Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы автоматизированных систем управления. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 132 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Глава 1. Типовые этапы разработки автоматизированных систем

Разработка документации на АС и ее части производится параллельно с проектированием отдельных видов обеспечения или составных частей АС. Предусматривается два вида документации − конструкторская и эксплуатационная. Конструкторская документация описывает проектные решения, эксплуатационная− регламентирует процесс обеспечения функционирования и обслуживание компонентов АС. Разработка документации может быть вынесена в отдельный этап работ.

Для обслуживания АС в целом и отдельных ее компонентов, а также для обеспечения работы объекта автоматизации в новой АС необходима подготовка персонала. Диапазон объема подготовки может начинаться только с изучения новых должностных инструкций и заканчиваться подготовкой персонала в учебных центрах или на предприятии разработчика. При разработке компонентов организационного обеспечения должны быть разработаны новые должностные инструкции и даже может быть предложена новая штатная структура подразделений и изменены требования к квалификации персонала. В том случае если внедряемая АС является типовой системой и объект автоматизации является типовым, подготовка персонала может проводиться для кандидатов на должности будущей организационной структуры до начала пусконаладочных работ. В этом случае персонал имеет возможность получать требуемые компетенции во время наладочных работ и приемных испытаний. Однако для этого заказчик должен предварительно ввести новую штатную структуру. Порядок подготовки персонала желательно описать в ТЗ.

Комплектация АС поставляемыми изделиями и расходными материалами (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями) производится в соответствии с «Ведомостью покупных изделий», разработанной на этапе «Общесистемные решения». Закупки могут производиться заказчиком либо разработчиком, либо сторонней организацией на средства заказчика. Изделия могут потребоваться для обеспечения процесса разработки, строительно-монтажных и пусконаладочных работ. А также включены в состав технических и программных комплексов АС. При выборе компонентов заказчик зачастую выдвигает требование унифицированности. Это относится и к расходным материалам, и к устройствам, и к агрегатам.

Внедрение результатов проектирования АС может потребовать проведения строительно-монтажных работ. Для постоянного или временного

Основы автоматизированных систем управления

размещения персонала, технических средств автоматизации и средств связи может потребоваться строительство дополнительных зданий и сооружений, систем энергообеспечения, дорог и средств жизнеобеспечения.

После того как АС полностью спроектирована, закуплены все необходимые компоненты программных и технических средств, введены в эксплуатацию все здания, сооружения и системы обеспечения, осуществляются пусконаладочные работы. Они могут выполняться разработчиком, заказчиком АС и сторонними организациями. На выполнение этого этапа заключается отдельный договор. Смета этапа, как правило, включает только оплату проведения работ с минимальными накладными расходами. Результаты проведения оформляются актом.

Сдаче АС может предшествовать проведение предварительных испытаний и опытная эксплуатация. Порядок приема работ должен быть описан в техническом задании, в программе и методике испытаний. Разработчик, подготавливая эти документы, должен позаботиться о том, чтобы заявленные испытания были конкретными и их результаты могли быть представлены однозначно. В противном случае у заказчика может появиться соблазн потребовать дополнительного подтверждения наличия заявленных свойств и выполнения функций.

После успешного проведения приемочных испытаний с разработчиком может быть заключен договор на авторское сопровождение АС. Объем и регламент работ должен быть описан в договоре. Это может быть консультирование, изменение величин контролируемых значений, обучение персонала и другие виды работ. Авторское сопровождение может проводиться посредством периодического непосредственного присутствия персонала разработчика на объекте автоматизации или удаленно. Во втором случае заказчик должен предоставить возможность удаленного доступа к данным АС для контроля процесса функционирования системы и возможного изменения уставных значений. В этом случае должны быть проведены дополнительные мероприятия по защите данных от несанкционированного доступа.

Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами осуществляется в соответствии с регламентом гарантийных обязательств. Постгарантийное обслуживание выполняется в соответствии с отдельным договором.

Глава 1. Типовые этапы разработки автоматизированных систем

Глава 2

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА

АВТОМАТИЗИРОВАННУЮ СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ

Техническое задание (ТЗ) является первым и очень важным документом при проектировании АСУ в том случае, если заказчик не предъявляет подрядчику «технические условия» (ТУ) в виде утвержденного документа. ТЗ должно разрабатываться совместно заказчиком и подрядчиком, но зачастую этим занимается сам подрядчик на основе представленных документов, консультаций с представителями заказчика и прочих мероприятий в рамках обследования объекта автоматизации. Иногда для разработки ТЗ заключается отдельный договор. В этом случае обе стороны имеют возможность оценить объем и стоимость предстоящих работ по дальнейшему проектированию, объему приобретаемого оборудования, строительно-монтажных и пусконаладочных работ. Но в этом случае есть опасность, что этапом разработки ТЗ и закончится сотрудничество с подрядчиком. Хорошо, если это оговорено заранее. Так происходит иногда, если подрядчик желает оценить будущие затраты и включить их в планы по реконструкции и развитию. Кроме того, есть подрядные организации, которые и специализируются на предпроектных работах. В последнее время участились ситуации, когда заказчики собирают бесплатные проекты ТЗ с нескольких разработчиков, и исчезают.

В хорошем ТЗ должны быть заложены основы будущей системы: ее архитектура, внутренние взаимосвязи и связи с внешними системами, требования и описание компонентов и видов обеспечения. Ниже автор приводит пример и комментарии по содержанию разделов ТЗ на АСУ.

В качестве примера автором используется АСУ нефтедобычи цехового уровня при кустовой системе обустройства скважин. Возможные совпадения с реально существующими системами, организациями и персоналиями являются случайными.

Далее читателям предлагается пример учебного документа «Техническое задание». По аналогии с этим документом обучаемые на практических занятиях и во время самостоятельной работы должны разработать ТЗ на АС (АСУ) для выбранного объекта автоматизации.

Основы автоматизированных систем управления

Техническое задание

1. Общие сведения

В наименовании системы может содержаться тип АСУ, уро-

вень и наименование объекта автоматизации.

1.1. Наименование системы – автоматизированная система управле-

ния технологическим процессом (АСУ ТП) цеха добычи нефти и газа (ЦДНГ), далее – система.

Классификация системы зачастую не обязательна, но ее осуществление весьма полезно, особенно для возможной последующей сертификации системы. Код классификационной характеристики системы в дальнейшем используется в проектной и эксплуатационной документации. Для классификации могут использоваться различные классификаторы по согласованию сторон.

1.2. Классификация системы:

 по уровню, занимаемому в организационно-производственной иерархии, система относится к классу 3 – многоуровневая АСУ ТП, включающая технологические объекты управления (ТОУ) верхнего уровня (цех) и нижнего уровня (технологические агрегаты, установки, участки);

 по характеру протекания управляемого технологического про- цесса (ТП) во времени система относится к классу Н – АСУ с непрерывным ТП с длительным поддержанием режимов, близких к установившимся, и практически безостановочной подачей сырья и реагентов;

 по условной информационной мощности система относится к классу 5 – АСУ ТП большой условной информационной мощности с числом измеряемых или контролируемых технологических параметров около 16 000;

 по уровню функциональной надежности система относится к классу 2 – АСУ ТП со средним уровнем функциональной надежности, который должен регламентироваться, но отказы в системе не должны приводить к остановам ТОУ;

 по типу функционирования система относится к классу И – авто- матически выполняются только информационные функции, решения по управлению принимает и реализует оператор.

 Код классификационной характеристики системы – 3Н52И.

Глава 2. Разработка технического задания на автоматизированную систему…

Указание вида работ не обязательно, но необходимо в том случае, если эти работы включены в соответствующие разделы планов заказчика или подрядчика или если требования к сметам на различные виды работ различаются.

1.3. Система разрабатывается в рамках договора на выполнение

научно-технических работ №9999/9999 (пример номера договора, состо-

ящий из цифр).

Термины «Заказчик» и «Подрядчик» чаще всего используются в договорах на выполнение работ, а в проектной документации вместо них иногда используются термины «Заказчик» и «Разработчик» для обозначения сторон.

Наименования и адреса должны соответствовать учредительным документам сторон.

1.4. Наименования предприятий Разработчика и Заказчика си-

стемы и их адреса:

 Разработчик – Южный федеральный университет (ЮФУ) г. Ро- стов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105/42;

 Заказчик – Акционерное общество “Контигирнефтегаз”, Кичим- ский край, г.Черемушки, ул. Иванова, 13.

1.5. Система создается на основании технических условий и рабо-

чих материалов, предоставляемых заказчиком.

1.6. Плановые сроки начала и окончания работы по созданию си-

стемы:

 начало работ – декабрь 2019 г.;

 окончание работ – сентябрь 2021 г.

1.7. Источник и порядок финансирования работ определяется до-

говором №9999/9999.

1.8. Оформление и предъявление заказчику результатов работ по

созданию системы производится в соответствии с календарным планом выполнения работ по договору №9999/9999.

Основы автоматизированных систем управления

2. Назначение и цели создания системы

Достаточно сложно в двух фразах выразить назначение системы. Самое простое, это написать: «Чтобы было лучше, дешевле и проще». Каждое из этих слов можно вынести в цели системы. Однако назначение системы должно лаконично описывать в общем виде «функционал» (контроль и оперативное управление) и будущие возможности системы (…и вновь вводимого технологического оборудования…, … позволяет адаптировать систему к различным условиям…).

2.1. Назначение системы

Система предназначена для контроля и оперативного управления

комплексом действующего и вновь вводимого технологического оборудования и сооружений ЦДНГ при кустовой схеме обустройства.

Объектом автоматизации является ЦДНГ пласта ХХ-9 Борусов-

ского месторождения. Универсальный состав технологического оборудования и средств автоматизации позволяет адаптировать систему к различным условиям нефтедобычи, существующим на всей территории АО “Контигирнефтегаз”.

Цели могут на первый взгляд оказаться формальными фразами, но следует помнить, что при сдаче системы заказчику следует доказать выполнение достижение всех этих целей вашей системой. Чтобы заказчику не захотелось еще чего-нибудь от вашей системы, необходимо включить конкретную проверку выполнения этих функций в программу и методику приемосдаточных испытаний. Выполнение какой функции проверяется, каким образом, какой результат должен быть предъявлен?

2.2. Цели создания системы

Система служит для совершенствования управления ТП нефте-

добычи на основе применения математических методов, программно-аппаратных средств сбора и обработки информации и управления в реальном времени.

Основными целями создания системы являются:

 управление процессом нефтедобычи в реальном времени;

 снижение удельных затрат при добыче нефти и газа;

 повышение надежности и уровня безопасности ТП;

 повышение качества и сохранности выходной информации;

Глава 2. Разработка технического задания на автоматизированную систему…

 обеспечение возможности создания единого информационного

пространства месторождения.

3. Характеристика объекта автоматизации

Обследование объекта автоматизации очень важный и ответственных процесс для разработчика. От того, насколько тщательно он выяснит все особенности процессов функционирования объекта, структуру и взаимосвязи компонентов, перечень входных данных, промежуточные преобразования данных, управляющие решения, которые должны быть приняты для обеспечения оптимального функционирования объекта и т.д. и т.п. во многом зависит успешность проектирования. Выяснение новых моментов об объекте автоматизации в процессе проектирования могут стать неприятным сюрпризом для разработчика.

Крупные компоненты

3.1. Состав объекта автоматизации:

 кусты скважин – 70 шт.;

 дожимные насосные станции (ДНС) – 3 шт.;

 кустовые насосные станции (КНС) – 4 шт.;

 службы ЦДНГ.

Типовой состав компонентов

3.2. Состав куста скважин:

 добывающие скважины – до 14 шт. (в том числе скважины со штан- говым глубинным насосом (ШГН) и скважины с электроцентробежным насосом (ЭЦН));

 нагнетательные скважины – до 8 шт.;

 блок переключений скважин (БП) – 1 шт.;

 групповая установка для измерения дебита скважин (ГЗУ) – 1 шт.;

 водораспределительные блоки (ВРБ) – от 1 до 2 шт.;

 трансформаторные подстанции (ТрП) – от 1 до 3 шт.;

 блок контроля и управления куста скважин (БКУ) – 1 шт.

Характеристики сигналов контроля и управления технологическими агрегатами и объектами куста скважин приведены в таблице А.1 прил. А.

Основы автоматизированных систем управления

3.3. Состав ДНС (технологическая линия на одну бригаду (количе-

ство бригад – от 1 до 3):

 сепараторы 1 ступени, V=50 м3 или V=100 м3 на P=10 кгс/см2 – от 1

до 3 шт.;

 сепараторы 2 ступени, V=50 м3 или V=100 м3 на P=10 кгс/см2 – от 2

до 3 шт.;

 газовые сепараторы, V=50 м3 или V=100 м3 на P=10 кгс/см2 – от 1

до 2 шт.;

 предварительные отстойники ОГ-200 П – от 1 до 2 шт.;  буферная емкость (сепаратор-буфер), V=50 м3 или V=100 м3 на

P=10 кгс/см2;

 насосные блоки с насосами типов НК, НПС, ЦНС – от 2 до 4 шт.;  узел бригадного учета нефти и воды;  узел учета газа;  аварийные емкости с насосом откачки – от 1 до 3 шт.;  общестанционное хозяйство в составе:

o аварийные резервуары РВС-2000 м3 или РВС-5000 м3 – от 1 до 3 шт.;

o очистные сооружения для пластовой воды; o факел для аварийного сжигания газа высокого давления; o факел для аварийного сжигания газа низкого давления; o конденсатосборники с насосом откачки – от 1 до 2 шт.; o дренажно-канализационные емкости с насосом откачки –

до 4 шт.;

o блочная воздушная компрессорная (воздух КИП); o блок реагентного хозяйства; o площадка подготовки топливного газа; o котельная.

Характеристики сигналов контроля и управления технологическими

агрегатами и объектами ДНС приведены в таблице А.2 прил. А(ТЗ).

Состав КНС:  технологический модуль БКНС (количество модулей – от 1 до 3) в

составе:

Глава 2. Разработка технического задания на автоматизированную систему…

o насосные блоки с насосами – от 2 до 4 шт.; o блок вспомогательных насосов; o блок управления;

 общестанционное хозяйство в составе:

o водораспределительные гребни; o узел сепарации; o водозаборные скважины; o распредустройство РУ-6 кВ; o ТрП.

Характеристики сигналов контроля и управления технологическими агрегатами и объектами КНС приведены в таблице А.3 приложения ТЗ-А.

Организационные компоненты

3.4. Состав служб ЦДНГ:

 диспетчерская служба;

 технологические службы.

Необходимо тщательно подойти к определению режимов работы системы. Некоторые из них могут совпадать с режимами работы объекта автоматизации, другие – являться особенностями работы самой системы. Временные режимы работы могут повлиять не только на требования к техническому обеспечению, но и на количество требуемого персонала, его функциональные обязанности, наличие мест отдыха и транспортное обеспечение. Климатические условия повлияют не только на организационные компоненты и системы жизнеобеспечения, но и на требования к техническим средствам.

3.5. Сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации и

характеристиках окружающей среды

Режим функционирования объекта автоматизации является круглосуточным. ТОУ (кусты скважин, ДНС, КНС) разнотипны и территориально находятся на значительном расстоянии друг от друга и от диспетчерского пункта ЦДНГ. Связь между ТОУ и ЦДНГ осуществляется по радиоканалу. ТОУ эксплуатируются в холодных климатических условиях (от плюс 40 до минус 60 °C).

Основы автоматизированных систем управления

4. Требования к системе

Пусть вас не вводит в заблуждение заголовок раздела. Отделаться общими фразами не удастся. Здесь уже нужно представить общую структуру систем, назначение и функции компонентов. Ошибки здесь могут в дальнейшем привести к сложной процедуре изменения ТЗ или большим проблемам при сдаче системы заказчику.

4.1. Требования к системе в целом

Требования к структуре и функционированию системы

Структура системы

Система строится по иерархическому принципу и имеет два уровня:

 верхний уровень (ВУ) – уровень сбора данных и диспетчерского управления ЦДНГ;

 нижний уровень (НУ) – уровень технологического терминала (ТТ) куста скважин, КНС, ДНС.

ТТ представляет собой технологический контроллер (ТК) со средствами связи с ВУ.

Подсистема ВУ включает в себя локальную вычислительную сеть (ЛВС), состоящую из SCADA-сервера и рабочих станций (РСт) оперативной (диспетчерской) и технологических служб, и переносной пульт оператора-технолога (ППОТ).

Подсистемы НУ состоят из ТТ, соединенных проводными линиями связи с датчиками измерения и сигнализации и исполнительными механизмами, установленными на ТОУ.

Структура системы приведена на рис. 1 прил. Б (ТЗ).

Обратите внимание, что в этом разделе появляются новые термины, сокращения и аббревиатуры. Их безусловно нужно предварительно согласовать с заказчиком. Возможно, придется пойти на встречу заказчику, если он привык к другим терминам или постараться чтобы он принял вашу терминологию.

Назначение ТТ:

 сбор информации о технологических параметрах и режимах ра- боты оборудования;

 передача информации на ВУ;

 реализация команд диспетчерского управления ВУ;

<<< < Предыдущая 12 / 132 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]