Общие правила монтажа и эксплуатации автоматизированных систем управления технологическими процессами

Монтаж технических средств АСУ ТП выполняется согласно рабочему проекту, а также отраслевым и межведомственным нормам. При монтаже автоматизированных систем управления необходимо соблюдать требования ТУ на монтаж средств автоматизации, правил и инструкций Госстандарта, правил техники безопасности и охраны труда, а также правил противопожарной техники.

В составе АСУ программные и технические средства направлены на автоматическое выполнение заданных функций без необходимости присутствия оператора на объекте. Системы автоматизации выполняют следующие функции:

• Автоматический сбор информации о состоянии контролируемого оборудования при помощи контрольно-измерительных и регистрирующих приборов (датчиков, манометров, контроллеров, преобразователей, термометров, счетчиков, расходомеров и т.д.).
• Передачу данных от контроллеров и измерительных приборов на устройства управления через различные каналы связи.
• Сбор и анализ полученных данных.
• Хранение технических параметров.
• Формирование, выработку и передачу управляющих решений в соответствии с заданным алгоритмом работы системы.

Работа автоматической системы управления заключается в измерении параметров приборов, передаче данных на устройство управления (шкаф управления, щит, пульт), автоматическом анализе полученной информации, принятии управленческого решения и передаче его обратно на первичные приборы для изменения режима эксплуатации.

Состав систем автоматизации и диспетчеризации

Функционально система автоматизации и диспетчеризации включает четыре крупных блока:

Монтаж систем и средств автоматизации

Монтаж включает в себя сборку и установку различных конструкций, сооружений, аппаратов и оборудования из готовых узлов и деталей. Правильное выполнение монтажных работ является важным условием для нормального функционирования автоматизированных систем.

Перед началом монтажных работ необходимо провести ряд подготовительных мероприятий. В частности, требуется выполнить разметку мест прокладки кабеля, установить закладные детали для монтажа шкафов и приборов, оборудовать площадки для обслуживания приборов и средств автоматизации, а также создать монтажные проемы. Эти работы должны быть оговорены в строительном задании.

В помещениях, где будет устанавливаться техническое оборудование автоматизированных систем, должны быть подходящие условия, такие как освещение, поддержание температуры не ниже +5 °C и отсутствие пыли, искро- и взрывоопасности. Также температура и влажность воздуха должны соответствовать требованиям технических средств, устанавливаемых в помещении.

Перед установкой технические средства автоматизированных систем должны пройти стендовые испытания для проверки их целостности, электрических характеристик, срабатывания регулирующих и сигнализирующих устройств и т.д. Окончательную наладку технических средств проводят после их монтажа в процессе пусконаладочных работ.

Правила монтажа и последовательность выполнения определяются эксплуатационной документацией на систему автоматизации. В этой документации указывается порядок транспортирования, распаковки, осмотра, расконсервации, размещения монтажного оборудования, а также методики проверки правильности выполнения монтажа требованиям документации системы автоматизации.

Окончательную наладку технических средств производят после их монтажа при проведении пусконаладочных работ систем управления.

Инженерно-техническая подготовка производства

Инженерно-техническая подготовка производства включает в себя цели и задачи, представленные в таблице.

Виды технической документации, используемые при монтажных работах систем автоматизации

Перечень технической документации

Перед началом монтажа систем автоматизации, рабочие участка подготовки производства (УПП) в монтажном управлении разрабатывают проект работ (ППР). Данный проект, вместе с рабочими чертежами, является ключевым техническим документом для выполнения монтажных работ по установке приборов и систем автоматизации. ППР направлен на повышение организационно-технического уровня монтажа путем использования современных научных и технических достижений, которые обеспечивают высокую производительность труда, снижение себестоимости монтажных работ, сокращение сроков и повышение качества монтажа.

При составлении ППР учитывают характерные особенности данного объекта и местные условия монтажа приборов и средств автоматизации, применение наиболее прогрессивных форм планирования, организации и управления, сокращение трудоемкости и снижение трудовых затрат за счет выполнения работ полносборным индустриальным методом; широкое использование унифицированных и типизированных трубных и кабельных блоков, конструкций и т.д.

Таким образом, при монтаже систем автоматизации необходимо составить подробную документацию, отражающую все этапы и особенности работы, с целью обеспечения высокого качества, производительности и безопасности этого процесса.

Функциональные схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации играет основополагающую роль в технической документации, определяя структуру и функциональные связи между технологическим процессом и системами контроля и управления.

Функциональные схемы представляют собой чертежи, на которых при помощи условных обозначений изображают:

Для соблюдения соответствия действительной конфигурации технологического оборудования на функциональной схеме автоматизации, его изображение упрощается, исключая масштабирование и второстепенные элементы. В условных графических обозначениях Функциональная схема автоматического контроля и управления содержит упрощенное изображение технологической схемы автоматизируемого процесса. Оборудование на схеме представлено в виде условных изображений. На функциональной схеме отображаются системы автоматического контроля, регулирования, дистанционного управления, сигнализации, защиты и блокировки.

Для схем автоматизации технологических процессов используются обозначения измеряемых величин, функциональные особенности приборов, линии связи и способы построения условных графических обозначений приборов и средств автоматизации. Все местные измерительные и преобразовательные приборы, установленные на технологическом объекте, изображаются на функциональных схемах автоматизации (ФСА) в виде окружностей (см. рисунок 1, а, б). В случае, если приборы размещаются на щитах или пультах в центральных или местных операторных помещениях, внутри окружности проводится горизонтальная разделительная линия (см. рисунок 1, в, г). Если функция, которой соответствует окружность, реализована в системе распределенного управления (например, в компьютеризированной системе), то окружность вписывается в квадрат (см. рисунок 1, д).

Внутри окружности прописываются:

• в верхней части - функциональные обозначения (обозначения контролируемых, сигнализируемых или регулируемых параметров, обозначение функций и особенностей приборов и устройств);
• в нижней части - позиционные обозначения приборов и устройств.

Рисунок 2 Пример функциональной схемы автоматизации

На рисунке 2 а) изображен участок технологического трубопровода, на котором упрощенным способом показан функциональный узел автоматического регулирования расхода технологического сырья. Место установки первичного преобразователя обозначено пересечением линий технологического трубопровода с линией, связывающей этот преобразователь с условным обозначением прибора, осуществляющего сложные функции. На рисунке б) тот же узел изображен развернутым способом.

Стандарты, используемые в создания функциональной схемы:

Требования, предъявляемые к техническому, программному и информационному обеспечению при проектировании автоматизированной системы

Согласно ГОСТ 34.602 – 2020 требования к созданию автоматизированной системы (АС) определяются на основании технического задания (ТЗ).

Данный ГОСТ распространяется на автоматизированные системы, предназначенные для автоматизации управления, проектирования, исследования и т.п., включая их сочетания, и устанавливает требования к составу, содержанию, правилам оформления документа «Техническое задание на создание (развитие или модернизацию) автоматизированной системы» (далее - ТЗ на АС), который является основным документом, определяющим требования и порядок создания автоматизированной системы, в соответствии с которым проводится разработка АС и ее приемка.

ТЗ на другие виды работ (развитие, модернизация и т. п.) также может быть оформлено в соответствии с требованиями настоящего стандарта. ТЗ на АС разрабатывают на систему в целом.

АС может функционировать самостоятельно или в составе другой автоматизированной системы, могут выделяться составные части, для которых могут разрабатываться свои ТЗ.

Техническое задание содержит разделы:

• общие сведения;
• цели и назначение создания автоматизированной системы;
• характеристика объектов автоматизации;
• требования к автоматизированной системе;
• состав и содержание работ по созданию автоматизированной системы;
• порядок разработки автоматизированной системы;
• порядок контроля и приемки автоматизированной системы;
• требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу автоматизированной системы в действие;
• требования к документированию;
• источники разработки.

В зависимости от вида, назначения, специфических особенностей объекта автоматизации и условий функционирования АС допускается оформлять разделы ТЗ в виде приложений, вводить дополнительные разделы ТЗ.

ТЗ на АС оформляют в виде текстового документа. Значения показателей, норм и требований указывают с предельными отклонениями или максимальным и минимальным значениями. Если конкретные значения показателей, норм и требований не могут быть установлены в процессе разработки ТЗ на АС, в нем следует сделать запись о порядке установления и согласования этих показателей, норм и требований: «Окончательное требование (значение) уточняется... и согласовывается ...».

Безопасность труда и противопожарные мероприятия при монтаже и наладке систем автоматизации