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
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
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
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
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
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
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
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
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数
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
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
和最小值以外的其他值
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
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
功能:自动切换 功能:DCS中的报警 功能:手动增减操作
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
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
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
功能:比例/积分 功能:逻辑 与 功能:逻辑 或
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:
①分别是水位、温度和流量变送器,它们都是模拟输入量。
②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。
③的输出为调节器的给定值。
④这一部分为PID调节器和输出上下限幅。
⑤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。
⑥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。
⑦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。
⑧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。
⑨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。