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    美国SAMA图与SAMA图例在自控设计中的应用

    2017/2/16 21:11:35 人评论 次浏览 分类:过程控制  文章地址:http://www.cygj7.com/tech/1255.html

    SAMA图是美国制造等协会(Scientific Apparatus Makers Association)制定的工程组态图。SAMA图使用如:加、减、乘、除、微分、积 分、或门、与门、无扰切换、有扰切换、RS触发器、最大值、最小值、取中间值、三取一、上限幅、下限幅等SAMA图例,把系统控制原理、控制流程、制约因素、设计者设计思想等直观表达出来,同时也为自控技术人员优化和完善控制方案提供了便捷直观的途径。

    SAMA图可清楚展示控制流程、控制算法、设计者思想和系统输入输出关系,这种特点与DCS控制组态图接近,尽管不同公司的SAMA图例个别有区别,但SAMA图例很多通用,国际上各大仪表公司多采用SAMA图设计控制工程。昌晖仪表制造有限公司在本文提供CAD版的SAMA图例供大家参考和学习。

    CAD版SAMA图例

                                                                     
    功能:现场设备                                  功能:信号来源                                 功能:液位变送器                        
    描述:来自现场的模拟量输入              描述:现场信号输入                          描述:液位变送器                         
                  

                                                  
    功能:压力变送器                              功能:流量变送器                              功能:位置变送器
    描述:压力变送器                              描述:流量变送器                              描述:位置变送器

                                                   
    功能:温度变送器                              功能:成份分析变送器                        功能:速率变送器
    描述:温度变送器                              描述:成份分析变送器                        描述:速率变送器

                                                    
    功能:温度测量元件                            功能:压力测量元件                          功能:流量测量元件
    描述:温度测量传感器                         描述:压力测量传感器                      描述:流量测量传感器

                                                                
    功能:液位测量元件                            功能:显示                                        功能:记录                                   
    描述:液位测量传感器                         描述:测量值显示                              描述:测量值记录                        

                                                   
    功能:继电器线圈                               功能:气源                                        功能:信号连接符号
    描述:接继电器线圈                            描述:气动仪表及设备气源                描述:与逻辑图连接符号

                                                   
    功能:电流/电压转换器                        功能:电阻/电流转换器                    功能:气压/电流转换器
    描述:将电流转换为电压                      描述:将电阻转换为电流                  描述:将气压值转换为电流值

                                                          
    功能:电压/电流转换器                        功能:电流/气压转换器                     功能:电压/气压转换器
    描述:将电压值转换为电流值               描述:将电流转换为气压值                描述:将电压转换为气压        
     
                                                 
     
                                                                
    功能:数字/逻辑转换器                        功能:电压/电压转换器                     功能:气压/电压转换器               
    描述:数字/逻辑转换                           描述:将电压转换为另一种电压信号   描述:将气压值转换为电压值             
                                                                                            
                                                    
    功能:逻辑/数字转换器                       功能:触点/逻辑转换器                      功能:模/数转换器  
    描述:逻辑/数字转换                          描述:开关量/逻辑转换                      描述:模数转换

                                                   
    功能:数/模转换器                              功能:跟踪                                        功能:脉冲/电流转换器
    描述:数/模转换                                  描述:信号跟踪                                 描述:脉冲转换为电流信号

                                                    
    功能:脉冲/脉冲转换器                       功能:常开触点                                 功能:常闭触点 
    描述:脉冲信号间转换                         描述:开关量常开信号                       描述:开关量常闭信号


                                                    SAMA图中的电动执行机构            
    功能:时间继电器                                功能:电磁线圈驱动器                       功能:电动执行机构                    
    描述:延时启动/停止                           描述:                                               描述:执行器以电力为动能  
            
    SAMA图中的液动执行机构                         直行程阀SAMA图                       三通阀的SAMA图例
    功能:液动执行机构                            功能:直行程阀                                 功能:三通阀
    描述:执行器以液压为动能                  描述:配套直行程执行器                    描述:配套角行程执行器

    角行程阀的SAMA图例                         旋转球阀的SAMA图例                        气动执行机构SAMA图例
    功能:角行程阀                                   功能:旋转球阀                                  功能:气动执行机构
    描述:配套角行程执行器                      描述:配套角行程执行器                    描述:以压缩空气为动能

    SAMA图例:求和                         SAMA图例:求平均值                        SAMA图例:差值
    功能:求和                                          功能:求平均值                                  功能:差值 
    描述:输出等于所有输入                      描述:输出等于所有输入的代数和       描述:输出等于两个输入的代数差 
                                                               再除以输入的个数            
     
    SAMA图例:比例                         PID调节器的比例SAMA图例                                     
    功能:比例                                          功能:比例                                         功能:反比例                               
    描述:输出正比例于输入                      描述:输出正比例于输入                    描述:输出等于输入取反比例              

    PID调节器的积分SAMA图例                        pid调节器微分的SAMA图利                       SAMA图利-乘法
    功能:积分                                          功能:微分                                         功能:乘法
    描述:输出变化值与输入的                  描述:输出比例于输入的变化率           描述:输出为两个输入的积
    量值和时间的积分有关系                                                                                                      
                                                 

    SAMA图利-除法                         SAMA图利-开平方根                        SAMA图利之函数发生器
    功能:除法                                          功能:求平方根                                  功能:函数发生器
    描述:输出为两个输入的商                  描述:输出为对输入开平方根               描述:输出等于输入的非线性或不定函数
                                                                                                                                                       
    SAMA图利之时间函数发生器                         SAMA图利之高值选择                          SAMA图利之低值选择
    功能:时间函数                                   功能:高值选择                                    功能:低值选择 
    描述:输出等于输入的时                     描述:输出等于输入中较大的那个值      描述:输出等于输入中较小的那个值 
    间函数或仅仅是时间函                                                    

    SAMA图利之高限幅                         SAMA图利之低限幅                          SAMA图利之高低限幅                  
    功能:高限                                          功能:低限                                           功能:高低限                               
    描述:输出等于输入和限                      描述:输出等于输入和限                      描述:                                           
    制值中较小的那个值                             制值中较大的那个值 

    未注明执行机构的SAMA图例                         中值选择的SAMA图例                          偏差的SAMA图例
    功能:未注明执行机构                        功能:中值选择                                     功能:偏差
    描述:执行器                                      描述:输出等于除去最大值                    描述:输出等于输入减任一值
                                                              和最小值以外的其

                                                                                                          
    正偏差的SAMA图例                         负偏差的SAMA图例                           高值和低值监视器SAMA图例
    功能:正偏差                                       功能:负偏差                                        功能:高值和低值监视器
    描述:同前                                          描述:  同前                                          描述:输出的离散状态取决于输入的值,当输入
                                                                                                                            超出(或低于)任意限定值输出改变状态

                      
    高值监视器SAMA图例                         低值监视器SAMA图例                           自动调整sama图例 
    功能:高值监视器                                功能:低值监视器                                功能:自动调整 
    描述:输出的离散状态取                      描述:输出的离散状态取 
    决于输入的值,当输入超                      决于输入的值,当输入低 
    出任意值输出改变状态                         于任意值输出改变状态 
     
     
    自动切换SAMA图例                          SAMA图例中的DCS中的报警                          手动增减操作SAMA图例            
    功能:自动切换                                    功能:DCS中的报警                             功能:手动增减操作

    手动切换到或来自手操信号,且包含一个设定点                         手动切换到或来自手操信号                        手动切换SAMA图例
    功能:手动切换到或来自手                   功能:手动切换到或来自手操信号       功能:手动切换
    操信号,且包含一个设定点
     

    DCS装置/器件SAMA图例                          用来在模拟量回路中表示开关量信号的SAMA图例                         SAMA图例:逻辑 非
    功能:DCS装置/器件                             功能:用来在模拟量回路中表示开关量信号    功能:逻辑 非
                                                                                                                                                   
    SAMA图中的R/S触发器(复位侧优先)                           PI控制器SAMA图例                         
    功能:R/S触发器(复位侧优先)           功能:比例/积分/微分调节器               功能:比例/积分控制器

    比例积分SAMA图例                           逻辑 与的SAMA图例                          逻辑或的SAMA图例
    功能:比例/积分                                    功能:逻辑 与                                     功能:逻辑 或
                            
    SAMA图中的信号交叉符号

    功能:信号交叉 
    描述:(交叉处有点)相交且相连接;(交叉处无点)相交但不相连接

    SAMA图应用及培训
    PID单回路控制系统在工业自动控制中运用最为广泛,其控制思路为:先将现场测量值送入PID调节器,在调节器上进行PID控制运算后输出控制信号,控制信号再送到执行机构完成自动控制。这种单回路PID控制系统的SAMA图如图1所示:

    单回路PID控制系统的SAMA图
     
    分别是水位、温度和流量变送器,它们都是模拟输入量。
    为偏差报警,即测量值与给定值之差的绝对值超过某一设定值时,输出逻辑1信号。之所以使用偏差报警,是因为在实际调节过程中被控量与给定值相差过大时,可能控制系统已经有问题了,这是应切掉自动,使输出保持自动时的最后数值,待测量值与给定值的差值恢复到正常范围内,再切回自动。这里的六边形1是逻辑图连接的符号。
    的输出为调节器的给定值。
    这一部分为PID调节器和输出上下限幅。
    是跟踪。实际的阀位反馈量是(10),因控制室采用操作员站或手操器,所以引入到DCS现场控制站的阀位反馈量,是由手操器转换后的信号,即图中的外跟踪信号(5),这个信号对DCS系统而言相当于一个模拟量输入信号,它是一个1-5V或4-20mA模拟量输入量。
    是与逻辑图连接的符号,它是一个外跟踪开关,当其输出为逻辑1时,PID模块处于跟踪状态,PID模块的输出等于阀位反馈值(外跟踪信号);而当输出逻辑为0时,PID模块恢复正常运算,输出就是PID运算的结果。
    为偏差报警,即当PID算法的输出与阀位反馈值(实际现场执行器的输出)相差过大时,可能是手操器或现场执行机构有故障,这时报警信号送至,通过逻辑电路将系统从自动切换到手动,输出保持不变或接受人为调整。
    是与逻辑图连接的符号,它表示手操器“自动/手动”状态。当六边形5的状态为逻辑0时,表示手操作器为手动状态,操控量由手动控制;当的状态为逻辑1时,表示手操作器为自动状态,系统的输出受PID模块控制。
    是与逻辑图连接的符号。是程控切手动;是程控切自动。
     为实际的反馈信号,它与手操器有关,如果不用手操器,则直接引入DCS系统作为实际的阀位反馈信号。

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    1. 那是以前因为部分系统不支持图形组态,现在国内外都认可DCS厂家逻辑图,更加直观

      匿名用户
      ?2017/9/4 22:18:08
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