Требования к системам управления и противоаварийной автоматической защиты технологических процессов (по ПБ 09-540-03).

АСУ ТП разрабатывается как распределенная информационно-управляющая человеко-машинная система, рассчитанная на длительное функционирование в реальном масштабе времени.

АСУ ТП предназначена для автоматизированного управления технологическим оборудованием.

Основной целью создания АСУ ТП является:

- повышение надежности работы оборудования, снижения риска тяжелых аварий;

- обеспечение автоматизированного эффективного управления технологическими процессами в нормальных, переходных, предаварийных и аварийных режимах работы;

- защита технологического оборудования и обслуживающего персонала при угрозе аварии;

- своевременное представление оперативному персоналу достаточной и достоверной информации о ходе технологического процесса, состояния оборудования и технологических средств управления;

- обеспечение персонала ретроспективной технологической информацией (регистрации событий, расчет показателей, диагностика оборудования и др.) для анализа, оптимизации и планировании работы оборудования и его ремонта;

- улучшение условий труда эксплуатационного персонала.

Увеличение степени автоматизации за счет реализации более сложных и оптимальных стратегий и алгоритмов управления позволит:

- упростить эксплуатацию всего автоматизированного комплекса;

- повысить долговечность, степень эксплуатационной надежности технологического оборудования;

- сократить ущерб от ошибок персонала;

- сократить сроки достижения оптимальных экономических показателей оборудования;

- сократить расходы на текущее техническое обслуживание и затраты на изменение структуры системы управления при ее расширении и связи с системами управления на смежных технологических объектах.

При создании АСУ ТП должны учитываться критерии эффективности АСУ ТП:

- экономичность работы оборудования, эффективность ведения технологического процесса, оптимизация нестандартных режимов работы и сокращение времени выполнения пусковых операций;

- затраты на ремонт оборудования, определяемые надежностью оборудования и эффективностью планирования его ремонтов;

- затраты на технические средства АСУ ТП, определяемые темпами ввода и освоения АСУ ТП.

Улучшение показателей функционирования АСУ ТП должно быть достигнуто благодаря применению более совершенных программных средств, обеспечивающих:

- реализацию эффективных алгоритмов управления и регулирования;

- улучшение связи (интерфейса) «человек-машина»;

- расширение информационных функций АСУ ТП;

- улучшение диагностики технологического оборудования и средств АСУ ТП;

- упрощение технического обслуживания системы контроля и управления;

- упрощение управления оборудованием.

В результате создания АСУ ТП должны быть достигнуты:

- устойчивая работа системы управления технологическим оборудованием;

- уменьшение интенсивности колебаний и амплитуды случайных колебаний технологических параметров;

- повышение уровня эксплуатации за счет унификации технических и программных средств;

- повышение надежности системы управления за счет применения микропроцессорных устройств и непрерывности диагностики технических и программных средств.

АСУ ПТ должна создаваться на базе унифицированных комплексов технических средств (КТС) контроля и управления.

Режим функционирования АСУ ТП – непрерывный с периодическими осмотрами и регламентными работами в период плановых остановов и ремонтов основного оборудования.

АСУ ТП должна быть реализована как распределенная, иерархическая, многофункциональная, программируемая автоматизированная система контроля и управления.

Иерархическая структура АСУТП должна состоять из подсистем:

- распределенной системы управления технологическим процессом (РСУ);

- системы противоаварийной автоматической защиты (СПАЗ);

- специальных систем управления поставляемых комплектно с технологическим

оборудованием в виде завершенных узлов или модулей (ССУ).

- систем связи и оповещения об аварийных ситуациях.

РСУ должна обеспечивать:

- централизованный контроль состояния процесса;

- сигнализацию отклонения параметров от нормы;

- регулирование параметров процесса по стандартным законам;

- управление отдельными узлами процесса по специальным алгоритмам;

- ручное и дистанционное управление процессом;

- сигнализацию срабатывания подсистемы ПАЗ и ССУ;

- визуализацию технологических параметров в различных экранных формах

на станциях оператора;

- формирование журнала аварийных сообщений;

- формирование отчетных документов о производственной деятельности;

- архивирование и хранение информации;

СПАЗ должна обеспечивать:

- защиту технологического оборудования и персонала в аварийных ситуациях;

- формирование журнала отчетности по аварийным сообщениям и

срабатыванию блокировок;

- обмен информацией и выдачу управляющих и информационных сигналов в

РСУ;

- выдачу сигналов аварийного останова в РСУ и ССУ;

Для систем противоаварийной автоматической защиты объектов, имеющих в своем составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, предусматривается применение микропроцессорной и вычислительной техники, а для объектов с блоками III категории взрывоопасности достаточно применение микропроцессорной техники.

Надежность и время срабатывания систем противоаварийной автоматической защиты определяются разработчиками систем ПАЗ с учетом требований технологической части проекта. При этом учитываются категория взрывоопасности технологических блоков, входящих в объект, и время развития возможной аварии.

Время срабатывания системы защиты должно быть таким, чтобы исключалось опасное развитие процесса.

В системах ПАЗ запрещается применение многоточечных приборов контроля параметров, определяющих взрывоопасность процесса.

Для взрывоопасных технологических объектов системы контроля, управления и ПАЗ должны проходить комплексное опробование по специальным программам. Серийно выпускаемые приборы проходят специальную отбраковку по результатам дополнительных стендовых испытаний на предприятиях - изготовителях приборов (с соответствующей отметкой в паспортах); они должны удовлетворять следующим требованиям по надежности:

• закон распределения вероятностей отказов должен быть нормальным (гауссовским);
• среднеквадратическое отклонение отказов [X] - не более 0,2 величины математического ожидания М[Х];
• период приработки приборов - не менее 360 ч непрерывной работы, что должно подтверждаться соответствующей документацией;
• эксплуатация элементов и приборов осуществляется в период от момента окончания приработки до 0,3 величины математического ожидания М[Х].

Выбор системы ПАЗ технологических объектов и ее элементов осуществляется исходя из условий обеспечения ее работы при выполнении требований по эксплуатации, обслуживанию и ремонту в течение всего межремонтного пробега защищаемого объекта.

Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ.

В системах ПАЗ и управления технологическими процессами должно быть исключено их срабатывание от случайных и кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник электропитания.

В случае отключения электроэнергии или прекращения подачи сжатого воздуха для питания систем контроля и управления системы ПАЗ должны обеспечивать перевод технологического объекта в безопасное состояние. Необходимо исключить возможность произвольных переключений в этих системах при восстановлении питания.

Возврат технологического объекта в рабочее состояние после срабатывания ПАЗ выполняется обслуживающим персоналом по инструкции.

В проектной документации, технологических регламентах и перечнях систем ПАЗ объектов с технологическими блоками всех категорий взрывоопасности наряду с уставками защиты по опасным параметрам указываются границы критических значений параметров.

Значения уставок систем защиты определяются с учетом погрешностей срабатывания сигнальных устройств средств измерения, быстродействия системы, возможной скорости изменения параметров и категории взрывоопасности технологического блока. При этом время срабатывания систем защиты должно быть меньше времени, необходимого для перехода параметра от предупредительного до предельно допустимого значения.

Значения уставок приводятся в проекте и технологическом регламенте.

Для объектов с технологическими блоками любых категорий взрывоопасности предусматривается предаварийная сигнализация по предупредительным значениям параметров, определяющих взрывоопасность объектов.

Исполнительные механизмы систем ПАЗ, кроме указателей крайних положений непосредственно на этих механизмах, должны иметь устройства, позволяющие выполнять индикацию крайних положений в помещении управления.

Надежность систем ПАЗ обеспечивается аппаратурным резервированием различных типов (дублирование, троирование), временной и функциональной избыточностью и наличием систем диагностики и самодиагностики. Достаточность резервирования и его тип обосновываются разработчиком проекта.

Надежность контроля параметров, определяющих взрывоопасность процесса, на объектах с технологическими блоками I и II категорий взрывоопасности обеспечивается дублированием систем контроля параметров, наличием систем самодиагностики с индикацией рабочего состояния, с сопоставлением значений технологически связанных параметров.

Технические решения по обеспечению надежности контроля параметров, имеющих критические значения, на объектах с технологическими блоками III категории взрывоопасности разрабатываются и обосновываются разработчиком проекта.

Установка деблокирующих ключей в схемах ПАЗ объектов с блоками любых категорий взрывоопасности допускается только для обеспечения пуска, остановки или переключений. Количество таких ключей должно быть минимальным. При этом предусматриваются устройства, регистрирующие все случаи отключений параметров защиты и их продолжительность.

Контроль за параметрами, определяющими взрывоопасность технологических процессов с блоками I категории взрывоопасности, осуществляется не менее чем от двух независимых датчиков с раздельными точками отбора.

Перечень контролируемых параметров, определяющих взрывоопасность процесса в каждом конкретном случае, составляется разработчиком процесса.