CAE in der Prozessautomatisierung - TU 5.1 •Amerikanischer Standard fr...

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  • Fakultt ETIT, Institut fr Automatisierungstechnik, Professur fr Prozessleittechnik

    CAE in der Prozessautomatisierung

    Detail Engineering in der Prozesstechnik

    Dipl.-Ing. Markus Graube

    SS 2014, 22.04.2014

    Professur fr Prozessleittechnik

  • bersicht

    R&I-Fliebild (kurze Wiederholung)

    EMSR-Anforderungen

    Grafische Symbole und

    Kennbuchstaben nach DIN 19227-1

    Erweiterung durch IEC 62424

    PLT Funktionen

    Stellenfunktionsplne

    Software Konfiguration

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 2

  • Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 3

  • Information im R&I-Schema

    Grundinformation

    Funktion, Art und ID (z.B. Referenzkennzeichen) der Apparate und Maschinen

    kennzeichnende Gren von Apparaten und Maschinen

    Nennweiten, Druckstufen, Rohrklassen und Ausfhrungen von Rohrleitungen

    Me-, Regel- und Steuerfunktionen und deren Kennzeichnung

    Zusatzinformation

    Gertearten wichtiger Me-, Regel-und Steuerfunktionen

    wesentliche Werkstoffe von Apparate und Maschinen

    Referenzkennzeichnung von Armaturen

    Namen von Anlagenteilen

    Hhenlage von Apparaten u. Maschinen

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 4

  • Aufgabe des R&I-Schema

    detaillierte Darstellung der konkreten technischen Realisierung eines Verfahrens bzw. einer verfahrenstechnischen Anlage mit Hilfe von graphischen Symbolen und Linien

    technischer Prozess technisches System

    (Verfahren, Funktion) (Gerte, Instrumentierung)

    Verdeutlichung aller gerte- und informationstechnischen Zusammenhnge, die fr eine praktische Abwicklung notwendig sind

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 5

  • bersicht

    R&I-Fliebild (kurze Wiederholung)

    EMSR-Anforderungen

    Grafische Symbole

    Kennbuchstaben nach DIN 19227-1

    Erweiterung durch IEC 62424

    PLT Funktionen

    Stellenfunktionsplne

    Software Konfiguration

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 6

  • berblick Graphische Symbole

    Aktuell (seit 01/2010):

    IEC DIN EN 62424 Darstellung von Aufgaben der Prozessleittechnik - Fliebilder und Datenaustausch zwischen EDV-Werkzeugen zur Fliebilderstellung und CAE-Systemen

    Bisher:

    DIN 19227-1 Grafische Symbole und Kennbuchstabenfr die Prozessleittechnik Darstellung und Aufgaben

    Gltigkeit 1993 2010 (bergangsfrist bis 7/2012)

    DIN V 44366 Festlegung fr die Darstellung von Aufgaben der Prozessleittechnik in Fliebildern und fr den Datenaustausch zwischen EDVWerkzeugen zur FliebildErstellung und CAESystem

    2004 2010 (bergangsfrist bis 7/2012)

    whrend bergangsfrist waren alle drei gltig und sind immer noch weit verbreitet

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 7

  • Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 8

    DIN 19227 - Grafische Symbole und Kennbuchstaben fr die Prozessleittechnik

    Zweck:

    Aufgabenbezogen Darstellung der PLT auf verfahrenstechnischen Fliebildern

    Beschrnkung auf prozessbezogene EMSR-Technik

    keine Detaildarstellung der EMSR-Funktionen intern und untereinander

    Keine Darstellung von Verdrahtungsdetails

    Anwendungsbereich

    Verfahrenstechnische Anlagen (Chemie, Kraftwerk, Nahrungsmittel, Wasser, )

  • Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 9

    Grafische Symbole

    Darstellung der EMSR-Aufgabe durch EMSR-Stellen-Symbol (EMSR-SS) durch Rund bzw. Lang-Rund (PLT-Ei)

    Allgemein

    Prozessleitsystem

    Prozessrechner

    Kennzeichnung des Ausgabe- und Bedienortes

    Vor Ort - kein Querstrich

    Leitwarte - ein Querstrich

    rtlicher Leitstand - Doppelquerstrich

    (19227-1)

  • Textfelder am EMSR-SS

    1 EMSR-Stellen-Funktion

    Kennbuchstaben

    2.1 und 2.2 EMSR-Stellen-Kennzeichnung

    Identifikation

    3.1 und 3.2 weitere Kennzeichnungen

    Z.B. Ort, Stelle, etc.

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 10

    (19227-1)

  • Darstellung von Messort und Stellgertefunktion

    Messort wird durch Bezugslinie mit EMSR-SS verbunden (0.25 mm, durchgezogen)

    Messort kann durch Kreis (d=2mm) hervorgehoben werden

    Stellgertefunktion kann durch zustzlichen Kreis dargestellt werden

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 11

    (19227-1)

  • Weitere Regeln fr die Darstellung

    Erfllung einer Funktion durch Mehrfacherfassung

    mehrere EMSR-SS

    Mehrere Ausgabe- und Bedienorte

    mehrere EMSR-SS

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 12

    (19227-1)

  • Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 13

    Kennbuchstaben

    Buchstabensequenz, eingeteilt in zwei Gruppen

    Gruppe 1: Erstbuchstabe und ggf. Ergnzungsbuchstabe

    Messgre - Physikalische Gre

    Gruppe 2: Folgebuchstaben

    Verarbeitung

    Achtung: Kein Trennzeichen zwischen den Gruppen

    Gruppenzugehrigkeit muss aus Kontext erschlossen werden

    Geht nur mit Geheim-Wissen ber Konstruktion, Beispiel Telefonnummern: 004935146339614, 03031472007,

  • Gruppe 1 Messgre - Physikalische Gre

    Erstbuchstabe D Dichte E Elektrische Gre F Durchfluss, Durchsatz G Amplitude, Stellung, Lnge, Dehnung,

    Abstand H Handeingabe, Handeingriff K Zeit L Stand M Feuchte P Druck Q Qualitt, Stoffeigenschaft, Analyse R Strahlungsgre S Geschwindigkeit, Drehzahl, Frequenz T Temperatur U Zusammengesetzt V Viskositt W Gewichtskraft, Masse N,X,Y sonstige, frei Verfgbar

    Ergnzungsbuchstabe

    D Differenz

    F Verhltnis

    J Messstellenabfrage

    Q Integral, Summe

    Buchstaben, die der Kategorie Ergnzungsbuchstabe zugeordnet sind, drfen nicht in Gruppe 2 Folgebuchstaben verwendet werden

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 14

  • Gruppe 2 Folgebuchstaben - Verarbeitung

    A Alarm

    C Selbstttige Regelung

    E Aufnehmerfunktion

    H,+ Oberer Grenzwert

    I Anzeige

    L,- Unterer Grenzwert

    O Sichtzeichen, Ja/Nein-Anzeige (ohne Strung)

    R Registrierung

    S Schaltung, Ablaufsteuerung, Verknpfungssteuerung

    T Messumformer-Funktion

    U zusammengefasste Antriebsfunktionen

    V Stellgerte-Funktion

    Y Rechenfunktion

    Z Noteingriff, Schutz durch Auslsung, Schutzeinrichtung, sicherheitsrelevante Messung

    K,M frei verfgbar

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 15

  • Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 16

    Grenzwerte und Schutzeinrichtungen

    Oberer (H,+) und unterer Grenzwert (L,-) werden den Folgebuchstaben A,O,S,Z einzeln oder gemeinsam nachgestellt

    H,+,L,- drfen auch zur Kennzeichnung der Endstellungen offen/geschlossen bzw. Schaltzustnde Ein/Aus verwendet werden

    Sensoren und Aktoren in Schutzeinrichtungen ohne Schaltfunktion sind durch Z in Klammern zu kennzeichnen

  • Stellgerte

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 17

    Einwirkung auf Strecke

    (19227)

  • Beispiele

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 18

    LIAL

    PI

    305

    306

    PDI707

    Behlter

    Druckmessung mit Anzeige in Prozeleitwarte

    EMSR-Stelle 2

    Fllstandsmessung mit Anzeige und

    Alarmierung in der Prozeleitwarte

    Rohrleitungssystem

    Differenzdruck-

    messung mit

    Anzeige vor Ort

    Legende: P - Druck (Erstbuchstabe)

    L - Fllstand (Erstbuchst.)

    D - Differenz (Ergnzungsbuchst.)

    I - Anzeige (1. Folgebuchst.)

    A - Alarmierung / Strungsmeldung (2. Folgebuchst.)

    L - unt. Grenzwert (3. Folgebuchst.)

    EMSR-Stelle 1

    EMSR-Stelle 3

  • Beispiele

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 19

    Legende: F - Durchflu (Erstbuchst.)

    I - Anzeige (1. Folgebuchst.)

    C - Regelung (2. Folgebuchst.)

    Behlter

    Stellsignal y

    Pumpe

    EMSR-Stelle

    Mesignal (Regelgre x)

    FIC

    315

    Durchfluregelung in der Prozeleitwarte

    (zum Verbraucher)

  • Beispiele

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 20

    Legende b): L - Fllstand (Erstbuchst.)

    I - Anzeige (1. Folgebuchst.)

    C - Regelung (2. Folgebuchst.)

    LIC320

    Zuflu

    Abflu

    (zum Verbraucher)

    EMSR - Stelle Fllstandsregelung in der Prozeleitwarte

    Stellsignal y

    Behlter

    Mesignal (Regelgre x)

    Pumpe

  • Beispiele

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 21

    Legende: L - Fllstand (Erstbuchst.)

    I - Anzeige (1. Folgebuchstabe)

    S - binre Steuerung / berwachung

    O - Anzeige fr oberen (+) / unteren (-) Grenzwert

    LIC

    320

    LSO

    322

    Zuflu

    Abflu

    (zum Verbraucher)

    EMSR - Stelle 2 binre Steuerung mit oberer / unterer Grenzwert-

    EMSR - Stelle 1 Fllstandsregelung in der Prozeleitwarte

    berwachung in der Prozeleitwarte)

    Regel-ventil

    Auf-/Zu-ventil

  • bung

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 22(19227)

  • bung

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 23(19227)

  • ISA 5.1

    Amerikanischer Standard fr Instrumentensymbolik und Kennzeichnung

    gleicher Zweck wie DIN 19227-1, aber:

    leicht abweichende Symboldarstellung und detailliertere Liste der Kennbuchstaben (inkl. typische Kombinationen)

    Trennung Gerte/Funktion konsequent

    Erweiterung durch Darstellung der internen Funktion von EMSR-Funktionen

    detaillierte Definition der mglichen Linienarten

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 24(ISA 5.1)

  • ISA 5.1

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 25(ISA 5.1)

  • ISA 5.1

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 26(ISA 5.1)

  • ISA 5.1

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA Folie 27(ISA 5.1)

  • ISA 5.1 - Beispiele

    Urbas/Graube 2014 CAE@PA