Справочник инженера по АСУТП Проектирование и разработка 2008. Справочник инженера по асутп Проектирование и разработка Учебнопрактическое пособие ИнфраИнженерия
 Скачать 6.47 Mb.
|
|
Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 403 В связи с этим используемые в составе АСУТП техниче- ские средства, устанавливаемые непосредственно на техноло- гических установках, по защищенности от воздействия окру- жающей среды должны иметь взрывозащищённое исполне- ние, соответствующее категории взрывоопасности технологи- ческого объекта и применяемым на производстве продуктам. Остальные технические средства, устанавливаемые в по- мещениях управления - нормального исполнения. Для техно- логических процессов, которые требуют обеспечения взрыво- защиты объекта автоматизации, все каналы ввода-вывода должны быть оснащены взрывозащитой типа "искробезопас- ная электрическая цепь". РСУ и система ПАЗ должны разрабатываться с учётом требований безопасности, определённых ПБ 09-540-03 "Об- щие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств", а также специфических требований промыш- ленной безопасности предприятия. В частности, согласно ПБ 09-540-03, пункт 6.9.2, запре- щается ведение технологических процессов и работа оборудо- вания с неисправными или отключенными системами контро- ля, управления и ПАЗ. Согласно пункту 6.10.3 тех же Правил, при снятии средств контроля, управления и ПАЗ, связи и опо- вещения для ремонта, наладки или поверки, должна произво- диться немедленная замена снятых средств на идентичные по всем параметрам. Соответственно, АСУТП должна иметь программные и технические средства регистрации и безава- рийной обработки этих ситуаций. Технические средства АСУТП должны соответствовать требованиям "Правил устройства электроустановок". Все внешние элементы технических средств АСУТП, находящиеся под напряжением, должны иметь защиту от случайного при- косновения человека, а сами технические средства иметь за- щитное заземление в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.030 ССБТ "За- щитное заземление, зануление В помещениях управления должны быть предусмотрены автономные контуры заземления, не связанные гальванически с контурами заземления каких-либо других производственных помещений, а так же с нейтралью трехфазной сети. 404 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Сопротивление заземляющего устройства между корпу- сом любой части оборудования Системы и землей (грунтом) не должно превышать 4 Ом в любое время года. В общем слу- чае должны быть предусмотрены два контура заземления для оборудования РСУ и ПАЗ: • Контур защитного заземления с сопротивлением не более 4 Ом; • При наличии искробезопасных цепей с пассивными барьерами Зенера - контур "чистого" заземления с со- противлением не более 1 Ом. Технические средства должны быть установлены так, чтобы обеспечивалась безопасность при их монтаже, наладке, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. На применение трубопроводной арматуры, средств защи- ты, а также средств измерения, связи и автоматизации, изго- товляемых на территории России, должны быть представлены Разрешения на применение Ростехнадзора или его территори- альных органов. Для ввозимых из-за рубежа - разрешение Ростехнадзора на их применение. Также должны быть представлены Разрешения Ростех- надзора на применение средств защиты оборудования (предо- хранительные клапаны, мембранные предохранительные уст- ройства), а также всех элементов, задействованных в системах противоаварийной автоматической защиты. Комфортные условия работы персонала должны соответ- ствовать действующим санитарным нормам по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронным вычислительным машинам и организации рабо- ты. Санитарно - эпидемиологические правила и нормативы " Уровни шума и звуковой мощности в местах расположе- ния персонала не должны превышать значений, установлен- ных ГОСТом 12.1.003 ССБТ "Шум. Общие требования безо- пасностии санитарными нормами. При этом должны быть учтены уровни шумов и звуковой мощности, создаваемые всеми источниками. Требования безопасности при монтаже, наладке, эксплуа- тации, обслуживании и ремонте технических средств Системы должны быть приведены в Документации на технические средства. Гпава 7. Техническое задание на создание АСУТП 405 Общие требования по технике безопасности при эксплуа- тации АСУТП должны устанавливаться специальным разде- лом инструкции по эксплуатации Системы. Требования по эргономике и технической эстетике. Взаимодействие человека с Системой осуществляется через рабочее место технолога-оператора, оборудованное оператор- ской станцией, в состав которой входят цветные графические терминалы, алфавитно-цифровая и функциональная клавиату- ра, и печатающие устройства. Общие эргономические требо- вания, регламентирующие организацию рабочего места, вза- имное расположение средств связи в пределах рабочего места - по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Станции технолога оператора должны быть оснащены функциональной клавиатурой, обеспечивающей возможность прямого выбора необходимого фрагмента информации путем однократного прикосновения к элементу клавиатуры с надпи- сью на русском языке. Отображение информации на экранах дисплеев должно обеспечивать получение для каждой зоны контроля и управ- ления полной характеристики текущего состояния, архивных данных технологического процесса и оборудования в виде, наиболее удобном для восприятия в конкретной ситуации. Размеры экрана должны быть не менее 21 дюйма по диа- гонали. Фрагменты изображения не должны быть перенасы- щены информацией и разнообразием цветовой гаммы. Предупредительная и предаварийная сигнализация долж- на сопровождаться мерцанием и изменением цвета цифровых значений переменных на экране дисплея, а также звуковой сигнализацией, квитируемой технологическим персоналом. Уровни освещённости рабочих мест персонала должны соответствовать характеру и условиям труда. Должна быть предусмотрена защита от слепящего действия света и отраже- ния (бликов). Компоновка технических средств Системы должна быть рациональной, как с точки зрения монтажных связей между ними, так и удобства их эксплуатации и обслуживания. 406 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Требования к эксплуатации, техническому обслужи- ванию, ремонту и хранению. Функционирование Системы должно быть рассчитано на круглосуточный режим работы, с остановкой на профилактику не чаще, чем 1 раз в год в период капитального ремонта. Виды, периодичность и регламент обслуживания техни- ческих средств должны быть указаны в соответствующих ин- струкциях по эксплуатации. Основные технические средства РСУ и ПАЗ будут раз- мещаться в помещениях управления. Помещения, в которых должны располагаться данные технические средства, должны отвечать требованиям Инструкций по проектированию зданий и помещений для ЭВМ. В соответствии с ГОСТом 21552-84 "Средства вычисли- тельной техники. Общие технические требования, правила приемки, методы испытаний, маркировка, упаковка, транс- портирование и хранение" и ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ "06- щие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны", для нормального функционирования вычислительной техники в этих помещениях должны быть обеспечены сле- дующие условия: • Температура окружающего воздуха ( 20 ± 5 ) °С; • Относительная влажность окружающего воздуха (60 ± 15)%; • Атмосферное давление от 84 до 107 кПа (680-800 мм. рт. ст.); • Запыленность воздуха в помещении - не более 1мг / куб. м при размере частиц не более 3 мкм; • Напряженность внешнего электрического поля должна быть не более 0.3 V/M; • Напряженность внешнего магнитного поля должна быть не более 5.0 А/м; • Частота вибрации должна быть не более 25 Гц при ам- плитуде смещений не более 0.1 мм. В воздухе помещений не должно быть агрессивных ве- ществ, вызывающих коррозию. Необходимо обеспечить кон- троль температуры, относительной влажности и атмосферного давления в помещениях постоянного пребывания оперативно- го и обслуживающего персонала. Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 407 Вводы переменного напряжения должны осуществляться через фильтры подавления помех. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии равны соответственно ±5 и ±10 % от номинального напряже- ния электрической сети по ГОСТ 21128 (номинальное напря- жение). Действующее значение напряжения 220V ± 5% (предель- но ± 10%), частота 50 ± 0,2 Гц (предельно ± 0,4 Гц), коэффи- циент несинусоидальности - нормально до 8 % и предельно - до 12% (ГОСТ 13109-97). Оборудование Системы должно быть обеспечено ком- плектом ЗИП на весь гарантийный срок. В течение всего срока службы Системы комплект ЗИП должен пополняться в соот- ветствии с условиями договора на сервисное обслуживание. Требования к защите информации от несанкциониро- ванного доступа. Защита информации и вычислительного процесса является исключительно важным элементом сохра- нения работоспособности Системы. Система должна автома- тически вести Журнал учета пользователей, записи которого должны содержать полную информацию о работе и действиях пользователей Системы. Эти данные должны быть защищены от возможного вмешательства и изменения после их регистра- ции. Функция защиты информации и межсетевые интерфейсы должны обеспечить контроль и управление доступом к систе- ме. Эти функции должны быть включены в набор системных средств управления и контроля, включая функции обеспече- ния межсетевого взаимодействия. Возможности по обеспечению защиты информации в Системе должны включать, как минимум, следующее: • Должна использоваться концепция работы с Системой только зарегистрированных пользователей, исклю- чающая возможность несанкционированного доступа; • Каждый пользователь (оператор или прикладная про- грамма с использованием межсетевого интерфейса) получает доступ в Систему только с использованием пароля. Для индивидуальных пользователей должны быть ус- тановлены различные уровни доступа, контролируемые Системой. 408 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Каждый пользователь должен иметь собственный набор разрешенных действий для просмотра или изменения данных и информационно-управляющих функций. К ним относятся, в частности, следующие виды защиты и ограничений доступа к данным и функциям Системы: • Обеспечение защиты информации в процессе работы; • Ограничение доступа для технолога-оператора; • Ограничение возможностей изменения или модифика- ции данных технологом-оператором; • Ограничение доступа к выполнению инженерных функций; • Ограничения на добавление, удаление, изменение, мо- дификацию данных; • Протоколирование событий с начала и до завершения работы технолога-оператора с Системой, и их распе- чатка независимо от успешности выполнения этих опе- раций. Требования по сохранности информации при авариях. Временный отказ технических средств или потеря электропи- тания не должны приводить к разрушению накопленной или усредненной во времени информации, и к потере текущих вы- ходов на регулирующие органы. Требования к средствам защиты от внешних воздей- ствий. Технические средства Системы должны быть устойчи- вы к воздействиям температуры и влажности окружающего воздуха по группе В1 ГОСТ 12977-84 "Изделия ГСП. Общие технические условия", таблица 1 "Температура и влажность окружающей среды. Места размещения при эксплуатациии к воздействию механических факторов по группе L2 ГОСТ 12977-84, таблица 3 "Места размещения, защищенные от существенных вибраций'\ а для вычислительной техники - по группе 3 ГОСТ 21552-84 "Средства вычислительной техники. Общие технические требования, правила приемки, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хра- нение". Группа 3 ГОСТ 21552-84 ограничивает изменение клима- тических условий следующим диапазоном: • Температура окружающего воздуха от +5 до +40 °С; • Относительная влажность окружающего воздуха от 40 до 90% при температуре +30 °С; Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 409 • Атмосферное давление от 84 до 107 кПа (680 - 800 мм. рт. ст.). Для устройств связи с объектом, располагаемых непо- средственно у технологических аппаратов, должны быть обеспечены условия взрывопожаробезопасности. Должна предусматриваться защита технических средств от внешних электрических и магнитных полей, а также помех по цепям питания. Для этих целей в Системе должны приме- няться специальные аппаратные и схемные решения: • Гальваническая развязка технических средств от тех- нологического оборудования; • Информация от двухпозиционных датчиков должна проходить через узлы защиты от "дребезга" контактов и узлы защиты от перенапряжений; • Применение экранированных пар для передачи элек- трических сигналов; • Фильтрация помех по цепям питания; • Гальваническая развязка между территориально - рас- пределёнными техническими средствами; • Применение микропроцессорной элементной базы с повышенной помехозащищенностью. Требования к патентной чистоте. Разрабатываемая Сис- тема не предназначается на экспорт, поэтому ограничения по патентной чистоте не накладываются. Однако Заказчику не- обходимо помнить, что в настоящее время авторские права фирм-изготовителей оборудования и разработчиков про- граммного обеспечения охраняются не только международ- ным, но и Российским законодательством, поэтому и оборудо- вание, и программное обеспечение Системы как целиком, так и в какой-либо её части, может применяться только для целе- вого использования, определенного Договорами с Генподряд- чиком, Поставщиком оборудования или Разработчиком Сис- темы, и не может быть передано третьей стороне без письмен- ного разрешения Генподрядчика, Поставщика оборудования или Разработчика программного обеспечения. Требования к стандартизации и унификации. Разраба- тываемая Система должна быть универсальной, обеспечивать возможность её использования на широком классе объектов управления и соответствовать достигнутому мировому уров- 410 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка ню в области создания АСУТП по функциональному разви- тию, удобству эксплуатации и обслуживания. Ввиду полного служебного несоответствия отечественно- го ГОСТ 21.404-85 "Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах" современным требованиям, при кодировке позиций КИПиА, а также при разработке функциональных схем автоматизации и соответствующих им мнемосхем следует придерживаться общепризнанных зару- бежных стандартов, прежде всего - ANSI/ISA-S5.1-1984 'In- strumentation Symbols and Identification". 7.6. Требования к функциям, реализуемым Системой Перечень задач РСУ и требования к качеству их вы- полнения. В соответствии с ГОСТ 24.104-85 ЕСС АСУ "Ав- томатизированные системы управления. Общие требования" РСУ должна обеспечивать: 1. Автоматизированный сбор и первичную обработку технологической информации; 2. Автоматический контроль состояния технологического процесса, предупредительную сигнализацию при вы- ходе технологических показателей за установленные границы; 3. Управление технологическим процессом в реальном масштабе времени; 4. Представление информации в удобном для восприятия и анализа виде на цветных графических операторских станциях в виде графиков, мнемосхем, гистограмм, таблиц и т.п. 5. Автоматическую обработку, регистрацию и хранение поступающей производственной информации, вычис- ление усредненных, интегральных и удельных показа- телей; 6. Автоматическое формирование отчетов и рабочих (режимных) листов по утвержденной форме за опреде- лённый период времени, и вывод их на печать по рас- писанию и по требованию; 7. Получение информации от системы противоаварий- ной защиты, сигнализацию и регистрацию срабатыва- ния системы ПАЗ; Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 411 8. Контроль над работоспособным состоянием средств РСУ и ПАЗ, включая входные и выходные цепи поле- вого оборудования; 9. Подготовку исходных данных для расчета материаль- ных и энергетических балансов по производству, рас- четов расходных норм по сырью, реагентам, энергети- ке; 10.Автоматизированную передачу данных в общезавод- скую сеть и единую ("корпоративную") сеть предпри- ятия; 11. Защиту баз данных и программного обеспечения от несанкционированного доступа; 12.Диагностику и выдачу сообщений по отказам всех элементов комплекса технических средств с точностью до модуля. Сбор и первичная обработка информации включает в себя опрос аналоговых и дискретных датчиков, ввод инициативных сигналов изменения состояния оборудования, числоимпульс- ных сигналов интегрирующих счетчиков, масштабирование и перевод в действительные значения в соответствии с градуи- ровочными характеристиками аналоговых измерительных эле- ментов, фильтрацию сигналов от высокочастотных помех и выбросов. Период опроса аналоговых датчиков должен подбираться индивидуально, а для особо важных переменных - быть в пределах одной секунды. Регулирование и программно-логическое управление должны включать в себя проверку входного сигнала на досто- верность, формирование управляющего воздействия, и выдачу управляющего воздействия на исполнительный механизм с частотой до одного раза в секунду. Для функции управления должна быть обеспечена реали- зация основных законов регулирования (ПИД, Соотношение, Упреждение и т.д.). В каждом контуре должна быть преду- смотрена возможность дистанционного ("ручного") управле- ния со станций технолога-оператора, а также безударный пе- реход с режима ручного управления на автоматическое управ- ление, и наоборот. Для оперативного персонала, имеющего соответствую- щие права доступа, должна быть предусмотрена возможность 412 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка настройки параметров Системы управления со станций техно- лога-оператора. Отказ любого элемента технических средств РСУ не дол- жен приводить к изменению положения или состояния испол- нительных механизмов. Функции отображения информации должны по запросу оператора обеспечить вывод на экран рабочей станции опера- тивной информации о текущем состоянии технологического процесса и оборудования, представляемой в виде мнемосхем, графиков, гистограмм и таблиц. Время реакции Системы на вызов нового изображения - не более чем 2.5 секунды. Опе- ративная информация с процесса на каждом вызванном изо- бражении должна обновляться с частотой до 1 раза в секунду. Погрешности преобразования при вводе сигналов и пере- счете введенных кодов в действительные значения не должны превышать 0,1% диапазона шкалы датчиков. Для обеспечения связи технолога-оператора с процессом и Системой должны быть предусмотрены два типа запросов: прямой и последовательный, реализуемый с помощью пере- листывания. Тип представления информации в каждом фрагменте изо- бражения (мнемосхема, график, таблица) определяется непо- средственно, т.е. путем однократного нажатия на соответст- вующую кнопку на функциональной клавиатуре, а также по выбору из меню. Все действия оператора по взаимодействию с Системой должны быть защищены от возможных ошибок. Система должна исполнять только те действия, которые описаны в до- кументации на Систему. Любые случайные или ошибочные действия персонала по управлению процессом должны игно- рироваться, если они отличаются от объявленных в докумен- тации, или не соответствуют уровню полномочий персонала для исполнения действий. В любом случае все действия пер- сонала должны диагностироваться и архивироваться. Для ретроспективного анализа хода процесса должно быть предусмотрено архивирование данных. Для дискретных параметров должно регистрироваться точное время изменения сигнала. Автоматический контроль состояния технологического процесса должен подразумевать проверку нарушений преду- |