Монтажные схемы используются для изготовления щитов и пультов и для монтажа систем автоматизации.
Исходными материалами для разработки схем являются:
- принципиальные схемы автоматизации;
- принципиальные электрические и пневматические схемы питания;
- общие виды щитов и пультов;
- схемы внешних электрических и трубных проводок;
- монтажно-эксплуатационные инструкции заводов-изготовителей.
Монтажные схемы рекомендуется выполнять в виде отдельных чертежей для каждой панели щитов и пультов.
На монтажных схемах вычерчиваются и указываются очертания внутренних стенок щита или пульта с упрощенным изображением средств автоматизации; схемы коммутации электрических и трубных проводок; спецификации монтажных изделий, обозначения (позиции) средств автоматизации; маркировки монтажных изделий, электрических цепей питания, цепей измерения, управления и сигнализации.
Электрическая проводка на чертежах схем изображается сплошными линиями, трубная проводка — утолщенными пунктирными линиями, а в сложных и проводках с применением различных сортаментов труб (пластмассовых, медных и др.) — линиями пунктир с точкой, пунктир с двумя точками и т. п. (см. рис. 137).
При разработке монтажных схем особое внимание уделяется соблюдению требований техники безопасности.
Все щиты и пульты в помещениях всех категорий, кроме взрывоопасных, с токонесущими частями при напряжении 127 В и выше переменного тока и 110 В и выше постоянного тока подлежат заземлению. При этом заземляются все средства автоматизации, имеющие зажимы «Земля», с помощью медных изолированных проводов сечением 1,5 и 2,5 мм2 той марки, которая применяется для коммутации щита или пульта. Кроме того, в соответствии с требованиями техники безопасности в проекте необходимо предусматривать разделку кабеля только внутри щита или пульта, а также автоматический контроль и сигнализацию сопротивления изоляции проводов сети в случае подвода ее от источника питания с изолированной нейтралью.
Электрическая проводка монтажных схем выполняется медными проводами с резиновой изоляцией марок ПР, ПРГ или с полихлорвиниловой изоляцией марок ПВ, ПГВ сечением 1, 1,5, 2,5 мм2. При монтаже слаботочных систем управления и сигнализации с напряжением до 60 В применяются провода с хлопчатобумажной изоляцией марки МЭБДЛ и с полихлорвиниловой изоляцией марок ПМВ, ПМГВ сечением 0,2, 0,5, 0,75 мм2. В качестве компенсационных проводов термопар часто используются провода марок КПО, КПС, ПК-8 и др. сечением 2,5 мм2. При монтаже различных измерительных систем, требующих защиты от влияния магнитных полей, применяются экранированные кабели или делается прокладка проводов в экранирующей оболочке (стальной, медной трубе и т. п.).
Провода открытой проводки на щите и пульте объединяются в круглые жгуты или прямоугольные пакеты и крепятся к щиту или пульту с помощью специальных скоб, стоек и других устройств. Прокладку пакетов и жгутов рекомендуется проектировать в свободных местах между приборами и аппаратами на расстоянии не менее 15 мм от видимого края панели щита или пульта, приборов, аппаратуры и крепежных деталей.
Провода закрытых проводок прокладываются жгутами в стальных или пластмассовых перфорированных коробах. Радиусы изгиба отдельных проводов или жгутов и пакетов не должны быть меньше трех наружных диаметров, измеренных по изоляции.
Коммутационные зажимы сборок проводов с напряжением выше 220 В объединяются в группы и закрываются крышками с предупредительными надписями о величине напряжения.
Освещение фронтальных панелей щитов и пультов включается в общую осветительную сеть с напряжением 127 или 220 В данного помещения. При этом освещенность панелей должна быть 150 лк при люминесцентных лампах и 50 лк при лампах накаливания. Внутри шкафных и за панельными щитами устанавливаются понижающие трансформаторы 220—127/36 или 220—127/12 В, а также штепсельные розетки для возможности включения переносного освещения и паяльника при осмотре или ремонтных работах.
Трубные проводки монтажных схем проектируются из пластмассовых, стальных и других труб. При выборе материала труб учитываются не только параметры (температура, абсолютное давление) транспортируемой среды (воздух, техническое масло и т. п.), но и состояние атмосферы. Поэтому если учитывать, что щиты и пульты устанавливаются в щитовых помещениях, то при выборе материала труб наибольшее внимание должно уделяться дешевым и легким материалам, в частности пластмассам. Для трубной проводки, например, рекомендуется применять полихлорвиниловые трубы.
При невозможности использовать пластмассовые трубы для трубных проводок в щитах и пультах применяются бесшовные стальные трубы по ГОСТ 8734—58, медные по ГОСТ 617—64, стальные водо-газопроводные трубы по ГОСТ 3262—62, бесшовные из нержавеющей стали по ГОСТ 9941—62, трубы из алюминиевых сплавов по ГОСТ 1947—56.
Прокладка трубопроводов в щитах и пультах делается так же, как и электрических проводок, пакетами или отдельными трубами, вертикально и горизонтально на специальных стойках, скобах, пластинах. Рекомендуется предусматривать радиусы изгиба труб: стальных — не менее четырех наружных диаметров трубы и других труб — не менее двух диаметров.
Монтажные схемы могут выполняться тремя методами: адресным, графическим и табличным.
Адресный метод заключается в том, что на каждом конце соединительного провода указываются марки того аппарата и зажима, к которому присоединяется противоположный конец данного провода, а условные линии на схеме не проводятся. По адресному методу монтажные схемы выполняются в случаях требования специализированного завода, изготовляющего запроектированные щиты или пульты с большим количеством аппаратуры.
Графический метод состоит в том, что вся соединительная проводка на схеме показывается условными линиями, и применяется для составления монтажных схем щитов и пультов со сравнительно малым количеством средств автоматизации и простой коммутацией.
Табличный метод отличается от адресного и графического тем, что вместо монтажной схемы составляется монтажная таблица, в которой по определенной форме записываются номера каждой электрической цепи и последовательно перечисляются марки всех средств автоматизации, к которым эти цепи присоединяются. Этот метод применяется при разработке монтажных схем щитов и пультов с большим количеством аппаратуры и со сложной коммутацией.
Рис. 112. Часть монтажной схемы щита, составленной графическим методом.
В качестве примера на рис. 112 представлена часть монтажной схемы щита, составленной по графическому методу.
СХЕМЫ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ТРУБНЫХ ПРОВОДОК
Схемы внешних электрических и трубных проводок служат для осуществления монтажных работ и эксплуатации средств автоматизации проектируемого объекта. Схемы представляют собой чертежи, на которых в условном изображении показываются провода, трубопроводы, кабели, прокладываемые между щитами и средствами автоматизации.
Чертежи схем должны содержать условные обозначения щитов, пультов, линии электрических и трубных проводок, проложенных вне щитов; соединительные и проходные коробки; монтажные символы средств автоматизации; общие пояснения; относящиеся чертежи; спецификацию на монтажные материалы (составляется при сложной схеме).
Исходными материалами для разработки схем внешних электрических и трубных проводок являются принятые решения в принципиальных схемах автоматизации, в принципиальных электрических и пневматических схемах питания и монтажных схемах щитов и пультов.
Схемы выполняются в однолинейном изображении без соблюдения масштаба.
В условиях неагрессивных сред материалом для трубных проводок могут быть углеродистые стали или пластмассы, в условиях агрессивных сред или при необходимости сохранения чистоты транспортируемой среды — нержавеющая сталь и цветные металлы. Во всех случаях при выборе нужного вида труб руководствуются указанными стандартами (см. стр. 272).
В последнее время для соединения средств автоматизации широко используются пневмокабели, содержащие несколько пластмассовых труб в общей защитной оболочке.
Для внешних электрических проводок, кроме проводов марок, указанных на стр. 271, применяются также алюминиевые провода марок АПР, АПВ, АПРТО, АПРВ различных сечений. Исключение составляют только проводки взрывоопасных помещений классов В—I и В—Iа, подстанций с напряжением свыше 220 кВ; устройств, требующих гибких проводов (например, устройств телемеханики, передвижных установок), установок, подверженных вибрации.
Внешние электрические проводки выполняются как отдельными проводами, так и кабелями. Для сокращения количества кабелей и проводок маложильные кабели, прокладываемые от датчиков, исполнительных механизмов и других средств автоматизации до щитов и пультов, по возможности объединяются посредством соединительных коробок в многожильные кабели, а небольшие количества проводов протягиваются в трубах, специальных коробах и лотках и объединяются через протяжные коробки.
На рис. 113 показана сводная схема внешних электрических и трубных проводок, наглядно демонстрирующая способ сокращения количества проводок и кабелей с помощью труб, протяжной коробки ПК и соединительных коробок типа СК8*, а также принцип маркировки соединительных линий, рекомендуемый в настоящее время.
При маркировке коробке присваивается порядковый номер (например, ПК-5), предусмотренный в предыдущей проектной документации, а трубы, выходящие из коробки, маркируются номером коробки с добавлением порядкового номера труб (5-1, 5-2, 5-3 и т. д.). Маркировка проставляется в местах разрыва соединительных линий в кружке диаметром 10—12 мм.
* Цифра означает количество зажимов в коробке.
Рис. 113. Пример сводной схемы внешних электрических и трубных проводок.
На схемах внешних проводок также обозначаются монтажные символы средств автоматизации (10 ПМ, 11 ПМ и т. п.), показываются линии заземления, наносятся надписи условных обозначений проводок и защитных труб (например, над линией «4АПРТО-500; 1X2,5» и под линией «тр. Ц-20; 4м»). Это означает соответственно количество, марку, номинальное напряжение, жильность и сечение проводов, протянутых в трубе с размерами, указанными под линией. На коммутационных зажимах сборок соединительных коробок указываются цифрами адреса зажимов средств автоматизации, установленных у агрегатов производственного объекта.
Схемы внешних электрических и трубных проводок, а также другие схемы могут составляться различными методами. Так, при выполнении проекта автоматизации для нескольких аналогичных агрегатов (систем и пр.) схема составляется только для одного агрегата с соответствующим указанием о применяемости ее на других позициях. В случае, когда агрегаты связаны общим технологическим процессом, общими средствами автоматизации или общим щитом управления, делается разработка сводной схемы, как это показано на рис. 113.
МОНТАЖНЫЕ ЧЕРТЕЖИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОК
Монтажные чертежи являются проектным материалом, на котором изображены места установки средств автоматизации, трубные и электрические проводки и координация их в плане здания.
Они разрабатываются на основании принципиальных схем автоматизации, монтажных схем щитов и пультов, принципиальных схем питания электрической энергией и сжатым воздухом, схем внешних электрических и трубных проводок, заводских монтажно-эксплуатационных инструкций на регуляторы и приборы.
Монтажные чертежи должны содержать контуры автоматизируемого объекта (поэтажные планы и пр.); условные изображения щитов, пультов, электрических и трубных проводок, соединительных коробок; монтажные символы средств автоматизации; общие пояснения; относящиеся чертежи.
До составления монтажных чертежей уточняются места установки щитов, пультов, средств автоматизации, трубных и электрических проводок, с тем чтобы они не оказались занятыми другой аппаратурой и оборудованием.
Места установки средств автоматизации необходимо выбирать с учетом требований заводских инструкций и с таким расчетом, чтобы обеспечить нужную точность измерений, свободный доступ к аппаратуре автоматизации, хорошую видимость и освещенность шкал и диаграмм приборов.
Изображение основных и вспомогательных средств автоматизации выполняется на чертежах поэтажных планов и разрезов зданий с помощью монтажных символов (см. рис. 114,а). Количество планов и разрезов назначается проектирующими лицами в зависимости от насыщенности и расположения средств автоматизации из расчета представления полной картины расположения оборудования и соединительных проводок на объекте.
Рис. 114. Монтажные чертежи:
а — монтажные символы: 1,2 — закрытый щит или пульт и открытый щит, изображаемые в плане; 3, 4, 5 — закрытый щит, открытый щит и пульт, изображаемые в разрезе; 6 — вторичные приборы, сигнализаторы, регуляторы, исполнительные механизмы, электроприводы, вспомогательная аппаратура, изображаемые в плане; 7 — те же устройства, что и в пункте 6, но изображаемые в разрезе; 8 — отрезок технологического трубопровода с первичным прибором; 9 — первичные приборы и отборные устройства, встраиваемые в аппараты и трубопроводы; б — часть монтажного чертежа проектируемого бродильного отделения винзавода.
При поэтажном вычерчивании монтажных чертежей под каждым планом делается надпись, для какой отметки показан план на данном чертеже, и указывается номер чертежа.
Контуры зданий, сооружений и технологическое оборудование изображаются на чертежах в масштабах 1 :50, 1 : 100 и как исключение 1 :200.
На рис. 114,б показана часть монтажного чертежа проектируемого бродильного отделения винзавода.
ПОЯСНИТЕЛЬНЫЕ ЗАПИСКИ
При разработке проекта автоматизации производства составляются две пояснительные записки, а именно: пояснительная записка в стадии «Проектное задание» и пояснительная записка в стадии «Рабочие чертежи».
Пояснительная записка в стадии «Проектное задание» составляется по следующему плану: 1) содержание; 2) введение; 3) краткое описание технологического процесса и основных характеристик проектируемого объекта; 4) описание принятой структуры управления объектом; 5) описание принятых технологических решений; 6) указания о необходимости проведения экспериментальных и исследовательских работ; 7) указания о необходимости создания или расширения существующей службы автоматики и контроля; 8) технико-экономическая эффективность от внедрения автоматизации; 9) приложения.
В первом пункте перечисляются наименования пунктов и номера страниц, на которых они находятся в записке.
Во втором пункте указываются материалы (документы), на основании которых разработано проектное задание.
В третьем пункте, кроме сведений, соответствующих его названию, может даваться анализ технологического процесса и оборудования в порядке обоснования уровня автоматизации.
В четвертом пункте приводятся следующие сведения: принятые принципиальные решения системы управления технологическим процессом и оборудованием каждого отделения, цеха, предприятия в целом; общие сведения о назначении предусмотренных в проекте щитов и пультов; требования к обслуживающему персоналу в смысле их уровня технической подготовки, перечень средств автоматизации, выносимых на центральный щит; принятая проектом связь между диспетчером завода и операторами.
В пятом пункте дается описание принятых решений, соответствующих заданию на проектирование, или обоснования допущенных от него отклонений; обоснования принятых решений по автоматизации объекта в части технологического контроля, автоматического регулирования и управления, дистанционного управления, сигнализации, защиты; обоснования принятой системы автоматизации (ПАУС, УСАКР или др.); принципиальной схемы автоматизации, а при отсутствии ее, перечня систем автоматизации; действия регуляторов и их взаимосвязи. Кроме того, в этом же пункте приводится анализ применения новых средств автоматизации (телевидения, вычислительной техники и т. п.) и обоснование применения средств автоматизации несерийного производства, а также сведения об источниках питания.
В шестом пункте перечисляются принятые проектные решения, требующие проведения экспериментальных и исследовательских работ.
В седьмом пункте дается перечень необходимого штата для обслуживания и ремонта средств автоматизации.
В восьмом пункте указываются затраты на амортизационные отчисления и текущий ремонт (10 и 3% суммы капитальных затрат на автоматизацию); сметная стоимость капитальных затрат; экономические результаты автоматизации производственного процесса; экономическая целесообразность капиталовложений на автоматизацию объекта; срок окупаемости капитальных затрат, подтвержденных соответствующим расчетом.
В девятом пункте прилагаются копии технических заданий,
протоколов, согласований и других документов, служивших основанием для проектирования; задания на диспетчерские помещения; задания на обеспечение систем автоматизации источниками питания и пр.
Пояснительная записка в стадии «Рабочие чертежи» должна составляться по следующему плану: 1) содержание; 2) введение; 3) основные решения, принятые по автоматизации объекта; 4) сведения о питании средств автоматизации; 5) краткие пояснения к монтажным чертежам; 6) приложения.
Во втором пункте записки перечисляются такие материалы, как: проектное задание; дополнительные указания; перечень работ, которые оказались выполнены в стадии «Проектное задание», и пр.
В третьем пункте приводятся сведения о технологическом контроле (системы и типы приборов с обоснованием их выбора, перечень контролируемых важнейших параметров); автоматическом регулировании (принятая система средств автоматизации с техническим обоснованием ее выбора, описание схем регулирования); изменениях и дополнениях проектных решений по сравнению с проектным заданием; сигнализации (описание схем сигнализации с обоснованием их выбора, и описание перечня сигналов отклонений регулируемых параметров); защите (перечень параметров с указанием их предельных значений, при которых требуется защита оборудования от повреждения или аварий, описание схем защиты и блокировки с указанием примененной аппаратуры, обоснование принятых схем защиты). Наряду с этим в третьем пункте должны объясняться требования к управлению электродвигателями механизмов (последовательность пуска и останова механизмов; условия автоматического пуска, работы и останова механизмов; условия автоматического останова механизмов и автоматического включения резервных; описание схем в режиме автоматического пуска и останова системы, при нормальной работе механизмов, аварийном отключении, дистанционном пуске и местном управлении).
В четвертом пункте даются сведения о питании электроэнергией (источники питания, род тока, напряжение, потребляемая мощность, требования к обеспечению бесперебойности питания) и сжатым воздухом (источники питания, давление, общий расход воздуха установкой воздухоснабжения, требования к осушке и очистке воздуха).
В пятом пункте приводятся требования и рекомендации к монтажным чертежам, которые не нашли отражения на выполненных чертежах.
В шестом пункте перечисляются изменения и дополнения решений по сравнению с проектным заданием.
В записках математические выкладки не приводятся; в них должны приводиться только необходимые указания о расчетных данных и результаты расчетов. При необходимости записки должны иллюстрироваться графиками, схемами, фотографиями.
ЗАЯВОЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ И СПЕЦИФИКАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛОВ
Для приближенного определения стоимости автоматизации и планирования материальных ресурсов при выполнении проекта в стадии «Проектное задание» составляются заявочные ведомости. Однако последние не являются документами для заказа оборудования и материалов, и поэтому в стадии «Рабочие чертежи» разрабатываются также спецификации оборудования и материалов. Для разработки обоих документов используются пять рекомендуемых форм (см. формы спецификаций в Приложении II).
По форме 1 составляется спецификация и заявочная ведомость приборов, регуляторов и вспомогательного оборудования (в заявочной ведомости графы 2 и 3 не заполняются). В эту форму, кроме всех необходимых для проектируемого объекта средств автоматизации, включаются источники питания электроэнергией и сжатым воздухом.
Форму 1 рекомендуется заполнять по разделам (для отделения, цеха и т. п.), соответствующим комплектам аппаратуры в следующей последовательности: аппаратура для контроля и регулирования температуры, давления, количества расхода, уровня веществ, физико-химических величин.
По форме 2 заполняется спецификация и заявочная ведомость на электроаппаратуру. Эта спецификация содержит два раздела: 1) аппаратура, устанавливаемая в щитах и пультах; 2) аппаратура, устанавливаемая вне щитов и пультов.
По форме 3 составляется спецификация и заявочная ведомость на щиты и пульты (в заявочной ведомости графы 6 и 7 не заполняются).
По форме 4 заполняется спецификация и заявочная ведомость на материалы (заявочная ведомость составляется только на кабели, провода и трубы). Спецификация разрабатывается на основные материалы и имеет разделы: 1) кабели и провода; 2) трубы, трубопроводная арматура; 3) монтажные конструкции, металлические изделия и детали; 4) металлы для изготовления монтажных узлов; 5) прочие материалы (резиновые коврики, прокладки и т. п.). В эту спецификацию не включаются материалы, требующиеся для изготовления щитов и пультов, поставляемых заводами-изготовителями, и вспомогательные материалы монтажных работ (окраска, пайка, изоляция и т. д.), получаемые монтажными организациями в соответствии с действующими нормативами.
По форме 5 заполняется спецификация нестандартного оборудования. В нее включаются оборудование и изделия, изготовляемые по проекту нестандартного оборудования (щиты и пульты, соединительные и протяжные коробки, узлы сочленения исполнительных механизмов с регулирующими органами, не изготовляемые промышленностью, узлы и детали для установки щитов и пультов и т. п.).
СМЕТНО-ФИНАНСОВЫЕ РАСЧЕТЫ И СМЕТЫ
Сметно-финансовые расчеты предназначаются для определения размера капитальных затрат на приобретение и монтаж запроектированных средств автоматизации и составляются только в стадии «Проектное задание». Исходными материалами для составления сметно-финансового расчета служит проектный материал и заявочные ведомости.
Для уточнения установленной сметно-финансовыми расчетами стоимости приобретения и монтажа запроектированных средств автоматизации в стадии «Рабочие чертежи» разрабатываются сметы. Исходным материалом для разработки смет служит проектный материал и спецификации на аппаратуру, оборудование, монтажные материалы и изделия.
Сметная документация составляется по соответствующим действующим прейскурантам и ценникам с учетом транспортных и заготовительно-складских расходов. Форма этих документов представлена в Приложении III.
Для облегчения труда допускается в отдельных случаях сметную документацию составлять в стадии «Проектное задание» на основании заявочных ведомостей на оборудование. При этом стоимость монтажных материалов принимается в размере 30—35% от стоимости оборудования.
