Автоматизация технологического процесса ЦППН

        Информационный обмен между контроллерами,  рабочими станциями оператора-технолога  и сервером должен осуществляться  по стандартному интерфейсу с горячим резервированием.

    Cвязь между рабочими станциями, сервером и рабочими станциями смежных подсистем должна обеспечиваться по локальной сети Ethernet.

    

    Система должна функционировать в непрерывном  круглосуточном режиме.

    Система должна иметь встроенные и переносные средства контроля и диагностирования, которые должны обеспечивать:

• фоновый самоконтроль компонентов системы (контроллеры, рабочие станции операторов) в процессе функционирования, предназначенный для выявления функциональных отказов, возникающих в процессе функционирования системы;
• тестовый самоконтроль компонентов по включении или перезапуску, предназначенный для углубленного самоконтроля и выявления функциональных отказов при включении компонента;
• контроль компонентов системы при проведении ремонтно-восстановительных работ.

   Система должна иметь гибкую структуру, легко  адаптироваться к изменению технологической схемы установки, обеспечивать конфигурирование новых контуров измерения, контроля, регулирования и программно-логического управления.

   Система должна обеспечивать возможность управления установкой в случае несущественных изменений технологии или методов  управления путем переналадки контуров управления силами обслуживающего персонала.

   Состав  программно-технических средств  системы должен предусматривать развитие системы за счет резервирования входов и выходов интерфейсных модулей (до 20%).

   Показатели  надежности должны отвечать требованиям  ГОСТ 24.701-86.

   Система должна быть многофункциональным, восстанавливаемым, ремонтируемым изделием.

2.3.2 Требования по безопасности

   При монтаже, наладке, эксплуатации, обслуживании и ремонте технические средства системы должны соответствовать общим правилам, установленным для электрических установок документами:

   

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), издание 6 2000 г.;
• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) и  Межотраслевые правила охраны труда  (МОПОТ) – 2001 г.;
• СниП 3.05.07-85  Системы автоматизации.

       

2.3.3 Требования по  сохранности информации

    Система должна обеспечивать сохранность информации в следующих ситуациях:

           · отказ технических и программных средств;

           · сбой в электропитании;

           · внесение изменений в программное обеспечение.

   С целью  исключения возможности потери информации при выходе из строя технических  и программных средств накопленная (архивная) информация должна храниться на внешних носителях.

    Для  исключения потери информации  при пропадании электропитания  в системе должны быть предусмотрены  внутренние независимые источники  питания.

2.3.4 Требования к защите информации от несанкционированного доступа

     Система должна обеспечивать  строгую конфиденциальность хранимой  и обрабатываемой информации.   Это должно быть достигнуто  следующими мерами:

   ·  разделение информации по уровням доступа;

   ·  создание групп пользователей, имеющих права доступа пользователей к базе данных и сетевой операционной системе;

   ·  автоматическую регистрацию факта доступа пользователей к базе данных и сетевой операционной системе;

   

   · регистрацию факта попытки несанкционированного доступа пользователей к базе данных и сетевой операционной системе.

2.3.5  Требование к функциям

   Система должна обеспечивать выполнение информационных, управляющих  и вспомогательных (конфигурирования и обслуживания) функций.

   Сбор  и первичная обработка информации включает:

• опрос аналоговых и дискретных датчиков;
• контроль достоверности;
• масштабирование и перевод в действительные значения в соответствии с градуировочными характеристиками аналоговых датчиков;
• формирование слов событий, аварий, предаварий;
• сравнение с регламентными и аварийными уставками;
• вычисление средних значений параметров за заданный интервал времени (например, среднечасовой и среднесуточный расход нефти, воды, газа);
• косвенное измерение (вычисление) параметров (например, время работы насосных агрегатов).

   Функции защиты и блокировки технологического оборудования должны обеспечивать обнаружение  аварийных состояний технологического процесса по аварийным отклонениям технологических параметров, производить обработку данных синхронно с опросом, обеспечивать сигнализацию на экране монитора о наличии аварийной ситуации и выдачу сообщений об аварийной ситуации вне зависимости от типа видеограмм на экране.

   Документирование  срабатывания системы защиты должно позволить получить протокол срабатывания блокировок и должно выполняться автоматически при обнаружении аварийной ситуации.

   

   Регулирование и программно-логическое управление должны включать в себя логическую проверку входного сигнала на достоверность, формирование значения управляющего воздействия, проверку его на допустимость и выдачу на исполнительный механизм.

     В каждом контуре регулирования  и управления должна быть предусмотрена возможность дистанционного ручного управления, а также безударный переход с режима ручного управления на автоматическое регулирование и наоборот.

   Функция отображения информации должна обеспечивать по запросу оператора вывод на экран цветного графического дисплея  оперативной информации о текущем  состоянии технологического процесса и оборудования, представленной в виде мнемосхем, графиков, гистограмм и таблиц.

      Видеограммы и функции должны  быть организованы по четкой  логической структуре, чтобы обеспечивать легкий и удобный доступ к информации.

   На  дисплее информация о состоянии  технологического процесса отображается в виде:

   ·  фрагментов мнемосхемы, включающей мнемоническое изображение технологического процесса с выводом на нее информации о технологическом процессе и состоянии оборудования;

   ·  значений параметров контуров регулирования (текущее значение, задание, управляющее воздействие, процент открытия клапана, параметры настройки);

   ·  трендов текущих значений параметров за требуемый промежуток времени.

     На видеокадрах должна быть  предусмотрена сигнализация нарушений  регламентных, предупредительных и  аварийных границ.

     Сигнализация выхода параметров  за регламентные и аварийные  границы определяется:

   ·  изменением цвета соответствующих элементов на фрагментах мнемосхемы;

   ·  строкой в листе аварийных сообщений;

   

   ·  специальным блоком звуковой сигнализации.

     Для ретроспективного анализа хода технологического процесса должно быть предусмотрено архивирование данных за требуемый промежуток времени. Хранение данных за месяц должно осуществляться в памяти АРМ оператора. Для более длительного хранения информации должен использоваться сервер базы данных.

 

3. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

3.1 Выбор компонентов  АСУ

      Объектом  управления в системах автоматизации  технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами.

            Задачи автоматизации  решаются на основании анализа условий  работы технологического оборудования, выявленных законов и критериев  управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, к качеству регулирования и надежности. Эти задачи, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу.

            Система автоматизации  технологических процессов должна строиться, как правило, на базе серийно  выпускаемых средств автоматизации  и вычислительной техники. Необходимо стремиться к применению однотипных средств автоматизации и предпочтительно унифицированных систем, характеризуемых простотой сочетания, взаимозаменяемостью и удобством компоновки на щитах управления. Использование однотипной аппаратуры дает значительные преимущества при монтаже, наладке, эксплуатации, обеспечении запасными частями и т. п.

            Руководствуясь выше изложенным – выбираем основные технические средства автоматизации, наиболее полно отвечающие предъявленным требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта.

            В качестве локальных  средств сбора первичной информации (автоматических датчиков) выбираем приборы с выходным унифицированным аналоговым сигналом 4 – 20 мА, дискретным сигналом «сухой контакт».

3.1.1 Выбор датчиков

      Датчики давления:

Малогабаритные датчики Метран-55 предназначены для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процес сами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ), абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

      Датчики температуры:

Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТХАУ Метран-271, ТСМУ Метран-274, ТСПУ Метран-276       Предназначены для измерения температуры нейтральных  и агрессивных сред, по отношению  к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.  Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

      Расходомеры:

Счетчик газа Метран-331 предназначен для измерения  объемного расхода, избыточного  давления и температуры газа, вычисления расхода и объема газа, приведенных  к Стандартным условиям в соответствии с ГОСТ 2939-63 и ГОСТ 30319.2-96 (для природного газа). Сфера применения: газовые котельные, технологические установки (печи, металлургические агрегаты, и т.д), ГРС, ГРП и т.д

      Уровнемеры:

      OPTIFLEX 1300 C

      

       Рефлекс-радарный (TDR) уровнемер для измерения дистанции, уровня и объема жидкостей, границы раздела жидкостей, паст и сыпучих продуктов.

      OPTIFLEX работает лучше чем любой рефлекс-радарный  уровнемер когда-либо раньше. В  отличие от ранее выпущенных радарных устройств, новый OPTIFLEX с его более расширенными возможностями имеет более высокую динамику сигнала. Более острый импульс измеряет более тонкие интерфейсы. Очень хорошая временная стабильность позволяет улучшить воспроизводимость, в результате чего повышается надежность измерений.