Основы проектирования приборов и систем. Лекции

24

правильной эксплуатации технического обеспечения системы, для задания всех режимов его функционирования, для осуществления методик проверки работоспособности технических средств с помощью соответствующих тестов, а также содержать указания по деятельности персонала системы при устранении неисправностей", или "Техническое обеспечение включает в себя комплекс технических средств (КТС) АСУТП, который должен быть достаточным для решения всех функциональных задач системы и выполнения функций сбора, ввода, накопления, обработки, вывода, отображения, приема и передачи циркулирующей в системе информации, управления исполнительными механизмами и блокировками.

КТС АСУТП должны быть построены по модульному и (или) блочно-агрегатному принципу, обеспечивающему:

взаимозаменяемость сменных одноименных составных частей; ремонтопригодность;

возможность построения и расширения, совершенствования и изменения техникоэксплуатационных характеристик КТС.

Конструктивное исполнение КТС должно обеспечивать: удобство эксплуатации; исключение возможности несанкционированного доступа; возможность ремонта;

доступ ко всем элементам, узлам и блокам, требующим регулирования или замены в процессе эксплуатации.

СВТ, входящие в комплекс технических средств АСУТП, должны обеспечивать возможность непрерывной, круглосуточной работы с учетом проведения технического обслуживания.

СВТ АСУТП должны обладать технической, информационной, программной, электромагнитной и эксплуатационной совместимостью.

Нормальными климатическими условиями эксплуатации СВТ являются: температура окружающего воздуха (20 5) °С, относительная влажность (60 15) % (без конденсации),

атмосферное давление от 84 до 107 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.).

Время готовности СВТ не должно превышать 30 минут (из полностью отключенного состояния до выполнения теста готовности), уточняется разработчиком на стадии технического проектирования.

Уровень индустриальных радиопомех, создаваемых при работе СВТ, не должен превышать значений напряжения и напряженности электрического поля, установленных в «Общесоюзных нормах допускаемых индустриальных помех (Нормы 8-72)».

СВТ должны быть работоспособны при плавных и скачкообразных отклонениях напряжения от минус 15 до плюс 10 % и частоты до 1 Гц от номинального значения.

Конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции серверов и АРМ должны соответствовать требованиям ПУЭ.

АРМ оператора должен иметь два монитора с экранами не менее 19 дюймов, с разрешающей способностью не меньше чем 1280х1024, с палитрой не менее 256 цветов.

Каждая рабочая станция должна иметь оперативную память объемом не менее 1 Гб с возможностью расширения.

Каждая рабочая станция должна иметь накопитель на жестких магнитных дисках емкостью не менее 60 Гб.

В состав СВТ верхнего уровня АСУТП должны входить принтеры для выполнения регистрационных записей и печати отчетов.

Контроллеры должны быть промышленного назначения и их конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции должны соответствовать требованиям ПУЭ.

Корпуса (шкафы) должны быть достаточно прочными, чтобы обеспечивать установку и надежную опору для встроенного оборудования и иметь:

дверцы на передней панели и замки для исключения несанкционированного доступа; ввод внешней проводки со стороны нижней и верхней панели корпуса; винт для подключения провода заземления.

Контроллеры должны быть работоспособны при температуре окружающего воздуха от 0 до плюс 55 °С при относительной влажности от 5 до 95 %, при 25 °С без конденсации влаги.

Контроллер не должен требовать принудительного воздушного охлаждения.

Контроллер должен обеспечивать непрерывный контроль работоспособности его компонентов в процессе решения задач, а также обнаружение и локализацию неисправностей с точностью до сменного модуля.

25

Среднее время восстановления работоспособности контроллера не более 1 часа.

Контроллер должен быть проектно-компонуемым изделием. Состав модулей ввода-вывода, а также вычислительная мощность процессорного модуля должны определяться потребностями управляемого технологического процесса.

Модули аналогового ввода должны иметь гальваническое разделение и обеспечивать: количество разрядов АЦП не менее 12; прямое подключение термопреобразователей;

подключение непрерывных сигналов следующих номиналов: 10 В, (4-20) мА, (0-5) мА; время преобразования одного сигнала не более 40 мс;

количество сигналов на одном модуле не менее 4, сигналы должны быть гальванически отделены от цифровой части.

Модули аналогового вывода должны иметь гальваническое разделение и обеспечивать: диапазон выходного тока от 4 до 20 мА;

температурный коэффициент смещения шкалы при формировании тока не более 0,005 %/°С; погрешность, вызванная нелинейностью, не более 0,05 % полной шкалы; количество каналов на модуль не менее 4; время преобразования не более 20 мс.

Модули дискретного ввода-вывода должны иметь гальваническое разделение и обеспечить: уровни входных сигналов ~220 В, 50 Гц; =24 В; уровни выходных сигналов ~220 В, 50 Гц; =24 В;

количество сигналов на одном модуле дискретного ввода не менее 8, дискретного вывода не менее

4.

Модули коммуникации для организации обмена через шину должны обеспечивать: режим доступа к локальной шине; число пользователей не менее 32;

скорость передачи информации не менее 1 Мбод;

обмен информацией согласно открытому и известному протоколу (например, ModBus и т.п.).

Средства сетевого обмена информацией должны быть промышленного назначения и их конструкция, исполнение, способ установки и класс изоляции должны соответствовать требованиям ПУЭ.

Средства сетевого обмена информацией должны быть работоспособны при температуре окружающего воздуха от 0 до плюс 55 °С при относительной влажности от 15 до 95 % без конденсации влаги.

Средства сетевого обмена информацией не должны требовать принудительного воздушного охлаждения.

Окончательный качественный и количественный состав оборудования АСУТП должен быть определен на стадии проектирования".

~ в требованиях к метрологическому обеспечению приводят: предварительный перечень измерительных каналов;

требования к точности измерений параметров и к метрологическим характеристикам измерительных каналов; требования к метрологической совместимости технических средств системы;

перечень управляющих и вычислительных каналов системы, для которых необходимо оценивать точностные характеристики; требования к метрологическому обеспечению технических и программных средств,

входящих в состав измерительных каналов системы, средств встроенного контроля, метрологической пригодности измерительных каналов и средств измерений, используемых при наладке и испытаниях системы; вид метрологической аттестации (государственная или ведомственная) с указанием

порядка ее выполнения и организаций, проводящих аттестацию;

Например, "Система является информационно-измерительной и имеет измерительные каналы: температуры в печах отжига, регенерации фильтров и транспортной таре; остаточного давления в трубопроводах и накопительных емкостях шкафа наполнения; давления в межмембранном пространстве мембранного насоса; давления в линии нагнетания газа в первую ступень мембранного насоса.

27

обеспечение визуального контроля положения запорной арматуры и состояния исполнительных механизмов установки;

формирование команд управления для автоматизированного управления запорной арматурой и исполнительными механизмами установки по технологическим циклам;

формирование команд управления для дистанционного управления запорной арматурой и исполнительными механизмами установки;

обеспечение визуального контроля информации о техническом состоянии системы.

Выполнение своих обязанностей дежурный оператор должен производить на основании информации, отображаемой на видеомониторе пульта дежурного оператора, с использованием средств ввода пульта (клавиатуры и ручного манипулятора типа мышь ).

В обязанности инженера-технолога должны входить следующие функции:

обеспечение непрерывного визуального контроля технологических параметров установки; обеспечение непрерывного визуального контроля положения запорной арматуры и состояния

исполнительных механизмов установки; регулярный просмотр архива;

обеспечение визуального контроля информации о техническом состоянии системы; задания и изменения уставок контролируемых параметров;

формирование управляющих команд для регистрации контролируемой информации, отчетов и протоколов на печатающем устройстве.

Выполнение своих обязанностей инженер-технолог должен производить на основании информации, отображаемой на видеомониторе пульта инженера-технолога, с использованием средств ввода пульта (клавиатуры и ручного манипулятора типа мышь ).

Пульт дежурного оператора и пульт инженера-технолога должны быть закрыты от доступа посторонних пользователей системой паролей. Команды управления, инициируемые дежурным оператором, процедуры по заданию и изменению уставок контролируемых параметров и технологических блокировок инженером-технологом должны выполняться только после регистрации лица, осуществляющего функцию управления или внесения изменений.

Состав и содержание работ по подготовке и вводу средств защиты информации в эксплуатацию должны согласовываться с составом и содержанием работ по созданию системы.

Перечень и содержание комплектов и видов документов на средства защиты информации должны удовлетворять требованиям, изложенным в разделе 6 технического задания".

~для организационного обеспечения приводят требования:

кструктуре и функциям подразделений, участвующих в функционировании системы или обеспечивающих эксплуатацию;

корганизации функционирования системы и порядку взаимодействия персонала системы и персонала объекта автоматизации;

кзащите от ошибочных действий персонала системы.

Например, "Организационное обеспечение системы должно быть достаточным для эффективного выполнения персоналом возложенных на него обязанностей при осуществлении автоматизированных и связанных с ними неавтоматизированных функций системы.

Организационная структура системы, организация ее обслуживания, количество и квалификация персонала должны обеспечивать выполнение всех возложенных на систему функций с учетом их распределения по уровням управления.

До ввода системы в эксплуатацию должны быть разработаны регламент по обслуживанию и инструкции на рабочие места персонала, обслуживающего систему. Регламент и инструкции должны составляться на основе эксплуатационной документации. Инструкции по организационному обеспечению системы должны определять действия персонала, необходимые для выполнения каждой автоматизированной функции во всех режимах функционирования системы с учетом заданных требований по быстродействию и правильной реализации персоналом своих обязанностей, а также содержать конкретные указания о действиях в случае возникновения аварийного режима. Разработка документации на организационное обеспечение системы должна быть выполнена в соответствии с РД50-34.698", или "Организационное обеспечение АСУТП должно представлять собой совокупность документов, определяющих:

организационную структуру объекта управления АСУТП; действия персонала по обеспечению заданного режима функционирования АСУТП,

регламентированные должностными инструкциями и инструкциями по эксплуатации; регламент работы АСУТП, описывающий режим работы системы, в том числе при запуске,

останове, аварийной ситуации, а также правила контроля функционирования системы.

28

Квалификация персонала должна обеспечить эффективное функционирование системы управления во всех заданных режимах.

Персонал должен быть подготовлен к выполнению своих обязанностей в соответствии с инструкциями организационного обеспечения.

Каждое лицо, входящее в состав персонала системы управления, должно уметь работать с используемыми техническими средствами и документацией, определяющей порядок его деятельности".

5) Состав и содержание работ по созданию системы, который должен содержать перечень стадий и этапов работ по созданию системы, сроки их выполнения, перечень организаций-исполнителей работ, ссылки на документы, подтверждающие согласие этих организаций на участие в создании системы, или запись, определяющую ответственного (заказчик или разработчик) за проведение этих работ. В данном разделе также приводят:

перечень документов, предъявляемых по окончании соответствующих стадий и этапов работ; вид и порядок проведения экспертизы технической документации (стадия, этап, объем проверяемой

документации); программу работ, направленных на обеспечение требуемого уровня надежности разрабатываемое

системы; перечень работ по метрологическому обеспечению на всех стадиях создания системы с указанием их

сроков выполнения и организации-исполнителей.

6) Порядок контроля и приемки системы, где указывают:

виды, состав, объем и методы испытаний системы и ее составных частей; общие требования к приемке работ по стадиям (перечень участвующих предприятий и организаций,

место и сроки проведения), порядок согласования и утверждения приемочной документации; статус приемочной комиссии (государственная, межведомственная, ведомственная).

7) Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие, где приводят перечень основных мероприятий и их исполнителей, которые следует выполнить при подготовке объекта автоматизации к вводу АС в действие. В перечень основных мероприятий включают:

приведение поступающей в систему информации к виду, пригодному для обработки с помощью компьютера;

изменения, которые необходимо осуществить в объекте автоматизации; создание условий функционирования объекта автоматизации, при которых гарантируется

соответствие создаваемой системы требованиям, содержащимся в техническом задании; создание необходимых для функционирования системы подразделений и служб; сроки и порядок комплектования штатов и обучения персонала.

8) Требования к документированию, где приводят:

согласованный разработчиком и заказчиком системы перечень подлежащих разработке комплектов и видов документов;

перечень документов, выпускаемых на машинных носителях.

9) Источники разработки, где должны быть перечислены документы и информационные материалы, на основании которых разрабатывалось техническое задание и которые должны быть использованы при создании системы.

1.1.3Правила оформления

Техническое задание на автоматизированную систему оформляют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 на листах формата А4 по ГОСТ 2.301 без рамки, основной надписи и дополнительных граф к ней.

Номера страниц проставляют, начиная с первого листа, следующего за титульным листом, в верхней части листа (над текстом, посередине) после обозначения кода технического задания на автоматизированную систему.

Значения показателей, норм и требований указывают, с предельными отклонениями или максимальным и минимальным значениями.

На титульном листе помещают подписи заказчика, разработчика и согласующих организаций, которые скрепляют гербовой печатью. Подписи разработчиков технического задания на автоматизированную систему и должностных лиц, участвующих в согласовании и рассмотрении проекта технического задания на автоматизированную систему, помещают на последнем листе.

29

1.1.4Порядок разработки, согласования и утверждения технического задания на систему

Проект технического задания на автоматизированную систему разрабатывает организация-разработчик системы с участием заказчика на основании технических требований.

Работу по согласованию проекта технического задания на автоматизированную систему осуществляют совместно разработчик технического задания на автоматизированную систему и заказчик системы.

Срок согласования проекта технического задания на автоматизированную систему в каждой организации не должен превышать 15 дней со дня его получения. Рекомендуется рассылать на согласование экземпляры проекта технического задания на автоматизированную систему (копии) одновременно во все организации.

Замечания по проекту технического задания на автоматизированную систему должны быть представлены с техническим обоснованием. Решения по замечаниям должны быть приняты разработчиком проекта технического задания на автоматизированную систему и заказчиком системы до утверждения технического задания на автоматизированную систему.

Если при согласовании проекта технического задания на автоматизированную систему возникли разногласия между разработчиком и заказчиком, то составляется протокол разногласий.

Согласование проекта технического задания на автоматизированную систему разрешается оформлять отдельным документом (письмом). В этом случае под грифом "Согласованы" делают ссылку на этот документ.

Утверждение технического задания на автоматизированную систему осуществляют руководители предприятий (организаций) разработчика и заказчика системы.

Техническое задание на автоматизированную систему до передачи его на утверждение должно быть проверено службой нормоконтроля организации-разработчика технического задания и подвергнуто метрологической экспертизе.

Копии утвержденного технического задания на автоматизированную систему в 10-дневный срок после утверждения высылаются разработчиком технического задания на автоматизированную систему участникам создания системы.

Регистрация, учет и хранение технического задания на автоматизированную систему и дополнений к нему проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 2.501.

Лекция 20

1.1Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем (1 час)

Рассмотрим документ: ГОСТ 34.201-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на

автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем.

1.1.1Виды и наименование документов

Виды документов, разрабатываемых на стадиях эскизного проекта (ЭП), технического проекта (ТП), рабочей документации (РД), приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Виды документов

Наименования документов, разрабатываемых при проектировании системы, приведены в таблице 12.

На стадии и ввода в действие разрабатывают следующие организационно-распорядительные документы: акт завершения работ; акт приемки в опытную эксплуатацию;

акт приемки в промышленную эксплуатацию; план-график работ; приказ о составе приемочной комиссии;

приказ о проведении работ; программа работ; протокол испытаний; протокол согласования.

Таблица 12 - Наименование документов

1.1.2Комплектность документации

Перечень наименований разрабатываемых документов и их комплектность на систему должен быть определен в техническом задании на создание автоматизированной системы.

На каждый комплект должна быть составлена ведомость документов.

Комплектность документации, обеспечивающей разработку, изготовление, приемку и монтаж технических средств, - по ГОСТ 2.102. Комплектность эксплуатационной документации на эти средства - по ГОСТ 2.601. Комплектность документации на программные средства вычислительной техники - по ГОСТ 19.101.

1.1.3Обозначения документов

Каждому разработанному документу должно быть присвоено самостоятельное обозначение. Обозначение документа имеет следующую структуру, представленную на рисунке 103.

Рисунок 103 - Структура обозначения документа

1.1.4Правила обозначения систем и их частей

Структура обозначения автоматизированной системы имеет вид, приведенный на рисунке 104.

Рисунок 104 - Вид структуры обозначения автоматизированной системы

Код организации-разработчика присваивают в соответствии с классификатором предприятий, учреждений и организаций (ОКПО).

Код классификационной характеристики системы присваивают в соответствии с правилами, установленными в отрасли на основе классификатора продукции.

Порядковый регистрационный номер системы присваивает служба организации разработчика, ответственная за ведение картотеки и учет обозначений. Регистрационные номера присваивают с 001 до 999 по каждому коду регистрационной характеристики.

1.2Требования к содержанию документов при создании автоматизированных систем (2 часа).

Рассмотрим документ: РД 50-34.698-90. Методические указания. Информационная технология.

Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов (см. приложения).

1.2.1Общие положения

Содержание документов является общим для всех видов автоматизированных систем и может дополняться разработчиком в зависимости от особенностей создаваемой системы. Допускается включать в документы дополнительные разделы и сведения, объединять и исключать разделы.

Виды и названия документов, разрабатываемых при создании автоматизированных систем, приведены в таблице 13.

Таблица 13. Виды и названия документов