1.4 Основні етапи проектування асутп

Створення конкретної АСУТП для промислового підприємства (від моменту виникнення ідеї до впровадження системи в експлуатацію) – тривалий процес (зазвичай – кілька років).

На сьогодні у зв’язку зі значним поліпшенням основних параметрів технічних засобів, удосконаленням математичного забезпечення, а також з появою груп фахівців, що мають досвід проектування і впровадження систем, намітилася тенденція до скорочення терміну створення АСУТП.

Тривалість створення АСУТП залежить від багатьох чинників: ступеня складності об’єкта управління і підготовленості до автоматизованого керування; стадії освоєння об'єкта управління в промисловості (проектування, пусконалагоджувальні роботи, експлуатація в режимі номінальної продуктивності) або регламенту експлуатації; функціонально-алгоритмічної характеристики завдань управління, реалізованих в АСУТП; кваліфікації і чисельності груп фахівців, що виконують проектні роботи, монтаж і впровадження АСУТП на промисловому підприємстві; вибору комплексу технічних засобів; підготовленості математичного забезпечення, зокрема ступеня стандартизації програмного забезпечення; організації послідовно-паралельного виконання окремих етапів робіт (наприклад, застосування методів мережевого планування і управління).

Основні етапи проектування такої АСУТП – передпроектна проробка; розробка технічного проекту; підготовка робочого проекту; монтажно-налагоджувальні роботи на об’єкті; випробування й експериментальна експлуатація [1; 5; 15].

На етапі передпроектної проробки вибирають об’єкт управління й встановлюють цілі впровадження АСУТП. Потім формують завдання управління і виконують попередню оцінку алгоритмів їх розв’язанняння. При цьому аналізують інформаційні потоки в системі «технологічний процес – АСУТП», попередньо намічають точки знімання інформації і докладання керівних впливів на процес, а також орієнтовно визначають функції оперативного персоналу в роботі системи. Нарешті, роблять наближену оцінку складу і вартості технічних засобів і попередню оцінку очікуваного економічного ефекту.

Результати передпроектного опрацювання слугують вихідними матеріалами для складання технічного завдання на проектування АСУТП. У технічному завданні уточнюються цілі і завдання АСУТП, визначаються технічні вимоги до системи і її складових частин, встановлюються етапи розробки.

На етапі розробки технічного проекту приймають усі принципові рішення щодо побудови комплексу технічних засобів, алгоритмів управління і комплексу програмного забезпечення; остаточно вибирають стандартні й проектують нестандартні технічні засоби; розробляють функціональні й принципові схеми системи і її складових частин; проводять фізичне і математичне моделювання роботи системи або її окремих елементів; уточнюють алгоритми управління, обсяги та форму надання інформації, що циркулює в системі; частково або цілком розробляють робочі програми.

У тих випадках, коли деякі принципові технічні рішення можна прийняти тільки після їх перевірки в реально функціонуючій системі технологічний «процес – АСУТП» або після налагодження всього комплексу програмного забезпечення, складають ескізно–технічний проект, окремі розділи якого підлягають подальшій технічній розробці на наступних етапах створення АСУТП.

На етапі підготовки робочого проекту, що випускається на підставі матеріалів технічного проекту, розробляють таку технічну документацію: комплект креслень розміщення та електричного поєднання технічних засобів на підприємстві, прокладання кабельних трас і т.п.; комплект робочих креслень на нестандартні технічні засоби; комплект програмного, математичного, інформаційного та лінгвістичного забезпечення; комплект робочих креслень будівельної частини (включаючи установки кондиціонування повітря і електроживлення); технічні умови на АСУТП, інструкції з експлуатації, програмування, опису технічних засобів, алгоритмів і програм.

Якщо проектована АСУТП має взаємодіяти з експлуатованим технологічним устаткуванням, у робочий проект включають також креслення і схеми, що стосуються змін у конструкції устаткування при оснащенні його додатковими датчиками, виконавчими механізмами і тощо.

Особливу увагу під час підготовки робочого проекту приділяють питанням забезпечення електроживлення, екранування і заземлення технічних засобів АСУТП. На цьому етапі роблять також уточнений розрахунок очікуваної економічної ефективності від упровадження АСУТП, оскільки стає відомим практично весь обсяг капітальних витрат на проектування, виготовлення, монтаж і налагодження системи. Слід зазначити, що для автоматизованих технологічних комплексів, що проектуються вперше, робочі проекти АСУТП включаються як складові загального робочого проекту.

Монтажно-налагоджувальні роботи на об’єкті управління проводять після завершення робочого проекту, а експериментальні (головні) зразки технічних засобів можна виготовляти (або поставляти) паралельно у процесі проектування.

Найбільш важливим чинником, що впливає на терміни виконання монтажних і налагоджувальних робіт, є час, що виділяється на стикування АСУТП з об’єктом управління і комплексне налагодження програм при роботі в реальному часі. У тих випадках, коли тривалі непродуктивні зупинки технологічного устаткування неприйнятні для підприємства, використовуються різні засоби імітації роботи технологічного процесу.

Як правило, у процесі налагодження АСУТП у комплексі з об’єктом управління і введення її в експлуатацію виявляються нові технічні вимоги, що не були враховані при проектуванні системи. У зв’язку з цим одна з найважливіших характеристик впроваджуваних систем – це здатність до часткових змін і доповнень як технічних засобів, так і програмного забезпечення.

Відповідно до ГОСТ 24.104–85 «Автоматизированные системы управления. Общие требования» при введенні АСУ в дію виділяють етап випробувань і дослідної експлуатації. Визначають види випробувань – попередні і приймальні. Попередні випробування проводять спільно розробник і замовник, щоб визначити працездатність системи і вирішити питання про можливості її приймання в дослідну експлуатацію. Результати приймання в дослідну експлуатацію оформляють «Актом приймання в дослідну експлуатацію» на підставі протоколів попередніх випробувань. Тривалість дослідної експлуатації визначають за термінами, необхідними для перевірки правильності функціонування системи при виконанні всіх інформаційно-обчислювальних і керівних функцій оцінки готовності оперативного персоналу до взаємодії з комплексом технічних засобів системи.

Приймальні випробування (державні, міжвідомчі або відомчі) проводять задля визначення відповідності системи вимогам ТЗ і ГОСТ 24.104–85, а також виявлення можливості введення АСУТП у дію. Допускається поетапне впровадження в дію системи з оформленням проміжних актів. Приймальні випробування завершуються складанням протоколу всіх випробувань і актом про введення системи в дію.