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 413 предительных и предаварийных значений технологических переменных. На станциях технолога-оператора должна быть предусмотрена сигнализация нарушений, выражаемая звуком и изменением цвета. Подготовка исходных данных для расчётов включает в себя определение средних значений переменных, а также вы- числение нарастающих итогов и суммарных значений за опре- делённые интервалы времени. Процедуры расчета накоплен- ных значений должны быть устойчивы к отсутствию данных при выходе из строя датчиков или оборудования вычисли- тельного комплекса. Расчёт технологических и технико-экономических пока- зателей (ТЭП), предусматривающий определение комплекс- ных показателей, характеризующих эффективность техноло- гического процесса, а также расчёты материальных балансов, фактических расходных показателей, общих и удельных мате- риальных и энергетических затрат {расходных норм), техноло- гической себестоимости целевых продуктов и отклонений фактических ТЭП от плановых должны реализовываться на средствах заводской ЛВС. АСУТП должна обеспечивать подготовку всех необходи- мых данных и их последующую передачу в заводскую ЛВС по запросу или по расписанию. Для всех фоновых расчётных задач должна быть обеспе- чена возможность повторного запуска без разрушения инфор- мации базы данных и изменения даты и времени последнего расчёта, выполненного в соответствии с периодичностью их запуска. Средства автоматизированного составления докумен- тов должны предусматривать возможность генерации и моди- фикации отчетов без перепрограммирования. На станциях технолога-оператора должны печататься следующие виды от- четов: • Рабочий (режимный) лист технолога-оператора (1 раз в смену); • Рапорт нарушений предупредительных и предаварий- ных границ, а также действий оперативного персонала (1 раз в смену или по требованию); • Архивная информация выбранных параметров в виде таблиц или графиков за выбранное время (по требова- нию). 414 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Все документы должны печататься в утвержденной форме, и должны сопровождаться календарной датой и вре- менем, которые соответствуют периоду печати. Доступ к информации со стороны рабочих станций Сис- темы ориентирован на использование технологическим пер- соналом, и поэтому должен обеспечивать представление раз- личных категорий оперативных данных, а также ввод данных в Систему наиболее простым и естественным способом. Аппаратура и программная поддержка должны обеспечи- вать начальную загрузку, высокоскоростной обмен данными между отдельными элементами Системы, и управление вы- полнением задач на удалённых устройствах. Скорость обмена данными между различными узлами Системы должна быть достаточной для выполнения требований, предъявляемых к функциям Системы. Сопровождение информационного и программного обес- печения выполняется с помощью программных средств, ори- ентированных на обслуживающий персонал АСУТП. Средст- ва разработки должны обеспечивать возможность создания и конфигурирования информационно-управляющих функций Системы, редактирования, визуализации и самодокументи- рования. Перечень задач системы ПАЗ и требования к качеству их выполнения. Система ПАЗ должна обеспечивать: 1. Автоматизированный сбор аналоговой и дискретной информации от датчиков технологических параметров и параметров состояния исполнительных механизмов, а также дискретных параметров ДВК, ПДК, состояния аварийной вентиляции; 2. Выделение достоверной входной информации; 3. Анализ и логическую обработку входной информации; 4. Автоматическую выдачу сигналов двухпозиционного управления на исполнительные механизмы; 5. Дистанционное ("ручное") управление исполнитель- ными механизмами при условии санкционированного доступа; 6. Определение первопричины срабатывания системы защиты и останова технологического процесса; Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 415 7. Передачу оперативной информации от системы ПАЗ в РСУ для сигнализации, регистрации и архивирования (отклонения параметров, срабатывание исполнитель- ных механизмов ПАЗ, реакция на действия персонала и т.п.); 8. Оперативную и автономную диагностику технических средств системы ПАЗ, и идентификацию неисправно- стей с точностью до модуля (блока). 7.7. Требования к видам обеспечения Требования к Информационному обеспечению. Ин- формационное обеспечение АСУТП включает в себя следую- щие категории данных: • Текущие значения технологических переменных, по- ступающих в систему в результате опроса датчиков и первичной переработки информации; • Усреднённые или сглаженные за определенные перио- ды времени значения переменных; • Границы переменных различных уровней, настройки алгоритмов управления, информация привязки про- граммного обеспечения к конкретному объекту; • Тексты программ и загрузочные модули. Для обмена информацией в рамках распределённой Сис- темы должна быть создана база данных, обеспечивающая дос- туп к данным с локальных элементов сети, которыми являют- ся: • Периферийные микропроцессорные устройства - под- системы управления или контроллеры; • Многофункциональные операторские станции - рабо- чие места технологического персонала; • Инженерная станция. Для удобства работы технологов-операторов с большими объемами разнообразной информации, и для выработки соот- ветствующих стереотипов взаимодействия с Системой, Ин- формационное обеспечение Системы должно быть структури- ровано, и иметь иерархическую организацию. Должны быть предусмотрены следующие стандартные операционные панели (видеоизображения, кадры, окна): 416 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка 1. Панели общего обзора Предназначены для контроля над работой всего произ- водства в целом и для получения доступа к более под- робным панелям при возникновении такой необходи- мости. 2. Мнемосхемы Относятся к наиболее важным типам операционных панелей. Представляют собой графическое изображе- ние основного технологического оборудования, средств КИПиА, и отображают структуру алгоритмов управления и защиты, и их состояние. 3. Панели группы приборов Представляют и описывают состояние лицевых пане- лей 8 - 1 2 приборов. 4. Панели настройки Описывают параметры конкретного устройства / при- бора / регулятора и предоставляют возможность его настройки. 5. Панели сигналов тревоги Отражают в хронологическом порядке предупреди- тельную и предаварийную сигнализацию процесса. 6. Панели регистрации хода процесса (тренды) Должны быть предусмотрены 2 вида панелей для гра- фического отображения данных о ходе процесса во времени: - Панель группы из 6 - 12 трендов, - Панель одиночного тренда. Технологу-оператору должны быть представлены про- стые и естественные способы вызова и ввода данных для различных панелей, как то: • Кнопка на функциональной клавиатуре; • Указание элемента на экране; • Выбор из меню; • Ввод данных через соответствующую зону на экране. Информационное обеспечение системы ПАЗ состоит из следующих категорий данных: • Текущие значения входных аналоговых параметров; • Текущие значения входных дискретных параметров; • Программы логической обработки событий; Глава 7. Техническое задание на создание А СУТП 417 • Дискретные управляющие параметры; • Параметры связи и взаимообмена с РСУ. Все категории данных информационного обеспечения системы ПАЗ не должны теряться при авариях электропита- ния и отказе блоков и модулей системы ПАЗ. Все настроечные константы, информация привязки, алго- ритмы решения задач и тексты программ должны храниться на дублирующих носителях и обновляться при внесении из- менений в Систему. Требования к Лингвистическому обеспечению. Для реализации функций АСУТП должны использоваться совре- менные средства конфигурирования и визуального програм- мирования, ориентированные на специалистов-разработчиков АСУТП. Эти средства позволяют существенно минимизировать время разработки, и придают исключительную наглядность алгоритмам переработки информации и управления. Ввиду отсутствия отечественных нормативных докумен- тов, в качестве их прототипа необходимо использовать разра- ботанный Международной Электротехнической Комиссией (МЭК) стандарт IEC 61131-3, регламентирующий полноту и синтаксис языков технологического программирования. В соответствии с этим стандартом Система должна иметь, как минимум, следующие средства технологического программирования: 1. Function Block Diagrams - Графический язык функциональных блоков; 2. Sequential Function Chart - Функциональные схемы для описания последовательности операций. Для разработки систем противоаварийной защиты дополни- тельно предусматривается: 3. Ladder Logic Diagrams - Графические средства описания логических схем. Для разработки прикладных программ, в частности, техноло- гических и технико-экономических расчётов, должен быть предусмотрен 4. Проблемно-ориентированный язык высокого уровня, позволяющий: - Создавать новые задачи, - Оперативно их корректировать, 14—3110 418 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка - Сохранять результаты решения задач в базе дан- ных, - Организовывать запуск задач по запросу и по вре- мени с соответствующими приоритетами. Непременное условие: Вся представленная на экранах мониторов и в печатных отчетах смысловая и текстовая информация для технологиче- ского и эксплуатационного персонала, как то: • Описатели технологических переменных, • Сообщения и инструкции оператору, • Диалоги, • Названия полей в меню и т.д., - должна быть на русском языке. Исключением, по взаимному согласию между Поставщиком, Разработчиком и Заказчиком могут быть шифры КИПовских позиций (так называемые тэги), коды ошибок, служебные со- общения. Требования к стандартному Программному обеспече- нию. Для реализации задач распределённой Системы должно использоваться специализированное программное обеспече- ние, функционирующее в среде многозадачной операционной системы реального времени. Характеристики программного обеспечения должны удовлетворять требованиям по выполнению функций, указан- ных в предыдущих разделах. Сетевые программные средства, обеспечивающие объе- динение подсистем управления, операторских станций и средств архивирования данных в единую Систему, должны реализовывать загрузку и управление запуском задач, обеспе- чивать обмен между задачами и базами данных, и предостав- лять доступ к периферийным устройствам. Система управления должна иметь возможность опера- тивного конфигурирования прикладного программного обес- печения в процессе функционирования АСУТП. Все ошибочные ситуации, возникающие при работе про- грамм, должны диагностироваться, сопровождаться сообще- ниями, и не должны вызывать нарушений в работе Системы. / laea 7 Техническое задание на создание АСУТП 419 Требования к прикладному программному ("матема- тическому") обеспечению. Математическое обеспечение Системы должно обеспечивать реализацию перечисленных в данном ТЗ функций, а также выполнение операций конфигу- рирования, программирования, управления базами данных и документирования. Прикладное программное обеспечение АСУТП должно обеспечить реализацию требуемых алгоритмов контроля, ре- гулирования и защиты, отображения информации, сигнализа- ции и архивирования данных. Алгоритмы управления должны иметь возможность пере- конфигурирования, и реализовываться через библиотечные блочные структуры. Требования к Техническому обеспечению. Комплекс 1 ехнических средств РСУ и системы ПАЗ должен быть доста- точен для реализации определенных данным ТЗ функций, и строиться на базе следующих специализированных программ- но-технических комплексов: • Средства КИПиА, в том числе датчики, исполнитель- ные механизмы, электронные микропроцессорные ре- гуляторы и поточные анализаторы качества; • Периферийные микропроцессорные устройства - подсистемы управления, или контроллеры; • Многофункциональные операторские и инженерные станции; • Средства архивирования данных; • Сетевое оборудование; • Специализированные микропроцессорные контролле- ры системы ПАЗ; • Средства метрологической поверки оборудования. Система измерений должна строиться на базе электрон- ных датчиков расхода, давления, уровня, температуры, пере- пада давления, интегрирующих счетчиков, анализаторов каче- ства и состава. Средства измерений расходов, давлений, уровней и пере- падов давлений должны иметь стандартные сигналы диапазо- на 4-20 мА. Для реализации сбора и обработки информации в составе иодсистем управления должны быть предусмотрены модули: • Ввода сигналов 4-20шА; 420 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка • Ввода сигналов 4-20шА со встроенными барьерами искрозащиты; • Входа милливольтовых сигналов со встроенными барьерами искрозащиты; • Ввода дискретных сигналов; • Ввода по протоколу RS-422/RS-485 от периферийных микропроцессорных устройств. Вывод управляющих воздействий, рассчитанных по зако- нам регулирования, должен осуществляться через модули вы- вода аналоговых токовых сигналов на электропневмопози- ционеры, установленные на пневматических исполнительных механизмах. Вывод дискретных управляющих воздействий и блокиро- вок для управления электрооборудованием выполняется через модули вывода дискретных сигналов. Требования к Метрологическому обеспечению. Метро- логическое обеспечение измерительных систем (ИС) должно удовлетворять требованиям Закона Российской федерации "Об обеспечении единства измерений", ГОСТов и Правил по метрологии. Метрологическое обеспечение измерительных систем должны соответствовать ГОСТ Р 8.596-2002. ГСИ. "Метроло- гическое Обеспечение измерительных систем. Основные по- ложения". Должны быть предоставлены следующие сведения и документы: • Назначение ИС, и сведения об ее использовании в сфере (или вне сферы) Государственного метрологиче- ского контроля и надзора; • Сертификат об утверждении типа ИС, описание типа ИС, методику поверки, - если они используются в сфе- ре Государственного метрологического контроля и надзора; • Сведения об измеряемых величинах и их характери- стиках; • Перечни измерительных каналов и нормы их погреш- ностей; • Условия измерений; • Условия метрологического обслуживания. Глава 7. Техническое задание на создание АСУТП 421 Средства измерения (СИ), входящие в систему контроля, управления и ПАЗ должны иметь сертификат об утверждении типа СИ, описание типа СИ, методику поверки. В спецификацию оборудования АСУТП должны быть включены специальные технические и программные для ка- либровки измерительных каналов. Значения контролируемых параметров (технологического процесса, технологического оборудования) должны быть вы- ражены в соответствии с ГОСТ 8.417-2002 "ГСИ. Единицы величин". Метрологическое Обслуживание РСУ и системы ПАЗ должно обеспечивать возможность как поэлементной (поком- понентной), так и комплектной поверки или калибровки изме- рительных каналов. В номенклатуру контролируемых параметров входят рас- ходы жидкостей, газов и пара, температура, давление, уро- вень, концентрация и т.д. Для измерения хозучетных расходов методом переменного перепада давления, следует руководствоваться ГОСТ 8.563-97 ГСИ "Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления Все методики измерения, используемые в сфере государ- ственного метрологического контроля и надзора, должны быть аттестованы. При поверке и калибровке каналов РСУ и ПАЗ должна быть предоставлена возможность доступа ко всем элементам Системы для подключения образцовых приборов (калибрато- ров). Для измерительных каналов ИС должны быть представ- лены рекомендации (инструкции) по поверке (калибровке) ИК, утвержденные в установленном порядке. Все метрологические характеристики измерительных и управляющих модулей должны быть представлены фирмой- изготовителем в документации на технические и программные средства. Пределы допускаемых значений погрешности изме- рительных каналов не должны превышать норм Технологиче- ского Регламента. Значения диапазонов измерений и допускаемые приве- денные погрешности должны быть определяющими при вы- боре оборудования и фирмы-поставщика. 422 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Для подтверждения выбранных метрологических харак- теристик согласно ГОСТ 8.009-84 "Нормирование и использо- вание метрологических характеристик средств измерений испытания СИ и ИС должны проводиться по ПР 50.2.009-94 ГСИ "Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений ". Измерительные каналы Системы должны комплектовать- ся техническими средствами измерения, прошедшими госу- дарственные приемочные испытания в порядке, установлен- ном ПР 50.2.009-94. Для технических средств, участвующих в процессе изме- рения контролируемых параметров должны быть обеспечены соответствующие условия эксплуатации (температура, влаж- ность). Должен быть обеспечен контроль условий их эксплуа- тации в помещениях управления. Измерительные каналы Системы могут использоваться для целей контроля параметров только после их калибровки на объекте эксплуатации. Калибровка измерительных каналов ИС проводится в соответствии с установленным на Предприятии порядком. Требования к Организационному обеспечению. Орга- низационное обеспечение АСУТП должно быть достаточным для эффективного выполнения персоналом возложенных на него обязанностей по эксплуатации Системы. Организационное обеспечение должно включать требова- ния по численности и квалификации персонала АСУТП и КИПиА, инструкции по каждому виду деятельности, и точное определение выполняемых функций. Инструкции Организационного обеспечения для техноло- гического персонала должны определять его действия при эксплуатации АСУТП как в нормальном режиме, так и при отказах технических средств. 7.8. Состав и содержание работ по созданию АСУТП Разработка АСУТП и ввод в действие осуществляются в соответствии с ГОСТ 34.601-90 "Автоматизированные Сис- темы. Стадии создания ". Стадии создания АСУТП, этапы и содержание работ по ним, а также организации-исполнители и сроки выполнения |