Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. Учебное пособие.pdf
ность технологического процесса, должна предусматриваться для объектов с технологическими блоками всех категорий взрывоопасности.
В обязательном порядке должна предусматриваться регистрация времени появления и исчезновения сигнализации.
Защита от ошибок персонала
Все действия персонала по взаимодействию с РСУ должны
быть защищены от возможных ошибок. РСУ должна исполнять только
те действия, которые описаны в документации на систему. Любые
ошибочные действия персонала по управлению процессом должны
игнорироваться, если они отличаются от объявленных в документации,
или не соответствуют уровню полномочий персонала, и регистрироваться в журнале событий.
1.5. ПАЗ. Функции. Общие требования
Общие требования к системе ПАЗ
Методы и средства защиты технологических объектов выбираются на основе анализа опасностей и условий возникновения и развития предаварийных и аварийных ситуаций, особенностей технологических процессов и аппаратурного оформления.
Система безопасности (ПАЗ) должна обеспечивать:
- сбор аналоговой и дискретной информации от датчиков тех-
нологических параметров, и дискретных параметров состояния исполнительных механизмов, а также дискретных параметров ДВК, ПДК, и
состояния аварийной вентиляции;
- выделение достоверной входной информации;
- анализ и логическую обработку входной информации;
- автоматическую выдачу сигналов двухпозиционного управ-
ления на исполнительные механизмы;
- дистанционное управление исполнительными механизмами
со станции технолога-оператора РСУ при условии санкционированного доступа либо со специальной оперативной панели ПАЗ;
- передачу оперативной информации от системы ПАЗ в РСУ
для сигнализации, регистрации и архивирования (отклонение параметров, срабатывание исполнительных механизмов ПАЗ и т.п.);
- выделение первопричины останова технологического процес-
са;
- самодиагностику состояния технических средств системы
ПАЗ.
- 31 -
Выбор конкретного поставщика системы защиты
Выбор архитектуры системы безопасности и ее элементов осуществляется исходя из категории взрывоопасности технологического
объекта, а также требований по эксплуатации, обслуживанию и ремонту в течение всего межремонтного пробега технологического объекта.
Выбор конкретного поставщика оборудования системы ПАЗ организация-заказчик осуществляет по результатам конкурса (тендера).
Особенности объектов III категории взрывоопасности
Для объектов III категории взрывоопасности функции защиты
технологического процесса могут быть реализованы на стандартных
контроллерах РСУ при выполнении следующих условий:
Система защиты реализована на физически выделенных из
РСУ (но не из АСУТП) технических средства.
Система защиты имеет резервирование по всем основным компонентам:
- модули ввода-вывода;
- платы контроллеров;
- сетевые интерфейсы;
- источники питания.
Резервирование датчиков и исполнительных элементов
Надежность выполнения функций измерения и защиты для переменных, определяющих взрывоопасность процесса, на взрывоопасных объектах обеспечивается:
- использованием полевого оборудования, имеющего специ-
альный допуск на применение в системах, обеспечивающих безопасность процесса;
процесса;
- установкой дополнительных датчиков в соответствии с кате-
горией взрывоопасности и типом технологического процесса;
- установкой дополнительных исполнительных элементов;
- наличием системы автоматизированного обслуживания поле-
вого оборудования –Plant Asset Management System;
- контролем значений технологически связанных параметров.
В системе ПАЗ запрещается мультиплексирование входных
параметров, определяющих взрывоопасность процесса.
- 32 -
2. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ И ВЫБОР КТС
2.1. Анализ объекта автоматизации с позиций задач
управления (технологический регламент)
Технологический регламент (ТК) внутренний нормативный документ предприятия, устанавливающий методы производства, технологические нормативы, технические средства, условия и порядок проведения технологического процесса.
Данный документ обеспечивает получение готовой продукции
с показателями качества, отвечающими требованиям стандартов, а
также устанавливающий безопасность ведения работ и достижение
оптимальных технико-экономических показателей производства.
Технологический регламент является основным рабочим документом для инженерно-технического персонала и рабочих, занятых на
данном производстве.
2.2. Разработка технологических регламентов
в нефтяной и газовой промышленности
1. Общая характеристика опасного производственного объекта.
Полное наименование производственного объекта, его назна-
чение, год ввода в действие.
Наименование научно-исследовательской и проектной органи-
зации, разработавших технологический процесс и выполнявших проект.
Количество технологических линий (потоков) и их назначение.
1. Характеристика исходного сырья, материалов, реагентов,
изготовляемой продукции.
Техническое наименование продуктов, качество в соответствии
с нормативно-технической документацией.
Свойства сырья, реагентов, готовой продукции и отходов про-
изводства по взрывопожароопасности и токсичности, приводятся в
разделе «Безопасная эксплуатация производства».
Примечание: В показатели качества, обязательные для проверки, вносятся показатели, регламентирующие содержание в сырье,
промежуточных продуктах и готовой продукции компонентов, вызывающих коррозию металлов.
- 33 -
2. Описание технологического процесса и технологической
схемы опасного производственного объекта.
Раздел должен содержать описание технологического процесса
в строгом соответствии со схемой технологического процесса, являющейся графическим приложением к регламенту.
Описание технологической схемы приводится по стадиям технологического процесса, начиная с поступления сырья, с указанием
основных технологических параметров процесса (температуры, давления, расхода основного оборудования, участвующего в процессе и
включенного в состав технологической схемы). По ходу описания схемы указываются основные схемы автоматизации и блокировки.
3. Нормы технологического режима.
Нормы технологического режима для непрерывных и периодических процессов должны включать:
- в графе «Наименование стадий процесса, аппараты, показате-
ли режима» указываются на различных стадиях процесса в аппаратах
(отстойниках, электродегидраторах, колоннах, печах, реакторах, теплообменной и другой аппаратуре). Регламентируемые показатели режима: температуры, давления, расхода, время операций, количество
загружаемых или подаваемых компонентов и другие показатели,
влияющие на безопасную эксплуатацию и качество продукции;
- при маркировке приборов КИП и А на щитах управления но-
мера позиций приборов должны соответствовать номерам позиций на
технологической схеме;
- единицы измерения приводятся в действующей метрической
системе. В процессе перехода организацией на использование приборов в системе СИ показатели норм режима должны приводиться в системе СИ;
- все показатели режима в том числе: расход, давление, темпе-
ратура, указываются с возможными допусками или интервалами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию и получение готовой продукции заданного качества;
- при производстве продукции с применением печей, в графу
«Наименование стадий процесса, аппараты, показатели режима» дополнительно вносить основные требования по поддержанию оптимального режима горения топлива в печах (содержание кислорода,
разрежение по тракту, температуру уходящих газов).
- 34 -
4. Контроль технологического процесса.
Излагается аналитический контроль (лабораторный, автоматический) по всем стадиям технологического процесса.
В начале таблицы указываются нормы лабораторного контроля, а затем автоматического.
Если в контролируемых продуктах содержатся агрессивные
компоненты, вызывающие коррозию металла, указываются допустимые содержания этих компонентов и методы контроля их.
Контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации, блокировок, если они имеются, приводится в виде перечня.
5. Основные положения пуска и остановки производственного
объекта при нормальных условиях.
В разделе даются основные положения пуска и остановки
опасного производственного объекта. Указываются взаимосвязь с другими технологическими и вспомогательными объектами, снабжение
установки сырьем, электроэнергией, паром, водой, воздухом и другими материалами и ресурсами.
Отражаются особенности пуска и остановки в зимнее время.
При описании пуска и остановки взрывопожароопасных производств изложить последовательность пуска и остановки, соблюдение
требуемого режима выполнения работ с указанием последствий их нарушения.
6. Безопасная эксплуатация производства.
В разделе приводятся данные об имеющихся производственных опасностях, которые могут привести к пожару, взрыву, отравлению, а также комплекс технических, технологических и организационных мероприятий, обеспечивающих минимальный уровень опасности
производства и оптимально санитарно-гигиенические условия труда
работающих.
Взрывопожароопасные и токсические свойства используемых и
получаемых веществ характеризуются в соответствии с требованиями
государственных стандартов системы, стандартов безопасности труда.
Классификация технологических блоков по взрывоопасности
осуществляется в соответствии с требованиями действующих нормативных технических документов в области промышленной безопасности в нефтяной и газовой промышленности, Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических
и нефтеперерабатывающих производств ( ПБ 09-540-03).
- 35 -
Для технологических систем указываются категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения, а также
энергетическое обеспечение систем контроля, управления и противоаварийной защиты.
Излагаются правила аварийной остановки производства, возможные аварийные состояния производства, способы их предупреждения и устранения.
В таблицу включаются наиболее вероятные неполадки в технологическом процессе, устраняемые без остановки оборудования, например: отклонение от норм технологического процесса по давлению,
температуре, скорости подачи реагентов и выхода продукции, ее качеству, отключение приборов контроля и т.д.
Приводятся основные причины неполадок и указываются действия персонала по их устранению.
7. Пожарная безопасность.
В соответствии с требованиями строительных норм и правил,
норм технологического проектирования, государственных стандартов
излагаются основные требования пожарной безопасности производства, указывается расположение средств пожарной сигнализации, прогнозируются возможные пути распространения пламени, пути эвакуации персонала из опасной зоны в случае возникновения пожара.
8. Методы и средства защиты от производственных опасностей.
Излагаются методы и средства контроля над содержанием
взрывоопасных и токсичных веществ в воздухе рабочей зоны.
Указываются периодичность и методы контроля над образованием в процессе эксплуатации производства взрывоопасных концентраций.
9. Дополнительные меры безопасности при эксплуатации про-
изводств.
Безопасные методы обращения с пирофорными отложениями.
Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при разливах и авариях.
Индивидуальные и коллективные средства защиты работающих, тушения возможных загораний.
Возможность накапливания зарядов статического электричества, их опасность и способы нейтрализации.
Безопасный метод удаления продуктов производства из технологических систем и отдельных видов оборудования.
- 36 -
Основные опасности применяемого оборудования и трубопроводов, их ответственных узлов и меры по предупреждению аварийной
разгерметизации технологических систем.
Технологические и вентиляционные выбросы в атмосферу.
10. Краткая характеристика технологического оборудования,
регулирующих и предохранительных клапанов.
В краткую характеристику включается все оборудование, указанное на графическом приложении технологической схемы к регламенту.
Наименование оборудования указывают в соответствии с техническим паспортом (формуляром) на оборудование.
В графе «Техническая характеристика» указываются основные
габариты, расчетные давления, температура, поверхность теплообмена,
количество труб в печах и их размер, тепловая мощность печей, тип и
количество ректификационных тарелок и насосов, исполнение взрывозащиты электродвигателей насосов и компрессоров.
Приводится краткая характеристика регулирующих клапанов.
Приводится краткая характеристика предохранительных клапанов (если они имеются).
11. Перечень обязательных инструкций и нормативно-
технической документации.
В разделе приводится перечень технологических, должностных
инструкций, инструкций по охране труда, необходимых для обеспечения безопасности ведения процесса, обслуживания и ремонта оборудования.
Здесь же приводятся перечень нормативно-технической документации, утверждаемой руководством организации, а также действующие типовые инструкции, нормы, правила и т.д., обязательные к
руководству и выполнению работниками организации.
12. Технологическая схема производства продукции (графиче-
ская часть).
Технологическая схема производства продукции является графическим приложением к разделу «Описание технологического процесса».
Технологическая схема для непрерывных процессов составляется по одной технологической нитке (при наличии нескольких одинаковых потоков) с включением в нее основных технологических аппаратов, основных материальных коммуникаций, основных органов
- 37 -
управления и регулирования, точек контроля и регулирования технологических параметров.
На графическом приложении не рекомендуется указывать цифровые данные (материальные и тепловые потоки, параметры режима).
Условные обозначения средств контроля и автоматики, а также
арматуры, должны быть указаны на схеме в соответствии с действующими стандартами.
Технологическая схема подписывается руководителем установки и утверждается главным инженером (техническим директором)
организации.
Приводится экспликация оборудования.
2.3. Выбор КТС
2.3.1. Описание комплекса технических средств по РД
50-34.698-90.
Пример – Описание комплекса технических средств АИИС
КУЭ ОАО «Чубэнерго» (П 9 по ГОСТ 34.201-89).
Документ содержит разделы:
1. Общие положения.
2. Структура комплекса технических средств.
3. Средства вычислительной техники.
4. Аппаратура передачи данных.
В разделе «Общие положения» приводят исходные данные, использованные при проектировании технического обеспечения АС.
В разделе «Структура комплекса технических средств» приводят:
1. Обоснование выбора структуры комплекса технических
средств(КТС), в том числе технические решения по обмену данными с
техническими средствами других АС(в случае наличия указанных связей), по использованию технических средств ограниченного применения (в соответствии с перечнями, утвержденными в установленном
порядке) и ссылки на документы, подтверждающие согласование их
поставки.
2. Описание функционирования КТС, в том числе в пусковых
и аварийных режимах.
3. Описание размещения КТС на объектах и на производст-
венных площадях с учетом выполнения требований техники безопас-
- 38 -
ности и соблюдения технических условий эксплуатации технических
средств.
4. Обоснование применения и технические требования к обо-
рудованию, предусмотренному в утвержденных проектах и сметах на
строительство или реконструкцию предприятий и изготовляемому в
индивидуальном порядке промышленными предприятиями или строительно-монтажными организациями, по заказным спецификациям и
чертежам проектных организаций как неповторяющиеся, не имеющие
отраслевой принадлежности по изготовлению и применяемые в силу
особых технических решений в проекте.
5. Обоснование методов защиты технических средств от меха-
нических, тепловых, электромагнитных и других воздействий, защиты
данных, в том числе от несанкционированного доступа к ним, и обеспечения заданной достоверности данных в процессе функционирования КТС (при необходимости).
6. Результаты проектной оценки надежности КТС.
В разделе приводят в виде иллюстраций другие документы, ко-
торые допускается включать по ГОСТ 34.
В разделе «Средства вычислительной техники» приводят:
1. Обоснование и описание основных решений по выбору типа
ЭВМ.
2. Обоснование и описание основных решений по выбору типов периферийных технических средств, в том числе средств получения, контроля, подготовки, сбора, регистрации, хранения и отображения информации.
3. Описание структурной схемы технических средств, размещенных в вычислительном центре (ВЦ) и на рабочих местах персонала.
4. Результаты расчета или расчет числа технических средств и
потребности в машинных носителях данных.
5. Обоснование численности персонала, обеспечивающего
функционирование технических средств в различных режимах.
6. Технические решения по оснащению рабочих мест персонала, включая описание рабочих мест и расчет площадей.
- 39 -
7. Описание особенностей функционирования технических
средств в пусковом, нормальном и аварийном режимах.
В разделе «Аппаратура передачи данных» приводят:
1. Обоснование и описание решений по выбору средств телеобработки и передачи данных, в том числе решения по выбору каналов
связи и результаты расчета (при необходимости расчет) их числа.
2. Решения по выбору технических средств, обеспечивающих
сопряжения с каналами связи, в том числе результаты расчета (или
расчет) их потребности.
3. Требования к арендуемым каналам связи.
4. Сведения о размещении абонентов и объемно-временных ха-
рактеристиках передаваемых данных.
5. Основные показатели надежности, достоверности и других
технических характеристик средств телеобработки и передачи данных.
- 40 -