МТМ-101. З двох аналогових виходів сигнал 4-20 мА подається на електропневматичний перетворювач ЭП-1211( позиції 1б, 1г). До цього перетворювача підключається електричне живлення від блока МТМ-144 та пневматичне живлення 140 кПа від колектора низького тиску. З ЕПП вихідний уніфікований пневматичний сигнал 20-100 кПа подається на клапани 25ч30нж ( позиція 1в, 1д) і призводить до їх спрацьовування. Живлення клапанів здійснюється тиском 0,2 МПа від колектора високого тиску. Контролер ОВЕН ПЛК154-24.И-L також підключається до комп’ютера Phenom II за допомогою інтерфейса RS-232 (COM-порта). Це з’єднання дозволяє програмувати контролер за допомогою ЕОМ, спостерігати протіканням процесу, у випадку необхідності вносити зміни в технологічний режим та ін.