Справочник инженера по АСУТП Проектирование и разработка 2008. Справочник инженера по асутп Проектирование и разработка Учебнопрактическое пособие ИнфраИнженерия
 Скачать 6.47 Mb.
|
|
Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 211 Глава 4 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ АСУТП 4.1. Положение наших предприятий на нормативном поле Жизненно важный аспект создания безопасных АСУТП - это формализация самого процесса создания АСУТП, то есть определение процедур проведения проектных работ и определение состава и содержания проектной и рабо- чей документации. Надо отдать должное создателям отечест- венных ГОСТов для автоматизированных систем: эти ГОСТы и по сей день сохраняют свою актуальность. Вместе с тем, необходимость корректировки отечественных нормативных документов существует. ПБ 09-540-03. Едва ли не единственным отечественным документом, определяющим технические и организационные условия практической автоматизации технологических про- цессов, являются ПБ 09-540-03 "Общие правила взрывобезо- пасности для взрывопожароопасных химических, нефтехими- ческих и нефтеперерабатывающих производств". Однако этот в целом добротный документ, который носит универсальный характер для подавляющего большинства технологических процессов, имеет ряд пробелов и неточностей. В особенности это касается вопросов применения современных средств управления и защиты технологических процессов. Отсутствие определений для основных терминов и понятий. В отличие от предыдущего издания Правил - ПБ 09- 170-97, в котором присутствовало Приложение 3 "Термины и определения, принятые в Правилах", новая редакция ПБ 09- 540-03 вообще не содержит этого приложения. В результате в Правилах продолжают использоваться самые разнообразные словосочетания, допускающие произвольную интерпретацию. 212 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка В некоторых случаях это делает невозможным и без того непростое понимание положений ПБ в части АСУТП вообще, а систем ПАЗ в особенности. Достаточно привести всего лишь один характерный пример. Пункт 3.10 ПБ 09-540-03 утверждает: "Для взрывоопасных технологических процессов преду- сматриваются системы противоаварийной автоматической защиты, предупреждающие возникновение аварийной ситуа- ции при отклонении от предусмотренных регламентом предельно допустимых значений параметров процесса во всех режимах работы и обеспечивающие безопасную оста- новку или перевод процесса в безопасное состояние по задан- ной программе" Спрашивается, какие меры можно успеть предпринять, если предельно допустимые значения отличаются от критиче- ских только на величину ошибки измерительного канала, а критическое значение - это такое значение, при котором воз- можен взрыв или разгерметизация (см. Таблицу 3 в ПБ 09-170- 97 - как уже сказано, в ПБ 09-540-03 таблица определений вообще отсутствует). Авторское определение возможных и граничных значе- ний технологических параметров, сопровождаемое графиче- ским изображением соответствующих сигнализаций и блоки- ровок, приводится далее в таблицах 4.4 - 4.8. Кроме того, в таблицы 4.7 и 4.8 введена классификация технологических ситуаций с четким разграничением таких важных понятий, как "Инцидент" и простое "Нарушение" - как состояние, не приводящее к срабатыванию системы про- тивоаварийной защиты. Федеральный закон №116 "О промышленной безопасно- сти опасных производственных объектов" вводит следующее понятие Инцидента: "Инцидент - отказ или повреждение технических уст- ройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нару- шение положений настоящего Федерального закона, других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правша ведения работ на опасном производственном объекте". Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 213 В данной формулировке понятие "отклонение от режима технологического процесса" допускает самое широкое толко- вание. И со стороны контролирующих органов грех этим не воспользоваться. Под отклонением от режима при необходи- мости легко понимается любое отклонение от режима, то есть любой выход за предписанные регламентом значения, в первую очередь - в зону предупредительных значений. На этом фоне уникально смотрится довесок "нарушение положений настоящего Федерального закона, других феде- ральных законов и иных нормативных правовых актов Рос- сийской Федерации", которое уже и не нарушение законов, а просто инцидент! Формулировка закона в максимально возможной степени усилена по отношению к непосредственному исполнителю - аппаратчику, начальнику смены, дежурному слесарю КИП, и в максимально возможной степени ослаблена по отношению к лицам, ратующим и ответственным за создание режима безо- пасности производства. Пункт 2.9 ПБ 09-540-03 вводит непо- средственно в данный контекст новый поворот: "Расследова- ние инцидентов во взрывопожароопасных производствах, анализ причин опасных отклонений от норм технологиче- ского режима и контроля над соблюдением этих норм осуще- ствляются в соответствии с требованиями руководящих документов Госгортехнадзора России Определение понятия "Опасное отклонение от норм" в ПБ, естественно, отсутствует. Единственный, но полностью аналогичный по силе воздействия случай словесных манипу- ляций с опасностью - это потрясающее определение ПБ 09- 170-97, Приложение 3: "Опасное значение параметра - значе- ние параметра, вышедшее за пределы регламентированного, и приближающееся (?!) к предельно допустимому значению". Причем в самом тексте ПБ 09-170-97 "опасное значение параметра" использовано только единожды - в пункте 3.1.12 (в новых ПБ 09-540-03 - в пункте 4.1.12). По этому определе- нию выходит, что значение параметра, вышедшее за пределы регламентированного, но постоянное, или удаляющееся от предельно допустимого значения, опасным уже не является. Все эти недоразумения надо поправить. Необходимо изба- виться от опасных отклонений, и дать строгие определения состояний. 214 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Предаварийная ситуация - ситуация, при которой от- клонение от норм технологического режима, или состояние оборудования приводит к выходу за предаварийные граничные значения (предаварийные уставки), и вызывает срабатывание системы противоаварийной защиты, предотвращая разви- тие аварийной ситуации. Ложное срабатывание системы противоаварийной защиты также относится к категории предаварийной ситуации. Тогда Инцидент в Федеральном законе будет исчерпан сле- дующим определением: Инцидент - предаварийная ситуация, отказ или по- вреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, не приведшие к аварии. А нарушение нормативных технических документов, ус- танавливающих правила ведения работ на опасном производ- ственном объекте, не приведшее к инциденту или аварии - это именно нарушение нормативных технических документов. И не более того. Упомянутое всуе "нарушение положений настоящего Федерального закона, федеральных законов", и ещё каких-то "иных нормативных правовых актов Российской Федерации" из категории технологических инцидентов строго исключа- ется. (Видимо авторы закона как-то подзабыли, что кроме российских законов в России существует всего лишь один вид "иных нормативных правовых актов"-указы президента). Таким образом, любое изменение параметров технологи- ческого процесса за пределами предупредительных граничных значений (предупредительных уставок), не выходящее за пре- делы предаварийных граничных значений (предаварийных уставок), и не приводящее к срабатыванию системы противо- аварийной защиты, ИНЦИДЕНТОМ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ. Для строгого разграничения этих промежуточных состоя- ний между регламентированным и предаварийным состояни- ем процесса необходимо ввести понятие "Нарушение": Нарушение норм технологического режима (технологиче- ское нарушение) - технологическая ситуация, при которой нарушение предупредительных уставок не приводит к выхо- ду за предаварийные уставки, и, соответственно, не вызы- вает срабатывание системы противоаварийной защиты. Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 215 А для разбора технологических нарушений никакого уча- стия надзорных и федеральных органов не требуется - вполне достаточно заводского и цехового уровня. Стандарт предприятия на проектирование, разработ- ку, внедрение, эксплуатацию и сопровождение АСУТП. Безусловно, в конечном итоге должен существовать самостоя- тельный комплекс согласованных нормативных документов, определяющих все аспекты создания АСУТП, включая особые требования к автоматизации взрывоопасных производств. А пока его нет, предприятия в максимально возможной степени должны использовать существующую отечественную норма- тивную базу. В контексте обсуждаемой темы это можно сде- лать, приняв Стандарт предприятия на проектирование, разработку, внедрение, эксплуатацию и сопровождение АСУТП (СТП). В составе этого стандарта необходимо опре- делить: • Состав, распределение работ и ответственность всех участников проекта создания АСУТП; • Состав и конкретное содержание проектной и рабочей документации технического и рабочего (технорабоче- го) проектов АСУТП с учетом специфических требо- ваний конкретных производств. Авторский опыт показывает, что защита предприятия от недобросовестных проектировщиков и разработчиков АСУТП будет существенным образом укреплена, если в СТП будут включены образцовые документы стадий, определяющих на- чало и завершение проекта создания АСУТП: • Отработанный на опыте практической реализации на технологических объектах аналогичного класса обра- зец "Технического задания на создание АСУТП", и • Образец "Программы и методики испытаний" с пол- ным комплектом документов, необходимых при оформлении и утверждении результатов предвари- тельных, опытных и приемочных испытаний системы. Более того, у предприятия есть все права потребовать от генподрядчика подтверждения проектной надежности систе- мы в виде конкретных расчетов параметров надежности для конкретного применения на взрывоопасном производстве. За последние годы успели появиться вполне добротные докумен- ты по анализу рисков и оценке последствий отказов: 216 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка • РД 03-418-01 "Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов", основанные на анализе деревьев отказов и событий, и • ГОСТ 27.310-95 "Анализ видов, последствий и кри- тичности отказов". В РД 03-418-01 приводятся конкретные показатели по уровню и критичности последствий отказов, аналогичные тем, что используются на западе. Из представленных категорий и критериев тяжести отка- зов следует, что взрывоопасные объекты нефтегазодобываю- щей, химической, нефтехимической и нефтеперерабатываю- щей промышленности прочно занимают положение, для кото- рого количественный анализ риска обязателен. 4.2. Оптимистические выводы Отсутствие вразумительных нормативных документов в области промышленной автоматизации приводит к полнейшей профанации, когда умение повторять всего лишь одно магиче- ское слово "TUV" открывает все пути на взрывоопасное про- изводство. На этом фоне исключительно достойное впечатление производит система советских ГОСТов по созданию автома- тизированных систем: • ГОСТ 34.003-90 ИТ. Автоматизированные системы. Термины и определения. • ГОСТ 24.104-85 ЕСС АСУ. Автоматизированные сис- темы управления. Общие требования. • ГОСТ 34.201-89 ИТ. Виды, комплектность и обозначе- ние документов при создании автоматизированных систем. • ГОСТ 34.601-90 ЕСС АСУ. Автоматизированные сис- темы. Стадии создания. • ГОСТ 34.602-89 ИТ. Комплекс стандартов на автома- тизированные системы. Техническое задание на созда- ние автоматизированной системы. • ГОСТ 34.603-92 ИТ. Виды испытаний автоматизиро- ванных систем (один из наших лучших ГОСТов по ав- томатизации). Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 217 Основы этих соразмерных и согласованных документов были заложены еще в семидесятых годах людьми исключи- тельно компетентными, с вполне организованными мозгами. В двух следующих главах настоящей работы: • "Состав и содержание работ по созданию АСУТП" и • "Состав и содержание документации проекта АСУТП", в максимально возможной степени использованы положи- тельные результаты, достигнутые авторами наших ГОСТов. Поразительно, но даже по истечению десятилетий эти доку- менты во многом сохраняют свою актуальность. Вместе с тем, никак нельзя обойти главный вопрос нор- мативного обеспечения автоматизации технологических про- цессов: Должен существовать самостоятельный комплекс согласованных нормативных документов, определяющих все аспекты создания АСУТП, включая особые требова- ния к автоматизации взрывоопасных производств. В про- тивном случае наши предприятия так и будут находиться в подвешенном состоянии между устаревшими отечественными требованиями и отвлеченными западными стандартами. Существенная, и наиболее трудоемкая доля положений этого будущего комплекса рассматривается, изучается, и предлагается в настоящей работе. Далее в настоящей главе: • В таблицах 4.1-4.8 дается полная система терминов и понятий, которые в обязательном порядке должны входить в основание общей системы требований при создании АСУТП, и без однозначного определения которых построение предсказуемой АСУТП невоз- можно. • В разделах 4.3-4.7 приводятся области разделения от- ветственности для участников проекта создания АСУТП. • В разделах 4.8-4.19 приводятся скорректированные пункты раздела VI ПБ 09-540-03 "Системы контроля, управления, сигнализации и противоаварийной авто- матической защиты технологических процессов", и предлагаются новые положения, отражающие автор- ское понимание той части требований к созданию АСУТП, которая должна присутствовать в норматив- ной документации на проектирование, разработку, внедрение, эксплуатацию и обслуживание АСУТП. 218 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Таблица 4.1 Обозначения и сокращения Термин Определение термина КИП и А Совокупность контрольно-измерительных приборов и исполнительных устройств, предназначенных для выполнения информационных, управляющих, и функ- ций защиты технологического процесса СА Средства автоматизации, включающие в себя пнев- . матические, электрические, электронные, полевые и щитовые приборы, исполнительные устройства, а также распределенные системы управления (РСУ) и средства противоаварийной защиты (ПАЗ) АСУТП Автоматизированная система управления технологи- ческим процессом, предназначенная для реализации информационных, управляющих, и функций защиты технологического процесса в автоматическом и авто- матизированном режиме Организационно АСУТП состоит из 1. Персонала,и 2. Комплекса технических и программных средств, предназначенных для автоматизации его (персонала) деятельности. Структурно и функционально АСУТП взрывоопасно- го производства включает в себя два взаимосвязан- ных компонента. 1. РСУ, 2 ПАЗ АС Автоматизированная система, Система. В контексте настоящей работы - Синонимы АСУТП РСУ Распределенная система управления технологиче- ским процессом, построенная на средствах измере- ния, вычислительной технике и исполнительных уст- ройствах ПАЗ Система противоаварийной защиты - система безо- пасности технологического процесса, построенная на средствах измерения, вычислительной технике и исполнительных устройствах СБ Система безопасности. В узком смысле - Система противоаварийной защиты ПЛК Программируемый логический контроллер ППО Прикладное программное обеспечение, разработан- ное применительно к РСУ и ПАЗ для реализации функций контроля, управления и защиты конкретного технологического процесса Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 219 Таблица 4.2 Определение стадий и этапов создания АСУТП Термин Определение термина Процесс создания АСУТП Совокупность работ от формирования исходных требова- ний к Системе до ее ввода в промышленную эксплуата- цию. Подразделяется на стадии и этапы Стадия создания АСУТП Одна из частей создания АСУТП, установленная норма- тивными документами и заканчивающаяся выпуском до- кументации на Систему, содержащей описание полной в рамках заданных требований модели Системы на задан- ном для данной стадии уровне Этап создания АСУТП Часть стадии создания АСУТП, выделенная по соображе- s ниям единства работ и завершающего результата, или исходя из специализации исполнителей Техническое задание на создание АСУТП Документ, оформленный в установленном порядке, опре- деляющий цели создания Системы, требования к Системе и основные исходные данные, необходимые для ее раз- работки, а также план-график создания АСУТП Технический проект автоматизирован- ной системы Комплект проектных документов на АС, разрабатываемый на стадии "Технический проект", утвержденный в установ- ленном порядке, содержащий основные проектные реше- ния по Системе в целом, ее функциям и всем видам обес- печения, достаточный для разработки Рабочей докумен- тации на АС Рабочая документация на автоматизирован- ную систему Комплект проектных документов, разрабатываемый на стадии "Рабочая документация", и содержащий взаимо- увязанные решения по Системе в целом, ее функциям и всем видам обеспечения, достаточный для комплектации, монтажа, наладки и функционирования, проверки и обес- печения работоспособности АС Создается Разработчиком АСУТП Проектно-сметная документация на АСУТП Часть рабочей документации, разрабатываемая для вы- полнения строительных, монтажных, электротехнических, санитарно-технических и других работ, связанных с соз- данием АСУТП. Выполняется Проектной организацией Эксплуатационная документация Часть рабочей документации на АСУТП, предназначенная для эксплуатации АСУТП, и определяющая правила дей- ствия персонала и пользователей АСУТП при ее функ- ционировании, проверке и обеспечении ее работоспособ- ности. Выполняется Разработчиком АСУТП и Проектной организацией, по принадлежности Рабочий, Технорабочий проект автоматизи- рованной системы Комплект проектных документов на АС, утвержденный в установленном порядке, и содержащий решения по Сис- теме в объеме технического проекта и рабочей докумен- , тации на АС 220 Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка Таблица 4.3 Организации, участвующие в процессе создания АСУТП Термин Определение термина Организация - Разработчик процесса Организация, осуществляющая разработку исходных данных на проектирование техноло- гического процесса, основанных на научно- исследовательских и опытных работах Проектная организация Организация - разработчик проекта для данно- го технологического объекта, или проектная организация, имеющая лицензию на проекти- рование данных или аналогичных по типу и по категории взрывоопасности технологических объектов Организация - Заказчик Организация, для которой создается проект АСУТП, и которая обеспечивает финансирова- ние, организацию и приемку работ, и эксплуа- тацию объекта автоматизации Организация - Генпроектировщик (генподрядчик) АСУТП Организация, являющаяся главным подрядчи- ком всех работ по проекту создания АСУТП. Для выполнения проекта генпроектировщик может привлекать различных субподрядчиков- поставщиков, разработчиков, проектировщиков И т. д. Организации - Проектировщики Проектировщики различных частей проекта, связанных с созданием АСУТП Организация - Разработчик АСУТП Организация, которая осуществляет работы по созданию АСУТП, предоставляя Организации- заказчику совокупность научно-технических услуг на разных стадиях и этапах создания, а также разрабатывая и поставляя программные и технические средства АСУТП Организация - Поставщик Организация, которая поставляет программ- ные и технические средства различных частей проекта создания АСУТП Организации строительные, монтажные, наладочные и другие Организация, которые выполняют соответст- вующие работы в смежных частях проекта - проведение строительных, электротехниче- ских, монтажных и других работ, связанных с созданием и внедрением АСУТП |