过程控制工程设计课件.ppt
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- 过程 控制 工程设计 课件
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1、过程控制工程设计200KW螺旋桨模拟负载装置过程控制工程设计第第5章章 仪表连接的表达仪表连接的表达5 仪表连接的表达仪表连接的表达51 系统的整体连接系统的整体连接52 电缆电缆/管缆的连接管缆的连接53 控制室内电缆连接的表达控制室内电缆连接的表达3谢谢观赏2019-5-21 自控工程设计中,除了确定恰当的控制方案、选择合适的控制工自控工程设计中,除了确定恰当的控制方案、选择合适的控制工具(测量仪表、常规二次仪表、具(测量仪表、常规二次仪表、DCS系统、系统、FCS系统、系统、PLC系统与各系统与各种执行机构)、正确安装仪表之外,还要正确连接各个控制单元来构种执行机构)、正确安装仪表之外,
2、还要正确连接各个控制单元来构成控制系统。成控制系统。控制系统各个单元之间的信号是通过相互连接的电(管)缆、电控制系统各个单元之间的信号是通过相互连接的电(管)缆、电(管)线进行传递的,连接正确则可正确的传递信号,各个单元可按(管)线进行传递的,连接正确则可正确的传递信号,各个单元可按部就班的协调工作,完成预想的设计目的。如果连接错误,则信号传部就班的协调工作,完成预想的设计目的。如果连接错误,则信号传输错误,相应的接收单元不能接收到相应的信号,此时各单元不能协输错误,相应的接收单元不能接收到相应的信号,此时各单元不能协调工作,也就不能完成预想的设计目的。调工作,也就不能完成预想的设计目的。因此
3、,仪表的正确连接是自动控制系统对生产过程实行控制的前因此,仪表的正确连接是自动控制系统对生产过程实行控制的前提。提。4谢谢观赏2019-5-21 仪表连接的内容除了仪表连接的内容除了各个单元之间信号的连接各个单元之间信号的连接之之外,还包括外,还包括仪表工作时所需能量的连接仪表工作时所需能量的连接。即还需要进。即还需要进行仪表电源、气源和液压源的连接。行仪表电源、气源和液压源的连接。要保证控制系统和仪表的正常工作,仪表连接过要保证控制系统和仪表的正常工作,仪表连接过程中还需要考虑程中还需要考虑抗干扰和使用安全问题抗干扰和使用安全问题,因此仪表连,因此仪表连接还包括信号电缆屏蔽层接地、仪表接地端
4、子接地等接还包括信号电缆屏蔽层接地、仪表接地端子接地等内容。内容。5谢谢观赏2019-5-215-1 系统的整体连接系统的整体连接1、定义:、定义:控制系统的整体连接,即组成控制系统的各个单元的连接。控制系统的整体连接,即组成控制系统的各个单元的连接。2、根据各个单元的安装位置的不同大致可分为两部分:、根据各个单元的安装位置的不同大致可分为两部分:即控制室内仪表盘上仪表的相互连接,现场仪表与控制室仪表即控制室内仪表盘上仪表的相互连接,现场仪表与控制室仪表的相互连接的相互连接。控制室内仪表盘上安装的仪表可分为仪表盘盘面安装仪表和仪控制室内仪表盘上安装的仪表可分为仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后安装
5、的仪表。表盘盘后安装的仪表。现场仪表主要是测量单元和执行器,其连接主要是和控制室仪现场仪表主要是测量单元和执行器,其连接主要是和控制室仪表的相互连接。表的相互连接。在某些小项目中不太重要参数可采用基地式仪表进行控制,此在某些小项目中不太重要参数可采用基地式仪表进行控制,此时会出现现场仪表之间的相互连接问题。时会出现现场仪表之间的相互连接问题。6谢谢观赏2019-5-21 控制室内仪表(包括仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后安装的仪表)控制室内仪表(包括仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后安装的仪表)的连接主要采用的连接主要采用单根电线或单根气管单根电线或单根气管连接,跨仪表盘连接,既可采用单连接,跨仪表
6、盘连接,既可采用单根电线或单根气管连接,也可采用多芯电缆或多芯管缆连接。根电线或单根气管连接,也可采用多芯电缆或多芯管缆连接。采用本质安全仪表的防爆的自控工程,仪表盘布线时要遵循采用本质安全仪表的防爆的自控工程,仪表盘布线时要遵循相互隔相互隔离离的原则,即本安电线不可与非本安电线同走一个汇线槽,应单独设置的原则,即本安电线不可与非本安电线同走一个汇线槽,应单独设置本安电线汇线槽。使用电缆连接时本安信号与非本安信号不可共用一根本安电线汇线槽。使用电缆连接时本安信号与非本安信号不可共用一根电缆电缆。控制室仪表与现场仪表相互连接时必须采用电缆或管缆连接控制室仪表与现场仪表相互连接时必须采用电缆或管缆
7、连接。根据。根据工程的具体情况,可采用多芯电缆或管缆将若干个信号送到现场或将多工程的具体情况,可采用多芯电缆或管缆将若干个信号送到现场或将多个现场仪信号送到控制室内。个现场仪信号送到控制室内。采用本质安全仪表的防爆的自控工程,控制室与现场连接时要遵循采用本质安全仪表的防爆的自控工程,控制室与现场连接时要遵循相互隔离相互隔离的原则,即本安信号与非本安信号不可共用同一根电缆,并且的原则,即本安信号与非本安信号不可共用同一根电缆,并且本安电缆与非本安电缆应当分开敷设或采取适当的隔离措施进行隔离。本安电缆与非本安电缆应当分开敷设或采取适当的隔离措施进行隔离。7谢谢观赏2019-5-21 3、仪表连接的
8、工程表达:仪表连接的工程表达:原化工部标准原化工部标准自控专业施工图设计内容深度规定自控专业施工图设计内容深度规定 (HG 20506-92)规定,规定,1)可采用可采用“仪表盘背面电气接线图仪表盘背面电气接线图+仪表回路接线图仪表回路接线图”“仪表盘端子图仪表盘端子图+仪表回路接线图仪表回路接线图”表达表达电动仪表电动仪表的连接的连接关系。关系。2)可采用可采用“仪表盘背面气动管线连接图仪表回路接管图仪表盘背面气动管线连接图仪表回路接管图/“仪表盘穿板接头图仪表盘穿板接头图+仪表回路接管图仪表回路接管图”表达表达气动仪表气动仪表的连的连接关系。接关系。该表达方式中仪表回路接线图和仪表回路接管
9、图给出该表达方式中仪表回路接线图和仪表回路接管图给出了一个系统(包括控制室内仪表和现场仪表)整体清晰的了一个系统(包括控制室内仪表和现场仪表)整体清晰的连接关系,所以有时也称之为连接关系,所以有时也称之为系统连接图系统连接图。8谢谢观赏2019-5-21表表51 仪表辅助设备的文字代号仪表辅助设备的文字代号 AC 辅助柜辅助柜 AD 空气分配器空气分配器 CB 接管箱接管箱 CD 操作台操作台(独立)(独立)BA 穿板接头穿板接头 DC DCS机柜机柜 GP 半模拟盘半模拟盘 IB 仪表箱仪表箱 IC 仪表柜仪表柜 IP 仪表盘仪表盘 IPA 仪表盘附件仪表盘附件 IR 仪表盘后框架仪表盘后框
10、架 IX 本安信号接线端子板本安信号接线端子板 JB 接线箱(盒)接线箱(盒)JBC 触点信号接线箱(盒)触点信号接线箱(盒)JBE 电源接线箱(盒)电源接线箱(盒)JBG 接地接线箱(盒)接地接线箱(盒)JBP 脉冲接线箱(盒)脉冲接线箱(盒)JBR 热电阻接线箱(盒)热电阻接线箱(盒)JBS 标准信号接线箱(盒)标准信号接线箱(盒)9谢谢观赏2019-5-21 JBT 热电偶接线箱(盒)热电偶接线箱(盒)PB 保护箱保护箱 MC 编组接线柜编组接线柜 PX 电源接线端子板电源接线端子板 RB 继电器箱继电器箱 RX 继电器接线端子板继电器接线端子板 SB 供电箱供电箱 SBC 安全栅柜安全
11、栅柜 SX 信号接线端子板信号接线端子板 TC 端子柜端子柜 UPS 不间断电源不间断电源 WB 保温箱保温箱 10谢谢观赏2019-5-21表表52 电缆、电线的文字代号电缆、电线的文字代号 CC 接点信号电缆(电线)接点信号电缆(电线)CiC 接点信号本安电缆接点信号本安电缆 EC 电源电缆(电线)电源电缆(电线)GC 接地电缆(电线)接地电缆(电线)PC 脉冲信号电缆(电线)脉冲信号电缆(电线)PiC 脉冲信号本安电缆脉冲信号本安电缆 RC 热电阻信号电缆(电线)热电阻信号电缆(电线)RiC 热电阻信号本安电缆热电阻信号本安电缆 SC 标准信号电缆(电线)标准信号电缆(电线)SiC 标准
12、信号本安电缆标准信号本安电缆 TB 管缆管缆 TC 热电偶补偿电缆(导线)热电偶补偿电缆(导线)TiC 热电偶补偿本安电缆热电偶补偿本安电缆11谢谢观赏2019-5-21表表53 气动仪表外部接头的文字代号气动仪表外部接头的文字代号文文 字字名名 称称代代 号号中中 文文英英 文文I输入输入INPUTO输出输出OUTPUT RS设定(远距离设定(远距离)REMOTE SETTINGAS气源气源AIR SUPPLY12谢谢观赏2019-5-21表表54 管路的文字代号管路的文字代号文文 字字名名 称称代代 号号中中 文文英英 文文 AP 空气源管路空气源管路AIR SUPPLY PIPELINE
13、 HP液压源管路液压源管路HYDRA-PIPELINE MP 测量管路测量管路MEASUING PIPELINE NP氮气源管路氮气源管路NIROGEN SUPPLY PIPELINE 13谢谢观赏2019-5-21 一、仪表回路接线接管图一、仪表回路接线接管图(系统连接图系统连接图)图图51和图和图52是仪表回路接线图和仪表回路接管图示例。是仪表回路接线图和仪表回路接管图示例。图图5-1仪表回路接线图是电动仪表的整体连接关系的表达。工程实践仪表回路接线图是电动仪表的整体连接关系的表达。工程实践中,仪表盘盘内仪表中,仪表盘盘内仪表(包括仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后框架包括仪表盘盘面安装仪表和
14、仪表盘盘后框架安装仪表安装仪表)之间采用单根电线相互连接,仪表盘与现场接线箱以及之间采用单根电线相互连接,仪表盘与现场接线箱以及现场接线箱之间则采用多芯电缆相互连接。现场接线箱之间则采用多芯电缆相互连接。仪表回路接线图所要表达的是连接关系,因此该图中并未表示仪表回路接线图所要表达的是连接关系,因此该图中并未表示出哪些是电线连接,哪些是电缆连接。出哪些是电线连接,哪些是电缆连接。在仪表回路接线图中,根据仪表的安装位置不同可分为现场安在仪表回路接线图中,根据仪表的安装位置不同可分为现场安装仪表和控制室室内安装仪表,控制室室内安装仪表又可分为仪表装仪表和控制室室内安装仪表,控制室室内安装仪表又可分为
15、仪表盘盘面安装仪表盘盘面安装仪表(盘装仪表盘装仪表)和仪表盘盘后架装仪表和仪表盘盘后架装仪表(架装仪表架装仪表)。因此,图中划分了三个区域,即现场仪表区、架装仪表区和因此,图中划分了三个区域,即现场仪表区、架装仪表区和盘装仪表区,将所连接的仪表分别置于相对应的区域内。盘装仪表区,将所连接的仪表分别置于相对应的区域内。14谢谢观赏2019-5-21 各区内的仪表按各区内的仪表按过程检测和控制系统用文字代过程检测和控制系统用文字代号和图形符号号和图形符号(HG 20505-92)规定绘制出相应的规定绘制出相应的符号与位号,同时在该仪表附近标示出其型号。符号与位号,同时在该仪表附近标示出其型号。为了
16、为了表达出仪表之间的相互连接,应当绘制出该仪表相应表达出仪表之间的相互连接,应当绘制出该仪表相应的接线端子,不用的端子可不绘出。的接线端子,不用的端子可不绘出。如果现场仪表采用接线箱连接,则在现场仪表区如果现场仪表采用接线箱连接,则在现场仪表区内,在现场仪表的内,在现场仪表的右侧绘制出接线箱,标上接线箱编右侧绘制出接线箱,标上接线箱编号和接线箱端子编号。号和接线箱端子编号。接线箱端子编号只绘制与该表接线箱端子编号只绘制与该表连接有关的端子,包括该表的屏蔽与接地连接端子,连接有关的端子,包括该表的屏蔽与接地连接端子,其他与该表接线无关的端子则不必绘制。其他与该表接线无关的端子则不必绘制。接线箱端
17、子左侧与现场仪表连接,右侧与控制接线箱端子左侧与现场仪表连接,右侧与控制室内仪表连接。室内仪表连接。15谢谢观赏2019-5-21 现场仪表区内的检测仪表通常是变送器或各种传现场仪表区内的检测仪表通常是变送器或各种传感器。感器。采用变送器进行过程变量测量的通常采用的是两采用变送器进行过程变量测量的通常采用的是两线制连接,加上连接电缆的屏蔽层共有三根连线。线制连接,加上连接电缆的屏蔽层共有三根连线。如果是用如果是用热电阻测温热电阻测温,则,则三根热电阻连线加上一三根热电阻连线加上一根连接电缆的屏蔽层共有四根连线。根连接电缆的屏蔽层共有四根连线。如果是用如果是用热电偶测温,则两根热电偶连线加上一热
18、电偶测温,则两根热电偶连线加上一根连接电缆的屏蔽层共有三根连线。根连接电缆的屏蔽层共有三根连线。如果现场变送器传感器需要连接电源,则需要如果现场变送器传感器需要连接电源,则需要绘制电源连接端子绘制电源连接端子(包括接地端包括接地端)。16谢谢观赏2019-5-21 现场仪表区内的执行器通常是带有电气阀门定位现场仪表区内的执行器通常是带有电气阀门定位器的调节阀,电气阀门定位器的连接有电气接线和气动器的调节阀,电气阀门定位器的连接有电气接线和气动管线连接两种,这两种连接都需要用不同类型的连线表管线连接两种,这两种连接都需要用不同类型的连线表示在图纸中,其连线类型按示在图纸中,其连线类型按过程检测和
19、控制系统用文过程检测和控制系统用文字代号和图形符号字代号和图形符号(HG 20505-92)规定绘制。)规定绘制。电气阀门定位器的电气接线共有两根信号线加一电气阀门定位器的电气接线共有两根信号线加一根连接电缆的屏蔽层共有三根连线。根连接电缆的屏蔽层共有三根连线。17谢谢观赏2019-5-21 架装仪表区内安装的仪表是多种多样的,通常是一些安全栅、架装仪表区内安装的仪表是多种多样的,通常是一些安全栅、配电器、信号分配器、各种计算单元、可安装在框架上变送器等。这配电器、信号分配器、各种计算单元、可安装在框架上变送器等。这些仪表除了与现场仪表相互连接,与盘装仪表相互连接之外,还有可些仪表除了与现场仪
20、表相互连接,与盘装仪表相互连接之外,还有可能与其他架装仪表相互连接,因此,相对于现场仪表的接线来说,稍能与其他架装仪表相互连接,因此,相对于现场仪表的接线来说,稍显复杂一些。显复杂一些。由于控制室内的盘装仪表和架装仪表与现场仪表或其他仪表盘由于控制室内的盘装仪表和架装仪表与现场仪表或其他仪表盘上的仪表连接时都要通过端子排相互连接上的仪表连接时都要通过端子排相互连接,因此,需要在该图的架装因此,需要在该图的架装仪表区绘制出该仪表上的接线端子排。仪表区绘制出该仪表上的接线端子排。仪表盘盘后的端子排通常有两个,即仪表盘盘后的端子排通常有两个,即信号端子排信号端子排(SX)和和接地端接地端子排子排(P
21、G),在小规模自控工程中,有时将这两个端子排合并为一个端在小规模自控工程中,有时将这两个端子排合并为一个端子排子排(SX)。如果是采用本质安全防爆技术的自控工程,还需要单独设如果是采用本质安全防爆技术的自控工程,还需要单独设置本安信号端子排,因此,图中还需要绘制出置本安信号端子排,因此,图中还需要绘制出本安信号端子排本安信号端子排(IX)。18谢谢观赏2019-5-21 盘装仪表区内安装的仪表通常是一些记录仪、指示仪、调节器、盘装仪表区内安装的仪表通常是一些记录仪、指示仪、调节器、报警器、按钮、切换开关等设备。这些仪表通常只与架装仪表、仪报警器、按钮、切换开关等设备。这些仪表通常只与架装仪表、
22、仪表盘上的端子排、本盘上的其他盘装仪表发生连接关系,个别场合表盘上的端子排、本盘上的其他盘装仪表发生连接关系,个别场合也会与现场仪表发生直接连接,但这种情况比较少。也会与现场仪表发生直接连接,但这种情况比较少。在该图中现场仪表区、架装仪表区和盘装仪表区内绘制出相在该图中现场仪表区、架装仪表区和盘装仪表区内绘制出相关仪表和端子之后,按照各仪表说明书中的端子定义,按构成该回关仪表和端子之后,按照各仪表说明书中的端子定义,按构成该回路的要求,将各仪表的相应端子用相应的线型连接起来,即绘制完路的要求,将各仪表的相应端子用相应的线型连接起来,即绘制完成该回路的仪表回路接线图。成该回路的仪表回路接线图。绘
23、制仪表回路接线图的过程中,有时需要从一个端子上引出绘制仪表回路接线图的过程中,有时需要从一个端子上引出多根线连接到其他仪表上,此时需注意,一个端子上引出线不可过多根线连接到其他仪表上,此时需注意,一个端子上引出线不可过多,通常可引出两根,多,通常可引出两根,一般不能超过三根,如果确需较多引线时一般不能超过三根,如果确需较多引线时可考虑采用短接型端子进行分接。可考虑采用短接型端子进行分接。19谢谢观赏2019-5-2120谢谢观赏2019-5-21 图图52仪表回路接管图是气动仪表的整体连接关系仪表回路接管图是气动仪表的整体连接关系的表达。与电动仪表相似,仪表盘盘内仪表的表达。与电动仪表相似,仪
24、表盘盘内仪表(包括仪表包括仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后框架安装仪表盘盘面安装仪表和仪表盘盘后框架安装仪表)之间采用之间采用单根单根61的紫铜管或尼龙管相互连接,仪表盘与现场的紫铜管或尼龙管相互连接,仪表盘与现场接线箱以及现场接线箱之间则采用多芯接线箱以及现场接线箱之间则采用多芯61尼龙管缆尼龙管缆相互连接。相互连接。仪表回路接管图所要表达的是连接关系,因此该图仪表回路接管图所要表达的是连接关系,因此该图中并未表示出哪些是管线连接,哪些是管缆连接。中并未表示出哪些是管线连接,哪些是管缆连接。21谢谢观赏2019-5-2122谢谢观赏2019-5-21 该图中也分为现场仪表区、架装仪表区及盘装仪
25、表区。该图中也分为现场仪表区、架装仪表区及盘装仪表区。与电动仪表的回路图相似,将所连接的仪表分别置于相对应的区与电动仪表的回路图相似,将所连接的仪表分别置于相对应的区域内。各区内的仪表按域内。各区内的仪表按过程检测和控制系统用文字代号和图形符号过程检测和控制系统用文字代号和图形符号(HG2050592)规定绘制出相应的符号与位号,同时在该仪表附近标规定绘制出相应的符号与位号,同时在该仪表附近标示出其型号。为了表达出仪表之间的相互连接,应当绘制出该仪表相示出其型号。为了表达出仪表之间的相互连接,应当绘制出该仪表相应的接管端头,不用的接管端头可不绘出。应的接管端头,不用的接管端头可不绘出。与电动仪
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