За последние годы процессы автоматизации на производстве стали невероятно актуальными с все больше и больше вводится новых методов, устройств и систем, позволяющих снизить нагрузку на человека, переложив ее на технику. На многих заводах появляются автоматические станки, которые выполняют все те же функции, только с гораздо большей точностью и с меньшими затратами времени. Более того, отдельно стоит отметить тот факт, что автоматизация позволяет снизить риск для людей, которым ранее приходилось работать в невероятно трудных и опасных для здоровья условиях. Теперь им не нужно находиться в самом эпицентре происходящего – операторы машин управляют ими с расстояния из безопасного помещения.
Таким образом, можно смело сказать, что автоматизация – это движение в будущее, невероятный прогресс, который идет только на пользу человечеству. Однако в данной статье речь пойдет не об автоматизации в целом, а о том, что такое схема автоматизации, как она составляется и как используется. Для многих людей данное понятие может показаться странным. Практически никто не сможет просто так взять и угадать, для чего она нужна или что она вообще собой представляет. Обо всем этом подробно будет рассказано далее, но для начала вам стоит уяснить, что схема автоматизации – это очень важная вещь, без которой сам процесс автоматизации был бы невозможен.
Что такое функциональная схема?
Прежде чем разбираться с главным понятием данной статьи, которым является схема автоматизации, стоит обратить внимание на то, что чаще всего к этому названию добавляется еще и прилагательное «функциональная». Но это ничего не проясняет – все становится только еще более запутанным. Что такое функциональная схема? Так называется документ, который создан для того, чтобы разъяснять и в деталях описывать определенные процессы, протекающие в отдельно взятом блоке или на конкретном участке. Таким образом, можно смело сделать вывод, что схема автоматизации в данном случае будет представлять собой пояснение (частично даже наглядное) для процесса автоматизации на каком-либо конкретном предприятии. Естественно, это довольно общее определение, поэтому вам и стоит углубиться в чтение данной статьи, так как в ней будет гораздо более подробно описано все, что связано с этим понятием, его реализацией и применением на практике.
Изменения за последние годы
Само собой разумеется, что у всего имеется свой стандарт. Имеется он и у такого понятия, как схема автоматизации: ГОСТ. Но стоит понимать, что стандарты не стоят на месте, и особенно это касается таких высокотехнологических процессов. За последнее десятилетие очень сильно изменился набор технических средств, используемых в процессе автоматизации, поэтому сильно изменились и стандарты.
Теперь автоматизированные системы основываются на современных супермощных компьютерах, способных продемонстрировать гораздо более внушительную вычислительную мощность, чем те же десять лет назад. Именно поэтому сейчас стали доступных гораздо более обширные функции для автоматизированных систем, включающие в себя сохранение результатов за любой период времени, вывод информации в любой момент в удобной форме, создание специальных детальных мнемосхем, которые позволяли бы использовать любые параметры для невероятно точного управления практически всеми возможными системами.
Сейчас контролеры стали гораздо более емкими, они могут размещаться как в специализированных помещениях в непосредственной близости к автоматизированной системе, так и на удаленном расстоянии, что позволяет использовать гораздо более гибкую систему контроля. Таким образом, вы можете легко себе представить, как сильно будет отличаться от документа десятилетней давности современная схема автоматизации. ГОСТ 2006 года будет уже абсолютно не актуален на сегодняшний день, собственно говоря, как и сами автоматизированные системы, которые сейчас можно заменить гораздо более эффективными.
Как выглядит схема автоматизации?
Ни для кого не секрет, что подобная схема является одним из самых важных документов для проектирования автоматизации предприятия, цеха или любой другой единицы производства. На ней в мельчайших деталях описано абсолютно все, что будет включать в себя автоматизация, в том числе технологическое оборудование, органы управления этим оборудованием, коммуникации и связи между элементами и так далее.
Также очень важно помнить, какое большое значение имеют обозначения на схемах автоматизации – именно они и превращают обычный документ в емкую и четкую схему. Одного взгляда на нее достаточно, чтобы в общем оценить весь процесс автоматизации и понять, что и как будет реализовываться. Обозначения на схемах автоматизации должны быть максимально четкими, потому что на основании такого чертежа будут разрабатываться уже другие соответствующие документы, которыми будут пользоваться в дальнейшем. Таким образом, данная схема, как вы уже поняли, является одним из наиболее важных элементов всего процесса автоматизации, и ее выполнение должно быть на высочайшем уровне – вплоть до мельчайших деталей.
Что изображается на схеме?
Функциональная схема автоматизации – это не детальное изображение всех элементов производства и коммуникации между ними. Во-первых, стоит отметить, что абсолютно все элементы отображаются на схеме условно, то есть они не соответствуют тому, как выглядят в реальности. Во-вторых, масштаб не соблюдается, так что схема не имеет ничего общего с тем, как все оборудование расположено в реальных пропорциях и соотношениях. Чтобы разобраться с данной схемой, вам нужно понять, что это лишь условная зарисовка, которая дает смотрящему представление о том, как именно функционируют элементы производственного процесса, а также как они будут при этом взаимодействовать с системой автоматизации.
Функциональная схема автоматизации, в принципе, имеет общепринятый формат, так что большинство обозначений являются стандартизированными. К примеру, по ГОСТу необходимо изображать оборудование и коммуникации тонкими линиями, в то время как технологические потоки обозначаются более жирными. Существует большое количество различных обозначений, и? чтобы узнать их все, вам придется ознакомиться с ГОСТом.
Однотипные приборы
Схемы автоматизации процессов могут быть очень многочисленными. В зависимости от того, какое количество оборудования входит в план, какое число цехов и отделений составляют единое целое, стоит задуматься об оптимизации процесса планирования. И самое первое правило касается однотипных приборов. Дело в том, что обычно схема включает в себя большое количество элементов, так как различные отделы требуют разного подхода. Однако если случается так, что имеются однотипные приборы или элементы, то их можно описывать одной схемой, давая на нее ссылку в других источниках.
Допустим, у вас имеется пять одинаковых приборов, которые вам необходимо отобразить в пояснительном документе. Если они действительно одинаковы, используют тот же самый принцип автоматизации. То есть вы можете создать схему для первого из этих приборов, после чего указать, что эта же схема применима и для остальных четырех приборов. Как видите, схемы управления автоматизации имеют множество интересных и важных моментов, которые стоит изучить, так как они значительно облегчат вам жизнь и сделают процесс гораздо более удобным и эффективным.
Таблицы с условными обозначениями
Казалось бы, такая мелочь, как условные обозначения схем автоматизации, должна выполняться в относительно свободном порядке, однако на самом деле все далеко не так, и это очень жестко контролируется. Вам необходимо создать отдельную таблицу для условных обозначений, в которой будет два столбца – в одном будет содержаться наименование конкретного прибора, определенной коммуникации и так далее, а в другом будет изображено непосредственно само условное обозначение. При этом все условия являются довольно жесткими – задается даже конкретная ширина столбцов в этой таблице, так что вам не дается пространства для фантазии.
Конечно, вы можете придумывать собственные условные обозначения, но здесь, опять же, существуют свои нормы, которых обычно все придерживаются. То есть нет каких-либо конкретных обозначений, например, для соединения трубопроводов или их пересечения, однако в большинстве случаев принято изображать их в качестве совмещающихся друг с другом линий, а также с помощью одной сплошной и другой прерывистой или же с помощью двух линий, одна из которых совершает полукруглый изгиб в месте пересечения. Но вам стоит помнить, что даже если вы используете общепринятое обозначение, вам все равно необходимо отметить его в таблице условных обозначений. Только таким образом выполняются функциональные схемы средств автоматизации.
Буквенные обозначения
Одним из важнейших моментов в вопросах схем автоматизации, независимо от того, функциональная ли это таблица или принципиальная схема автоматизации, являются буквенные обозначения. Они играют очень большую роль и несут в себе внушительный объем смысловой нагрузки, поэтому вам определенно стоит изучить то, что может обозначать та или иная буква, которая будет написана в определенных условиях. В первую очередь обратите внимание на то, что одна и та же буква может иметь несколько значений. Например, она может использоваться для обозначения измеряемой величины и одновременно функционального признака прибора. Да, большинство букв имеют какое-либо одно из двух описанных выше обозначений. Например, "A" обозначает сигнализацию, а "E" указывает на электрическую величину. Но есть и такие буквы, которые могут описывать как один, так и другой раздел. Например, "H" – это может быть и ручное воздействие, и верхний предел измеряемой величины.
Более того, некоторые буквы указывают только на измеряемую величину, но при этом все равно могут принимать два значения – основное и дополнительное. Если говорить более точно, то это может быть основное обозначение измеряемой величины и дополнительное, которое уточняет измеряемую величину. Чтобы вам было понятнее, можно привести пример с буквой "D". Основная величина, которую она обозначает на таких чертежах – это плотность. Но при этом она также может иметь и дополнительное обозначение для другой величины. В данной форме она будет указывать разность или перепад. В общем, буквенным обозначениям стоит уделить особое внимание, особенно с учетом того, что их также использует упомянутая выше принципиальная, а также структурная схема автоматизации.
Два метода создания схем
Схемы систем автоматизации могут иметь два метода обозначения, и это очень важный момент. Они сильно влияют на то, как именно в дальнейшем будет составляться целая схема. Итак, метод может быть упрощенным и развернутым. В первом случае схема является упрощенной до минимума. Конкретно это выражается в том, что все средства автоматизации, входящие в план, изображаются одинаково, то есть для них нет конкретных условных обозначений. Что касается второго метода, то здесь все уже гораздо сложнее и разнообразней. Каждое средство автоматизации наносится на схему своим собственным обозначением, которое, естественно, записывается в отдельную таблицу, о которой речь уже шла выше.
Широко применяются оба подхода, просто каждый из них используется в зависимости от ситуации. В некоторых случаях гораздо удобнее сделать набросок, в котором будут обозначены все средства автоматизации в качестве одного элемента. Это позволит иметь представление о системе в целом. Но иногда гораздо важнее бывает глубокое понимание процесса автоматизации, поэтому каждая деталь схемы вырисовывается отдельно. Однако стоит напомнить, что даже в этом случае масштаб не соблюдается. По каждому виду схем вполне может проводиться полноценная автоматизация. Технологических схем может быть очень много, но они не имеют какого-то усредненного вида. Каждая выглядит немного иначе даже с учетом того, что очень многое на ней должно соответствовать принятым стандартам.
Графические изображения средств автоматизации
Функциональная схема автоматизации процесса может включать в себя огромное количество обозначений, однако есть те, которые вы там увидите довольно часто. Речь идет об обозначениях, которые привязываются к конкретным средствам и приборам автоматизации, широко используемым в современных системах. Естественно, их видов существует просто огромное количество и сейчас нет смысла перечислять их все. Но вы можете представить себе несколько основных, таких как первичный измерительный преобразователь, который изображается крайне просто – с помощью круга. Но если вы увидите круг, который разделен линией пополам, то это будет совершенно другое устройство – прибор, который устанавливается на пульте управления.
Если же вы видите круг, от которого отходит прямая линия вниз, то это значит, что перед вами исполнительный механизм – но это только лишь общее обозначение. Существует несколько видов исполнительных механизмов, и у каждого из них условное обозначение преобразовывается дополнительными элементами, например, стрелочкой на конце прямой линий с одой из сторон, двумя короткими прямыми линиями, перечеркивающими перпендикулярно одну длинную прямую, буквой в центре круга и так далее. Регулирующий орган обозначается в виде своего рода «бантика» – двух треугольников, которые соприкасаются одной из вершин. Также стоит отметить и отборное устройство, которое не имеет постоянно подключенного к нему прибора. Оно обозначается полукругом с отходящей от него прямой линией вверх.
Цифры на схеме
Пока что речь шла исключительно о графических обозначениях, которые вы можете обнаружить на функциональной схеме автоматизации, а также мы поговорили о буквах, которые можно и нужно использовать на этих схемах. Однако не стоит забывать о том, что цифры также могут быть использованы при составлении подобного чертежа. Вам стоит понимать, что на функциональной схеме должно быть отмечено абсолютно все, и чем больше способов обозначения имеется, тем лучше и тем более понятной выйдет схема. Поэтому вам обязательно стоит использовать цифры, так как их преимуществом является тот факт, что за ними не закреплено никаких значений. Вам необходимо будет создать полную таблицу, в которой вы опишете, какое значение придается той или иной цифре. При этом необходимо помнить, что лучше всего таким символам придавать схожие, родственные значения.
В качестве примера можно привести схему автоматизации трубопровода. Цифрами на ней можно обозначить все вещества, которые протекают по определенным отрезкам труб. Цифра 1 – это вода, цифра 2 – пар, 3 – воздух и так далее. Естественно, у каждой схемы имеется своя специализация, поэтому данные обозначения являются только лишь примером. Вы можете свободно выбирать, как именно обозначать тот или иной элемент вашей схемы при помощи цифр.
В итоге можно сказать, что автоматизация – это очень важный и распространенный на сегодняшний день процесс, который играет очень серьезную роль в развитии промышленности, в производстве и вообще в любой сфере деятельности. Так что составление грамотной и точной функциональной схемы автоматизации – это также очень полезный навык, поскольку благодаря подобным документам процесс автоматизации проводится гораздо быстрее и эффективнее. Развернутая и четкая схема автоматизации – это залог качественного выполнения плана и дальнейшего функционирования автоматизированного производства. Поэтому данному вопросу на сегодняшний день уделяется такое пристальное внимание.
