Справочник инженера по АСУТП Проектирование и разработка 2008. Справочник инженера по асутп Проектирование и разработка Учебнопрактическое пособие ИнфраИнженерия
 Скачать 6.47 Mb.
|
|
Глава 10. Система идентификации параметров АСУТП 667 Колонка 4 - Стандартный измерительный преобразова- тель 4-20 mA. Стандартная форма и для РСУ, и для ПАЗ: _ Т (Transmitter) Если бы речь шла только о привычном локальном регулиро- вании, перечисленных входных параметров было бы вполне достаточно. Сложности возникают: • В системах с периодическим регламентным переклю- чением технологического оборудования и соответст- вующей перестройкой технологического процесса, • При проведении операций пуска - останова и, тем бо- лее, • В системах противоаварийной защиты. Так возникает необходимость в нижеследующих кодах. Колонка 5 - Входной измерительный преобразователь общего вида. Стандартная форма и для РСУ, и для ПАЗ: X _ (X-transducer) Для дискретных входов общего вида форма состоит из двух символов: • Первый символ - символ параметра или устройства, • Второй - X - признак дискретного входа. Третий символ используется для точного определения сим- вольной переменной состояния устройства - 0/C/S/F. Колонка 6 - Входное контактное устройство, реле общего вида. Стандартная форма и для РСУ, и для ПАЗ: _ S _ (Safety) Для дискретных входов общего вида состоит из двух симво- лов: • Первый символ - символ параметра или устройства, • Второй - S - признак дискретного входа. Третий символ используется для точного определения сим- вольной переменной состояния устройства - 0/C/S/F. Пояснение Символ S во второй позиции стандартом ISA определя- ется как сокращение термина SAFETY - БЕЗОПАСНОСТЬ. Применяется для обозначения ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО и ТОЛЬ- КО: - Критических первичных измерительных элементов (EMERGENCY PROTECTIVE PRIMARY ELEMENTS), - Оконечных элементов критических исполнительных уст- ройств 668 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка (EMERGENCY PROTECTIVE FINAL CONTROL ELE- MENTS). Примечание Приведены оба из рассмотренных вариантов кодировки входных дискретных сигналов - и на основе второго символа X, и на основе символа S. Любой из вариантов имеет право на существование. Кодировка на основе символа S находится в структуре кодов ISA. Кодировка на основе символа X отлича- ется уникальностью, и позволяет однозначно соотнести ко- ды входов и выходов: X-Y. В данной работе излишне общая кодировка для входных и выходных преобразователей всех типов посредством символа У сохранена только для выходного преобразователя, чтобы не создавать пересечений, без которых вполне можно обой- тись. В любом случае это решение ничуть не хуже, чем фор- ма _Z для обозначения выходов, которую предлагает стан- дарт ISA. Важное утверждение: Для идентификации состояния оборудования можно обойтись кодами в той же стандартной форме, что и для кодов техноло- гических переменных - _S_ (Safety), где ведущий символ - символ устройства. Последний символ - символ конкретного элемента, характеризующего состояние устройства. Главное условие, которое должно быть соблюдено - коды состояния данных устройств должны однозначно идентифицироваться как таковые. Колонка 7 - Неисправность оборудования. Стандартная форма системы ПАЗ: _ S F (Safety- Fault) Соответствующая форма РСУ: _ L F (Light - Fault) Ведущий символ - символ устройства. Неисправность может определяться: • Непосредственно - как дискретный входной сигнал; • Косвенно - по группе параметров состояния объекта; • При использовании "интеллектуальных" датчиков с протоколами HART или Fieldbus - как сопутствующая диагностика. Как было отмечено ранее, еще один привлекательный ва- риант данного кода может быть представлен в соответствии с шаблоном dvF. Колонка 8 - Резерв. Глава 10. Система идентификации параметров АСУТП 669 10.19. РСУ. Параметры состояния и управления Колонка 9 - Индикатор. Стандартная форма: _ I (Indicator) Колонка 10 - Регулятор общего вида. Стандартная форма: _ Т С (Indicator-Control) Альтернативный вариант: _ С Колонка 11 - Предупредительная сигнализация низкого уровня. Стандартная форма: _ A L (Alarm - Low) Колонка 12 - Предупредительная сигнализация высокого уровня. Стандартная форма: А Н (Alarm - High) 10.20. ПАЗ - РСУ. Параметры взаимодействия Колонка 13 - Аналоговый ввод с сигнализацией общего вида. Стандартная форма системы ПАЗ: _ I S (Indicator - Safety) Соответствующая форма РСУ: _ I A (Indicator - Alarm) Колонка 14 - Совместный контур РСУ и ПАЗ. Стандартная форма системы ПАЗ: _ С S (Control - Safety) Данная форма с дополнительным символом S используется для выделения тех контуров управления, которые имеют об- щий вход и в РСУ, и в ПАЗ, либо выход на общий запорно- регулирующий клапан. Строго соответствующая форма РСУ: _ С A (Control - Alarm) Если ставится задача единообразия, либо и РСУ, и ПАЗ суще- ствуют в единой программно-технической среде, то вполне применима и единая форма CS и в РСУ, и в ПАЗ. Примечание Для обычных контуров управления РСУ по-прежнему ис- пользуется либо привычная форма JC: FIC, LIC, Р/С, TIC, либо более компактная _С: FC, LC, PC, ТС. Колонка 15 - Состояние и блокировка по низкому уров- ню. Стандартная форма системы ПАЗ: _ SLL (Safety - Low Low) Соответствующая форма РСУ: _ ALL (Alarm - Low Low) 670 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Колонка 16 - Состояние и блокировка по высокому уров- ню. Стандартная форма системы ПАЗ: __ SHH (Safety-High High) Соответствующая форма РСУ: _ АНН (Alarm-High High) Примечание Нет никаких препятствий для использования полностью идентичных кодов для совместных контуров, состояний и блокировок на базе единого символа Sue ПАЗ, и в РСУ. Колонка 17 - Выдача световой / звуковой предаварийной сигнализации на площадку. Стандартная форма системы ПАЗ: _ A Y (Annunciation) Соответствующая форма РСУ: _ A A (Annunciation) Ведущий символ - символ параметра или устройства. Колонка 18 - Резерв. Колонки 19 и 20 - Состояние оборудования. Хотя в данном пункте приводятся коды состояния только запорно-регулирующего клапана, отсекателя и задвижки, лег- ко просматривается распространение данного кода и на другие единицы и элементы оборудования, причем не обязательно как чисто физический вход. Это может быть комплексный показатель, определяемый на основе состояния группы параметров устройства или еди- ницы оборудования. Стандартная форма системы ПАЗ: _ S _ (State) Соответствующая форма РСУ: _ L _ (Light) Ведущий символ - символ устройства. Символ в конце формы введен для идентификации кон- кретных состояний оборудования. Это дополнительное поле может быть использовано для уточнения состояний элементов и параметров оборудования на основе символов L и Н, рекомендованных стандартом ISA S5.1-1984: ZSL, ZSH и ZLL, ZLH В данной работе рассмотрены два варианта: • Стандартный - L/H (Low / High) • Особый - О/С (Open /Close), R/S (Run /Stop). Второй вариант представляется более предпочтительным. Например, для ЗРК, отсекателя и задвижки в системе ПАЗ и в РСУ вместо кодов, которые должны были появиться по стан- дарту ISA (таблица 10.33), / /шва 10. Система идентификации параметров АСУТП 671 Таблица 10.33 ПАЗ РСУ SS_: SSH SSL SA_: SAH SAL XS_: XSH XSL XA_: XAH XAL ZS_: ZSH ZSL ZA_: ZAH ZAL получаем: Таблица 10.34 ПАЗ РСУ SS_: SSO SSC SL_: SLO SLC XS_: XSO xsc XL_: XLO XLC ZS_: ZSO zsc ZL_: ZLO ZLC | Как сказано, коды таблицы 10.33, выстроенные в соответствии с правилами стандарта ISA, допускают неоднозначное толко- вание. Повторим важнейший результат, который был получен при рассмотрении физических входных устройств: 1. Если существует необходимость точной привязки за- порно-регулирующей арматуры к технологической пере- менной, коды состояний запорно-регулирующего клапана, отсекателя и задвижки предваряются символом техноло- гической переменной: Таблица 10. 35 ПАЗ РСУ j FSS_ FXS_ FZS_ FSL_ FXL FZL_ LSS_ LXS_ LZS_ LSL_ LXL_ LZL_ | 672 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка PSS_ PXS_ PZS_ PSL_ PXL_ PZL_ TSS_ TXS_ TZS_ TSL_ TXL_ TZL_ 2. Если обратить внимание, что параметры состояния ЗРК, Отсекателя и Задвижки по определению являются дис- кретными, то непосредственной необходимости в исполь- зовании символа S в третьей позиции кода ПАЗ - нет. И если сделать следующий шаг, и принять единообразную кодировку данной группы параметров и в поле, и в ПАЗ, и в РСУ, то коды приобретут совершенно лаконичную и за- конченную форму: Таблица 10.36 ПОЛЕ ПАЗ РСУ FSO FSO FSO FSC j FSC FSC LXO LXO LXO LXC 1 LXC _ _ _ i _ .. _ LXC I PZO PZO § PZO PZC | PZC 1 PZC TZO | TZO TZO TZC 1 TZC I TZC Колонка 21 - Неисправность оборудования. Стандартная форма системы ПАЗ: _ S F (Fault) Соответствующая форма РСУ: _ L F (Fault) Ведущий символ - символ устройства. Существует еще один вариант данного кода на основе уже не символа устройства, а целиком двухсимвольного кода уст- ройства. Причем код устройства в данном случае можно рас- сматривать в самом широком смысле - в том числе и как код Глава 10. Система идентификации параметров АСУТП 673 некоторого полевого устройства КИП. Шаблон этой формы выразится как dvF. Эта форма также обладает достаточной универсальностью, ибо позволяет задавать индивидуальные коды ошибок для всех типов полевых устройств, например: FTF = FT-F, PSF = PS • F. Колонка 22 - Резерв. Колонка 23 - Положение ключа Дистанционное / Местное управление. Конкретный вид некоторых кодов не имеет решающего значения - главное, чтобы они вообще были. Служебные коды типа ключа "Дист/Мест", ключ "Обхода блокировки", команда "Возврат в исходное состояние" допускают определенную свободу выбора. Возможна свежая кодировка ключа на основе не затертого термина Switch - SW. Код модифицируется предваряющим команду символом устройства. Стандартная форма системы ПАЗ: __ S W (Switch) Соответствующая форма РСУ: _L W (Switch-Light) Пояснение Термин SWITCH - ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, КЛЮЧ - стандартом ISA определяется как устройство, которое: • Соединяет (connccts), • Разъединяет (disconnects), • Выбирает (selects), • Передает / Переключает (transfers), одну, или несколько цепей, но при этом не обозначено как • РЕГУЛЯТОР (CONTROLLER), • РЕЛЕ (RELAY), или • РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН (CONTROL VAL VE). Термин SWITCH обычно применяется в тех случаях, если уст- ройство используется для • Сигначизации (ALARM) • Оповещения (PILOT LIGHT) • Выбора (SELECTION) • Переключения (INTERLOCK) • Безопасности / Защиты (SAFETY). В качестве глагола (действия) данный термин также используется для обозначения ФУНКЦИЙ, выполняемых ПЕ- РЕКЛЮЧА ТЕЛЯМИ 22—3110 674 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Колонка 24 - Ключ Обхода блокировки (Деблокирующий ключ). Стандартная форма РСУ : В (De Block) Стандартная форма системы ПАЗ: D (De Block) Ведущий код - код входной переменной PS, FT, или код устройства SV, NV, ... Примечание Если АСУТП строится е единой программно-технической среде, то коды ключей в РСУ и ПАЗ будут совпадать. Колонки 25-26 - Команды Дистанционного Управления. Вместо многочисленных вариантов кодов (см. таблицы 10.13-10.15): • HS,HC • HPBL, SB • ZH, ZL, ZS • NS вводится единая форма, основанная на коде переключателя HS (Hand Switch), предваряемого символом устройства (N, S, X, Z): Стандартная форма РСУ: _ Н _ (Hand- witch) Стандартная форма системы ПАЗ: Y _ Последнее поле кода служит для уточнения типа команды: Таблица 10.37 Насос ЗРК Отсекатель Задвижка ! | Пуск NHR Открыть SH О Открыть ХНО Открыть ZHO Останов NHS Закрыть SHC J Закрыть 1 ХНС | Закрыть г ZHC Для устройств, управление которыми сводится к бинар- ной операции типа "Вкл / Выкл.", в использовании последнего поля непосредственной необходимости нет. Тогда выходные коды для этих устройств можно сделать совершенно прозрачными и ассоциативно связанными с при- вычным, но индифферентным кодом HS: I iaea 10. Система идентификации параметров АСУТП 675 Таблица 10.38 • • • i - ' Насос | ЗРК Отсекатель Пуск , Останов NHS Открыть Закрыть SHS Открыть Закрыть XHS Важным исключением являются некоторые электрозадвижки - с ТРЕМЯ раздельными физическими кнопками управления: • ЗАКРЫТЬ • ОТКРЫТЬ • СТОП. Для них можно установить свои собственные уникальные ко- ды, например: • ЗАКРЫТЬ: ZPBC • ОТКРЫТЬ: ZPBO • СТОП: ZPBS, либо сохранить единообразную с другими устройствами сис- тему формирования кодов. Примеры применения описанной системы кодов представлены на нижеследующих схемах об- вязки оборудования. Пример функциональной обвязки электрозадвижки Состояние задвижки 'ZHO^ 1 ч Ж ^ Рис. 10.30 676 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Замечание Сопровождение функциональных блоков на схеме словес- ными пояснениями - это хорошая практика. Примеры функциональной обвязки отсекателя Рис. 10.31 РСУ Рис. 10.32 Шестиугольники на последней схеме изображают про- граммные (логические) переменные, доступные инженеру КИПиА с выделенной станции по обслуживанию полевого оборудования, или с инженерной станции РСУ. / /шва 10. Система идентификации параметров АСУТП 677 Колонка 27 - Готовность, или подготовка оборудования к работе - Возврат к исходному состоянию {Reset). Формируется автоматически, вручную, или на основе со- стояния группы ключевых параметров устройства (температу- ры подшипников, заполнение насоса и т.д.) для дополнитель- ной проверки и контроля состояния и возврата устройства в исходное состояние для подготовки оборудования к пуску. Стандартная форма системы ПАЗ: R (Reset) Соответствующая форма РСУ: R (Reset) Двухсимвольный ведущий код - код устройства: NV, SV, XV, Z V. Колонка 28 - Сигнализация срабатывания блокировки. Признак срабатывания блокировки в ПАЗ: S Получение сигнализации от системы ПАЗ о выдаче команды блокировки: А Двухсимвольный ведущий код - код устройства: NV, SV, XV, ZV. Пример функциональной схемы обвязки насоса Блокировка сработала в * - Рис. 10.33 Кнопки с двойной горизонтальной чертой - NVD, NHS и световое табло NVB расположены на дополнительной опера- тивной панели системы ПАЗ. Панель располагается в поме- щении управления в непосредственной близости от рабочих станций РСУ, и предназначена для оперативного технологиче- ского персонала. 678 Справочник инженера по АСУТП• Проектирование и разработка Если символ G в качестве символа насоса представляется более привычным, чем N, нет никаких помех, чтобы постро- ить схему обвязки насоса на его основе: Сигнализация I ^ Q L ^ G L V V ' состояния двигателя •• Работа I Останов" V > ^ у Блокировка сработала положения ключа Блокировка Ключ V насоса обхода V ОТКЛЮЧЕНА блокировки V Аварийный останов Состояние двигателя ( GS Y G S W \ КЛЮЧ Насоса V Д j Д и е т / М е с т Рис. 10.34 Для сравнения приводится пример обвязки насоса из оте- чественной практики, выполненный рукой автора, но с точ- ным сохранением графики первоисточника: Рис. 10.35 Глава 10. Система идентификации параметров АСУТП 679 И еще один пример, уже из инородной практики: Рис. 10.36 Здесь все идентификаторы выстроены в полном соответ- ствии со стандартом ANSI/ISA-S5.1-1984. Но если не иметь перед глазами эту схему с поясняющими надписями, понять смысл кодов совершенно невозможно. 680 Справочник инженера по АСУТП• Проектирование и разработка 10.21. Выходные устройства Главный способ группировки параметров контура - привязка к технологической переменной - символу контура - информа- ционного, управления, защиты. Поэтому все переменные контура объединяются первым сим- волом - символом технологической переменной. Для линей- ных контуров управления и защиты этот способ группировки является наиболее естественным. Колонка 29 - Устройство световой / звуковой предава- рнйной сигнализации на площадке. Стандартная форма: A Y (Annunciation) Первый символ кода - символ технологической переменной или устройства, по которому сработала сигнализация. Колонка 30 - Резерв. Колонка 31 - Выходной преобразователь (ЭПП, соленоид, реле). Наши нововведения: Вводится единая кодировка выходного канала, основанная на коде выходного преобразователя Y. Стандартная форма: Y Первый символ к о д а - символ технологической переменной. Второй символ - символ устройства. Замечание В представленной системе один раз использовано дополни- тельное поле позади кода - для обозначения ЭПП ЗРК. Колонка 32 - Исполнительный механизм с регулирую- щим органом. Стандартная форма: V (Valve) Первый символ кода - символ технологической переменной. Второй символ - символ устройства. Примеры: FC V - Регулирующий клапан расхода FSV - Запорно-регулирующий клапан FXV - Отсекатель FZV - Электрозадвижка. / /шва 10. Система идентификации параметров АСУТП 681 10.22. Нумерация контуров РСУ и ПАЗ До сих пор за рамками обсуждения был оставлен мощ- нейший резерв уменьшения беспорядка - это алфавитно- цифровой шифр, сопровождающий код контура - сущест- вующий на действующем объекте "номер позиции". Далее рассматриваются несколько возможных вариантов нумерации. Сквозная нумерация. При сквозной нумерации независимо от типа контура или переменной используется единая после- довательность номеров либо для всего производства, либо для его отдельных частей. Принцип понятен из примера: FIC-101 LI-102 TIA-103 PSLL-104 ... Параллельная нумерация. При параллельной нумерации исходная последовательность номеров повторяется для каж- дой новой первой буквы кода: F1C-100 LI-100 ПА-100 PSLL-100 FIC-101 LIC-101 TI - 101 PIA - 101 FT А-102 LAH-102 TIC-102 PIC - 102 Параллельно-сквозная нумерация. При параллельно- сквозной нумерации новая серия номеров начинается для каж- дой новой первой буквы кода: Переменная Группа Номер серии F Расход 100 L Уровень 200 Р Давление 300 Т Температура 400 А Анализ 500 и т.д. и прочее. Для более крупных объектов шаг может быть увеличен. 682 Справочник инженера по А СУТП: Проектирование и разработка Структурно-технологическая нумерация. Принцип понятен из рисунка: КОД- УСТАНОВКИ ОТДЕЛЕНИЯ УЗЛА Параллельная ЛИНИЯ или СИСТЕМА Параллельное" оборудование или КОМПОНЕНТ КОНТУРА] Рис. 10.37 Код установки, отделения или узла должен выноситься на общий уровень монтажно-технологической, функциональной, или экранной мнемосхемы, и указываться в атрибутах наиме- нования или шифра схемы. Аналогичным образом можно поступить и с кодом техно- логической линии, или системы. Количество символов каждого элемента кода определяет- ся масштабом объекта автоматизации. Сочетание представ- ленных способов нумерации также не исключается. Примечание Служебные символы типа | - | / | , | . | без большой нужды лучше не использовать. 10.23. Графические символы Структура таблиц идентификации 10.31 и 10.32 хороша уже тем, что мы ясно видим классы устройств и функций, ко- торые требуют отображения: • Полевые устройства • Функции / Устройства РСУ • Функции / Устройства ПАЗ. |