4.3.2.2. Создание асу при процедурном построении, реинжиниринг

Для процедурного подхода характерны следующие этапы :

- обследование предприятия (инжиниринг); реинжиниринг; разработка функциональной модели;

- анализ объекта; алгоритмизация выполнения хозяйственной и

административной деятельности ;

- создание прототипа системы ; разработка математической моде-ли; формирование базы данных;

- создание технической инфраструктуры ( выбор комплекса тех-нических средств);

- внедрение;

- сопровождение системы .

23

23-1. Аксиомы проектирования и внедрения систем автоматизации.

Данные аксиомы в основном известны проектировщикам систем автоматизации, но неизвестны большинству заказчиков разного уровня, поэтому их разъяснение позволит не только снизить затраты, но и сократить сроки проектирования и внедрения систем автоматизации.

Аксиома 1. Разработка системы управления (включая ее комплектацию и внедрение) заказывается одной организации — генеральному разработчику (или генеральному подрядчику). Предпочтение отдается организации, которая имеет опыт подобных проектов, главное — найти ответственные организации-соисполнители и правильно организовать

с ними работу. При длительной разработке, комплектации, наладке и сдаче системы управления желательно иметь свое отделение на объекте.

Аксиома 2. С заказчиком надо сразу находить взаимопонимание — фактор доверительности должен присутствовать на всех уровнях руководителей и специалистов.

Аксиома 3. При проектировании системы необходимо предусмотреть:

— аппаратный резерв (по количеству входных сигналов и каналов управления 10-15 % в зависимости от масштабности и сложности объекта) для возможности расширения системы;

— запасные части и приспособления (ЗИП) при составлении заказных спецификаций на КИПиА (особенно отечественного производства) и компьютерного оборудования.

Аксиома 4. Сдача системы управления должна проходить в один этап: неважно, как он будет называться — опытно-промышленная или промышленная эксплуатация (все остальные подэтапы: сдача системы в информационном режиме, в управляющем, в опытную эксплуатацию — это только затягивание сроков).

23-2. Методика анализа надежности автоматизированных систем безопасности в соответствии со стандартом МЭК 61508: базовые архитектуры построения подсистем.

PFD (Probability of Failure on Demand) - средняя вероятность отказа в выполнении заданной функции безопасности (низкий уровень требований по исполнению функции безопасности, один – два раза в год).

PFH (Probability of Failure per Hour) - средняя вероятность опасного отказа в течении одного часа в режиме непрерывной работы (высокий уровень требований по исполнению функции безопасности, чаще двух раз в год).

Интенсивность отказов (лямбда) – в общем случае определяется как изменение количества отказов в единицу времени на единицу работающего оборудования, 1/час.

MTTF (Mean Time To Failure) - среднее время наработки до отказа, в часах.

MTTR (Mean Time to Repair) - среднее время на восстановление - время в часах, требуемое на восстановление исходной конфигурации системы после возникновения отказа. В расчетах чаще всего принимают значение MTTR = 8 часам (если величина MTTR специально не оговаривается производителем оборудования).

Архитектуру каждой подсистемы образуют один или несколько модулей:

Рисунок 3 – Подсистема состоящая из двух модулей CPU

Архитектура 1oo1 – предполагает использование одного канала, и любой возникающий в ней опасный отказ приводит к нарушению функции безопасности при обращении к ней.

Структурная схема и схема расчета надежности архитектуры 1oo1 представлены на рисунках 4 и 5.

Архитектура 1oo2 – представляет собой два канала, соединенных параллельно, так что любой из каналов в состоянии самостоятельно и независимо обеспечить выполнение функции безопасности. Следовательно, для нарушения функции безопасности опасные отказы должны возникнуть в обоих каналах. Предполагается, что любое диагностическое тестирование только сообщает о найденных сбоях и не может изменить ни выходные состояния каналов, ни результат голосования.

Структурная схема и схема расчета надежности архитектуры 1oo2 представлены на рисунках 6 и 7.

Архитектура 1oo2D – представляет собой два канала соединенных параллельно. При нормальной работе для выполнения функции безопасности необходимы два канала. Кроме того, если диагностическое тестирование обнаруживает отказ в любом канале, то результаты

анализа устанавливаются так, чтобы общее выходное состояние совпадало с результатом, выдаваемым другим каналом. Если диагностическое тестирование обнаруживает отказы в обоих каналах или несоответствие между ними, причина которого не может быть идентифицирована, то выходной сигнал переводит систему в безопасное состояние. Для обнаружения несоответствия между каналами каждый канал может определять состояние другого канала независящим от другого канала способом.

Структурная схема и схема расчета надежности архитектуры 1oo2D представлены на рисунках 8 и 9.

Архитектура 2oo2 - состоит из двух параллельных каналов. Каждый канал должен самостоятельно обеспечить выполнение функции безопасности для того чтобы она могла быть выполнена при обращении к ней.

Структурная схема и схема расчета надежности архитектуры 2oo2 представлены на рисунках

Рисунок 10 – Структурная схема архитектуры 2oo2

Архитектура 2oo3 - состоит из трёх каналов, соединенных параллельно с мажорированием выходных сигналов так, что выходное состояние не меняется, если результат, выдаваемый одним из каналов, отличается от результата, выдаваемого двумя другими каналами.

Структурная схема и схема расчета надежности архитектуры 2oo3 представлены на рисунках 12 и 13.

Рисунок 12 – Структурная схема архитектуры 2oo3

23-3. Составление сметной документации на пусконаладочные работы: виды смет.

Различают три вида сметной документации:

• сводная;

• объектная;

• локальная смета (ресурсно-сметный расчет).

Сводные сметы на ввод в эксплуатацию предприятий, зданий, сооружений составляется на основании:

• данных проекта: технических и технико-экономических показателей, проектных расходов сырья, материалов, топливно-энергетических ресурсов, штатного расписания эксплуатационного персонала и др.;

• продолжительности пускового периода, комплексного опробования оборудования и других нормативов, устанавливаемых ведомственными положениями и инструкциями;

• нормативов по охране труда, промышленной санитарии и пожарной безопасности;

• смет, расчетов, калькуляций, контрактов, договорных условий привлекаемых организаций и специалистов;

• производственных программ и графиков.

К сводной смете составляется пояснительная записка, в которой приводятся:

• необходимые сведения о предприятии;

• технико-экономические показатели проекта;

• состав сметной документации;

• сведения о применяемых нормативах;

• особенности определения сметной стоимости пусконаладочных работ и затрат на ввод для данного предприятия;

• уровень цен, в которых составлена сметная документация.

Исходными данными для составления локальных смет могут служить:

• проект - рабочие чертежи, принципиальные и функциональные схемы, спецификация оборудования и др.;

• проект производства работ, программы проведения пусконаладочных работ и графики;

• ресурсные сметные нормативы;

• информация о ценах и тарифах на потребляемые ресурсы.

Стоимость пусконаладочных работ по оборудованию, не предусмотренному в действующих межотраслевых и ведомственных ценниках, а также прейскурантах оптовых цен, должна определяться:

• по оборудованию, аналогичному по технической характеристике и конструктивной сложности включенному в ценник, – по цене для этого оборудования (применительно);

• по оборудованию, для которого отсутствует аналог в ценнике – на основе индивидуальных калькуляций, утвержденных заказчиком;

• при включении в состав проекта машин и сложного технологического оборудования с длительным циклом изготовления.

В локальных сметах (ресурсно-сметных расчетах) на пусконаладочные работы на вводимых в эксплуатацию строящихся, реконструируемых, расширяющихся, технически перевооружаемых предприятиях, зданиях, сооружениях не должны учитываться затраты:

• учитываемые в сметах на капитальное строительства предприятий, зданий, сооружений;

• не предусмотренные стандартами (ГОСТ, ОСТ), руководящими техническими материалами, техническими условиями, инструкциями по монтажу, наладке и эксплуатации технологического оборудования;

• связанные с ревизией оборудования, устранением его дефектов и дефектов монтажа;

• на ремонт, сервисное техническое обслуживание и периодические проверки оборудования в период его эксплуатации.

Составление объектных смет в текущем уровне цен производится на основании локальных смет (ресурсно-сметных) расчетов в текущем уровне цен.

Объектная смета на пусконаладочные работы объединяет значения локальных смет (ресурсно-сметных расчетов).

Объектная смета содержит стоимостные показатели:

• заработной платы;

• накладных расходов;

• плановых накоплений;

• прочих затрат.

24-1. Особенности проектирования АСУ: особенности исходных данных, процесса проектирования и оценки риска проекта.

Основными отличиями стадий проектирования АСУП от стадий проектирования технических систем являются :

1. Проектирование ведется для конкретного предприятия, имеющего свои особенности. Типовая разработка, как правило, сильно затруднена. На адаптацию таких разработок порой тратится времени больше, чем на проектирование новой системы .

2. АСУП создают в одном экземпляре и проведение натурных экспериментов практически исключено. Это повышает роль математических методов.

3. В разрабатываемой АСУП предусматривают возможность совершенствования (принцип непрерывного развития ), что повышает важность начальных стадий разработки.

4. Ввод системы в эксплуатацию проводят постепенно, очередями.

5. Учитывают взаимодействие « человек- машина» в процессе эксплуатации системы .

6. Основная тяжесть разработки ложится на информационное и программное обеспечение в силу стандартности комплекса технических средств.

Особенности исходных данных:

- большое число действий, подлежащих реализации ( многофункциональность );

- значительный объем и сложность ограничений на взаимосвязи проектируемой системы с окружением и трудности их формального описания ;

- распределенный и асинхронный режимы обработки данных;

- многообразие используемых информационных объектов и их свойств;

- нечеткость требований , их субъективный характер ;

- неполнота требований , их расширение в процессе проектирова-ния , необходимость учета развития системы .

Особенности процесса проектирования:

- предположения о конечном результате проектирования делаются до того, как исследованы средства его достижения;

- при исследовании событий в обратном порядке (от конечного результата) обнаруживаются непредвиденные трудности или открываются новые (благоприятные) возможности ;

- поиск решения возможен путем изменения формулировки задачи – самая интересная и самая сложная часть разработки .

Особенности оценки риска проекта. Процесс проектирования АСУ требует больших затрат (временных, трудовых и материальных). Ошибки приводят к значительным экономическим потерям, поэтому важна оценка риска проекта в трех аспектах :

- заказчика;

- исполнителя;

- проекта.

Характеристики заказчика, влияющие на оценку риска проекта:

- стабильность организационной структуры и удовлетворенность заказчика организационной структурой ;

- уровень формализации процессов обработки данных в существующей технологии ;

- существующий уровень автоматизации процессов сбора и обработки данных;

- уровень подготовки кадров в области автоматизированной технологии обработки данных.

Характеристики исполнителя, влияющие на оценку риска проекта:

- опыт разработки и работы с прикладным программным обеспечение (ПО) и с техническими средствами ;

- предполагаемая смена технической и программной среды ;

- наличие в группе специалистов данной предметной области.

Показатели проекта, влияющие на оценку риска проекта:

- уровень охвата автоматизацией процессов обработки данных;

- объем обрабатываемых данных и характер обработки данных ( сбор , поиск, представление, оптимизация ).

- требования к достоверности данных;

- наличие прототипов ;

- требования к времени ответа ;

- требования к надежности;

- наличие территориально разнесенных подразделений;

- требования к обслуживающему персоналу.

24-2. Составление сметной документации на пусконаладочные работы: порядок разработки локальных смет, применение индексов изменения стоимости пусконаладочных работ.

Порядок разработки локальных смет. Применение индексов изменения стоимости пусконаладочных работ.

Базисная сметная стоимость пусконаладочных работ (сумма основной заработной платы, накладных расходов, плановых накоплений) пересчитывается в текущий уровень цен с применением индекса изменения стоимости пусконаладочных работ.

Кроме того, пересчета уровней цен нужно владеть информацией о текущем значении расценок на монтаж оборудования, технологических трубопроводов и др., которые включены в сборники расценок.

В технических частях и вводных указаниях сборников расценок приводятся положения, обусловленные специфическими особенностями монтажа тех или иных видов оборудования, которые необходимо учитывать при применении соответствующих сборников.

Расценки являются обязательными для применения всеми организациями с различными формами собственности.

В таблицах расценок содержатся показатели сметных затрат, установленные на соответствующий измеритель оборудования или работ:

1) Прямые затраты:

• заработная плата рабочих;

• эксплуатация машин;

• заработная плата машинистов;

• материальные ресурсы;

• транспортные расходы;

2) Затраты труда:

• рабочих; машинистов.

Определение текущей стоимости строительных материалов, изделий и конструкций, машин и механизмов производится с учетом действия письма Минстройархитектуры от 03.06.2005г. №04-1-16/2475 следующим образом:

• стоимость типовых материалов, изделий и конструкций массового применения определяется путем применения индексов изменения стоимости по укрупненным группам материалов, изделий и конструкций.

• стоимость не типовых, в том числе индивидуальных и импортного производства материалов, изделий и конструкций определяется по фактическим ценам текущего периода и (или) по индексам аналогичных материалов-представителей;

• стоимость машин и механизмов в текущих ценах определяется путем применения индексов изменения стоимости машино-часа машин-представителей к их базисной цене, определенной на основании Сборника сметных цен на эксплуатацию строительных машин.

• стоимость эксплуатации высокоэффективных строительных машин и механизмов, в том числе импортной техники, определяется по прямым затратам в составе планово-расчетной цены на эксплуатацию машин и механизмов, зарегистрированной в установленном порядке.

Дополнительные затраты при производстве работ в зимнее время рассчитываются подрядчиком по видам работ, выполняемым в зимний период в соответствии с графиком производства работ, но не выше размера, предусмотренного сводным сметным расчетом, и пересчитываются из базисного в текущий уровень цен по индексам изменения стоимости на зимнее удорожание.

По каждому из пунктов локальной сметы стоимость рассчитывается исходя из наименований и технической характеристики оборудования (видов работ), количества оборудования (объемов работ), цены по соответствующему межотраслевому или ведомственному ценнику с учетом положения технической части или вводных указаний ценников, имеющих отношение к данному оборудованию.

После суммирования стоимости пусконаладочных работ по смете необходимо учесть общие дополнительные затраты по основной зарплате, связанные с выполнением работ в условиях, снижающих производительность труда, льготными и другими местными условиями выполнения работ.

Каждый коэффициент начисляется на итог сметы и определяется общая итоговая основная заработная плата. На итог заработной платы по смете начисляются накладные расходы и плановые накопления.

24-3. Выбор напряжения и требования к источникам питания систем автоматизации.

На современных промышленных предприятиях для распределения электрической энергии наибольшее распространение получили:

• а) 4-х проводные системы трехфазного переменного тока U = 380/220 В с глухим заземлением нейтрали;

• б) 4-х проводные системы трехфазного переменного тока U = 220/127 В с глухим заземлением нейтрали (встречаются реже).

В ряде случаев возможно применение:

• а) 3-х проводные системы трехфазного переменного тока U = 380 В и U = 500 и 660 В с изолированной нейтралью;

• б) 2-х проводные стационарные сети переменного тока U = 42 В для питания переносного освещения и электрифицированного инструмента.

Основные положения, которые должны учитываться при выборе напряжения систем электропитания, следующие:

а) для питания стационарно установленных приборов, аппаратов и других средств автоматизации переменного и постоянного тока в помещениях всех категорий опасности (в отношении поражения людей) применяются:

• системы трехфазного переменного тока 380/220 В с глухозаземленной нейтралью;

• системы трехфазного переменного тока 380 В с изолированной нейтралью;

• 110 и 220 В постоянного тока.

Если для питания объекта применен трехфазный переменный ток U=660 В, то питание средств автоматизации должно осуществляться через понижающие однофазные или трехфазные трансформаторы.

б) для питания электрических двигателей исполнительных механизмов и электроприводов задвижек и вентилей в помещениях всех категорий опасности применяются те же напряжения, что и в главных (силовых) цепях электродвигателей (пункт а), включая напряжение 400 В переменного и постоянного тока;

в) для питания схем производственной сигнализации рекомендуется использовать напряжение системы электропитания средств автоматизации (как правило, U = 220 В переменного или постоянного тока);

Однако часто возникает необходимость в применении миниатюрных сигнальных лампочек, требующих пониженных напряжений, для их питания должны предусматриваться отдельные преобразователи (трансформаторы).

г) для питания стационарного освещения монтажной стороны шкафных щитов, может применяться напряжение до 220 В.

д) питание электрифицированного инструмента и переносного освещения осуществляется от сети соответствующего напряжения системы электроснабжения автоматизируемого объекта.

При отсутствии такой сети напряжение питания электрифицированного инструмента должно быть не выше 220 В – в помещениях без повышенной опасности и не выше 42В – в помещениях с повышенной опасностью.

Общие требования по выбору напряжения электропитания: (по возможности) необходимо применять напряжения, применяемые для электроснабжения автоматизируемого объекта, т.к. они могут быть использованы без дополнительного преобразования. Если применяются средства автоматизации с отличающимся напряжением от напряжения на объекте, то это ведет к усложнению системы электрического питания, требует дополнительных и специальных преобразовательных устройств (выпрямителей, трансформаторов и т.п.).