1.2. Структурний аналіз релейно-контактних схем

Аналітичні методи структурного аналізу й синтезу релейно-контактних схем засновані на використанні математичного апарату алгебри логіки.

В основу аналітичної форми запису релейних схем покладені такі позначення:

А, В, С,..., Х, У – сприймаючі, проміжні та виконавчі елементи (обмотки реле, контакторів, магнітних пускачів);

а, в, с,..., х, у – нормально розімкнені контакти елементів (замикаючі);

_ _ _ _ _

а, в, с,..., х, у – нормально замкнені контакти елементів (розмикаючі);

(а +в +с +....+х +у) – паралельне з’єднання контактів;

(а · в · с ·…· х · у) – послідовне з’єднання контактів;

1 – постійно замкнене електричне коло;

0 – постійно розімкнене електричне коло;

F – структурна формула електричної схеми.

Алгебраїчний метод релейно-структурного аналізу може використо-вуватися для переводу релейно-контактних схем на безконтактні на логічних елементах. Така заміна дозволяє підвищити надійність роботи і швидкодію схеми, знизити експлуатаційні витрати.

Методика переводу релейно-контактної схеми на безконтактну зводиться в основному до таких операцій:

• у результаті аналізу релейно-контактної схеми всі діючі у ній сигнали розділяються на вхідні, вихідні й проміжні із присвоєнням відповідних літерних позначок;

• записують структурні формули для проміжних і вихідних сигналів схеми;

• за структурними формулами складають безконтактну схему на логічних елементах.

Наприклад, візьмемо ділянку релейної схеми:

Тут А – обмотка (котушка) релейного елементу,

а, b, c, d – контакти (замикаючі та розмикаючі), причому контакт а належить котушці А, т.я. має спільну літеру позначення.

Враховуючі паралельне та послідовне з’єднання контактів та їх стан, записуємо структурну формулу:

_ _ _

A = ( d + a + b )  c  ( d + c + a ) .

Знаку інверсії (розмикаючий контакт) відповідає логічний елемент “НЕ”, знаку множення - логічний елемент “І”, знаку додавання – логічний елемент “АБО”.

Таким чином, даному рівнянню відповідає наступна схема на логічних елементах (тут зворотний зв’язок з виходу на вхід показує залежність положення контакту а від стану котушки А – намагнічена вона чи розмагнічена):

1.3. Зображення засобів автоматизації на функціональних схемах

Функціональні схеми (ФС) – основний документ, що визначає функціонально-блочну структуру окремих вузлів автоматичного контролю, управління й регулювання технологічного процесу. ФС показують оснащення об’єкта управління приладами й засобами автоматизації.

Функціональні схеми автоматизації пов’язані безпосередньо з технологією виробництва й демонструються на схемі розміщення технологічного обладнання (технологічній схемі). Технологічне обладнання на ФС повинно відповідати дійсній конфігурації, але зображуватися спрощено. Крім технологічного обладнання, на ФС зображують трубопроводи (води, пари, газу, повітря, палива та ін.).

Відповідно до ГОСТу 21.404 – 85 прийняті такі умовні позначення основних елементів на схемах автоматизації технологічних процесів:

Перетворювач інформації, прилад,

установлений по місцю (первинний)

Прилад, установлений на щиті або на

пульті диспетчера (вторинний прилад)

або Контур технологічного об’єкта

Загальне позначення розміщення первинного перетворювача

або приладу поза щитом

Точне позначення розміщення первинного перетворювача

Використання стрілки для вказування напрямку передачі

Сигналу

Загальне позначення розміщення приладу на щиті

(пульті диспетчера)

Виконавчий механізм (загальне позначення;

позначення механізму з додатковим ручним

приводом)

Використання виконавчих механізмів для керування регулювальними органами показують таким чином:

а – керування вентилем на трубопроводі;

б – керування затвором поворотним;

в – керування електричним контактом;

г – керування подільником напруги;

д – керування автотрансформатором регулювальним.

Характер роботи виконавчого механізму на схемах автоматизації показують таким чином:

у разі припинення подачі керуючого сигналу він

відкриває регулюючий орган, наприклад:

закриває його, наприклад:

залишає у незмінному стані, наприклад:

За видом вимірюваної або контрольованої величини та функціональним призначенням прилади розрізняють за допомогою системи літерних позначень. Для цього використовують літери латинської абетки. Значення літерного символу залежить від місця його положення в літерному позначенні.

Літерні умовні позначення приладів та їх функцій наведені у таблиці 2.

Таблиця 2

Літерні умовні позначення приладів

Позна- чення	Величина, що вимірюється		Функціональні ознаки приладу
	Основне значення	Додаткове значення
А	-	-	Сигналізація
С	-	-	Керування, регулювання
D	Густина	Різниця, перепад	-
E	Будь-яка електрична величина	-	Первинне перетворення інформації
F	Витрата	Співвідношення, частка, дріб	-
G	Розмір, положення, переміщення	-	-
H	Ручна дія	-	Верхня межа вимірюваної величини
І	-	-	Показання
J	-	Обігання (почергове підключення)	-
K	Час	-	-
L	Рівень	-	Нижня межа вимірюваної величини
M	Вологість	-	-
P	Тиск, вакуум	-	-
Q	Будь-яка якісна характеристика речовини (склад, концентрація та ін.)	Інтегрування, додавання в часі	-
R	Радіоактивність	-	Реєстрація
S	Швидкість, частота обертання	-	Наявність контактного пристрою
T	Температура	-	Дистанційна передача інформації
V	В’язкість	-	-
W	Маса	-	-
U	Здатність контролювати декілька величин	-	-
В,N,О	Рекомендовані резервні літери	-	-
Х	Нерекомендована резервна літера	-	-

При розробленні ФС у верхній частині кола, що зображує пристрій, наносяться літерна позначка величини, яка вимірюється, і позначення функціональних ознак приладу. У нижній частині кола наноситься цифрове позиційне позначення нумерації комплекту апаратури. Порядок розташування літерних позначок у верхній частині має бути наступним:

• позначення основної вимірюваної величини;

• додаткове позначення, що уточнює за необхідністю основну вимірювану величину;

• позначення функціональних ознак приладу.

Функціональні ознаки (якщо їх декілька у приладі) також розташовуються у визначеному порядку, а саме: I, R, C, S, A .

Рис.1. Приклад побудови умовного позначення первинного приладу для вимірювання, реєстрації та автоматичного регулювання перепаду тиску в системі автоматизації

При побудові функціональних схем деякі літерні позначення для уточнення наносять зовні графічного позначення праворуч від нього, наприклад:

Струм

– контрольована величина – електричний струм (амперметр);

Напруга

– контрольована величина – електрична напруга (вольтметр);

H₂SO₄

– контрольована величина – концентрація сірчаної кислоти

(первинний прилад для контролю концентрації H₂SO₄ );

γ

– контрольована величина – γ-випромінювання, (первинний

прилад для контролю γ-випромінювання);

– контрольована величина – тиск і температура.

Для позначення інших величин, які не передбачені даним стандартом, можуть використовуватися резервні літери – B, N, О та ін.; значення цих букв пояснюється безпосередньо на схемі, наприклад:

– О – магнітний потік.

Характер контрольованої величини уточнюється за допомогою додаткових літер, які ставляться після позначення контрольованої величини: D – різниця; F – співвідношення; Q – інтегрування, наприклад:

– контроль різниці температур;

– контроль співвідношення тисків.

Після позначення контрольованої величини вказують функціональні ознаки приладів, наприклад:

– первинний перетворювач температур;

– первинний перетворювач для дистанційної передачі інформації

про витрату речовини;

– вторинний прилад для вимірювання температури, що показує

та реєструє;

H

– прилад на щиті (вторинний) для сигналізації верхньої та

L

нижньої меж тиску.

Обігаючий пристрій для почергового підключення кількох первинних перетворювачів ( ТЕ ) до вимірювального приладу позначається літерою J після позначення контрольованої величини (рис. 2).

Рис. 2. Автоматичний міст для почергового контролю температури у трьох камерах