Бесплатный доступ к журналу

Генеральный директор

Функциональная схема автоматизации работы предприятия

  • 4 октября 2018
  • 236
Функциональная схема автоматизации работы предприятия

Вы узнаете:

  • На какие виды разделяются схемы автоматизации.
  • В чем особенности функциональных схем автоматизации.
  • Какие элементы у функциональной схемы.
  • Какие существуют принципы разработки функциональных схем.

Автоматизация представляет большое значение для любого современного предприятия. Поэтому генеральный директор компании должен понимать, как она устроена, как функционирует, какие виды автоматизированных систем применяются на российских и зарубежных предприятиях. Все это мы рассмотрим в статье.

Описание схемы автоматизации

Автоматизация заключается в применении людьми технических средств и инженерных решений, ориентированных на освобождение человека от участия в производственных и технологических процессах. Если заменить человека с помощью автоматизации не удается, то главной целью автоматизации становится максимальное снижение сложности выполнения операции человеком.

Впервые технические средства для автоматизации производственных процессов массово стали использоваться в конце 1940-х годов. В работу фабрик стали внедряться контролеры обратной связи, разработанные в середине 30-х годов. С тех пор автоматизация претерпела множество положительных изменений. В результате мы можем наблюдать многообразие видов и структур автоматизации. Предлагаем ознакомиться с ними ближе.

Популярные разновидности схем автоматизации

Для автоматизации любого технологического процесса используется ряд схем либо их разновидностей. Различные виды схем автоматизации ориентированы на отображение разных типов информации:

  • Структурная. Наиболее простая разновидность отображения будущей автоматизированной схемы. Такое отображение формируется на начальном этапе разработки, реализуется в формате эскиза и отображает общий состав будущего комплекса автоматизированных средств. Внешне выглядит как прямоугольники и фигуры с другой геометрией, соединенные стрелками. Внутри этих фигур располагаются их обозначения.
  • Функциональная. Этот вариант схемы автоматизации является общепринятым во всем мире, в том числе и на территории России. Особенность такого типа отображения заключается в том, что он показывает не только структуру автоматизируемого технологического процесса, но и содержит описание параметров работы технических средств. Визуально такие схемы похожи на структурные, но их состав более сложный.
  • Технологическая. Под такой схемой понимается графическое отображение технологического процесса. Визуально это выглядит как последовательное представление действий, выполнение которых приводит к достижению конечного результата. Наличие технологической схемы обязательно при формировании функциональных чертежей, чтобы было понимание, каким образом работает процесс.
  • Принципиальная. Схема такого плана отображает внутреннее устройство конкретного оборудования или технического средства, в том числе используемого для автоматизации какого-либо процесса. Эти схемы классифицируются по таким признакам, как расположение элементов, вид описываемого параметра, а также степень расшифровки. Такие обозначения используются и для визуализации процессов.
  • Монтажная. Схема используется для правильного выполнения установки технических средств и связей между ними, чтобы разработанный комплекс автоматизации работал так, как было задумано. В монтажной схеме приводятся описания систем, спецификации оборудования и материалов, а также есть планы подключения. Монтажная схема является упрощенной модификацией принципиальной схемы.

Функциональные схемы автоматизированных систем представляют собой главный вид технической документации, используемой для автоматизации производственных или иных процессов. Такая разновидность отображения превосходит структурную схему в плане подробности демонстрации предназначения и параметров технических средств. Поэтому стоит рассмотреть особенности и состав функциональных схем более подробно.

Как выбрать программу автоматизации: кейс Adobe Systems

На рынке предлагается множество разных программ, однако комплексное сравнение их функциональных и технических особенностей может отнять годы работы лучших сотрудников. Даже коммерческие исследования, предполагающие описание и сравнение существующих решений независимыми специалистами, не проясняют ситуацию.

Поэтому журнал «Генеральный Директор» предлагает использовать проверенную методологию выбора программы автоматизации. 

Смотреть кейс Adobe Systems

Особенности функциональных схем автоматизации

Функциональная схема автоматизации представляет собой главный вид проектной документации. В содержании которого описывается уровень автоматизации процесса, структура, а также технические средства, используемые для достижения заданного уровня автоматизации. Визуально функциональная схема представляет вид чертежей, на которых отображено оборудование, коммуникации и другие элементы системы при помощи условных знаков.

Функциональная схема автоматизации работы предприятия

Разработка и дальнейшее использование функциональных схем автоматизации производственных процессов – это ответственные задачи, выполнение которых связано со следованием ряду строгих правил. Некоторые из них:

  • На основе функциональной схемы разрабатываются все остальные схемы и планы касательно проекта. Также эта документация служит основной для создания спецификаций оборудования, для ведомостей.
  • Технические средства с одинаковыми параметрами отображаются на щите внутри схемы один раз. Для отображения числа приборов со сходными характеристиками рядом ставится численное обозначение.
  • Одинаковые средства с разными управляемыми параметрами демонстрируются на щите отдельно в отличие от случая выше. Над соединяющими линиями приводятся пояснения, что и куда подключено.
  • Однотипные технические средства, подключенные к общим коммуникациями, отображаются на схеме для одного объекта. Средства, стоящие на щите, демонстрируются для всех объектов одновременно.
  • Необязательно разрабатывать отдельные схемы автоматизации для одинаковых объектов. Достаточно разработать чертежи для одного объекта, после в пояснении указать, что для остальных они аналогичны.

В содержании функциональной схемы автоматизации обязательно должно быть приведено пояснение, на основании какой документации она составлена. Перед реализацией на практике схема автоматизации должна согласовываться либо с заказчиком, либо с компанией, которая выдала задание на разработку схемы. Также внимания заслуживают обозначения технических средств для автоматизации, представленные далее.

Функциональная схема автоматизации работы предприятия

Обозначение элементов функциональной схемы автоматизации

Именно графическое построение схемы автоматизации принято использовать как в России, так и во многих странах мира. Такой вариант отличается набольшей наглядностью и дает визуально определить, в какой последовательности работают технические средства автоматизации, как они связаны и взаимодействуют друг с другом. Оборудование на схеме отображается упрощенно, масштаб при этом не соблюдается.

При построении функциональной схемы автоматизации документация разделяется на две отдельные части. Вверху чертежа располагается непосредственно схема расположения оборудования и технических средств. Этот блок занимает приблизительно 65 % от высоты листа. Под этой частью располагается второй блок, в составе которого отражаются прямоугольники, которые визуализируют установку аппаратуры и технических средств.

При формировании функциональной схемы автоматизации принято пользоваться следующими стандартами:

  • Технические средства автоматизации, оборудование и приборы отображаются на функциональной схеме при помощи тонких линий. Технологические потоки напротив, визуализируются в виде жирных линий.
  • Соединения и пересечения технологических потоков в виде трубопроводов отображаются по-разному. В первом случае линии совмещаются, во втором – одна из линий прерывается прямо в точке пересечения.
  • Трубопроводы изображаются в составе схемы однолинейно, причем отображаются индивидуальным условным обозначением. Для каждого газообразного, а также жидкого вещества есть свое обозначение.
  • Схема автоматизации процесса формируется таким образом, чтобы соединения между средствами и приборами были как можно более короткими, а число их пересечений и изгибов было минимальным.

Далее представлена таблица, в которой приведены обозначения транспортируемых трубопроводами сред:

Функциональная схема автоматизации работы предприятия

В таблице указаны не все жидкости и газы, транспортировка которых может входить в состав автоматизированного процесса. В таком случае в схеме автоматизации указываются другие цифры. При этом такие обозначения обязательно должны поясняться. То же самое касается других нетиповых обозначений.

Отдельное внимание надо уделить графическому исполнению функциональных схем автоматизации. В первую очередь, схемы должны изображаться на листах того формата, который установлен действующим ГОСТом. Если схема занимает большее количество листов, чем один, пояснительные данные приводятся только на первом листе. Названия, надписи и другие обозначения выполняются в строгом соответствии с установленным ГОСТом.

Какие элементы входят в состав функциональной схемы автоматизации

Для полноценной работы системы автоматизации производственного либо иного процесса все элементы этой системы должны работать в слаженном взаимодействии друг с другом. Речь идет о перечисленных элементах:

  • Функциональные. Задачи и функции, а также процедуры, соединенные информационными связями.
  • Организационные. Исполнители и коллективы, они соединены связями взаимодействия и подчинения.
  • Технические. Компоненты, приборы, оборудование, в роли связей выступают линии и каналы связи.
  • Документальные. Сюда входят документы, между которыми есть связи подчинения и взаимодействия.
  • Информационные. Формы хранения и применения информации в составе автоматизированной системы.
  • Алгоритмические. В качестве элементов выступают алгоритмы, соединены информационными связями.
  • Программные. Это программные изделия и модули, собранные воедино управленческими связями.

Несмотря на обилие разновидностей элементов, на взаимодействии и работе которых строится автоматизация процессов, на функциональных схемах отображаются преимущественно технические элементы. Это конкретные приборы, технические средства, оборудование и агрегаты, работа которых заметно облегчает труд человека.

Принципы разработки функциональных схем автоматизации

Условия работы, структуры и возможности современных автоматизированных систем практически не ограничены. Однако практика показывает, что при разработке функциональных схем автоматизации рекомендуется придерживаться определенных принципов. Следование таким принципам даст создать САУ с возможностью масштабирования, с адекватным потреблением ресурсов и сложностью управления.

Наибольшее значение имеют следующие принципы, которым рекомендуется следовать при разработке схемы:

  • Желательно в составе комплекса автоматизации использовать типовые и однотипные средства. Связано это с тем, что монтаж, настройка, эксплуатация и обслуживание таких средств не доставляют проблем.
  • Если для полноценной работы разрабатываемой схемы автоматизации недостаточно типовых средств, в ходе разработки формируются технические задания на создание принципиально новых видов техники.
  • При выборе технических средств для работы системы надо опираться на такие условия, как требования к пожарной и взрывной безопасности, скорость срабатывания элементов, агрессивность условий среды.
  • Должны действовать адекватные ограничения на количество технических средств в составе системы. В противном случае возрастут требования к персоналу, а также расход на монтаж и обслуживание схемы.
  • При разработке функциональной схемы автоматизирования процесса следует оставлять возможность для последующей модернизации, в том числе для расширения опций по управлению автоматизацией.

Приведенные выше принципы рекомендованы к использованию, но не обязательны. В первую очередь при разработке функциональной схемы автоматизирования технологического процесса надо принимать в учет условия конкретного технического задания. Следующие принципы свойственны для любых систем:

  • Системность. Все взаимодействия между связанными элементами на схеме должны быть отображены в виде структурных связей. Традиционно они выделяются более жирными линиями, чем другие элементы.
  • Открытость. Автоматизационный комплекс создается так, чтобы всегда была возможность дополнить его новыми опциями либо обновить и усовершенствовать уже имеющиеся.
  • Совместимость. Разрабатываемая система автоматизации должна располагать интерфейсами, с помощью которых она может взаимодействовать с другими системами согласно заранее оговоренным правилам.

Также должен выполняться принцип эффективности: затраты на разработку, реализацию и эксплуатацию системы автоматизации должны быть адекватны достигаемому результату.

Заключение

Разработка как функциональной, так и структурной схемы автоматизации – сложный и ответственный процесс, без которого внедрение автоматизации процессов на производстве невозможно. Разработкой таких схем должны заниматься люди с образованием и опытом, которые есть в компании не всегда. В таком случае следует поручить разработку сторонним специалистам, которые выполнят работы строго по техническому заданию.

Подписка на статьи

Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

Рекомендации по теме

Школа руководителя

Школа руководителя

Проверьте свои знания и приобретите новые

Записаться

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Простите, что прерываем Ваше чтение

Чтобы обеспечить качество материалов и защитить авторские права редакции, многие статьи на нашем сайте находятся в закрытом доступе.

Предлагаем Вам зарегистрироваться и продолжить чтение. Это займет всего 1 минуту.

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
И продолжить чтение статьи
Зарегистрироваться
Простите, что прерываем Вас...

Чтобы обеспечить качество материалов, многие документы на нашем сайте находятся в закрытом доступе.

Предлагаем Вам зарегистрироваться и вы сможете скачивать любые файлы. Это займет всего 2 минуты.

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Я тут впервые
и скачать все файлы бесплатно
Зарегистрироваться
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.