Справочник инженера по АСУТП Проектирование и разработка 2008. Справочник инженера по асутп Проектирование и разработка Учебнопрактическое пособие ИнфраИнженерия
 Скачать 6.47 Mb.
|
|
Глава 13. Выбор и построение надежных и эффективных АСУТП 907 Процедура выбора конкретного поставщика для конкрет- ного объекта состоит из выполнения следующих шагов: 1. Определение технических требований к составу и качеству оборудования и программного обеспечения; 2. Анализ рынка АСУТП и выбор поставщиков, участвующих в тендере; 3. Рассылка требований; 4. Получение и анализ полученной технической и коммерческой информации; 5. Составление сводных таблиц для сопоставления предложений; 6. Организация группы экспертов из представителей заинтересованных служб предприятия; 7. Определение критериев и их ранжирование; 8. Индивидуальная работа экспертов над полученными данными; 9. Составление сводных таблиц с экспертными оценками; 10.Ранжирование потенциальных поставщиков в соответствии с полученными средневзвешенными показателями; 11 .Утверждение результатов и окончательный выбор поставщика. По окончанию данной стадии разрабатывается отчет. В основной части отчета приводят: 1. Описание результатов обследования объекта автома- тизации; 2. Описание и оценку преимуществ и недостатков разра- ботанных альтернативных вариантов концепции соз- дания АСУТП; 3. Сопоставительный анализ требований Заказчика к АСУТП и вариантов построения АСУТП; 4. Обоснование выбора наиболее рационального вариан- та концепции и описание предлагаемой АСУТП; 5. Ожидаемые результаты и эффективность реализации выбранного варианта концепции АСУТП; 6. Ориентировочный план реализации выбранного вари- анта построения АСУТП; 7. Оценка затрат на реализацию проекта создания АСУТП. 908 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка Здесь необходимо сделать важное уточнение. Вовсе не обязательно зацикливаться на бесконечных тендерах по каж- дому объекту: выбор каждого НОВОГО поставщика оборудо- вания и услуг должен диктоваться не конъюнктурой, а только действительной необходимостью, и оценкой РЕАЛЬНЫХ дол- говременных последствий выбора. В выигрыше оказываются те предприятия, которые суме- ли не размазать, а сконцентрировать усилия на ключевых на- правлениях, определив в качестве генеральных поставщиков конкретных единиц оборудования и услуг самых авторитет- ных представителей на рынке автоматизации, и оформившие с ними долгосрочные соглашения о сотрудничестве. 13.43. Стандарты МЭК - призыв к осмотрительности Необходимо критически относиться к сведениям из про- спектов поставщиков оборудования безопасности, и всегда перепроверять наличие сертификатов третьей стороны на фактический уровень допуска предлагаемого оборудования по последним международным стандартам - IEC 61508, 1ЕС 61511. Но, к сожалению, и сертификаты не гарантируют соот- ветствие оборудования заявленным характеристикам. К при- меру, сокращение расчетного межповерочного интервала в два раза приводит к пропорциональному снижению расчетной вероятности опасного отказа в два раза, и соответственно к искусственному завышению характеристик системы. В стандартах IEC 61508 и 61511 прямо указывается на необходимость опыта непосредственного применения кон- кретных систем безопасности в течение достаточного ин- тервала времени на различных процессах, как одного из решающих условий выбора. В особенности это касается комплексных компонент системы с многочисленными функ- циями. Заказчик должен точно знать, какие из этих функций действительно были проверены на практике. Вполне понимая неоднозначность проблемы выбора кон- кретной системы безопасности, Международная электротех- ническая комиссия рекомендует проявлять сдержанность по отношению к любому появлению существенной новизны в отношении программируемых электронных систем в про- мышленности. Глава 13. Выбор и построение надежных и эффективных АСУТП 909 13.44. Использование единой платформы программно- технических средств, и выбор единого подрядчика по созданию АСУТП Выбор единого подрядчика оборудования и услуг, свя- занных с созданием АСУТП, продиктован стремлением к унификации и единообразию проектных решений на всех па- пах создания эффективной системы управления и защиты тех- нологического процесса. При этом необходимо отдавать себе отчет, что ответственность за результаты данного выбора воз- растает пропорционально той роли, которая будет возложена и которую возьмет на себя конкретный генподрядчик АСУТ11. Заказчику нужна полная уверенность в успешном выполне- нии проекта. Не должно быть никаких сомнений в способно- сти подрядчика выполнить весь объем работ в установленные сроки с заранее заданным качеством. Проверка дееспособности потенциальных преюндетои должна быть произведена с исключительной тщательностью, чтобы выбор был сделан в пользу поставщика, успешно реа- лизующего проекты подобного масштаба в течение последних 5-10 лет и в России, и за рубежом. Некоторые фирмы предлагают в качестве неоспоримою преимущества своих систем так называемое свойство "откры- тости". Под этим качеством понимается возможность объеди- нения в рамках общей системы оборудования и программной обеспечения самых разных производителей. Согласиться с таким подходом можно только в том слу чае, когда у Заказчика уже существует, или в силу объекшв ных обстоятельств он вынужден установить несколько разно родных систем, которые затем будут объединяться в общи! комплекс. Этот подход обычно используется на предприятия: пищевой, фармацевтической, целлюлозно-бумажной, мс i ал лургической промышленности и тому подобных произволе) вах, на которых сосредоточено большое количество разнород ных дискретных или периодически действующих узлов и ;и регатов (конвейеры, смесители, печи, дозаторы, упаковочпы машины и т.д.). Эти агрегаты обычно полностью укомплект ваны средствами автоматизации, и поставляются комплект со своими собственными панелями управления и специализи рованными контроллерами. 910 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка Для объединения разнотипного оборудования приходит- ся применять универсальные открытые сети общего назначе- ния типа Ethernet. Таким образом, в обмен на возможность применения раз- нородного, но потенциального любого оборудования приобре- тается множество проблем, связанных с эксплуатацией и об- служиванием программно-технических комплексов разных производителей. Плюс - открытые для несанкционированного доступа недетерминированные сети, и проблема защиты от внешнего вмешательства и проникновения вирусов. Для современных систем управления и защиты непре- рывных нефтегазодобывающих, химических, нефтехимиче- ских и нефтеперерабатывающих производств современный уровень требований заключается в максимально возможной унификации оборудования и программного обеспечения с учетом потенциально возможного расширения архитектуры и функций системы без привнесения инородных элементов. Такой подход предопределен спецификой данных произ- водств: современные распределенные системы управления и защиты непрерывных химических, нефтехимических и нефте- перерабатывающих производств заранее проектируются под конкретные применения с заведомо известными требова- ниями и параметрами технологических процессов. Поэтому в качестве фундаментального требования к обо- рудованию и программному обеспечению АСУТП выступает не абстрактная "открытость", а напротив, детерминирован- ность (строгая определенность и предсказуемость) поведения, и жесткость, устойчивость программно-технической конст- рукции для конкретного применения. Универсальность применения специальных РСУ и ПАЗ достигается за счет воплощения и реализации многолетнего опыта для всего спектра нефтегазодобывающих, химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, наработанного производителем и проектировщиком. Данный класс систем не нуждается в некоем эфемерном предположе- нии о потенциально возможном применении каких-то неиз- вестных на момент проектирования установки подсистем. Предполагается, что как проектировщик технологического процесса, так и проектировщик АСУТП имеют ясное пред- ставление о конечном результате. Глава 13. Выбор и построение надежных и эффективных АСУТП 911 При непременном условии, что процедура выбора кон- кретного исполнителя будет проведена со скрупулезной тща- тельностью по всем без исключения критериям оценки, дан- ный подход предоставляет множественные и значительные преимущества. 1. Коммерческие преимущества: 1.1. Соглашение о договорной цене на основное оборудование РСУ и ПАЗ в течение всего срока выполнения проекта; 1.2. Общий контроль над целевым использованием средств. 2. Организационные преимущества: 2.1. Единые стандарты, нормы и правила выполнения работ по созданию АСУТП; 2.2. Единая взаимная ответственность Генподрядчика и Заказчика; 2.3. Отработанные схемы взаимодействия между всеми участниками проекта; 2.4. Единый График выполнения проекта. 3. Сокращение сроков проектирования и внедрения АСУТП: 3.1. Унификация проектных решений; 3.2. Упреждающая разработка; 3.3. Единообразная проектная и рабочая документация. 4. Сокращение затрат на этапе монтажа, пусконаладки и внедрения: 4.1. Унификация оборудования и программного обеспечения; 4.2. Унификация технических решений; 4.3. Ускоренная подготовка и обучение персонала. 5. Сокращение затрат на этапе эксплуатации и технического сопровождения: 5.1. Уменьшение страхового запаса ЗИП; 5.2. Простота внесения модификаций; 5.3. Взаимозаменяемость узлов и модулей; 5.4. Сокращение численности эксплуатационного и обслуживающего персонала; 5.5. Уменьшение частоты проведения планово- предупредительного ремонта; 5.6. Повышение надежности системы. 912 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка БИБЛИОГРАФИЯ 1. ГОСТ 1.5-2004 ПРАВИЛА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ. Об- щие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов. 2. ГОСТ 7.32-2001 Отчет о научно-технической работе. Структура и правила оформления. 3. ГОСТ 2.106-96 ЕСКД Текстовые документы. 4. ГОСТ 24.104-85 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Автоматизированные системы управления. Общие требо- вания. 5. ГОСТ 34.003-90 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Автоматизированные системы. Термины и определения. 6. ГОСТ 34.201-89 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Виды, комплектность и обозначение документов при соз- дании автоматизированных систем. 7. ГОСТ 34.601-90 ЕСС АСУ. Автоматизированные систе- мы. Стадии создания. 8. ГОСТ 34.602-89 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. 9. ГОСТ 34.603-92 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Виды испытаний автоматизированных систем. 10. ГОСТ 24.701-86 ЕСС АСУ. Надежность автоматизиро- ванных систем управления. Основные положения. 11. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежно- сти. Основные положения. М.: Издательство стандартов, 1997. 12. РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов. Гос- гортехнадзор, 2001. Библиография 913 13. ГОСТ 24.702-85 ЕСС АСУ. Эффективность автоматизи- рованных систем управления. Основные положения. 14. ПБ 09-540-03 "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств". 15. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации. 16. РД 50-34.698-90 МЕТОДИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ. ИН- ФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Автоматизирован- ные системы. Требования к содержанию документов. 17. ГОСТ Р 8.596-2002. ГСИ. Метрологическое Обеспечение измерительных систем. Основные положения. 18. МИ 2439-97. Метрологические характеристики измери- тельных систем. Номенклатура. Принципы регламента- ции, определения и контроля. 19. МИ 2441-97. Испытания для целей утверждения типа из- мерительных систем. Общие требования. 20. ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений. 21. Стандарт DIN V 19250 "Fundamental Safety Aspects To Be Considered For Measurement And Control Protective Equip- ment" (Фундаментальные аспекты безопасности, рассмат- риваемые для связанного с безопасностью оборудования измерения и управления). 22. Стандарт DIN V VDE 0801 "Principles For Computers In Safety Related Systems" (Принципы для компьютеров в системах, связанных с безопасностью). 23. Стандарт ANSI/ISA 84.01-96 "Application of Safety Instru- mented Systems for the Process Industries" (Применение оборудованных под безопасность систем для технологи- ческих процессов). 24. Стандарт IEC 61508 "Functional Safety of Electrical / Elec- tronic / Programmable Electronic Safety Related Systems" (Функциональная безопасность электрических, электрон- ных и программируемых электронных систем, связанных с безопасностью). 25. Стандарт IEC 61511 " Functional Safety: Safety Instru- mented Systems for the Process Industry Sector" (Функцио- нальная безопасность: Оборудованные под безопасность системы для перерабатывающего сектора промышленно- сти). 914 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Глава 1. Постановка задач автоматизации 7 1.1. Область определения 7 1.2. Статистика причин инцидентов и аварий 7 1.3. Общие положения 9 1.4. Специфика автоматизированных систем 11 1.5. Стереотипы резервирования 13 1.6. Стандарты промышленной безопасности МЭК... 18 1.7. Жизненный цикл безопасности 19 1.8. Интегральная и функциональная безопасность...Л9 1.9. Проектная документация 21 1.10. Огрехи стандарта IЕС 61508 23 1.11. Применимость одноканальных систем на взрывоопасных объектах 26 1.12. Существуют ли четырехканальные системы 2оо4 и 2oo4D? 29 1.13. Научно-техническая мифология 34 1.14. Анатомия подмены понятий 50 1.15. Сертификация систем "2оо4" по стандарту IEC 61508 56 1.16. Непрерывность контроля и защиты 59 1.17. Сравнение надежности архитектур 1 oo2D и 2ооЗ 61 1.18. Сравнение схем деградации архитектур 1 oo2D и 2ооЗ 65 1.19. Оптимальность архитектуры 1 oo2D 72 1.20. Основные выводы сравнения 76 1.21. Протоколы Internet-гмудрецов 77 1.22. Номенклатура современных систем управления и защиты 85 1.23. Открытые системы 89 916 Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка Адекватность начальных условий МО Требования МЭК к полевым испытаниям системы 91 Требования МЭК к испытаниям компонентов программного обеспечения 92 Степень доверия к заявленному уровню интегральной безопасности 93 Современная концепция автоматизации 97 Термины и определения 97 Оборудование и устройства 97 Системы 99 Безопасность и риск 104 Сбои и отказы 11К Обозначения и сокращения 126 Современная концепция безопасности I ^ I Электротехническая комиссия, Германия I U Стандарты безопасности США 136 Общие методы анализа рисков 137 Методы анализа риска и опасных факторов в США 141 Российские нормы анализа рисков и последствий отказов 143 Международные стандарты безопасности 146 Стандарт IEC 61508 "Функциональная безопасность электрических, электронных и программируемых электронных систем, связанных с безопасностью" 147 Стандарт IEC 61511 "Функциональная безопасность: Оборудованные под безопасное i ь системы для перерабатывающего сектора промышленности" 153 Архитектура систем управления и защиты ....157 Безопасные ПЛК 157 Структура отказов базовых архитектур систем безопасности 161 Архитектура 1 оо 1 162 Архитектура 1 оо2 16 * Архитектура 2оо2 164 Архитектура 2ооЗ 16S 916 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка 3.7. Основные архитектуры промышленных систем безопасности. Архитектура 1 оо 1D 166 3.8. Архитектура 1 оо 1D - расширенный вариант ...167 3.9. Архитектура loolD - "горячее" резервирование 169 3.10. Архитектура 2оо2 170 3.11. Архитектура 1 оо2 172 3.12. Архитектура 1 oo2D - Классический вариант 175 3.13. Логика работы системы loo2D 177 3.14. Важный пример архитектуры loo2D 178 3.15. Архитектура loo2D - модификация 2*2 ("2оо4") 179 3.16. Внимание к деталям 182 3.17. Классические архитектуры 2ооЗ 183 3.18. Системы семейства QUADLOG (Siemens Energy&Automation) 187 3.19. Архитектура Quadlog l o o l D - R C 4 , SIL2 188 3.20. Архитектура Quadlog loo2D - RC6, SIL3 189 3.21. Концепция фирмы HIMA 199 3.22. Система QMR FSC фирмы Honeywell 200 3.23. Системы семейства ProSafe (Yokogawa Electric) 200 Глава 4. Общие требования при создании АСУТП 211 4.1. Положение наших предприятий на нормативном поле 211 4.2. Оптимистические выводы 216 4.3. Схемы организации проекта 225 4.4. Распределение ответственности при создании АСУТП 227 4.5. Ответственность Разработчика процесса 228 4.6. Ответственность Проектной организации 229 4.7. Ответственность Разработчика АСУТП 230 4.8. Ответственность Организации-заказчика АСУТП 231 4.9. Проведение конкурса (тендера) по выбору оборудования АСУТП 231 4.10. Общие требования к РСУ 232 4.11. Общие требования к системе ПАЗ 233 4.12. Эксплуатационные ограничения 236 917 Индикация и сигнализация на оперативных панелях и в РСУ 237 Требования к метрологическому обеспечению ..238 Международный подход к системе классификации рисков 239 Диаграмма соответствия отечественных категорий взрывоопасности международным классам и уровням безопасности 242 Механизмы деградации систем безопасности и действия при отказах 245 Временные ограничения на применение ПЛК....247 Резервирование полевого оборудования 251 Выбор архитектуры систем безопасности 252 Западные документы специального допуска 254 Простейшая процедура предварительного выбора 256 Ведущие производители промышленных систем безопасности 258 Состав и содержание работ по созданию АСУТП 263 Стандарты предприятия по управлению промышленной безопасностью 263 Стадии и этапы создания АСУТП 265 Степени свободы при создании АСУТП 272 Стадия "Формирование требований к АСУТП" .273 Стадия "Разработка концепции АСУТП" 277 Стадия "Техническое задание на создание АСУТП" 280 Состав и содержание работ по созданию АСУТП 283 Первое техническое совещание 284 Исходные данные для создания АСУТП 284 Разработка Технического проекта 285 Рассмотрение Технического проекта 286 Рабочий проект (Рабочая документация) 286 Взаимодействие и ответственность подразделений, участвующих в процессе создания АСУТП 288 Состав работ и ответственность при подготовке к вводу АСУТП в действие 289 918 Справочник инженера по А СУТП' Проектирование и разработка 5.15. Монтаж и пуско-наладка 291 5.16. Поверка и калибровка измерительных каналов.. 292 5.17. Порядок контроля и приемки 292 5.18. Ответственность при эксплуатации и техническом обслуживании АСУТП 301 5.19. Требования к документированию 302 5.20. План-график и распределение работ по созданию АСУТП 303 |