4.3.2.2. Создание асу при процедурном
построении, реинжиниринг
Для процедурного подхода характерны следующие этапы :
- обследование предприятия ( инжиниринг); реинжиниринг; разра-ботка 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.
Рисунок 4 – Структурная схема архитектуры 1oo1
Рисунок 5 – Схема расчета надежности архитектуры 1oo1
На рисунке 5 показано, что канал можно рассматривать как состоящий из двух компонентов, одного с интенсивностью опасных отказов λDU, а другого с интенсивностью опасных отказов λDD. Эквивалентное среднее время простоя канала tCE можно рассчитать, суммируя времена простоя для двух компонентов, tC1 и tC2, прямо пропорционально вкладу каждого компонента в вероятность отказа канала:
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.
Рисунок 6 – Структурная схема архитектуры 1oo2
Рисунок 7 – Схема расчета надежности архитектуры 1oo2
Эквивалентное время простоя системы:
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.
Рисунок 9 – Схема расчета надежности архитектуры 1oo2D
Для каждого канала λSD определяется как:
Значения эквивалентного среднего времени простоя tCE’ и tGE’ определяются как:
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 10 и 11.
Рисунок 10 – Структурная схема архитектуры 2oo2
Рисунок 11 – Схема расчета надежности 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
Рисунок 13 – Схема расчета надежности 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.