Глава II организация проектирования и характеристика проектной документации

1. Организация проектирования локальных систем автоматизации и автоматизированных систем управления

Строительство новых предприятий и реконструкцию действующих осуществляют в соответствии с проектом. Проект представля­ет собой комплекс технической документации, которая позволяет воспроизвести в натуре проектируемый объект, полностью отвеча­ющий технологическим, организационным и экономическим требова­ниям. В зависимости от сложности и характера проектируемого предприятия проект может содержать следующие части: технико-экономическую; технологическую; строительную; энергоснабжение; автоматизацию; организацию труда и системы управления предпри­ятием; сантехническую; связь и сигнализацию; организацию стро­ительства; сметную документацию.

При разработке проекта реконструкции действующего пред­приятия, цеха и объекта количество частей проекта может быть сокращено. Отсюда важнейшим вопросом проектирования является комплексность проекта, т.е. увязка всех его частей и элемен­тов в единое целое.

В состав проекта промышленного предприятия в качестве од­ного из его важнейших разделов входит проект автоматизации те­хнологических процессов, который разрабатывается во взаимосвязи с проектом системы управления предприятием и со всеми другими разделами общего комплексного проекта.

Проекты автоматизации могут разрабатываться как отрасле­выми (проектными) институтами, в составе которых имеется отдел или группа автоматизации, так и специализированными проектными организациями, работающими в области автоматизации.

Основой проектирования автоматизации технологических про­цессов является составление проектной документации, обеспечи­вающей: I) решение задач автоматизации на современном техниче­ском уровне; 2) снижение стоимости строительства; 3) производ­ство монтажных работ крупноблочным индустриальным методом, спо­собствующим сокращению сроков монтажа; 4) комплектование средств автоматизации, электроаппаратуры и материалов; 5) оп­ределение затрат, необходимых на реализацию проекта; 6) опре­деление технико-экономического эффекта от внедрения принятых в проекте решений.

Основным принципом проектирования систем автоматизации должно быть достижение органической взаимосвязи системы авто­матизации с технологией, техникой и организацией данного про­изводства.

Сведения по составу, содержанию и оформлению проектов ав­томатизации, которые приведены в соответствующих разделах уче­бного пособия, даны в соответствии с "Временными указаниями по проектированию систем автоматизации технологических процес­сов ВСН-281-75", утвержденными Министерством приборострое­ния, средств автоматизации и систем управления СССР (Минприбор СССР). Данные указания разработаны с учетом основных по­ложений Инструкции о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектов и смет на строительство предприятий, зда­ний и сооружений СН-202-81, утвержденной Госстроем СССР 25 ав­густа 1981 года.

Процесс создания систем автоматизации органически связан с процессом создания или реконструкции автоматизируемого тех­нологического процесса или объекта. Вместе с тем разработка проекта по автоматизации может оказать существенное влияние на изменение технологии производства, его машинно-аппаратурной схемы, организации управления, компоновки оборудования и другие проектные решения, принимаемые при проектирования смежных час­тей комплексного проекта промышленного объекта.

Одной из основных задач при разработке проекта автомати­зации является определение целесообразного уровня и объема автоматизации данного производства. В зависимости от этих факто­ров при создании проекта автоматизации могут разрабатываться локальные системы автоматизация и автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с применением управляющих вычислительных машин (УВМ).

Организация проектирования локальных систем автоматизации предусматривает: определение рациональной структуры контроля и управления автоматизируемого процесса или объекта; выбор и обоснование рациональных методов контроля, регулирования и уп­равления данным технологическим процессом; выбор приборов в средств автоматизации; выбор исполнительных механизмов я регу­лирующих органов; целесообразное размещение приборов и средств автоматизации на технологическом оборудовании и рациональную их компоновку на щитах и пультах.

Организация проектирования автоматизированных систем уп­равления технологическими процессами включает в себя ряд ста­дий создания АСУТП, установленных государственным стандартом, причем каждая из них заканчивается выпуском и утверждением оп­ределенной документации.

Наименования некоторых стадий совпадают с наименованиями соответствующих документов. В соответствии с ГОСТ предусмотре­ны две предпроектные стадии: “Технико-экономическое обоснова­ние" и "Техническое задание", две проектные: "Технический про­ект" и "Рабочий проект", которые допускается объединять в од­ну - "Технорабочий проект", а также стадии "Ввод в действие (внедрение)" и "Анализ функционирования", которые можно услов­но назвать стадиями реализации системы.

При проектировании автоматизированных комплексов исполь­зуется системотехнический подход. Системотехника представляет собой направление в кибернетике, изучающее вопросы планирова­ния, проектирования и поведения сложных информационных систем. Системный подход - понятие, подчеркивающее значение комплект­ности, широты охвата и четкой организации в исследовании, про­ектировании и планировании. Системный подход отличается от традиционного предположением, что целое обладает такими каче­ствами (свойствами), каких нет у его частей. Наличием этих ка­честв целое и отличается от своих частей.

Системный подход к проектированию АСУТП заключается в раз­биении всей системы на подсистемы (декомпозиция системы) и уче­те при ее разработке не только свойств конкретных подсистем, но и связей между ними. Системный подход опирается на известный диалектический закон взаимосвязи и взаимообусловленности явлений в мире и в обществе и требует рассмотрения изучаемых явлений и объектов не только как самостоятельной системы, но и как системы, по отношению к которой нельзя рассматривать данную систему как замкнутую.

Системный подход к анализу и разработке систем применяется в том или ином аспекте во многих направлениях науки (системотехника, исследование операций, системный анализ и др.). Системный анализ представляет собой методологию исследования весьма сложных проблем, которая может быть использована при проектировании сложных АСУТП.

Проектированию новых сложных систем автоматизации технологических процессов, как правило, должен существовать комплекс технико-экономических изысканий, обследований и научно-исследовательских работ. К таким предпроектным работам относятся: определение основных задач автоматизации и очередности их решения; изучение характеристик работы технологического оборудования и агрегатов; уточнение условий функционирования автоматизируемых систем, содержания и объема информации, необходимой для оптимального управления; построение математических моделей объектов управления и систем и определение законов и критериев управления объектом.

К особенностям предпроектного обследования объекта и системы управления при создании АСУТП следует отнести в первую очередь выявление главных источников ожидаемой эффективности производства, и установление причин этих недостатков.

В результате предпроектного обследования должны быть выявлены “узкие места”, вскрыты причины потерь и неиспользованные резервы производства, установлены причины аварий, брака и другие подобные обстоятельства.

При проведении обследования основное внимание должно быть уделено определению технологического потенциала объекта управления технологического потенциала, т.е. существующего запаса по производительности и повышению качества выходной продукции, определяемого, в первую очередь, конструкцией агрегата, свойствами входных продуктов и потенциалом управления, т.е. предельными значениями тех же параметров, которые могут быть достигнуты путем оптимизации управления АСУТП.

Кроме того, на этой стадии должны быть установлены функциональное значение предполагаемой АСУТП, предварительная оценка затрат на ее создание и эффективность, связанная с устранением выявленных недостатков существующей системы управления.

Результаты обследования технологического объекта управления (ТОУ) удобно представить в виде временных диаграмм с соответствующими пояснениями. Описание существующей системы ТОУ должно содержать четкую формулировку целей и основных функций и структурные схемы существующей системы действующего ТОУ. Особое внимание следует уделить описанию работы оператора ТОУ и другого оперативного персонала на различных уровнях организационной структуры.

Результаты обследования существующей системы управления не целесообразно представлять графически в виде схемы организационной структуры. На этой схеме информационные потоки, исходящие от высшей ступени управления и органов измерения состояния объекта, группируются в соответствии с принятым между операторами распределением функций между узловыми точками организационной структуры и в форме принятых решений замыкаются на органах управления объектом.

В результате обследования четко формируются цели и критерии управления объектами.