簡介:過程控制工程設(shè)計,200KW螺旋槳模擬負載裝置,過程控制工程設(shè)計,第2章管道儀表流程圖,3,§2管道儀表流程圖(PIDPROCESSANDINSTRUMENTDRAWING),§21控制方案的確定§22圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定§23管道儀表流程圖(PID)的繪制,4,管道儀表流程圖(PID)的繪制是自控工程設(shè)計的核心內(nèi)容,雖然在設(shè)計新體制中,各版管道儀表流程圖(PID)并不歸在自控專業(yè)工程設(shè)計的設(shè)計文件內(nèi),但它仍是整個自控設(shè)計的龍頭。所以,自控設(shè)計人員必須認真仔細地配合工藝、系統(tǒng)設(shè)計人員完成管道儀表流程圖(PID)。,§2管道儀表流程圖(PID),工藝專業(yè)工藝流程圖(PFD)自控專業(yè)工藝控制流程圖(PCD)系統(tǒng)專業(yè)管道儀表流程圖(PID),5,§21控制方案的確定,要進行生產(chǎn)過程的自控設(shè)計,必須先要了解生產(chǎn)過程的構(gòu)成及特點?,F(xiàn)以化工生產(chǎn)過程為例來說明?;どa(chǎn)過程的構(gòu)成可由圖21表示。,1主體化學反應過程。2化學反應過程中所需的化工原料,首先送入輸入設(shè)備。然后將原料送入前處理過程,對原料進行分離或精制,使它符合化學反應對原料提出的要求和規(guī)格。3化學反應后的生成物進入后處理過程,在此將半成品提純?yōu)楹细竦漠a(chǎn)品并回收未反應的原料和副產(chǎn)品,然后進入輸出設(shè)備中貯存。4同時為了化學反應及前、后處理過程的需要,還有從外部提供必要的水、電、汽以及能量等能源的公用工程。有時,還有能量回收和三廢處理系統(tǒng)等附加部分。,提純回收,分離精制,7,化工生產(chǎn)過程的特點(1)產(chǎn)品從原料加工到產(chǎn)品完成,流程都較長而復雜,并伴有副反應。(2)工藝內(nèi)部各變量間關(guān)系復雜,操作要求高。(3)關(guān)鍵設(shè)備停車會影響全廠生產(chǎn)。(4)大多數(shù)物料是以液體或氣體狀態(tài),在密閉的管道、反應器、塔與熱交換器等內(nèi)部進行各種反應、傳熱、傳質(zhì)等過程。這些過程經(jīng)常在高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有腐蝕、有刺激性臭味等條件下進行。,8,控制方案的正確確定應當在與工藝人員共同研究的基礎(chǔ)上進行。要把自控設(shè)計提到一個較高的水平,自控設(shè)計人員必須一、熟悉工藝,這包括了解生產(chǎn)過程的機理,掌握工藝的操作條件和物料的性質(zhì)等。二、應用控制理論與過程控制工程的知識和實際經(jīng)驗,結(jié)合工藝情況確定所需的控制點,并決定整個工藝流程的控制方案??刂品桨傅拇_定主要包括以下幾方面的內(nèi)容1正確選定所需的檢測點及其安裝位置;2合理設(shè)計各控制系統(tǒng),選擇必要的被控變量和恰當?shù)牟倏v變量;3生產(chǎn)安全保護系統(tǒng)的建立,包括聲、光信號報警系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)及其他保護性系統(tǒng)的設(shè)計。在控制方案的確定中還應處理好以下幾個關(guān)系。,9,1.可靠性與先進性的關(guān)系在控制方案確定時,首先應考慮到它的可靠性,否則設(shè)計的控制方案不能被投運、付之實踐,將會造成很大的損失。在設(shè)計過程中,將會有兩類情況出現(xiàn),一類是設(shè)計的工藝過程已有相同或類似的裝置在生產(chǎn)運轉(zhuǎn)中。此時,設(shè)計人員只要深入生產(chǎn)現(xiàn)場進行調(diào)查研究,吸收現(xiàn)場成功的經(jīng)驗與原設(shè)計中不足的教訓,其設(shè)計的可靠性是較易保證的。另一類是設(shè)計新的生產(chǎn)工藝,則必須熟悉工藝,掌握控制對象,分析擾動因素,并在與工藝人員密切配合下,確定合理的控制方案。可靠性是一個設(shè)計成敗的關(guān)鍵因素,但是從發(fā)展的眼光看,要推動生產(chǎn)過程自功化水平不斷提高,使生產(chǎn)過程處在最佳狀態(tài)下運行,獲取最大的經(jīng)濟效益,先進性將是衡量設(shè)計水平的另一個重要標準。,10,隨著計算機技術(shù)成功地應用于生產(chǎn)過程的控制后,除了常規(guī)的單回路、串級、比值、均勻、前饋、選擇性等控制系統(tǒng)已廣泛應用外,一些先進的控制算法,如純滯后補償、解耦、推斷、預測、自適應、最優(yōu)等也能借助于計算機的靈活、豐富的功能,較為容易地在過程控制中實現(xiàn)。況且,近年來人們對生產(chǎn)過程的認識逐步深化,人工智能的研究卓有成效,這些都為自動化水平的進一步提高創(chuàng)造了有利條件。所以,在考慮自控方案時,必須處理好可靠性與先進性之間的關(guān)系,一般來說,可以采用以下兩種方法一種是留有余地,為下步的提高水平創(chuàng)造好條件。也就是在眼前設(shè)計時要為將來的提高工作留出后路,不要造成困難。另一種是做出幾種設(shè)計方案,可以先投運簡單方案,再投運下一步的方案。采用DCS等計算機控制系統(tǒng)后,完全可以通過軟件來改變方案,這為方案的改變提供了有利的條件。,11,2.自控與工藝、設(shè)備的關(guān)系要使自控方案切實可行,自控設(shè)計人員熟悉工藝,并與工藝人員密切配合是必不可少的。然而,目前大多數(shù)是先定工藝,再確定設(shè)備,最后再配自控系統(tǒng)。由工藝方面來決定自控方案,而自動化方面的考慮不能影響到工藝設(shè)計的做法是較為普遍的狀況。從發(fā)展的觀點來看,自控人員長期處于被動狀態(tài)并不是正常的現(xiàn)象。工藝、設(shè)備與自控三者的整體化將是現(xiàn)代工程設(shè)計的標志。3.技術(shù)與經(jīng)濟的關(guān)系設(shè)計工作除了要在技術(shù)上可靠、先進外,還必須考慮到經(jīng)濟上的合理性。過程中應在深入實際調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,進行方案的技術(shù)、經(jīng)濟性的比較。,12,§22圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定(重點),在自控工程設(shè)計的圖紙上,按設(shè)計標準,均有統(tǒng)一規(guī)定的圖例、符號。在本節(jié)把行業(yè)標準過程檢測和控制系統(tǒng)用文字代號和圖形符號(HG20505-92)中的一些主要內(nèi)容作簡要介紹,這些文字代號和圖形符號主要用于工藝控制流程圖(PCD)、管道儀表流程圖(PID)。另外在新體制的設(shè)計規(guī)定中,專有一個分規(guī)定“自控專業(yè)工程設(shè)計用圖形符號和文字代號”(HG/T206372),列出了①儀表回路圖圖形符號;②邏輯圖圖形符號;③儀表位置圖圖形符號;④半模擬流程圖和過程顯示圖形符號;⑤儀表常用電器設(shè)備圖形符號和文字代號;⑥其他常用文字代號。這些內(nèi)容主要用于化工裝置自控工程設(shè)計的儀表回路圖、儀表位置圖、儀表電纜橋架布置總圖、儀表電纜(管纜)及橋架布置圖、現(xiàn)場儀表配線圖、邏輯圖、半模擬流程圖和DCS過程顯示、儀表常用電器設(shè)備等圖形符號的繪制。,13,一、儀表位號(重點)在檢測、控制系統(tǒng)中,構(gòu)成一個回路的一組工業(yè)自動化儀表,其中每個儀表(或元件)都用儀表位號來標識。1儀表位號的組成儀表位號由字母代號組合和回路編號兩部分組成,儀表位號中的第一位字母表示被測量,后繼字母表示儀表的功能;回路的編號由工序號和順序號組成,一般用三位至五位阿拉伯數(shù)字表示,如下所示。,溫度記錄與控制儀表,14,2儀表位號按被測變量不同進行分類即同一個裝置(或工序)的同類被測變量的儀表位號中順序編號是連接的,但允許中間有空號;不同被測變量的儀表位號不能連續(xù)編號。3儀表位號在管道儀表流程圖和系統(tǒng)圖中的標注方法是字母代號填寫在儀表圓圈的上半圓中;回路編號填寫在下半圓中,如圖22所示。圖中A表示安裝在集中儀表盤面上的位號為TRC131的溫度記錄與控制儀表,B表示就地安裝的位號為PI1201的壓力指示儀表。,15,4在編制儀表位號中,還有一些具體的規(guī)定。(1)多機組的儀表位號一般按順序編制,而不用同一位號加尾綴的方法。(2)如果同一儀表回路中有兩個以上相同功能的儀表,可用儀表位號加尾綴(大寫英文字母)的方法加以區(qū)別。例如FT201A、FT201B表示同一回路內(nèi)的兩臺流量變送器;用FV201A、FV201B表示同一回路內(nèi)的兩臺控制閥。(3)當屬于不同工序的多個檢測元件共用一臺顯示儀表時,顯示儀表位號在回路編號中不表示工序號,只編制順序號;在顯示儀表回路編號后加阿拉伯數(shù)字順序號尾綴的方法表示檢測元件的儀表位號。例如多點溫度指示儀的儀表位號為TI1,相應的檢測元件儀表位號為TE1,TE2,。,16,(4)當一臺儀表由兩個或多個回路共用時,各回路的儀表位號都應標注,例如一臺雙筆記錄儀記錄流量和壓力時,儀表位號為FR121/PR131,若用于記錄兩個回路的壓力時,儀表位號應為PR123/PR124或PR123/124。(5)儀表位號的第一位字母代號(或者是被測變量和修飾字母的組合)只能按被測變量來選用,而不是按照儀表的結(jié)構(gòu)或被控變量來選用。例如當被測變量為流量時,差壓式記錄儀應標注FR,而不是FDR,控制閥應標注FV;當被測變量為壓差時,差壓式記錄儀應標注PDR,控制閥應標注PDV。,17,(6)儀表位號中表示功能的后繼字母,是按照讀出或輸出功能而不是按照被控變量選用,后繼字母應按IRCTQSA的順序標注。(7)儀表位號的功能字母代號最多不要超過四個字母。一臺儀表具有指示、記錄功能時,儀表位號的功能字母只標注字母“R”,而不標注字母“I”。一臺儀表具有開關(guān)、報警功能時,只標注字母代號“A”,而不標注“S”。當字母“SA”出現(xiàn)時,表示這臺儀表具有聯(lián)鎖和報警功能。一臺儀表具有多功能時,可以用多功能字母代號“U”標注。也可以將儀表的功能字母代號分組進行標注。例如一個溫度控制器帶有溫度開關(guān),則可用兩個相切的圓圈分別填入TIC301和TS301來表示。,18,二、文字代號表21列出了儀表位號中表示被測變量和儀表功能的字母代號,并在附注中進行了必要的說明。表22列出了常用被測變量及儀表功能字母組合的示例。,表21儀表位號中表示被測量和儀表功能的字母代號,注表中字母組合示例,僅例舉一部分;①A報警(信號裝置),可以采用與表中S開關(guān)(驅(qū)動裝置)相同的字母組合方式;②在含義不確切時,字母H和L可暫不標注。,22,三、圖形符號過程檢測和控制系統(tǒng)的圖形符號,一般來說包括測量點、連接線(引線、信號線)和儀表圓圈三部分組成。一測量點測量點(包括檢出元件)是由過程設(shè)備或管道符號引到儀表圓圈的連接引線的起點,一般無特定的圖形符號,如圖23所示。,23,必要時,檢出元件或檢出儀表可以用一些專門的圖形符號表示,如圖24所示。,24,(二)連接線圖形符號儀表圓圈與過程測量點的連接引線,通用的儀表信號線和能源線的符號是細實線。如圖25所示。1當有必要標注能源類別時,可采用相應的縮寫字標注在能源線符號之上。例如AS014為014MPA的空氣源,ES24DC為24V的直流電源。2當通用的儀表信號線為細實線可能造成混淆時,通用信號線符號可在細實線上加斜短劃線(斜短劃線與細實線成45O角)。當有必要區(qū)分信號線的類別時,還可以專門的圖形符號來表示,如圖26所示。3在復雜系統(tǒng)中,當有必要表明信息流動的方向時,應在信號線符號上加箭頭。圖27所示為通用信號線上加箭頭的情況。,25,4連接線的交叉和連接線的相接圖形符號有兩種方式,在同一個工程中只能任選一種。圖28所示為連接線的交叉為斷線;連接線相接不打點。而圖29所示為連接線的交叉不斷線;連接線相接則需打點。,26,三儀表圖形符號1常規(guī)儀表圖形符號儀表圖形符號是直徑為12MM(或10MM)的細實線圓圈。儀表位號的字母或阿拉伯數(shù)字較多,圓圈不能容納時,可以斷開,如圖210所示。處理兩個或多個變量(而不采用多變量字母U標注),或處理一個變量但有多個功能的復式儀表,可用相切的儀表圓圈表示,如圖211所示。,27,當兩個測量點引到一臺復式儀表上,而兩個測量點在圖紙上距離較遠或不在同一張圖紙上,則分別用圖212的兩個相切的實線圓圈和虛線圓圈表示。,28,2.分散控制系統(tǒng)DCS儀表圖形符號分散控制系統(tǒng)儀表圖形符號是直徑為12MM(或10MM)的細實線圓圈,外加與圓圈相切的細實線方框,如圖213所示。作為分散控制系統(tǒng)一個部件的計算機功能圖形符號,是對角線長為12MM(或10MM)的細實線六邊形,如圖214所示。,分散控制系統(tǒng)內(nèi)部連接的可編程序邏輯控制器功能圖形符號如圖215所示,外四方形邊長為12MM(或10MM)。(四)表示儀表安裝位置的圖形符號表2-3所示為儀表安裝位置的圖形符號。,29,五)控制閥的圖形符號控制閥的圖形符號分別如表24、表25和表26所示。,32,FO,FC,FL,FI,33,§23管道儀表流程圖(PID)的繪制,1根據(jù)工藝專業(yè)提出的工藝流程圖(PFD),以及有關(guān)的工藝參數(shù)、條件等情況,按照本章第一節(jié)的原則,可確定全工藝過程的自控方案。2運用本章第二節(jié)的圖例符號的統(tǒng)一規(guī)定,在工藝流程圖上按其流程順序標注控制點和控制系統(tǒng),繪制工藝控制流程圖(PCD)。3把工藝控制流程圖(PCD)提交給系統(tǒng)專業(yè),由系統(tǒng)專業(yè)隨著工程設(shè)計的深入進行,繪制出各版管道儀表流程圖(PID)。,34,在繪制工藝控制流程圖時,應注意以下幾點1控制系統(tǒng)的設(shè)計應與工藝專業(yè)人員共同研究確定。自控設(shè)計人員必須學習必要的工藝知識,例如生產(chǎn)過程的機理,工藝操作條件,原料、產(chǎn)品、半成品的物理化學特性,主要管線的敷設(shè)情況,以及生產(chǎn)過程的安全措施等,以便與工藝人員共同討論建立控制點的依據(jù),合理地確定被控變量,操縱變量和控制點,確定控制方案和儀表選型。2圖中的圖例符號、文字、線條應符合過程檢測和控制系統(tǒng)用文字代號和圖形符號(HG20505-92)規(guī)定或有關(guān)國家標準。3檢測、控制點的功能要與工藝條件一致,位號與自控設(shè)備表相符。4檢測點及執(zhí)行器的位置要正確合理,表示要清楚、美觀。,35,5在工藝流程圖上標注控制點和控制系統(tǒng)時,按照各設(shè)備上控制點的密度,布局上可作適當調(diào)整,以免圖面上出現(xiàn)疏密不均的情況。通常,設(shè)備進出口控制點盡可能標注在進出口附近。有時為照顧圖面的質(zhì)量,可適當移動某些控制點的位置??刂葡到y(tǒng)可自由處理,對管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點最好都標注在最上面一根管子的上面。,儀表位號中表示被測量和儀表功能的字母代號,示例1,
下載積分: 4 賞幣
上傳時間:2024-01-06
頁數(shù): 38
大?。?2.21(MB)
子文件數(shù):