Проводкой (электрической, трубной) называют комплекс проводов, труб, элементов защиты, крепления и присоединения, предназначенный для передачи сигналов и питания энергией функциональных элементов систем автоматики.
Простейшие неразборные функциональные и конструктивные элементы называют деталями. К деталям относят резисторы, конденсаторы, микросхемы, предохранители, реле и другие аппараты, и приборы, не имеющие самостоятельного применения в системах автоматики, а также элементы их крепления, защиты и присоединения.
Из деталей, обычно по конструктивным и технологическим соображениям, составляют узлы. Узел системы автоматики, например, может представлять собой законченное конструктивное изделие: пульт, щит, панель, плату с закрепленными на них деталями, объединенными в одну систему электрическими или трубными проводками. Узел оснащают элементами защиты, крепления и присоединения.
Блок — это комплекс, предназначенный для выполнения самостоятельных функций в системе автоматики. Блоки состоят из ряда деталей, которые образуют один или несколько конструктивных узлов. Узел может объединять несколько блоков.
Узлы, блоки, приборы в зависимости от функционального назначения и конструктивных особенностей объединяют в пульт управления, электрошкафы, щиты. Приборы могут быть установлены непосредственно на технологическом оборудовании или строительных конструкциях.
В зависимости от назначения аппараты, приборы, блоки и устройства систем автоматики можно разделить на следующие группы:
1. Органы оперативного управления и настройки—кнопки, переключатели, задающие устройства, краны и др.
2. Органы передачи информации оператору — сигнальные лампы, звонки и сирены, измерительные приборы, печатающие устройства и устройства связи.
3. Командные и измерительные элементы для сбора информации — датчики, конечные выключатели, реле давления, скорости, температуры и др.
4. Элементы автоматической коммутации и промежуточного преобразования информации — пускатели, реле, логические элементы, контроллеры, блоки кодирования и преобразователи формы и вида сигналов (аналог-код, электрический, пневматический и др.), распределительная аппаратура пневматики и гидравлики.
5. Органы нанесения управляющих воздействий — исполнительные механизмы систем регулирования, электрические, пневматические и гидравлические серводвигатели.
6. Элементы питания систем автоматики — трансформаторы, стабилизаторы, выпрямители. Комплектные блоки питания электрических элементов автоматики, аппаратура подготовки воздуха (фильтры, маслораспылители, редукторы давления и др.), гидростанции.
7. Элементы защиты электрических систем (плавкие предохранители, тепловые реле, автоматы, реле тока), а также приборы защиты от перегрузок механических, пневматических и гидравлических устройств.
На оборудовании устанавливают элементы сбора информации, нанесения управляющих воздействий (исполнительные механизмы) силовые приводы. На оборудовании возможна также установка одиночных аппаратов оперативного управления, контрольно-измерительных приборов, аппаратов автоматической коммутации и регуляторов.
На пультах управления находятся органы оперативного управления и передачи информации оператору.
В оболочках (ящиках, шкафах и др.) размещают элементы автоматической коммутации, питания и защиты, блоки управляющих устройств.
На щитах устанавливают регуляторы, контрольно-измерительные приборы, устройства обработки информации и передачи ее оператору, органы оперативного дистанционного управления исполнительными механизмами систем регулирования, органы оперативного управления и сигнализации технологических объектов. В щитах устанавливают приборы питания и защиты систем автоматики и приборы внутреннего освещения и питания электрифицированного инструмента.
Распределение аппаратуры и приборов по узлам (конструкторско-техническим устройствам), а также размещение последних на технологическом оборудовании или отдельно от него непосредственно в производственном помещении или в специальном помещении определяется требованиями обеспечения комфортных условий работы оператора, удобства и безопасности обслуживания и нормальных условий функционирования систем автоматики.
Шкафы или пульты можно устанавливать отдельно или монтировать непосредственно на оборудовании. Для удобства монтажа целесообразнее устанавливать пульт или шкаф на оборудовании. В этом случае монтаж и наладка системы могут быть проведены в заводских условиях, что сокращает трудозатраты на монтаж, а также уменьшает расход проводов и материалов.
Отдельно устанавливаемые шкафы применяют, чтобы создать более благоприятные условия для размещения, работы и эксплуатации аппаратуры. При этом улучшается доступ к аппаратуре, исключается воздействие вибраций и производственной среды на нее. На некоторых деревообрабатывающих предприятиях предусмотрены специальные помещения, где на специальных стойках или в шкафах смонтирована аппаратура управления оборудованием взрывоопасных зон.
Отдельно устанавливаемые пульты управления применяют, чтобы создать более благоприятные условия работы оператора — улучшить обзор, исключить влияние шума, вибраций, токсичных газов и т. д. Отдельно устанавливаемые пульты и шкафы можно совмещать в одном корпусе. Это позволяет укрупнить монтажные единицы, сократить расход материалов и трудоемкость монтажа.
Если технологический объект имеет развитую систему контроля и регулирования, то система автоматизации состоит из двух контуров. Узлы и блоки систем контроля и регулирования монтируют в щитах, а системы управления электроприводами имеют свои электрошкафы. Пульты могут быть расположены в непосредственной близости от управляемых электроприводов.
При централизованном управлении группой технологических объектов, АСУП организуют иерархические системы, имеющие посты управления различных рангов. Пост управления — это комплекс средств управления, контроля и связи, предназначенных для решения различных задач (экономических, производственных, технологических и т. д.), возникающих при управлении объектом. По степени подчиненности различают посты местного, оперативного и диспетчерского (центрального) управления.
Пост местного управления (пульты, кнопочные станции и др.) располагают вблизи управляемого агрегата, входящего в состав технологического объекта. Эти посты используют при специальных режимах управления, например при наладке. Пост оперативного управления (щит, пульт) предназначен для управления одиночным технологическим объектом или группой объектов, образующих технологический комплекс производственного участка. Это основной пункт управления, который оснащен органами управления, сбора и обработки информации, необходимыми для управления объектом в автоматических и вспомогательных режимах.
Пост диспетчерского управления (центральный) представляет собой комплекс, включающий щит с контрольно-измерительными приборами, отражающими важнейшие производственные показатели, состояние оборудования и режимы его работы, столом диспетчера, оснащенного средствами связи и оборудованием для оперативной обработки информации. На диспетчерских постах устанавливают ЭВМ и другие вычислительные средства. Диспетчерский пост связан с постами управления нижних рангов, рабочими местами и руководством предприятия посредством радио, телевидения, телефонной и трансляционной громкоговорящей радиосвязи.
Узлы систем автоматики (посты управления) связаны в единую систему электрическими и трубными коммуникациями.
Электрические проводки присоединяют к клеммным наборам, располагаемым внутри оболочек узлов. Измерительные проводки обычно присоединяют непосредственно к зажимам измерительных приборов. В целях интенсификации монтажных работ, для подключения смежных узлов и блоков или замены их в процессе эксплуатации применяют штепсельное (разъемное) присоединение проводок. Аналогично присоединяются приборы и аппараты, устанавливаемые вне узлов.
Трубные проводки подключают к штуцерам приборов или соответствующим наборам штуцеров.
Выбор правильной компоновки способствует сокращению затрат на монтаж и эксплуатацию систем автоматики и повышению их эффективности.