Автоматизированная система управления технологическим процессом установки 36/3 на базе Yokogawa Centum CS3000

альбом.pdf

Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств
Чертежи к курсовому проекту по ПСА
студент гр. АТ-07-01
Комната источников бесперебойного питания
Кабинет программиста АСУТП
Кабинет начальника и механика установки
Комната рабочей спецодежды
Комната хранения СИЗ

С7. Электр и трубные проводки.dwg

обводненный нефтепродукт с установки
Перегретый водяной пар
t=150-240 °C P=0.3-1.3 МПа
Технологическая схема с КИПиА.
511149000-ИН028-УПБ-06-ТП
Реконструкция битумной установки
Экспликация трубопроводов
t=окр.среды P=0.3-08 МПа
Насосная технологическая
t=240-270°C P=1.25МПа
Вспомогательные системы
51114900-ИН028-БП-ТП1
Сборник конденсата водяного пара Е-6
Экспликация оборудования
Разводка водяного пара
Железнодорожная эстакада
51114900-ИН028-БП-ТП2
Автомобильная эстакада
t=80-90°C P=0.6-0.7 МПа
Зав. отделом битумов
Реконструкция битумного производства
Насосы налива битумов
t=80-190°C P=атм-1.1.
51114900-ИН028-БП 041-АТП1
t=100-120 °C P=0.01-0.05 МПа
в открытом состоянии
511149000-ИН028-БП-ТП2
51114900-ИН028-БП-АТП1.00.АПС1
Дренажи углеводородов с установки
Шкаф питания "полевого" КИП. Общий вид.
Условные обозначения:
ЭУК - электромагнитный управляющий клапан
Схема внешних трубных проводок регулирующих клапанов
Схема внешних трубных проводок запорных клапанов (отсекателей)
Труба 15х28 ГОСТ3262-83
Вентиль 15с67бк1 Ду=15
Середина колонны К-1а
Тип и длину кабеля см. лист 4.1.
Труба 14х3 ГОСТ8734-75
ТУ36.22.21.00.019-91
Условные обозначения
ЭО- электрообогрев шкафа
Штуцер приварной ШП-01.200
Схема внешних трубных проводок датчика давления
Задвижка клиновая 31c15нжУ1
T- обогревающий тр-д с теплоносителем
Труба для обогрева 18х2-В
Технологическая зона
Металлорукав РЗ-ЦХ-15
Кабельный ввод взрывозащищенный КВВ-3-1
Соединение "металлорукав-труба" СМТ15x20
Провод заземления ПВ3(1х10)
Металлорукав РЗ-ЦХ-18
Соединительная коробка SA на 6 вв (Exia)
Патрубок вводный У477
Соединение "металлорукав-труба" СМТ18x25
Схемы внешних электрических проводок "полевых" средств РСУ
Монтаж защитного заземления выполнить согласно ПУЭ 2002 РМ14-11-95.
ЭПП - электропневмопозиционер
Тип и длину кабеля см. листы 4.1 4.2
Соединительная коробка
длина кабеля - 105 м
обводненный нефтепродукт
Отсекатель на тр-де сброса продукта в емкость ЕПП-3
Патрубок вводный У476
Трубопровод перегретого
Соединительная коробка CCA на 3 вв (Exd)
см. проект КТС АСУТП
в тр-де перегретого пара
Трубопровод конденсата
Схемы внешних электрических проводок "полевых" средств ПАЗ
Шкаф стеклопластиковы термостатированный
ШПТ-80 в компл. с обогревателем N=200Вт
Контроль загазованности
Температура низа К-1
Температура гудрона в К-1
Температура уплотнит. жидкости насоса Н-7
Температура растворителя после Т-3
Расход гудрона в К-1
Расход раствора деасфальтизата из К-1а
Расход раствора асфальта из К-1
Расход растворителя в К-1
Температура растворителя в К-1
раствор деасфальтизата
растворитель (пропан + изобутан
Температура середины К-1
Температура раствора деасфальтизата в К-1а К-1
Расход смол из К-1а в К-1
Трубопровод смол из К-1а в К-1
Температура раствора деасфальтизата перед Т-5
Трубопровод водяного пара в Т-5
Трубопровод водяного пара в Т-3
Трубопровод оборотной воды в Т-3
Температура уплотнит. жидкости насоса Н-8
Температура подшипников насоса Н-7
Температура подшипников насоса Н-8
Трубопровод острого водяного пара к Н-9
уплотнительная жидкость
(CCA-04 на 12 вводов)
Отсекатель на трубопроводе смол из К-1а в К-1
Соединительная коробка CCA на 12 вв (Exd)
Реле уровня жидкости в уплотнительном бачке насоса Н-7
Наименование трубопровода
Макс. рабочие (расчетные) условия
Взрыво- и пожароопас-ность продукта по ГОСТ 12.1.044
Класс опасности продукта по ГОСТ 12.1.007-76
Категория по ПБ 03-585
Краткая характеристика
Емкость для сбора конденсата
V=2 м³ H=2200 мм D=1.0 м
ТУ 3615-006-00220322-2000 2-2-1.6-2-И
Спецификация 6451114900-ИН028-БП-ТП1.CО
Насос для перекачки конденсата
Конденсат водяного пара
изолировано от конденсации
Автоматичесий пуск насоса НК-1
Автоматическая остановка НК-1
Автоматическое открытие MV601
Место отбора импульса
Тр. растворителя в К-1
Тр. р-ра асфальта из К-1а
Тр. р-ра деасф-та из К-1а
Тр. смол из К-1а в К-1
Тр. оборотной воды в Т-3
Тр. отраб. вод. пара в Т-3
Тр. острого вод. пара в Т-5
Тр. смол из К-2а в К-2
Тр. сброса на факел из К-1
Тр. сброса на факел из К-1а

ПСА Уч пособие.pdf

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ В ПРОЕКТАХ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов по образованию в области
автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений обучающихся по специальностям:
«Автоматизация технологических процессов и производств
(отрасли: химико-технологическая нефтегазовая)» направления
«Автоматизированные технологии и производства».
УДК 681.5:66.013.5 (07)
Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ
в качестве учебного пособия
д-р техн. наук профессор чл.-корр. АН РБ Э.Г.Теляшев
Заведующий кафедрой «Автоматизация технологических процессов»
Уфим. гос. авиац. техн. ун-та д-р техн. наук профессор А.Г.Лютов
М 91 Проектирование промышленных объектов. Автоматизированные системы управления в проектах: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ 2010.
ISBN 978-5-7831-0982-9
Учебное пособие написано по материалам курса «Проектирование систем
автоматизации» читаемого на кафедре автоматизации химико-технологических
процессов УГНТУ для студентов специальностей 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Материал изложен в шести главах и рассматривает вопросы основ проектирования промышленных объектов. Рассмотрены нормативные документы
определяющие требования к организации работ по проектированию и реализации проектов строительства промышленных объектов. Рассматриваются требования и правила разработки разделов проекта по созданию автоматизированных
систем управления промышленных объектов.
Учебное пособие может быть полезно для студентов и специалистов изучающих основы проектирования промышленных объектов и систем автоматизации.
© Уфимский государственный нефтяной
технический университет 2010
© Муртазин Т.М. 2010
Основы теории проектирования 9
1 Системный подход в проектировании 9
2 Основные положения системного подхода 10
2.1 Структурная декомпозиция систем (эшелон) 11
2.2 Уровни описания сложных систем (страта) 13
2.3 Уровни принятия решений (слой) 15
3 Принципы системотехники 16
4 Показатели эффективности проектируемых систем 20
Библиографический список к главе 1 23
Процесс проектирования и его задачи 24
1 Основные понятия проектирования 24
2 Стадии проектирования и реализации проекта 26
3 Принципы организации работ по созданию промышленных объектов 32
4 Управление проектами 35
5 Система управления качеством проектов 37
Библиографический список к главе 2 41
Основы стандартизации 42
1 Стандартизация ее разновидности. Цели и задачи 42
2 Категории и виды стандартов 43
3 Документы в области стандартизации 44
4 Принципы и методы стандартизации 48
5 Приемы стандартизации 50
6 Государственная система стандартизации 51
Библиографический список к главе 3 54
Проектирование систем автоматизации 55
1 Процесс создания автоматизированных систем 55
1.1 Понятие автоматизированной системы 55
1.2 Классификация систем управления 55
2 Стадии создания и состав проектов автоматизированных систем 59
3 Разработка раздела «Автоматизация технологических процессов» 65
3.1 Состав рабочей документации раздела «Автоматизация
технологических процессов» и требования к ее выполнению 65
3.1.1 Требования к оформлению листа общих данных 66
3.1.2 Требования к выполнению функциональных схем
3.1.3 Требования к выполнению схем соединений и подключений
3.1.4 Требования к выполнению принципиальных схем 70
3.1.5 Чертежи расположения оборудования и внешних проводок систем
3.1.6 Чертежи установок средств автоматизации 72
3.1.7 Спецификация оборудования изделий и материалов 73
3.2 Порядок разработки документации раздела «Автоматизация
технологических процессов» 76
4 Состав и порядок разработки проектов верхнего уровня АСУТП 79
Библиографический список к главе 4 80
Нормы и правила при проектировании систем автоматизации 81
1 Система стандартов при проектировании систем автоматизации 81
2 Классификация документов проектной документации 82
3 Общие правила оформления проектной документации 85
4 Общие принципы проектирования систем управления
взрывоопасными объектами 88
4.1 Понятие взрывоопасного объекта и требования к системам
4.2 Требования к системе противоаварийной защиты 91
4.3 Типовые схемы обеспечения безопасности технологических
5 Энергетическое обеспечение системы управления и ПАЗ 97
5.1 Категории электроприемников 97
5.2 Обеспечение электропитанием систем управления и ПАЗ 99
5.3 Обеспечение пневмопитанием. Расчет потребности сжатого воздуха . 103
6 Классификация взрывоопасных зон. Виды взрывозащиты
электрооборудования 106
7 Требования к техническим устройствам для опасных
производственных объектов 112
8 Электрические и трубные проводки 114
8.1 Виды проводок. Способы прокладки 114
8.2 Виды электрических кабелей 115
8.3 Электропроводки во взрывоопасных зонах 117
9 Требования к щитовым помещениям и операторным 120
Библиографический список к главе 5 124
Системы автоматизированного проектирования 126
1 САПР в современном процессе проектирования 126
2 Структура систем автоматизированного проектирования 127
3 Виды обеспечения и разновидности САПР 128
4 Функции и характеристики CAECADCAM систем 130
Библиографический список к главе 6 133
Основные принципы системотехники 134
Руководящие материалы по проектированию систем автоматизации
технологических процессов разработанных организациями
МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР 139
Существование любого вида продукции как результата деятельности человека связано с определенными этапами образующими его жизненный цикл
начиная от зарождения идеи нового продукта до утилизации по окончании срока его использования. К основным этапам жизненного цикла промышленных
- строительство объекта (изготовление изделия);
- эксплуатация объекта (изделия);
- ликвидация объекта (изделия) после истечения срока службы.
Замысел является основным этапом определяющим требования к будущему изделию сформированных в форме набора качественных показателей определяющих свойства его назначение и характеристики.
Проектирование рассматривается как процесс составления описания необходимого для создания еще не существующего объекта. Однако проектирование связано не только с созданием идеи построения объекта оно предполагает также необходимость предвидеть последствия к которым приведет появление объекта и определить меры по реализации проекта. Проектирование связано с инженерной деятельностью.
Строительство объекта включает организацию и производство работ
связанных с физическим воплощением объекта строительства. Установка несущих конструкций оборудования зданий и сооружений и т.п.
Наладка состоит в проверке испытании настройке и включении в работу
всех систем объекта строительства. Наладка завершается сдачей-приемкой объекта в эксплуатацию.
Эксплуатация заключается в осуществлении мероприятий по обеспечению эффективного функционирования объекта в течение длительного времени.
Ликвидация объекта связана с моральным старением объекта и техникоэкономической нецелесообразностью его дальнейшего использования (эксплуатации).
Для промышленных установок нефтеперерабатывающих производств
также определен подобный цикл развития. Промышленные установки нефтепереработки и нефтехимии являются технически сложными объектами. Кроме того зачастую их большинство является опасными производственными объектами (ОПО) (по терминологии Федерального закона от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ
«О промышленной безопасности опасных производственных объектов»). В связи с этим обеспечение этапов жизненного цикла промышленных установок
связано с выполнением определенных требований реализованных в форме
нормативных документов обязательных к выполнению.
На всех этапах жизненного цикла имеются свои целевые установки. Во
многом эффективность работы предприятия конкурентоспособность продукции и реализация последующих этапов жизненного цикла продукции и самого
предприятия определяется техническими решениями принятыми на начальных
этапах жизненного цикла (замысел проектирование).
Роль проектирования в жизненном цикле ОПО определяется статьей 8
№116-ФЗ «Требования промышленной безопасности к проектированию строительству и приемке в эксплуатацию опасного производственного объекта». В
частности принятие решения о начале строительства и ликвидации ОПО в соответствии с этой статьей должно приниматься по результатам экспертизы проектной документации. Здесь же определено что отклонения от проектной документации в процессе строительства и ликвидации ОПО не допускаются.
Таким образом законодательно отводится особая роль проектирования
при строительстве эксплуатации и ликвидации промышленных объектов.
Разработка проектов или проектирование – это многоэтапный творческий
труд многих специалистов: руководителей проекта главных специалистов исполнителей обладающих определенным опытом знаниями и навыками деятельность каждого из которых должна быть подчинена общей задаче. Кроме того проектные организации разработчики проектов несут ответственность за
реализуемые технические решения.
При проектировании современных технологических комплексов необходимы знания принципов и методов проектирования существующих требований
нормативно-технических документов (НТД) и организационно-технических вопросов.
При строительстве (монтаже) необходимы знания организации и технологии монтажно-наладочных работ применяемых материалов монтажных комплектующих изделий теории надежности правил эксплуатации оборудования.
Для успешного решения задач по проектированию современному инженеру требуются знания методов техники проектирования условий эксплуатации различного оборудования порядок и особенности его монтажа его наладки
и передачи в эксплуатацию.
Проект (проектно-сметная документация) на строительство нового объекта состоит из нескольких обязательных к разработке разделов (технологический монтажно-технологических архитектурно-строительный электротехнический и т.п.). Одним из этих разделов необходимых для реализации проекта
строительства является раздел «Автоматизация технологических процессов».
В настоящее время в промышленности эксплуатируются системы управления двух типов – традиционные щитовые системы автоматизации (ЩСА) и
автоматизированные иерархические многоуровневые системы управления –
АСУТП АСУП построенные на базе ЭВМ. Появление последних в силу определенных различий решаемых задач на уровнях управления наложило ряд особенностей в разработку проектов многоуровневых систем управления. Так естественным образом выделяют проекты нижнего уровня автоматизации так называемого «полевого КИП» в которых рассматривается выбор монтаж и подключение первичных преобразователей и исполнительных механизмов и проекта верхнего уровня управления АСУТП в котором рассматриваются задачи
управления процессом визуализации параметров диспетчеризации архивиро6
вания защиты информации и т.п. Еще одним аспектом определяющим различие разработки проектов уровней автоматизации является специализация исполнителей.
Материал учебного пособия по проектированию промышленных объектов и систем автоматизации представлен 6-ю главами.
В первой главе вводится понятие проекта. Рассматривается факторы определяющие качество проектных работ и системный подход к проектированию
промышленных объектов как метод обеспечения качества проектирования. Рассмотрены основные методы и понятия системного подхода и их роль и место в
организации работ по созданию промышленных объектов. Рассмотрены показатели качества по которым оцениваются эффективность проектируемых систем.
Вторая глава посвящена вопросам организации проектных работ по созданию промышленных объектов. Рассматривается состав проекта на строительство промышленных объектов стадийность проектирования. При этом подробно рассмотрены задачи решаемые на отдельных стадиях проектирования и документы разрабатываемые на этих стадиях. Затронуты вопросы управления
проектами и качеством проектных работ а также дается обзор нормативных
документов стандартов серии ИСО 9000 в области регулирования качества.
В третьей главе рассматривается стандартизация как основной подход к
обеспечению качества проектных работ и документов разрабатываемых в процессе проектирования. Дана классификация документов входящих в Государственную систему стандартизации. Показана роль стандартизации в интенсификации выполнения проектных работ.
Четвертая глава посвящена рассмотрению вопросов проектирования
систем автоматизации. Вводится понятие «автоматизированная система» проводится классификация автоматизированных систем и обозначаются подходы к
проектированию автоматизированных систем различного назначения. В частности проводится разделение уровней автоматизированных систем на так называемые подсистемы «нижнего» и «верхнего» уровня автоматизации. Для каждой подсистемы автоматизации рассмотрен состав проекта и порядок его разработки.
В пятой главе приводятся основные правила и нормативы выполнения
отдельных разделов (документов) проектов систем автоматизации рассмотрены требования к оформлению проектной документации. Особое внимание уделено правилам проектирования систем автоматизации управления взрывоопасными объектами детализируется понятие взрывоопасного объекта. Описаны
требования к обеспечению безопасности объекта средствами автоматизации
требования к энергообеспечению систем автоматизации взрывоопасных объектов. Описаны требования к техническим средствам применяемым на взрывоопасных производствах и виды взрывозащиты для средств автоматизации. Описаны требования предъявляемые к размещению операторных. Материал главы
изложен на основе выдержек из действующих норм и правил.
В шестой главе рассматриваются системы автоматизированного проектирования (САПР) и их роль при разработке проектов. Приводится классификация САПР на CAECADCAM системы и назначение различных видов САПР
на этапах реализации проекта. Дано понятие CALS (Computer Acquisition and
LifeCycle Support) систем и их место в обеспечении жизненного цикла промышленных изделий к которым в том числе относят проектируемые производства. Приводится описание САПР различного назначения.
Основы теории проектирования
1 Системный подход в проектировании
Проект – универсальный комплекс взаимосвязанных мероприятий направленных на достижение конкретных целей при определенных требованиях к
срокам бюджету и характеристикам ожидаемых результатов (см. рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Проектный треугольник
Рост требований к создаваемому объекту которые отражаются в его качественных показателях определяют увеличение степени сложности разрабатываемых проектов что может вызывать увеличение сроков проектирования и
строительства. Значительные капитальные затраты на создание проектируемых
объектов требуют определенной гарантий того что к моменту ввода в эксплуатацию объект отвечал современным требованиям.
Для успешного решения задач создания высокотехнологичных систем и
производств во многих отраслях инженерного дела и особенно в проектировании широко используется системный подход (анализ и синтез систем).
Если характеризовать процесс проектирования в терминах системного
подхода то он представляет собой сложную систему состоящую из отдельных
этапов работ по разработке разделов проекта и применение методов системного подхода позволяет систематизировать и упорядочить работу над проектом.
Системный подход – это подход при котором любая система (объект)
рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов)
имеющая выход (цель) вход (ресурсы) связь с внешней средой обратную
Исходным положением системного подхода является представление о целостности изучаемой системы. Это предполагает с одной стороны наличие окружающей среды а с другой – наличие внутренней структуры.
Система состоит из отдельных элементов между которыми имеются отношения и связи. Эти связи могут быть внутренними (только между элементами системы) и внешними (обеспечивающими связь системы с окружающей
средой) и могут иметь различную природу – информационную энергетическую потоковую.
Системный подход – это некоторый способ организации действий который охватывает любой род деятельности выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный
подход является не столько методом решения задач сколько методом постановки задач.
Одним из направлений системного подхода является системотехника –
научное направление объединяющее общие принципы и методы анализа и синтеза сложных систем. Системотехника (англ. Systems Engineering) — направление науки и техники охватывающее проектирование создание испытание и
эксплуатацию сложных систем большого масштаба являющееся прикладной
областью теории систем. Системотехника как научное направление сформировалось к началу 1960-х годов. Сложная система – это составной объект части
которого можно рассматривать как системы закономерно объединённые в единое целое в соответствии с определенными принципами или связанные между
собой заданными отношениями. Сложная система состоит из множества взаимодействующих составляющих (подсистем) вследствие чего сложная система
приобретает новые свойства которые отсутствуют на подсистемном уровне и
не могут быть сведены к свойствам подсистемного уровня. Применительно к
процессу проектирования реализация отдельных разделов проекта не может
представлять свойства всего объекта проектирования.
Для сложных систем характерна своеобразная организация проектирования – в две стадии: макропроектирование (внешнее проектирование) в процессе которого решаются функционально-структурные вопросы системы в целом
и микропроектирование (внутреннее проектирование) связанное с разработкой
элементов системы как физических единиц оборудования. Системотехника
объединяет точки зрения подходы и методы по вопросам внешнего проектирования сложных систем.
2 Основные положения системного подхода
Система характеризуется определенным набором характеристик основные из которых определяют назначении системы и ее структуру. Кроме этого
для системы характерны связи внутренние (между частями) и внешние (с другими системами) ресурсы потребляемые системой (информационные материальные энергетические) функционирование системы (поведение).
Специфичным признаком системы является иерархичность ее строения.
Иерархия – это определенный порядок расположения элементов в системе например от высшего к низшему или в порядке подчинения. В соответствии с иерархичностью строения система подразделяется на подсистемы каждая из которых может делиться на более мелкие т.е. проводится декомпозиция. Декомпозиция предполагает расчленение системы на элементы.
Декомпозиция позволяет рассматривать характеристики сложной системы как совокупность характеристик элементов ее составляющих. Однако стоит
помнить что ряд характеристик которыми обладает система отсутствуют на
подсистемном уровне. Процедура декомпозиции позволяет существенно облегчить решение задачи проектирования системы.
Создание системы связано с достижением определенных целей. Цель –
категория внешняя по отношению к системе. Она становится системой более
высокого уровня куда данная система входит. Для характеристики системы
«цель» как ни для какой другой свойственна декомпозиция. Глобальную цель
функционирования (создания) системы разбивают на ряд локальных целей
подцелей которые выполняются подсистемами. Процесс декомпозиции целей
не формализован и является элементом творчества человека. Однако важным
является то что распределение подцелей внутри системы должны быть сверху
вниз (от глобальной цели к частным).
Декомпозиция приводит к понятию функции. Каждый элемент выполняет
определенную функцию.
Декомпозиция - это научный метод использующий структуру задачи и
позволяющий заменить решение одной большой задачи решением серии меньших задач.
Каждый этап декомпозиции связан с уровнем абстрагирования. Существуют три основных вида описания сложных иерархических систем характеризующихся уровнями абстрагирования: страта слой эшелон.
Уровень абстрагирования эшелонов относится к взаимной связи между
элементами образующими систему принятия решения данный уровень относится к структурному (организационному) разбиению системы. Концепция
страт используется для целей моделирования и относится к уровню описания
или абстрагирования. Концепция слоев - для вертикальной декомпозиции решаемой задачи на подзадачи и характеризует уровень сложности принимаемых
Однозначного соотношения между стратами эшелонами и слоями не существует. Задания для нескольких эшелонов могут быть определены из модели
одной и той же страты в то время как решаемая проблема на данном слое может быть распределена между рядом эшелонов. Более того задание для эшелона может содержать элементы проблем принадлежащих не к одному слою а к
ряду слоев решаемой проблемы.
При проектировании сложных объектов декомпозицию проводят во всех
трех уровнях абстрагирования. Структурная декомпозиция определяет деление
проекта по специализациям выполняемых разделов декомпозиция по уровню
описания – деление процесса выполнения на стадии с разной степенью детализации проектных решений декомпозиция по уровню принятия решений – организационную структуру выполнения проекта с различной степенью ответственности каждого из уровней.
2.1 Структурная декомпозиция систем (эшелон)
Эшелон – организационный уровень описания иерархии системы.
Это понятие иерархии подразумевает что:
) система состоит из семейства выделенных взаимодействующих подсистем;
) некоторые из подсистем являются элементами принимающими решения;
) принимающие решения элементы располагаются иерархически т.е. некоторые из них находятся под влиянием или управляются другими решающими
В многоэшелонных системах элементы верхнего уровня хотя и обуславливают целенаправленную деятельность элементов нижних уровней но в выборе решений нижних уровней есть некоторая свобода.
При структурной декомпозиции система последовательно разбивается на
ряд обособленных частей (блоков). При этом возникает возможность раздельного (поблочного) проектирования объекта. Например (рисунок 1.2) нефтехимическое предприятие состоит из нескольких производств в каждом из которых имеется несколько цехов цех включает в себя несколько участков или технологических установок каждая из которых содержит несколько технологических агрегатов.
Рисунок 1.2 – Иерархическая структура предприятия
Наиболее часто декомпозиция проводится путём построения дерева целей
и дерева функций. Основной проблемой при этом является соблюдение двух
противоречивых принципов:
полноты – проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне
простоты – всё дерево должно быть максимально компактным «вширь» и
Процесс декомпозиции обычно заканчивается уровнем на котором сохраняются черты системы. В рассмотренном примере подразделение агрегатов
на отдельные технологические аппараты с позиций проектирования предприятия не целесообразно.
Между элементами системы иерархии могут быть выделены два вида связей:
- горизонтальные – между элементами одного уровня;
- вертикальные – между элементами соседних уровней.
По направлению связи могут быть прямыми (управление) и обратными.
Структура управления предприятием имеющим иерархическую структуру (рисунок 1.2) также можно представить декомпозированном на подсистемы
виде каждая из которых связана с управлением отдельным элементом определенного уровня иерархии (рисунок 1.3). При этом общая задача управления
разделяется между подсистемами разных уровней иерархии с использованием
взаимодействий между отдельными частями системы. На нижнем уровне решаются задачи управления агрегатами по технологическим критериям (стабилизация режимных параметров) локальными регуляторами (локальный эшелон). На втором уровне (координирующий эшелон) решаются задачи управления отдельными технологическими установками по техническим показателям
(определение уставок локальным регуляторам) и передача информации на уровень управления предприятием на котором решаются задачи управления по
экономическим показателям (распределение нагрузок между установками
формирование заданий на выработку продукции установкам).
Д5 Д6 Д7 Д8 Д9 Д10 Дn
Рисунок 1.3 – Организационная структура управления предприятием
2.2 Уровни описания сложных систем (страта)
При описании сложной системы требуется найти компромисс между простотой описания и необходимостью учета поведенческих особенностей сложной системы то есть требуется адекватное описание которое с одной стороны
должно быть полным и всеобъемлющим а с другой – достаточно простым и
доступным для понимания. Разрешение этой дилеммы ищется в иерархическом
подходе. Система задается семейством моделей каждая из которых описывает
поведение системы с точки зрения различных уровней абстрагирования.
Для каждого уровня существует ряд характерных особенностей законов
и принципов с помощью которых и описывается поведение системы. Чтобы
такое описание было эффективным необходима большая независимость моделей для различных уровней системы.
Чтобы отличить эту концепцию иерархии от других используют термин
стратифицированная система". Уровни абстрагирования называют "стратами".
На каждой страте имеется свой собственный набор переменных которые
позволяют в значительной степени ограничиться изучением только одной страты. Но предположение о полной независимости страт было бы неоправданным
и может привести к неполному пониманию системы в целом (нельзя ограничиться например исследованием человека только с биологической точки зрения).
Некоторые общие характеристики стратифицированного описания систем:
Выбор страт в терминах которых описывается данная система зависит
от наблюдателя его знания и заинтересованности в деятельности системы. Хотя для многих систем некоторые страты кажутся естественными может оказаться что они не представляют интереса.
Принципы и законы используемые для характеристики системы на любой страте в общем случае не могут быть выведены из принципов используемых на других стратах.
Требования предъявляемые к работе системы на любой страте выступают как условия или ограничения деятельности на нижестоящих стратах.
То что является ответом рассмотрения на данной страте более подробно раскрывается на нижерасположенной страте.
Чем ниже мы спускаемся по иерархии тем более детальным становится
раскрытие системы; чем выше мы поднимаемся тем более явным становится
смысл и значение всей системы.
Например для АСУ ТП можно привести описание на четырех уровнях: 1)
информационное описание; 2) математических принципов; 3) функциональных
структур; 4) технических структур.
Информационное описание соответствует взгляду на систему и ее взаимодействие с внешней средой. При этом описываются назначение цели критерии функционирования степень полезности достигнутые техникоэкономические показатели (ТЭП).
На уровне математических принципов составляются математические модели ТОУ и управляющих устройств математические принципы получения
этих моделей (дифференциальные уравнения статистические зависимости).
Страта функционального описания определяет множество функциональных подсистем алгоритмов управления критериев и законов управления.
Схемотехническое описание (уровень технических структур) определяет
структуру комплекса технических средств состав связи функциональных
групп номенклатуру размещения технических средств.
Выбор уровней абстрагирования зависит от целей исследования или разработки. На каждом уровне имеется свой набор понятий и принципов определяющих язык описания системы. Аспекты описания системы на различных
стратах не связаны между собой а законы и принципы описания не могут быть
выведены из принципов используемых на других стратах. Это позволяет вести
параллельное построение математических моделей на каждой страте независимо различными специалистами. Понимание системы возрастает при переходе
от одной страты к другой чем ниже спускаемся по иерархии тем более детально представляется система.
Примером декомпозиции математического моделирования объекта по
уровню описания может служить иерархия моделей на концептуальном топологическом структурном и параметрическом уровне.
2.3 Уровни принятия решений (слой)
Это понятие иерархии относится к процессам принятия решений. В любой реальной ситуации принятия решения существуют две особенности:
) когда приходит время принимать решение принятие и выполнение
решения желательно ускорить;
) прежде чем принять решение следует хорошо оценить создавшуюся
При принятии решения в сложных ситуациях разрешение этой дилеммы
ищут в иерархическом подходе: определяют семейство проблем которые пытаются разрешить последовательным путем в том смысле что решение любой
проблемы из этой последовательности определяет и фиксирует какие-то параметры в следующей проблеме так что последняя становится полностью определенной и можно приступить к ее решению.
процессов состояние оборудования
Управление техническим
производством (установками)
MES (Manufacturing Execution
SCADA (Supervisor Control
And Data Acquisition)
Данные для расчетаТЭП
Управление технологическими
агрегатами (аппаратами)
MRP (Material Requirements
Технологический процесс
Рисунок 1.4 – Иерархия уровней (слоев) принятия решений в АСУТП
(U* - плановое задание на номенклатуру и качество продукции; U’ – координация нагрузок пуски остановы; U – управления на ИМ)
Управление технологическим процессом заключается в исполнении целесообразных и безотлагательных решений принимаемых решающими элемен15
тами. При этом задачи управления могут иметь различные цели степень важности широту охвата ТОУ поэтому при проектировании систем управления
общая задача поэтапно расчленена на функциональные подсистемы которые
характеризуются различной сложностью принимаемых решений. В результате
получается иерархичная структура уровня принятия решений в которой имеют
место два потока информации: от объекта управления вверх и встречный поток
сигналов управления вниз. На каждом слое происходит активное (путем изменения количества) или пассивное (путем изменения формы) преобразование
информации. Примером слойной структуры процессом принятия решений в
АСУТП может служить рисунок 1.4.
3 Принципы системотехники
Системотехника является многоаспектной дисциплиной и может поразному использоваться современным специалистом в области проектирования
эксплуатации и производства сложных систем различного назначения.
В рамках системотехники развивается общая теория систем которая служит базой формализации всех этапов проектирования и в том числе задание на
проектирование сложной системы которое формирует пользователь – заказчик.
Системотехника носит междисциплинный характер. Изучаемые ею законы и закономерности не зависят от конкретного типа системы. Теоретической
базой системотехники является общая теория системы (ОТС).
Организация проектирования строительных систем и других сложных
систем может быть разделена на две стадии имеющие существенные отличительные особенности: макропроектирование (определяются структура системы
в целом и функциональные связи ее с внешним миром) и микропроектирование
(конструируются элементы системы).
Макропроектирование или внешнее проектирование является наиболее
ответственной системотехнической стадией. Макропроектирование осуществляют инженеры-системотехники которые должны представлять функционирование системы в целом и уметь расчленить ее на отдельные элементы (подсистемы). А поскольку сложные строительные системы состоят из неоднородных
элементов (технических технологических экономических организационных
социологических психологических и т.д.) то инженер-системотехник должен
достаточно глубоко разбираться во всех элементах и обладать разносторонними
специальными знаниями. Функции инженера-системотехника при проектировании промышленных объектов возложены на главного инженера проекта
Макропроектирование является скорее искусством чем наукой и от этого искусства зависит эффективность системы в целом.
На следующей стадии — микропроектировании или внутреннем проектировании системы уже не требуются специалисты с широким диапазоном
знаний а необходимы узкие специалисты по отдельным элементам строительной системы (экономисты строители архитекторы конструкторы механики
математики программисты и т.д.).
В целом проектирование сложных строительных систем требует особой
организации взаимодействия не только разных специалистов но часто и разных коллективов проектирующих и изготовляющих отдельные элементы системы.
Материал о принципах системотехники приведен в приложении А. Применительно к процессу проектирования промышленных объектов можно выделить семь основных принципов системотехники:
Принцип неизбежности изменений.
Закон ограниченного многообразия.
Принцип иерархической декомпозиции.
Принцип агрегатирования.
Принцип специализации и координации.
Принцип целесообразности и оптимальности.
Принцип моделирования.
Принцип неизбежности изменений и закон ограниченного многообразия
Принцип неизбежности изменений определен следующими факторами
Старение как физическое так и моральное оборудования технологий и
Возможность и неизбежность ошибок неувязок и нарушений.
Возможность и необходимость совершенствования систем в процессе
создания и эксплуатации.
Появление дополнительных новых нормативных требований.
Непрерывное физическое старение аппаратуры заставляет вносить изменения которые выражаются в ремонтах реконструкциях переделках. Ввиду
неизбежности возможных изменений проектирование объектов ведется с учетом возможности дальнейшей модернизации проектных решений: увеличения
производительности совершенствования технологической схемы и т.п.
Данное требование предполагает свойство совместимости которое может
быть обеспечено за счет стандартизации (рисунок 1.5).
Принцип неизбежности изменений (ошибки изменения
старение оборудования совершенствование методов)
Ограниченность многообразия
Рисунок 1.5 – Принцип изменений и закон ограниченного многообразия
Стандартизация – возможность взаимозаменяемости и взаимокомпонуемости отдельных подсистем блоков алгоритмов отдельных узлов. Данные
свойства достигаются с учетом действия закона ограниченного многообразия
путем введения ограничений на количество типов изделий и материалов их параметров размеров. Сущность закона ограниченного многообразия заключает17
ся в разумном ограничении стандартизованного ряда типовых элементов решений деталей и т.п. и является теоретической базой стандартизации.
Декомпозиция агрегатирование специализация и координация
Иерархичная декомпозиция – наиболее общий принцип системотехники
которая проявляется во многих аспектах инженерной деятельности и тесно связан с другими системными принципами.
Понимание целостности системы и ее декомпозиция могут рассматриваться в различных аспектах как самой создаваемой системы так и в процессе
ее создания. Целостная система может иметь многоуровневое иерархичное разбиение организационной структуры на эшелоны аспекты описания (на страты)
процессы принятия решений (на слои). Система также может быть исследована
как на уровне внутренних сущностей так и на внешнем уровне учитывающим
Процесс создания системы может быть расчленен на фазы жизненного
цикла стадии и этапы и рассмотрен вместе со своим окружением – положением
дел в науке технике проектировании.
Декомпозиция создаваемых систем на подсистемы приводит к специализации труда в области проектирования по различным аспектам – технология
автоматизация электротехника и т.д.
Принцип агрегатирования (объединения) является важнейшим инструментом инженерного синтеза и широко используется в машино- и приборостроении при создании систем управления их алгоритмического и программного обеспечения и является рабочим методом стандартизации. Агрегатирование – создание целого из унифицированных совместимых частей.
Процедура агрегатирования заключается в следующих действиях:
декомпозиция системы с целью выявления структуры;
формулирование требований совместимости элементов систем и связи
разработка методики синтеза из совместимых составных частей различных конкретных вариантов системы;
интеграция синтез необходимых вариантов системы.
Принцип специализации и координации (упорядочения согласования) является основой построения многоуровневых иерархических систем состоящих
из активных элементов. Активными элементами могут быть принимающие решения управляющие устройства или люди связанные общей целью. Например
проектировщики конструкторы строители. Активные элементы верхнего
уровня хотя и обуславливают активность элементов нижних уровней не могут
полностью управлять ими. Последним должна быть представлена некоторая
свобода в выборе их собственных решений. При этом в системе возможны конфликтные ситуации поскольку у элементов могут быть различные цепи и критерии управления. Например стабилизация качества дистиллята различными
управлениями. Положение может улучшить управляющее устройство верхнего
воздействиями может устранить противоречивое воздействие на объект. Таким
образом активный элемент верхнего уровня координирует работу нижних.
Принцип целесообразности и оптимальности предполагает требования
чтобы объект был спроектирован по возможности наилучшим образом. Процесс проектирования представляет собой последовательность выполнения отдельных проектных операций основными из которых являются операции принятия решений. Целесообразность того или иного технического решения может
определятся как внешними факторами (объективными причинами) так и внутренними (субъективными причинами).
Анализируя проблемную ситуацию проектировщик останавливает свой
выбор на конкретном варианте который он считает целесообразным и наилучшим а остальные отвергает. Далее переходят к выполнению следующей операции принятия решений и т.д. Из-за различной квалификации опыта уровня
знаний проектировщики двигаются к цели различными путями. Различным при
этом будет и качество спроектированных объектов.
Все возможные варианты образуют дерево альтернатив. Считается что
число возможных вариантов проекта пропорционально количеству накопленных знаний. Для выбора оптимальных вариантов или ограничения базовых вариантов формулируют цели критерии и ограничения. При этом удобно пользоваться треугольной диаграммой (рисунок 1.6).
Рисунок 1.6 – Треугольная диаграмма проектной операции
Цели создания объекта формулируются заказчиком еще до проектирования и в дальнейшем могут уточняться. С декомпозицией объекта на подсистемы и элементы производится декомпозиция целей. Каждый элемент или вариант его реализации характеризуется набором показателей –точность скорость и
т.п. Для выбора альтернатив используют критерии – числовые показатели измеряющие целевую ценность варианта. Выбор альтернатив проводится с учетом ограничений в качестве которых могут выступать такие факторы как условия эксплуатации оборудования требования технологического регламента
характеристики оборудования и т.п.
Таким образом для принятия решений необходимо четко сформулировать цели выбрать критерий составить полный список альтернатив и учесть
все ограничения. Совокупность этих четырех компонентов образуют постанов19
ку задачи оптимизации – выбора таких альтернатив которые при заданных ограничениях обеспечивали бы оптимальное значение критерия.
Принципиальная трудность такой оптимизации заключается в отсутствии
обобщающих критериев учитывающих все проектные параметры и характеристики оборудования.
Принцип моделирования означает возможность получения оценок показателей качества функционирования несуществующего объекта по его моделям.
Различают математическое и физическое моделирование (на макетах). Наиболее удобный и дешевый способ моделирования – с использованием ЭВМ. Компьютерные модели широко используются как для расчетов технологических
режимов так для моделирования строительных элементов объекта (строительные конструкции технологическое оборудование). В проектировании элементов автоматики широко используются математические модели (ММ) объектов в
виде дифференциальных уравнений регрессионных зависимостей и т.п. Общепринятым в настоящее время становится использование в АСУТП моделей для
определения неизмеряемых показателей технологического процесса например
тип сырья степень активности катализатора а также для оптимизации управления.
4 Показатели эффективности проектируемых систем
При проектировании сложных систем задаются определенным набором
характеристик будущих объектов позволяющих проводить их сравнительную
оценку. Множество показателей эффективности проектируемых систем можно
разделить на две группы.
Технические показатели определяющие эксплуатационные свойства
объекта к которым относят работоспособность надежность удобство в эксплуатации.
Экономические показатели которые определяют экономическую целесообразность реализации проекта. К ним относят стоимость (проектирования
строительства эксплуатации) время (проектирования строительства эксплуатации).
Работоспособность – обобщенное понятие таких важнейших показателей как мощность КПД производительность и т.д. Показатель работоспособности всегда стремятся увеличить однако его прирост не всегда пропорционален затрачиваемым усилиям и его зависимость от времени проектирования и
затрат имеет характер насыщения (рисунок 1.7). Поэтому как правило ограничиваются целесообразной величиной его прироста.
Надежность заключается в способности объекта обеспечивать свое целевое назначение в определенных условиях эксплуатации (ГОСТ 24.701 – 86
«Надежность АСУ»). Надежность имеет экстремальную зависимость от стоимости. С одной стороны увеличение надежности влечет увеличение капитальных затрат; с другой стороны снижение надежности увеличивает эксплуатационные затраты. Таким образом надежность имеет свой оптимальный уровень
обеспечивающий минимум приведенных затрат (рисунок 1.8).
Рисунок 1.7 – Соотношение
«работоспособность – затраты»
Рисунок 1.8– Зависимость затрат по видам от надежности изделия (Сэ – затраты эксплуатационные Ск –
затраты капитальные Ссум – затраты суммарные)
Удобство в эксплуатации ведет к повышению надежности сокращает
временные потери материальные и трудовые снижает количество операций и
интенсивность труда при эксплуатации объекта характеризуется двумя группами показателей:
- надежностные показатели (ремонтопригодность степень обнаружения
неисправности и т.п.);
- эргономические показатели (степень приспособленности объекта к человеку).
Стоимость – определяет капитальные затраты на период создания и эксплуатационные затраты и изменяется во времени. При расчете стоимости всегда следует учитывать планируемый период и определенные условия эксплуатации. Вариант с малыми капитальными затратами за достаточно большой период может оказаться более дорогостоящим (рисунок 1.9).
Рисунок 1.9 – Соотношение затрат по видам во времени
Время. Чем быстрее система введена в эксплуатацию тем быстрее будет
получена прибыль. Поэтому по возможности промышленные объекты сооружаются очередями путем ступенчатого капитального вложения и наращивания
мощностей. Время промышленной эксплуатации объектов до достижения
уровня морального износа имеет тенденцию сокращения за счет возрастания
сроков проектирования. Поэтому важным является уменьшение сроков проектирования.
Библиографический список к главе 1
Белозеров Е.С. Проектирование монтаж и эксплуатация систем автоматизации. Системный подход. – Уфа: Изд-во УНИ 1987. – 100 с.
Гуд Г.-Х. Макол Р.-Э. Системотехника. Введение в проектирование
больших систем пер. с англ. – М. 1962. – 383 с.
Дружинин В.В. Конторов Д.С. Системотехника. – М.: Радио и связь
Ивахненко А.Г. Системный анализ: учеб. пособие для вузов. – Курск
Конторов Д.С.Внимание – системотехника. – М.: Радио и связь 1993.
Месарович М. Мако Д. Такахара М. Теория иерархических многоуровневых систем М. Месарович Д. Мако И. Такахара. – М.: Мир 1973. – 344
Методические рекомендации по осуществлению идентификации опасных производственных объектов. Утверждены приказом Федеральной службы
по экологическому технологическому и атомному надзору №131 от 5 марта
Николаев В.И. Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. – М.:
Машиностроение. Ленинградское отделение 1985. – 119 с.
Перегудов Ф.И. Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. – М.:
Высшая школа 1989. – 320 с.
Прангишвили И.В. Системный подход и общесистемные закономерности. – М.: СИНТЕГ 2000. – 528 с.
Прангишвили И.В. Энтропийные и другие системные закономерности:
Вопросы управления сложными системами. – М.: Наука 2003. – 428 с.
Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи
В.Н. Волкова В.А. Воронков А.А. Денисов и др. – М.: Радио и связь 1983. –
Теория систем и системный анализ в управлении организациями:
справочник под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. – М.: Финансы и статистика 2006 – 848 с.
Холл А.Д. Фейджин Р.Е. Определение понятия системы В кн.: Исследования по обшей теории систем пер. с англ.; под общ. ред.
В.Н.Садовского и Э.Г.Юдина.– М.: Прогресс 1969. – С. 252–286.
Энциклопедия кибернетики. – К.: Главная редакция УСЭ 1974 – В 2 т.
Эшби Р. Введение в кибернетику. – М.: КомКнига 2005. – 432 с.
Процесс проектирования и его задачи
1 Основные понятия проектирования
Ключевым понятием проектирования является описание представляющее собой документальную фиксацию замыслов идей принципов решений.
Проектирование – это процесс составления описаний необходимых для создания несуществующего объекта.
Проектирование начинается с технического задания которое отражает
требования к создаваемому объекту. Проектирование представляет собой процесс преобразования исходного описания в окончательное на основе творческой инженерной деятельности.
Развивающийся во времени процесс проектирования разбивается на стадии этапы проектные процедуры и отдельные проектные операции (рисунок
Рисунок 2.1 – Структура процесса проектирования
Проектная операция – действие дающее конкретный результат необходимый для решения проектной задачи например получение документов
оформление схем типовой расчет поиск подготовка данных расчет сравнение внесение изменений и т.п.
Проектная процедура – формализованная совокупность проектных операций выполнение которых завершается получением проектного решения и
определением дальнейшего хода проектирования. Некоторые проектные процедуры логически связаны с другими т.е. должны выполняться в определенной
последовательности. Поэтому процесс проектирования для разных объектов
как правило имеет общий сценарий.
Можно выделить следующие типовые проектные процедуры:
- постановка задачи – установление цели критериев ограничений;
- выбор – связан с выбором принципов моделей структур типовых решений;
- разработка последовательностей действий – связана с составлением
планов графиков работ;
- экспертиза – заключается в оценке соответствия принимаемых решений
определенным требованиям;
- расчеты – связаны с выполнением специальных расчетов для определения характеристик или свойств системы оборудования;
- унификация – ограничение свойств параметров элементов подсистем
формулировка проблемы
Рисунок 2.2 – Алгоритм поиска решений
Этап проектирования – совокупность проектных процедур обеспечивающих проработку одной или нескольких подсистем или аспектов. По степени
завершенности этап соответствует страте проектирования. Полная законченность в пределах одного аспекта комплекса проектных решений отдельного
этапа проектирования позволяет судить о результатах проделанной работы.
При выполнении отдельных этапов проектирования часто возникает необходимость повторного выполнения отдельных проектных процедур. Это объясняется неизбежными неопределенностями процесса проектирования и требования25
ми оптимальности его результатов. Процесс проектирования имеет как правило итеративный характер.
На каждом этапе существует свой комплекс задач и последовательность
выполнения проектных процедур но в общем виде процесс поиска решения
можно представить в виде блок схемы рисунок 2.2.
Совокупность логически связанных этапов проектирования обеспечивающих законченную по основным аспектам проработку и позволяющих сделать оценку системы в целом называется стадией проектирования. Получение
по завершении стадии результата позволяют провести всестороннее обсуждение с привлечением заинтересованных сторон с целью выявления достоинств и
недостатков проекта утверждения проектных решений корректировки графика данных и т.п. На каждой стадии также производится итеративное повторение проектных процедур и этапов с целью оптимизации проектных решений.
2 Стадии проектирования и реализации проекта
В процессе проектирования и реализации проекта выделяют несколько
стадий (рисунок 2.3). Представленное деление процесса на стадии отражает
участие только проектной организации в процессе реализации проекта. На самом деле кроме прочего реализация проекта содержит дополнительные стадии такие как согласование решений с государственными органами финансирование закупка оборудования и материалов поставка оборудования на площадку строительства и т.п. Однако эти стадии как правило выполняются непосредственно заказчиком строительства.
Ст.1. Задание на проектирование
Ст.2. Разработка проектной документации
Ст.4. Разработка рабочей документации
Ст.6. Эксплуатационная
Ст.7. Пусконаладочные работы
Рисунок 2.3 – Схема реализации проекта
Разделение реализации проекта на стадии определено целями решаемыми на каждом слое декомпозиции процесса. Так на первой стадии определяются и формализуются требования к будущему объекту. На второй стадии целью
определяется составление описания принципиальных технических решений в
объеме достаточном для оценки проекта с точки зрения технической экономической целесообразности и промышленной безопасности. На третьей стадии
проводится оценка проектной документации по ряду определенных законода26
тельством критериев. Для четвертой стадии целью является разработка чертежей для строительства объекта в полном объеме необходимом для выполнения
строительно-монтажных работ. На пятой стадии целью является строительство
объекта в полном соответствии с проектной документацией проектировщика.
На стадии шесть которая может выполняться параллельно со строительством
разрабатывается эксплуатационная документация целью которой является получение инструкций по пуску останову производства технологических регламентов на эксплуатацию. Целью шестого этапа является пуск объекта вывод
его на проектную мощность проведение гарантийных испытаний получение
Каждая стадии реализации проекта регламентируется рядом нормативных
документов. Разработка таких документов направлена на типизацию процессов
и документов разрабатываемых на отдельных стадиях различных проектов
что в конечном итоге облегчает решение задач выполняемых на этих стадиях.
Стадия 1 разработки Задания на проектирования направлена на определение требований к объекту проектировании. Изложение данных требований
выполняется в соответствии с документом ВСН 31-82 «Эталон задания на проектирование предприятий зданий и сооружений нефтеперерабатывающей и
нефтехимической промышленности» в котором представлена форма задания на
В Задании определяются: объект проектирования; основания для проектирование (перечень разрешительных документов органов власти на строительство объекта протокол о намерении и т.п.); состав и содержание разделов проекта; описываются технические и технологические требования к объекту проектирования; приводятся основные технико-экономические показатели которые необходимо обеспечить при проектировании; приводится перечень исходных данных предоставляемых заказчиком (геологические изыскания местности климатические условия и т.п.). Задание на проектирование помогает самому Заказчику определиться и формализовать свои требования к объекту.
Стадии разработки проектной документации при проектированию объектов нефтепереработки и нефтехимии со сложными технологическими процессами предшествует стадия проведения научных исследований на которой определяются основные технические решения по реализации проекта которые гарантируют соответствие аппаратурного оформления технологии и безопасность
процесса заявленным технико-экономическим показателям. На стадии научных
исследований разрабатываются Исходные данные на проектирование или Базовый проект технологии по содержанию нормативных документов «Положение об исходных данных для проектирования» и «Эталон Базового проекта
технологии процессов нефтепереработки и нефтехимии».
Как правило Исходные данные и Базовый проект технологии разрабатываются научно-исследовательскими организациями являющимися лицензиарами технологии. Исходные данные и Базовый проект можно охарактеризовать
эскизным проектом проектируемого объекта.
Начало проектных работ определяет подписание договора между заказчиком и проектной организацией регламентирующего юридические отношения
Стадия 2 разработки проектной документации выполняется в соответствии со статьей 48 Федерального закона №190 от 22 декабря 2004 г. «Градостроительный кодекс Российской Федерации». По своему содержанию на данной стадии разрабатывается основной документ (комплект документов) отражающий техническую инженерную проработку всех разделов проекта. В Градостроительном кодексе дается следующее определение проектной документации.
Проектная документация представляет собой документацию содержащую материалы в текстовой форме и в виде карт (схем) и определяющую архитектурные функционально-технологические конструктивные и инженернотехнические решения для обеспечения строительства реконструкции объектов
капитального строительства их частей капитального ремонта если при его
проведении затрагиваются конструктивные и другие характеристики надежности и безопасности объектов капитального строительства.
В соответствии с данным Законом проектная документация должна содержать следующие разделы:
) пояснительная записка с исходными данными для архитектурностроительного проектирования строительства реконструкции капитального
ремонта объектов капитального строительства в том числе с результатами инженерных изысканий техническими условиями;
) схема планировочной организации земельного участка строительства;
) архитектурные решения;
) конструктивные и объемно-планировочные решения;
) сведения об инженерном оборудовании о сетях инженерно-технического
обеспечения перечень инженерно-технических мероприятий содержание технологических решений;
) проект организации строительства объектов капитального строительства;
) проект организации работ по сносу или демонтажу объектов капитального
строительства их частей (при необходимости сноса или демонтажа объектов
капитального строительства их частей для строительства реконструкции других объектов капитального строительства);
) перечень мероприятий по охране окружающей среды;
) перечень мероприятий по обеспечению пожарной безопасности;
) смета на строительство реконструкцию капитальный ремонт объектов капитального строительства финансируемых за счет средств соответствующих
) иная документация в случаях предусмотренных федеральными законами.
Содержание разделов проектной документации определяется постановлением №87 РФ от 16.02.2008 г. «О составе разделов проектной документации и
требования к их содержанию».
Ранее до вступления в силу градостроительного кодекса данная стадия
выполнялась в соответствии со СНиП 11-01-95 «Инструкция о порядке разработки согласования утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий зданий и сооружений» (1995 г.) и определялась как стадия разработки утверждаемой части проекта. Термин «утверждаемая» относится к тому что документация предназначалась для утверждения в разрешительные органы.
Продолжительность разработки проектной документации зависит от
сложности объекта и составляет от 3 до 7 месяцев.
Проектная документация на капитальное строительство промышленных
объектов относящихся к опасным производственным объектам подлежит государственной экспертизе промышленной безопасности. Данные работы отражены в объеме стадии 3 процесса реализации проекта.
Различают несколько видов экспертизы проектной документации:
) промышленной безопасности;
) государственная экологическая;
) санитарно-эпидемиологическая экспертиза;
) историко-культурная;
) области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций.
Основными видами экспертиз для опасных производственных объектов
являются государственная экспертиза экспертиза промышленной безопасности и государственная экологическая экспертиза.
По определению Градостроительного кодекса Государственная экспертиза проектной документации проводится федеральным органом исполнительной власти органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации
уполномоченными на проведение государственной экспертизы проектной документации или подведомственными указанным органам государственными
учреждениями. Говоря проще государственная экспертиза проводится специализированным государственным учреждением наделенным таким правом государством.
Государственную экспертизу проводят руководствуясь постановлением
Правительства РФ от 5 марта 2007 г. N 145 «О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий» и Федеральным законом ФЗ №190 от 29 декабря 2004 г.
«Градостроительный кодекс Российской Федерации».
По результатам государственной экспертизы получают заключение. Положительное заключение государственной экспертизы проектной документации является одним из оснований для получения разрешения на капитальное
строительство объекта.
Разрешение на строительство представляет собой документ подтверждающий соответствие проектной документации требованиям градостроительного плана земельного участка и дающий застройщику право осуществлять
строительство реконструкцию объектов капитального строительства а также
их капитальный ремонт.
Государственная экспертиза проектной документации не проводится в
случае если для строительства реконструкции капитального ремонта не требуется получение разрешения на строительство.
Срок проведения государственной экспертизы определяется сложностью
объекта капитального строительства но не должен превышать три месяца в соответствии с Федеральным законом от 31.12.2005 N 210-ФЗ.
Государственную экспертизу проводят не на все виды проектных работ а
лишь для проектной документации на новое строительство реконструкцию
и капитальный ремонт объектов. На другие виды проектов в соответствии с
ФЗ №116 от 22 декабря 2004 г. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» проектная документация на расширение техническое перевооружение консервацию и ликвидацию объекта подлежит экспертизе промысленной безопасности.
Экспертиза промышленной безопасности проводится в отношении опасных производственных объектов которые определены приложением 1 ФЗ
№116 и Методическими рекомендациями по осуществлению идентификации
опасных производственных объектов утвержденными приказом Федеральной
службы по экологическому технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор) N 131 от 5 марта 2008 года.
Правила проведения экспертизы промышленной безопасности определяются ПБ 03-246-98 «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности». Экспертизу промышленной безопасности осуществляют организации
уполномоченные на данный вид деятельности имеющие лицензию на проведение экспертизы (ст. 13 п.2 Федерального закона от 21 июля 1997 г. №116-ФЗ «О
промышленной безопасности опасных производственных объектов»).
Срок проведения экспертизы промышленной безопасности составляет 45
Экспертизу экологической безопасности проводят для объектов строительство реконструкцию капитальный ремонт которых предполагается осуществлять в исключительной экономической зоне Российской Федерации на континентальном шельфе Российской Федерации во внутренних морских водах в
территориальном море Российской Федерации.
Положительное заключение государственной экологической экспертизы
проектной документации также необходимо для получения разрешения на
Стадия 4 разработки рабочей документации соответствует решению задачи микропроектирования т.е. детализации решений принятых на стадии разработки проектной документации. Рабочая документация разрабатывается для
соответствующих разделов проекта основными из которых являются:
- монтажно-технологический раздел;
- автоматизация технологических процессов;
- электротехническая часть;
- архитектурно-строительная часть;
- отопление и вентиляция;
- водоснабжение и канализация;
- связь и сигнализация;
Соответствующие разделы проекта выполняются на основании отдельных нормативных документов.
Рабочая документация состоит из документации в текстовой и графической форме необходимой для приобретения оборудования и материалов и выполнения строительно-монтажных работ; это чертежи конструкций зданий и
сооружений фундаментов необходимые для их возведения на площадке чертежи трубопроводной обвязки технологического оборудования чертежи монтажа технических средств автоматизации и электротехнических средств и прокладки кабеля и т.п.
В соответствии с п.4 постановления №87 «Положения о составе разделов
проектной документации и требованиях к их содержанию» рабочая документации разрабатывается в целях реализации в процессе строительства архитектурных технических и технологических решений. Однако положение не содержит
указаний на последовательность разработки рабочей документации что определяет возможность ее выполнения как одновременно с подготовкой проектной
документации так и после ее подготовки. При этом объем состав и содержание
рабочей документации должны определяться заказчиком (застройщиком) в зависимости от степени детализации решений содержащихся в проектной документации и указывается в задании на проектирование.
Выполнение данной стадии наряду со 2-й требует привлечения наибольшего количества исполнителей по отношению к реализации других стадий.
Продолжительность разработки рабочей документации составляет от 5 до 12
месяцев в зависимости от сложности проектируемого объекта.
Стадия 5 авторского надзора связана с реализацией проекта. Авторский
надзор - один из видов услуг по надзору автора проекта и других разработчиков
проектной документации за строительством осуществляемый в целях обеспечения соответствия решений содержащихся в рабочей документации выполняемым строительно-монтажным работам на объекте. Необходимость проведения авторского надзора организацией разработавшей проектную документацию определена статьей 8 ФЗ №116 «О промышленной безопасности опасных
производственных объектов».
Деятельность проектной организации при авторском надзоре регламентируется документом СП 11-110-99 «Авторский надзор за строительством зданий
При ведении авторского надзора ведется журнал Авторского надзора где
должны указываться выявленные отступления от проектно-сметной документации требований строительных норм и правил и технических условий по производству строительно-монтажных работ а также мероприятия по ликвидации
указанных отступлений.
Авторский надзор ведется на протяжении всего срока строительства объекта.
Стадия 6 предусматривает разработку эксплуатационной документации.
Для объектов нефтепереработки и нефтехимии на данном этапе разрабатывается технологический регламент на производство где приводится назначение и
характеристика объекта оговариваются условия ведения технологического
процесса нормы параметров технологического режима периодичность и порядок обслуживания и ремонта оборудования и т.п. также разрабатываются различные инструкции по пуску останову испытаниям производства. Технологические регламент разрабатывается в соответствии с Методическими рекомендациями по разработке технологического регламента на производство продукции нефтеперерабатывающей промышленности (2003 г.)
научноисследовательскими организациями как правило разработчиками технологии
Стадия 7 пусконаладочных работ является завершающей перед сдачей
объекта в эксплуатацию. К пусконаладочным работам относится комплекс работ выполняемых в период подготовки и проведения индивидуальных испытаний и комплексного опробования оборудования.
Пусконаладочные работы проводятся как правило пусконаладочной организацией с привлечением разработчика проекта в соответствии с приложением 1 [16].
При производстве пусконаладочных работ систем автоматизации руководствуются СНиП 3.05.07-85 «Системы автоматизации» (1985 г.). В ходе проведения пусконаладочных работ проводят испытания оборудования в соответствии с программами и методиками испытаний (компонентов комплексов
средств автоматизации подсистем систем) составляемых в соответствии с РД
-34.698-90 «Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов».
Документация по пусконаладочным работам предъявляется комиссиям по
приемке объекта после индивидуальных испытаний и при оформлении Акта
технической готовности работ.
Процессу создания и реализации проекта характерны признаки системного подхода в решении проблемы: постановка общей проблемы (формирование
замысла проекта) декомпозиция задачи на подзадачи поэтапное решение задачи (реализации проекта).
3 Принципы организации работ по созданию промышленных
Каждый раздел проекта строительства промышленного объекта обычно
выполняется различными отделами (группами) проектной организации. Эти отделы должны работать в тесном взаимодействии друг с другом. По каждому
объекту назначается координирующее лицо ответственное за проект в целом
т.е. за его качество сроки выполнения за ведение финансовых операций и т.д.
В зависимости от вида объекта это лицо может именоваться "главный инженер
объектов "управляющий проектом".
Организация комплекса работ по созданию промышленных объектов основана на следующих принципах:
-принцип специализации;
-принцип кооперации;
-принцип координации.
Принцип специализации состоит в том что отдельные организации занимаются отдельными видами работ: проектные строительно-монтажные и т.п. в
отдельных областях техники (технология автоматизация электроснабжение
строительство и т.д). Внутри организации реализация данного принципа связана с выделением разных рабочих групп которые специализируются на выполнении отдельного вида работ.
Принцип кооперации состоит в сотрудничестве нескольких специализированных организаций при создании одного какого-либо проекта или объекта.
Каждая специализированная организация (отдел) выполняет свою специализированную часть общей работы. Например проект строительства современного
промышленного предприятия состоит из ряда специализированных частей (разделов проекта): строительной технологической монтажной и т.д.
Принцип координации заключается в обеспечении согласованности действий специализированных организаций-исполнителей некоторыми вышестоящими организациями (генпроектировщик осуществляющий единство требований единство технической политики и увязку всего комплекса работ). Здесь
определяющую роль в реализации данного принципа играет профессионализм
и искусство координатора работ от которого в целом зависит сроки выполнения и качество выполненных работ.
Существует два основных способа реализации проекта:
Основным способом организации сложного комплекса работ является
подрядный способ основанный на перечисленных выше принципах. Подрядный способ состоит в заключении между двумя юридическими сторонами – заказчиком и генеральным подрядчиком – договора на выполнение законченного
комплекса работ за качество и своевременность которых отвечает генподрядчик. Генподрядчик в свою очередь может привлекать к выполнению специализированных работ субподрядчиков – специализированные организации.
Хозяйственный способ предполагает производство работ (проектирование и строительство) собственными силами хозяйствующего субъекта. Этот
способ требует резервов сил и ресурсов и используется при реализации нетрудоемких видов работ (ремонт замена оборудования и т.п.).
Функции генподрядчика в области проектировании выполняет генпроектировщик который возглавляет и выполняет проектирование привлекает суб33
подрядчиков координирует их работу и несет ответственность за комплексную
качественную и своевременную разработку проекта.
В материалах п.2.2 рассматривались различные виды проектных работ.
Каждый вид строительства подразделяется по характеру на новое (капитальное
строительство) капитальный ремонт реконструкция расширение и техническое перевооружение.
Ранее толкование терминов видов работ проводилось в соответствии с
письмом Главгосархстройнадзора РФ от 28 апреля 1994 г. N 16-1463 "О правильном толковании терминов "новое строительство" "капитальный ремонт
реконструкция" "расширение". В настоящее время данное письмо по соответствующему распоряжению считается утратившим силу однако приведенные
определения справедливы для ряда терминов и сегодня.
Согласно данному письму под "новым строительством" понимается
строительство на новых площадях вновь создаваемых предприятий зданий сооружений а также филиалов и новых производств которые после ввода в эксплуатацию будут находиться на самостоятельном балансе. К новому строительству также относится сооружение нового завода или последующих его очередей (новая установка) взамен ликвидируемого.
Капитальный ремонт сооружений – ремонт с целью восстановления исправности (работоспособности) его конструкций и систем инженерного оборудования а также поддержания эксплуатационных показателей. Капитальный
ремонт включает устранение неисправностей всех изношенных элементов восстановление или замену технологического оборудования и аппаратов на более
долговечные и экономичные улучшающие эксплуатационные показатели ремонтируемых объектов.
Реконструкция – комплекс строительно-монтажных работ и организационно-технических мероприятий связанных с изменением основных техникоэкономических показателей объекта. Реконструкция проводится с целью обновления (модернизации) основного технологического оборудования производства. Реконструкция состоит в полном или частичном переоборудовании производства на базе нового оборудования и технологии но без строительства и
расширения основного производства.
Расширение является разновидностью нового строительства и проводится
с целью увеличения мощности и ассортимента и улучшения техникоэкономических показателей производства. Расширение действующего предприятия предполагает строительство дополнительных производств на ранее созданном предприятии возведение новых и расширение существующих отдельных цехов на территории действующих предприятий или примыкающих к ним
площадок с целью создания дополнительных или новых производственных
Техническое перевооружение согласно МДС 81-35.2004 рассматривается
как комплекс мероприятий по повышению технико-экономического уровня отдельных производств цехов и участков на основе внедрения передовой технологии и новой техники механизации и автоматизации производства модерни34
зации и замены устаревшего и физически изношенного оборудования новым
более производительным а также по совершенствованию общезаводского хозяйства и вспомогательных служб.
Часто техперевооружение заключается в модернизации систем автоматизации технологических процессов.
4 Управление проектами
Работа над крупным проектом – сложный вид деятельности не только с
инженерно-технической но и с организационной точки зрения. Стадии проектирования фактически включают множество этапов состоящих в свою очередь из решения многих последовательно возникающих организационнотехнических вопросов.
При выполнении принципов организации работ в строительстве важную
роль играет управление проектами. В международной практике под понятием
«Управление проектом» понимается выполнение уполномоченными лицами
координации людских и материальных ресурсов на протяжении жизненного
цикла проекта путем применения системы современных методов и техники
управления для достижения определенных результатов по составу и объему работ стоимости времени качеству и удовлетворению интересов заказчика (участников проекта).
Методы и техника управления проектами определяются в зависимости:
- от видов проектов (в т.ч. на строительство предприятий зданий и сооружений различного назначения);
- масштаба (размера) и сложности проекта;
- сроков реализации проекта;
- ограниченности ресурсов;
- требований заказчика к качеству проекта и т.д.
Для управления проектом определяется лицо ответственное за своевременную и надлежащую реализацию проекта – управляющий проектом.
Управляющий проектом - специально уполномоченное лицо которому
заказчик (инвестор) делегирует полномочия по руководству при разработке и
реализации проектной и рабочей документации для строительства.
Управляющий проектом должен иметь необходимую инженерную подготовку и опыт работы высокие деловые качества и экономические знания он
должен уметь взаимодействовать со всеми службами и специалистами различного уровня профиля и квалификации.
К основным задачам обязанностям и функциям Управляющего проектом
- участие в подготовке документов для заключения договора заказчика с
разработчиками проектной документации в том числе задания на проектирование объектов строительства;
- планирование и координация проектных и изыскательских работ по
проекту на основе отобранных стратегических решений по его выполнению;
- контроль и оценка промежуточных этапов разработки проектной документации с использованием таких видов анализа как технического финансового экономического коммерческого экологического и организационного;
- рассмотрение разногласий при выполнении проектной документации и
обеспечение взаимоприемлемых решений;
- контроль за разработкой рабочей документации в соответствии с утвержденной проектной документацией;
- организация и контроль за составлением заявок на размещение заказов
на поставку оборудования конструкций и материалов необходимых для строительства и эксплуатации объекта;
- организация подготовки заключения договоров поставки оборудования.
Принципиальная схема управления проектом приведена на рисунке 2.4.
В мировой практике в проектных организациях для координации деятельности проектных подразделений и организационного обеспечения реализации проекта назначаются менеджеры проектов (Project Manager) или подругому внутренние управляющие проектами. Функции проект-менеджеров
схожи с функциями управляющих проектами уполномоченными Заказчиком с
той лишь разницей что проект-менеджеры представляют интересы Исполнителя.
Рисунок 2.4 – Принципиальная схема управления проектом
Сегодня для планирования и контроля работ в том числе проектных используются специализированные программные продукты например Microsoft
Project Primavera и т.п. Пример графика выполнения проекта в пакете Microsoft
Project представлен на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Форма графика выполнения проектных работ в пакете
5 Система управления качеством проектов
Результатом деятельности проектной организации является проектная документация. В настоящее время разработаны стандарты серии ИСО 9000 на
системы качества и руководящие указания дополняющие соответствующие
требования к продукции приведенные в технических условиях Задании на
Международные стандарты серии ИСО 9000 предназначены для обеспечения общего руководства качеством в основных отраслях промышленности и
Международные стандарты серии ИСО 9000 изложены в виде задач систем качества которые предстоит выполнять организациям при осуществлении
По-другому можно сказать что стандарты серии ИСО 9000 предписывают выполнение определенных процедур предприятиям при реализации своих
функций выполнение которых призвано обеспечить его определенное качество
Успешное руководство и управление организацией требует систематического и открытого менеджмента. Чтобы добиться успеха следует внедрить и
поддерживать в рабочем состоянии систему менеджмента разработанную для
постоянного улучшения результативности и эффективности организации с учетом потребности заинтересованных сторон. Менеджмент организации наряду с
другими аспектами включает менеджмент качества.
Стандарты серии ИСО 9000 предъявляют определенные требования к
деятельности предприятий. Так организация должна разработать задокументировать внедрить поддерживать в рабочем состоянии систему контроля качества постоянно улучшать ее результативность в соответствии с требованиями
настоящего стандарта. Для достижения данной цели в обязанности организаций
а) определять процессы необходимые для системы контроля качества и
их применение во всей организации;
б) определять последовательность и взаимодействие этих процессов;
в) определять критерии и методы необходимые для обеспечения результативности как при осуществлении так и при управлении этими процессами;
г) обеспечивать наличие ресурсов и информации необходимых для поддержки этих процессов и их мониторинга;
д) осуществлять мониторинг измерение и анализ этих процессов;
е) принимать меры необходимые для достижения запланированных результатов и постоянного улучшения этих процессов.
Если организация решает передать сторонним организациям выполнение
какого-либо процесса влияющего на соответствие продукции требованиям она
должна обеспечивать со своей стороны контроль за таким процессом. Управление им должно быть определено в системе менеджмента качества.
Главная цель общего руководства качеством – такое совершенствование
систем и процессов при котором можно добиться постоянного улучшения качества.
Организация действующая в сфере стандарта качества должна:
) достигать поддерживать и стремиться к постоянному улучшению качества своей продукции в соответствии с требованиями;
) улучшать качество своей работы с целью постоянного удовлетворения
требований потребителей и других заинтересованных лиц;
) обеспечивать уверенность руководства и других работников в том что
требования к качеству выполняются и происходит улучшение качества;
) обеспечивать уверенность потребителей и других заинтересованных
лиц в том что требования к качеству поставляемой продукции достигаются или
) обеспечивать уверенность в том что требования к системе качества
Качество исполнения проекта определяется многими факторами в том
числе управлением проектами. Особенно сложно управлять несколькими процессами и их взаимосвязями например крупными процессами которые могут
охватывать ряд функций. Для выяснения взаимодействия ответственности и
полномочий у каждого процесса должен быть владелец – лицо несущее за него
ответственность. Качество процессов за которые ответственно исполнительное
руководство (таких как стратегическое планирование) является особенно важным.
Структурная схема контроля качества проекта в процессе разработки
проектной документации обеспечивающая деятельность проектной организации в области международной системы качества представлена на рисунке 2.6.
Оценка исходных данных и материалов для проектирования
ГАПа управляющего проектом (проект
Разработка проектной документации
Разработка текстовых
Инженер- исполнитель
Руководитель проектной
группы.Проверка расчётов
Экспертиза и утверждение законченых проектных решений
федерального надзора
Строительство объектов и сооружений
Рисунок 2.6 – Графическая схема производственного контроля
качества проектной документации
Библиографический список к главе 2
ВСН 31-82. Эталон задания на проектирование предприятий зданий и
сооружений нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Глудкин О.П. Горбунов Н.М. Гуров А.И. Зорин Ю.В. Всеобщее
управление качеством. – М.: Радио и связь 1999.
ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Системы менеджмента качества. Основные
положения и словарь.
ГОСТ Р ИСО 9001-2001. Системы менеджмента качества. Требования.
ГОСТ Р ИСО 9003-1996. Модель обеспечения качества при производстве при окончательном контроле и испытаниях.
ГОСТ Р ИСО 9004-2001. Системы менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности.
Закон РФ от 18 декабря 2006 г. № 232. О внесении изменений в Градостроительный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации.
ИСО 9000-1-94. В 3 ч. Общее руководство качеством и стандарты по
обеспечению качества. (9000-2-94 Стандарты в области административного
управления качеством и обеспечения качества.)
Положение о составе разделов проектной документации и требованиях
к их содержанию (утв. постановлением Правительства РФ от 16 февраля 2008 г.
Положение об организации и проведении государственной экспертизы
проектной документации и результатов инженерных изысканий (утв. постановлением Правительства РФ от 05.03.2007).
Постановление Правительства РФ от 5 марта 2007 г. N 145 "О порядке
организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий".
РД 50-34.698-90. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.
СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки согласования утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий
зданий и сооружений.
СНиП 3.05.05-84. Технологическое оборудование и технологические
СНиП 3.05.07-85. Системы автоматизации.
СП 11-110-99. Авторский надзор за строительством зданий и сооружений.
Федеральный закон от 21 июля 1997 г. №116-ФЗ. О промышленной
безопасности опасных производственных объектов
Федеральный закон РФ от 29 декабря 2004 г. N 190. Градостроительный кодекс Российской Федерации.
Основы стандартизации
При проектировании используется как стандартизация на изделия и материалы так и стандартные правила проектирования. Это обеспечивает совместимость частей проектируемых объектов и взаимопонимание исполнителей.
Стандартизация используется во всех сферах деятельности и в связи со специализацией определяет научно-технический прогресс.
Современное промышленное производство проектное и строительное дело основаны на специализации эффективность которой зависит от единства
требований к изделиям материалам документам то есть от стандартизации.
Специализация способствует массовому производству изделий материалов
1 Стандартизация ее разновидности. Цели и задачи
Стандартизация основана на простой идее которая предполагает наличие
- формулирование разработка и установление правил;
- обязательное применение этих правил.
В результате получают:
- улучшение взаимопонимания людей;
- взаимозаменяемость деталей машин приборов;
- совместимость изделий;
- возможность специализации производства;
- экономию материальных и трудовых ресурсов.
Стандартизация – процесс установления и применения с целью упорядочения деятельности данной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон.
Одной из целей развития стандартизации в РФ является усиление степени
прозрачности Государственной системы стандартизации (ГСС) что является
одним из требований членства во Всемирной торговой организации (ВТО). Для
вступления в ВТО требуется полная гармонизация методов регулирования
внешнеэкономической деятельности с правилами этой организации. В области
стандартизации - это приведение нормативных документов ГСС в соответствие
с требованиями Кодекса по стандартам главное требование которого состоит в
том чтобы нормативный документ по стандартизации не превратился в технический барьер в торговле.
Примером развития стандартизации в РФ в современных условиях является принятие закона о Техническом регулировании [12] которым вводится новый обязательный нормативный документ – технический регламент. В соответствии с главой 3 «Стандартизация» данного закона определены цели и принципы стандартизации.
Статья 12. Принципы стандартизации
Стандартизация осуществляется в соответствии с принципами:
- добровольного применения стандартов;
- максимального учета при разработке стандартов законных интересов заинтересованных лиц;
- применения международного стандарта как основы разработки национального стандарта за исключением случаев если такое применение признано
невозможным вследствие несоответствия требований международных стандартов климатическим и географическим особенностям Российской Федерации
техническим и (или) технологическим особенностям или по иным основаниям
либо Российская Федерация в соответствии с установленными процедурами
выступала против принятия международного стандарта или отдельного его положения;
- недопустимости создания препятствий производству и обращению продукции;
- недопустимости установления таких стандартов которые противоречат
техническим регламентам;
- обеспечения условий для единообразного применения стандартов.
2 Категории и виды стандартов
Различают фактическую и официальную стандартизацию. Фактическая
стандартизация – результат проявления цивилизации (денежные единицы
письменность система отсчета моральные и этические нормы и т.д.). Официальная стандартизация – основа административной и технической политики
государства. Результатом стандартизации является официальный документ –
стандарт в котором изложены устанавливаемые правила.
Стандарт – нормативный документ по стандартизации разработанный
как правило на основе согласия характеризующегося отсутствием возражений
по существенным вопросам у большинства заинтересованных сторон и утвержденный признанным органом (или предприятием) в котором могут устанавливаться для всеобщего и многократного использования правила общие принципы характеристики требования или методы касающиеся определённых объектов стандартизации и который направлен на достижение оптимальной степени упорядочения в определённой области.
Объектами стандартизации являются параметры изделия или технического процесса показатели качества нормы обеспечения безопасности требования
к оборудованию единицы измерений термины графические изображения и т.
д. Большинство объектов стандартизации – материальные предметы. Объектом стандартизации может быть все что имеет перспективу многократного использования.
Также выделяют комплексную и опережающую стандартизацию.
Сущность комплексной стандартизации состоит в систематизации и
увязке факторов обеспечивающих оптимальный уровень качества продукции.
Комплексная стандартизация предусматривает единую систему взаимосвязанных требований как к самому объекту (изделию) так и к сырью и материалам комплектующим изделиям средствам производства измерительной
технике и метрологическому обеспечению методам и средствам подготовки
производства. При этом большое значение имеет разработка программ комплексной стандартизации которые позволяют посредством стандартов увязать
все требования к техническому уровню производства и качеству готовой продукции.
Программы комплексной стандартизации разрабатываются на основе
изучения потребностей в продукции научно-технического уровня действующих отечественных международных и зарубежных стандартов и технических
условий достижений науки и техники и передового опыта. Комплексная стандартизация является по существу методом планирования качества продукции.
Опережающая стандартизация заключается в установлении повышенных требований и норм по отношению к уже достигнутому уровню. Опережающая стандартизация предусматривает разработку стандартов с перспективными показателями технического уровня и качества продукции. Она базируется
на прогнозах технического и экономического развития отдельных отраслей и
промышленности в целом. В перспективных стандартах в зависимости от условий показатели норм и характеристик устанавливаются в виде ступеней с дифференцированными сроками введения.
Опережающая стандартизация направлена на ускорение НТП на экономию материальных и трудовых ресурсов и служит ориентиром при разработке
и прогнозировании качества новых видов продукции.
В зависимости от степени распространения и области действия различают
уровни стандартизации: международные государственные отраслевые местные.
Международная стандартизация осуществляется международными организациями по стандартизации например ИСО (International Organization for
Standardization ISO) электротехническая комиссия МЭК с целью облегчения
развития международной торговли научного и технического взаимодействия.
Государственная (национальная) стандартизация проводится на государственном уровне и увязана с задачами народного хозяйства нуждами производства и потребностями науки.
Отраслевая стандартизация осуществляется в отдельных отраслях промышленности для обеспечения единства технических требований и норм.
3 Документы в области стандартизации
Документы в области стандартизации рассмотрены в Федеральном законе
о техническом регулировании от 27.12.2002 №184-ФЗ [12] в статье 13.
К документам в области стандартизации используемым на территории
Российской Федерации относятся:
- национальные стандарты (ГОСТ Р);
- межгосударственные стандарты введенные в действие в РФ;
- правила стандартизации нормы и рекомендации в области стандартизации;
- применяемые в установленном порядке классификации общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации;
- общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной
информации применяемые в установленном порядке;
- стандарты предприятий (СТП) и научно-технических инженерных обществ и других общественных объединений (СТО);
Национальные стандарты разрабатываются на продукцию работы и услуги межотраслевого производства или применения а также на конкретную
продукцию имеющую важнейшее народнохозяйственное значение. Название
«национальный стандарт» в отличии от используемого ранее «государственный стандарт» отражает его негосударственный (необязательный) статус но
указывает на возможность его применения на территории РФ.
Это следует из того что Закон излагая принципы стандартизации указывает на добровольность применения стандартов не говоря о добровольности
применения других документов в области стандартизации. Это означает что в
случае принятия решения о применении стандарта его выполнение становится
Необходимо отметить что несмотря на добровольный характер применения стандартов работа по стандартизации является функцией государства и регулируется государством в лице соответствующих органов РФ. Но в случае нарушения правил стандартизации никакие меры ответственности перед государством не могут быть установлены и применены.
Сохраняется обязательность соблюдения требований национальных стандартов принятых до 1 июля 2003 г. в части (до принятия соответствующих
технических регламентов):
- защиты жизни и здоровья граждан имущества (физических и юридических лиц государственного или муниципального);
- охраны окружающей среды жизни и здоровья животных и растений;
- предупреждения действий вводящих в заблуждение приобретателей.
Национальные стандарты принимает Госстандарт РФ а в области строительства и промышленности строительных материалов - Государственный комитет РФ по вопросам архитектуры и строительства (Госстрой РФ).
Обозначение национального стандарта состоит из индекса «ГОСТ Р» регистрационного номера и отделенных от него четырех цифр года утверждения
(принятия) стандарта. Например ГОСТ Р-2000. Регистрационные номера вновь
разработанным стандартам присваивают в порядке возрастания номеров по мере их регистрации. При отмене стандарта его номер другому стандарту не присваивают за исключением его пересмотра или принятия взамен другого стандарта.
Если несколько стандартов имеют общий объект стандартизации то этим
стандартам присваивают общий регистрационный номер и отделенный от него
точкой дополнительный номер для каждого отдельного стандарта. При этом
стандарту устанавливающему общие (основные) требования присваивают нулевой дополнительный номер.
Если стандарт входит в систему общетехнических или организационно
методических национальных стандартов РФ то в обозначении стандарта включают одно- двухразрядный код системы стандартов отделенный от остальной
цифровой части обозначения точкой. Например стандарты по метрологии
имеют код 8: ГОСТ Р 8.417—2002 «ГСИ. Единицы величин».
На титульном листе стандарта приводятся следующие данные: полное
наименование национального органа РФ стандартизации и его логотип обозначение стандарта его статус «Национальный стандарт Российской Федерации»
наименование стандарта и выходные данные об издательстве.
Национальные стандарты и общероссийские классификаторы в т.ч. правила их разработки и применения представляют собой национальную систему
Утверждаться национальные стандарты должны при отсутствии серьезных возражений по существенным вопросам у квалифицированного большинства сторон т.е. при общем согласии (консенсусе).
К группе национальных стандартов можно отнести отраслевые стандарты
(ОСТ). Отраслевые стандарты (стандарты отраслей) устанавливаются на продукцию отраслевого производства или применения а также на конкретную
продукцию закрепленную за соответствующим ведомством (министерством).
ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли а
также предприятий других отраслей применяющих эту продукцию. Отраслевые стандарты устанавливают дополнительные требования отсутствующие в
ГОСТах которые необходимы для разработки производства и эксплуатации
продукции межотраслевого применения. ОСТы разрабатываются на отдельные
потребительские товары а также на сырье и полуфабрикаты применяемые в
Стандарты предприятий разрабатываются и утверждаются предприятиями самостоятельно в целях совершенствования организации и управления
производством технологических процессов технологической оснастки. Требования СТП обязательны для соблюдения другими субъектами хозяйственной
деятельности если это оговорено договором.
Стандарты научно-технических инженерных обществ и других общественных объединений разрабатываются и принимаются этими объединениями
для динамичного распространения и использования полученных в различных
областях знаний результатов исследований и разработок. Необходимость применения этих стандартов субъекты хозяйственной деятельности определяют
Кроме стандартов может разрабатываться еще один вид нормативнотехнических документов – технические условия (ТУ).
Технические условия разрабатываются на конкретную продукцию при
отсутствии стандарта. ТУ разрабатываются государственными органами управления а также предприятиями - разработчиками или изготовителями с согласованием ТУ с потребителями продукции. В технических условиях регламентируются в основном потребительские свойства продукции.
Система классификации и кодирования
Общероссийские классификаторы – нормативные документы распределяющие технико-экономическую и социальную информацию в соответствии с
ее классификацией (классами группами видами и др.) и являющиеся обязательными для применения при создании государственных информационных
Порядок их разработки принятия введения в действие и ведения и применения устанавливается Правительством РФ.
В РФ создается Единая система классификации и кодирования техникоэкономической и социальной информации (ЕСКК) составляющими частями
которой являются общероссийские классификаторы средства их ведения нормативные и методические документы по их разработке ведению и применению.
Объектами классификации являются: статистическая информация макроэкономическая финансовая и правоохранительная деятельность банковское дело стандартизация производство продукции предоставление услуг и др. Основное предназначение классификаций – обеспечение информационной совместимости во всех областях деятельности.
В РФ действует более 20 общероссийских классификаторов. Например
Общероссийский классификатор стандартов (ОКС) который создан на основе
прямого применения Международного классификатора стандартов ИСО.
Так в соответствии с Общероссийским классификатором стандартов
ОК (МК(ИСОИНФКО МКС) 001-96) 001-2000 стандарты систем автоматизации относятся к группе 25 (Машиностроение) 33 (Телекоммуникации. Аудиои видеотехника) 35 (Информационные технологии. Машины конторские).
ОКС предназначен для использования при построении каталогов указателей выборочных перечней библиографических материалов формировании
баз данных по международным межгосударственным и национальным стандартам и другим нормативным и техническим документам обеспечивая предоставление информации и распространение этих документов в национальном
межгосударственном и международном масштабах.
Объектами классификации ОКС являются стандарты и другие нормативные и технические документы.
Классификатор представляет собой иерархическую трехступенчатую
классификацию с цифровым алфавитом кода классификационных группировок
всех ступеней иерархического деления и имеет следующую структуру:
————————————————————
———————————————————————————————
———————————————————————————————————————————
4 Принципы и методы стандартизации
Основными принципами стандартизации являются:
Принцип всеобщей полезности.
Критерий повторяемости.
Принцип совместимости.
Принцип заградительных параметров.
Система предпочтительных чисел.
Закон ограниченного многообразия ограничивает чрезмерное разнообразие различных технических средств часть которых оказывается малополезным
и экономическим нецелесообразным.
Принцип всеобщей полезности заключается в стремлении достижения
максимальной экономической выгоды как потребителя так и изготовителя. Для
обеспечения этого принципа устанавливается оптимальный и рациональный
уровень требований качества изделий и их номенклатура. Увеличение числа
типа размеров обеспечивает снижение эксплуатационных затрат однако с увеличением числа изделий возрастают затраты на изготовление и разработку изделий. Положение минимума затрат будет зависеть от распределения значений
ряда номиналов Рk (номенклатуры оптимального вида изделий используемых в
диапазоне изменения параметра Р) а также от функции потребности. Задача состоит в отыскании таких значений Р которые бы обеспечили наименьшую величину суммарных затрат (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1– График зависимости затрат по видам от номенклатуры изделий
(Сэ – затраты эксплуатационные Ск – затраты капитальные на разработку
изделия Cсум – затраты суммарные)
Критерий повторяемости заключается в применении стандартизации к
наиболее часто повторяемым техническим операциям и изделиям.
Принцип совместимости обеспечивает возможность взаимозаменяемости
и сочетаемости изделий что существенно удешевляет проектирование и эксплуатацию систем и изделий.
Принцип заградительных параметров заключается в установлении граничных значений некоторого параметра исключающих выпуск продукции неоптимального качества.
Система предпочтительных чисел основана на использовании геометрических прогрессий для установления номиналов деталей машин и приборов
(классы точности шкалы приборов). Система предпочтительных чисел является основой параметрической стандартизации.
К рядам предпочтительных чисел предъявляют следующие требования:
- представлять рациональную систему градаций отвечающую потребностям всех отраслей народного хозяйства;
- допускать неограниченное развитие параметров в сторону их уменьшения и увеличения включать все десятикратные значения любого числа число
- быть простыми при построении ряда и легко запоминаемыми.
Наиболее часто ряды строятся на основании предпочтительных чисел по
геометрической прогрессии как закономерности позволяющей наиболее полно
удовлетворить предъявляемые к рядам требования.
Номиналы многих параметров – размеров мощности давлений температур и других оказываются оптимальными в смысле экономии энергии и материалов если при их выборе придерживаются обоснованного ряда предпочтительных чисел.
В настоящее время в основу стандартов рядов предпочтительных чисел
национальных систем стандартов в том числе в России а также в Международной системе ИСО заложены закономерности геометрической прогрессии.
Вместе с тем в ряде параметрических стандартов можно встретить закономерности арифметических и ступенчато-арифметических рядов.
Ряды предпочтительных чисел на основе геометрической прогрессии характеризуются постоянным отношением двух смежных членов. Каждый последующий член ряда является произведением предыдущего члена и знаменателя
геометрической прогрессии (величина постоянная для данного ряда):
ni = ni-1 * Q или ni = n1 * Qi-1 (Q – знаменатель прогрессии).
В соответствии с [3] предпочтительные числа получают как
В стандартизации применяют четыре основных ряда: R5 (R=5) R10
(R=10) R20 (R=20) R40 (R=40) и один дополнительный: R80 (R=80).
В интервале от 1 до 10 каждый последующий ряд включает все числа
предыдущего ряда. Относительная разница между смежными числами ряда постоянна.
Ряд предпочтительных чисел для R5 будет: 100; 160; 250; 400; 630 и
т.д. Знаменатель прогрессии для этого ряда 1.6 (5√10).
Ряд предпочтительных чисел для R10 будет: 100; 125; 160; 200; 250;
5; 400; 500; 630; 800 и т.д. а знаменатель прогрессии для этого ряда 125
Ряды предпочтительных чисел могут быть расширены путём умножения.
Так числа более 10 получают путём умножения величин установленных в интервале 1-10 на 10 100 1000 10000 и т. д. а числа менее 1 - на 01; 001; 0001;
Предпочтительные ряды чисел лежат в основе ГОСТ на линейные размеры. Ряды параметров и размеров построенные на основе этого ГОСТ позволяют увязать между собой размеры конструктивно взаимосвязанных в процессе
изготовления изделий.
5 Приемы стандартизации
При проведении стандартизации используют следующие приемы: симплификация унификация типизация агрегатирование.
Симплификация (упрощение) – простейшая форма стандартизации. Симплификация заключается в сокращении количества типов или других разновидностей изделий до количества необходимого для удовлетворения потребностей
как в техническом так и в экономическом отношении.
Унификация – установление оптимального числа разновидностей продукции процессов и услуг значений их параметров и размеров [3]. Цель унификации – устранение неоправданного многообразия изделий деталей узлов элементов процессов и сведение их к минимуму путём уменьшения составных
частей в изделии и группе изделий.
Унификация бывает производственно-направленная и эксплуатационнонаправленная.
Под производственно-направленной следует понимать унификацию составных частей изделия с составными частями других изделий которые изготавливаются на том же предприятии.
Эксплуатационно-направленная - это унификация составных частей изделия с составными частями других совместно эксплуатируемых изделий.
Наибольший экономический эффект даёт унификация проводимая на
стадии проектирования. При этом отпадает необходимость:
- выполнения чертежей т.к. оригинальная деталь заменяется стандартной
- разработки технологического процесса для этих деталей;
- проектирования специальной технологической оснастки (используется
уже ранее спроектированная).
Унификация сокращает долю подготовительно-заключительных операций и повышает производительность труда за счёт использования высокопроизводительного оборудования способствует повышению качества изделий упрощает ремонт их в процессе эксплуатации.
По содержанию унификация делится на внутриразмерную межразмерную и межтиповую. В первом случае унификацией охватываются все разновидности одного изделия - как базовая модель так и её модификации.
Во втором случае унифицируются не только модификации одной базовой
модели но и базовые модели машин разных размеров параметрического ряда
Межтиповая унификация распространяется на изделия разных типов которые входят в различные параметрические ряды.
Унификация может проводиться на заводском отраслевом и межотраслевом уровнях.
Разновидностью унификации является симплификация (по определению
Типизация – заключается в выделении наиболее употребляемых и апробированных изделий методов машин алгоритмов документов проектов
классификации и установлении их в качестве образцов (типов). Типизация часто связана с унификацией и состоит в установлении признаков разбивающих
унифицированный комплекс характеристик изделий на классы (типы). При
этом из комплекса характеристик изделий одного типа выделяют главные параметры дискретные значения которых образуют параметрические или типоразмерные ряды изделий.
Под агрегатированием понимается метод конструирования создания и
эксплуатации машин путём комбинирования унифицированных и стандартных
деталей и сборочных единиц. Этот метод основан на геометрической и функциональной взаимозаменяемости агрегатов и узлов что позволяет создавать из
ограниченного числа деталей и сборочных единиц самые разнообразные машины. Агрегатирование является логическим завершением унификации: чем
больше номенклатура унифицированных деталей и сборочных единиц тем шире оно может применяться. Агрегатирование позволяет увеличивать число объектов специализированного назначения расширять область применения универсальных машин и оборудования путём создания условий для быстрой замены их рабочих органов создания новых их видов. Например имея целый ряд
проектных решений можно их спроектировать таким образом чтобы получить
изделия с требуемыми характеристиками. Для оценки количества унифицированных элементов в изделии применяют понятие коэффициента унификации.
6 Государственная система стандартизации
Государственная система стандартизации (ГСС) сформировалась окончательно в 1970 году в замен различных ведомств и отраслевых систем.
Государственное управление стандартизацией в РФ осуществляет Государственный комитет РФ по стандартизации метрологии и сертификации (Госстандарт России).
Работы по стандартизации в области строительства и промышленности
строительных материалов организует Государственный комитет РФ по вопросам архитектуры и строительства (Госстрой России).
Госстандарт формирует и реализует государственную политику в области
стандартизации осуществляет государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов участвует в работах по международной стандартизации организует профессиональную подготовку и переподготовку кадров в области стандартизации а также устанавливает правила применения международных стандартов правил и норм на территории РФ.
Организацию и координацию работ по стандартизации в отраслях народного хозяйства осуществляют отраслевые службы стандартизации и (или) головные организации по стандартизации.
Конкретную работу по стандартизации (разработку стандартов и других
нормативных документов по стандартизации) выполняют технические комитеты (ТК) по стандартизации. Технические комитеты создаются на базе предприятий (организаций) специализирующихся по определенным видам продукции и
технологий или видам деятельности и обладающих в данной области наиболее
высоким научно-техническим потенциалом.
На предприятиях и в организациях работы по стандартизации выполняют
подразделения (службы) стандартизации.
Государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов возложен на Госстандарт России. Непосредственное осуществление такого контроля проводится территориальными
органами Госстандарта - центрами стандартизации и сертификации работники
которых имеют статус государственных инспекторов по надзору за государственными стандартами. (Таковыми являются например Российский центр испытаний и сертификации - Москва и Центр испытаний и сертификации - СанктПетербург).
Государственные инспектора имеют право:
- выдавать предписания об устранении выявленных нарушений обязательных требований государственных стандартов на стадиях разработки подготовки продукции к производству ее изготовления реализации использования хранения транспортирования и утилизации а также при выполнении работ и оказании услуг;
- приостанавливать или запрещать реализацию использование продукции
в случае ее несоответствия обязательным требованиям государственных стандартов;
- налагать штраф за нарушение обязательных требований государственных стандартов или за невыполнение предписаний государственных инспекторов.
Научную деятельность в области стандартизации осуществляют общегосударственные и отраслевые научно-исследовательские организации. Так в ведении Госстандарта находятся:
- Всероссийский НИИ стандартизации (ВНИИстандарт);
- научно-исследовательский центр стандартных и справочных данных;
- научно-исследовательский центр стандартных образцов;
- главный информационный центр стандартов.
В ведении Госстандарта находится также Федеральный фонд государственных стандартов общероссийских классификаторов технико-экономической
информации международных стандартов правил норм и рекомендаций по
стандартизации национальных стандартов зарубежных стран. В состав Федерального фонда стандартов входят информационные фонды стандартов министерств и ведомств.
Государственным стандартам присваивают соответствующие обозначения состоящие из букв регистрационного номера и года утверждения ввода в
действие или пересмотра например ГОСТ Р 1.0 - 95. Информация о принятии
отмене замене изменении государственных стандартов и общероссийских
классификаторов публикуется в ежемесячных информационных указателях государственных стандартов.
Перечень действующих на территории РФ государственных стандартов и
общероссийских классификаторов публикуется в ежегодных указателях "Государственные стандарты Российской Федерации".
Организацию работ по стандартизации осуществляет национальный орган по стандартизации РФ. Эти функции возложены Правительством РФ на
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование) которое в настоящее время входит в Министерство промышленности и энергетики.
В структуре Ростехрегулирования существуют подразделения: 19 НИИ
опытных заводов Издательство стандартов 2 типографии 3 учебных заведения более 100 территориальных центров (ЦСМ). Оно располагает информационным фондом в котором хранятся около 22 тыс. стандартов РФ более 30
тыс. международных стандартов более 250 тыс. национальных стандартов зарубежных стран.
Издательство стандартов ежегодно выпускает около 2000 наименований
печатной продукции: НД журналов и приложений к ним.
Функции национального органа по стандартизации:
- утверждение национальных стандартов;
- принятие программы разработки стандартов;
- организация экспертизы проектов стандартов;
- учет национальных стандартов и других документов по стандартизации;
- создание технических комитетов по стандартизации и координации их
- представление РФ в международных организациях по стандартизации.
Работу по организации и разработке национальных стандартов их согласование и экспертизу проводят технические комитеты по стандартизации. При
этом непосредственными разработчиками стандарта может быть любое лицо
или рабочая группа состоящая из представителей заинтересованных сторон.
Библиографический список к главе 3
ГОСТ Р 1.0-92. Государственная система стандартизации Российской
Федерации. Основные положения.
ГОСТ 8032-56. Предпочтительны числа и ряды предпочтительных чисел.
Исаев Л.К. Маклинский В.Д. Метрология и стандартизация в сертификации. – М: ИПК Изд-во стандартов 1996.
Клевлеев В.М. Попов Ю.П. Кузнецова И.А. Метрология стандартизация и сертификация. – М.: Форум: ИНФРА-М 2004. – 256 с.
Крылова Г.Д. Основы стандартизации сертификации метрологии. – М.:
ЮНИТИ 1998. – 456 с.
Лифиц И.М. Основы стандартизации метрологии и управления качеством товаров. – М.: ТОО "Люкс-арт" 1994. – 168 с.
Лифиц И.М. Основы стандартизации метрологии сертификации:
учебник. – М.: Юрайт 2000. – 319 с.
Никифоров А.Д. Взаимозаменяемость стандартизация и технические
измерения. – М.: Высшая школа 2007. – 512 с.
Никифоров А.Д. Бакиев Т.А. Метрология стандартизация и сертификация. – М.: Высшая школа 2003. – 422 с.
Радченко Л.А. Основы метрологии стандартизации и сертификации. –
М.: Дашков и Ко 2005. – 320 с.
Федеральный закон от 27.12.2002 №184-ФЗ. О техническом регулировании.
Чижикова Т.М. Стандартизация сертификация метрология: учеб. пособие. – М.: Колос 2002. – 410 с.
Проектирование систем автоматизации
1 Процесс создания автоматизированных систем
1.1 Понятие автоматизированной системы
Автоматизированные организационно-технические системы (АС) представляют собой систему обеспечивающую выработку решений на основе автоматизации информационных процессов в различных сферах деятельности
(управление проектирование производство и т.п.) или их сочетаниях. В зависимости от сферы автоматизируемой деятельности АС разделяют:
) на автоматизированные системы управления (АСУТП АСУП и др.);
) системы автоматизированного проектирования (САПР);
) автоматизированные системы научных исследований;
) автоматизированные системы обработки и передачи информации
) автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП);
) автоматизированные системы контроля испытаний;
) системы автоматизирующие сочетания различных видов деятельности.
Первый тип автоматизированных систем относится к классу управляющих систем технологическими процессами и широко используется при проектировании новых промышленных объектов. Практически не один новый промышленный объект не проектируется без системы автоматизации.
Под термином «АСУТП» понимают весь комплекс технических и программных средств используемых для автоматизированного управления технологическим процессом от первичного преобразователя до представления параметра на рабочем месте оператора-технолога. Однако в сложившейся практике
проектирования АСУТП учитывая многоуровневую иерархическую структуру
современных систем управления (см. подраздел 1.1.4) проекты по их созданию
условно разделяют на проект нижнего уровня (НУ) и проект верхнего уровня
управления (ВУ) АСУТП.
В первом случае проект автоматизации разрабатывается в рамках общего
проекта на строительство всего комплекса сооружений для работы установки
цеха завода как один из разделов проекта. Границей проектирования между
проектом НУ и ВУ АСУТП как правило является клеммный кроссовый шкаф
в помещении контроллерной на который подключаются кабели с сигналами от
датчиков устанавливаемых на технологическом оборудовании. На создание ВУ
АСУТП разрабатывается отдельный проект содержащий комплекс документов
(проектно-конструкторскую документацию) на реализацию автоматизированной системы управления процессом.
1.2 Классификация систем управления
Система управления — систематизированный набор средств влияния на
подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом.
Система управления — устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.
Система управления (СУ) есть совокупность технологического объекта
управления (ТОУ) (в общем случае он может состоять из нескольких частей) и
управляющей части взаимодействующих между собой с целью обеспечения
эффективного функционирования ТОУ.
Управляющая часть в общем случае – это систематизированный набор
средств влияния на объект в число которых входят средства получения информации об объекте и окружающей среде средства формирования управляющих
воздействий и средства воздействия на объект.
Эффективное функционирование ТОУ заключается в обеспечении выпуска продукции заданного качества и количества а также безопасности и безаварийности ведения технологических процессов при обеспечении оптимальности некоторых технико-экономических или потребительских критериев.
В процессе сбора и обработки информации важную роль играет человекоператор являющийся неотъемлемым звеном системы управления. Вопросами
обеспечения совместимости человека-оператора с информационной частью
систем управления занимается инженерная психология – раздел эргономики науки о трудовых ресурсах.
Промышленные системы автоматизации управления классифицируют по
- по уровню (степени) автоматизации функций управления;
- архитектурным (структурным) принципам построения СУ.
Классификация по уровню автоматизации проводится по степени развитости автоматически выполняемых функций и режиму формирования и исполнения управляющих функций АСУТП.
В «Справочнике базовых цен на разработку технической документации
на автоматизированные системы управления технологическими процессам»
приводится следующая классификация по степени развитости управляющих
I степень - одноконтурное автоматическое регулирование или автоматическое однотактное логическое управление (переключения блокировки и т.
II степень - каскадное и (или) программное автоматическое регулирование или автоматическое программное логическое управление по «жесткому»
III степень – многосвязное автоматическое регулирование по циклу с
IV степень – оптимальное управление установившимися режимами (в
V степень – оптимальное управление переходными процессами или процессом в целом (оптимизация в динамике);
VI степень – оптимальное управление быстротекущими переходными
процессами в аварийных условиях;
VII степень – оптимальное управление с адаптацией (самообучением и
изменением алгоритмов и параметров системы).
Выделяют следующие режимы выполнения управляющих функций:
Автоматизированный "ручной" режим при котором комплекс средств
автоматизации АСУТП представляет персоналу АСУТП информацию о технологическом объекте управления а выбор и реализацию управляющих воздействий производит персонал АСУТП;
Автоматизированный режим "советчика" при котором комплекс
средств автоматизации АСУТП вырабатывает рекомендации по управлению а
решение об их использовании принимает и реализует персонал АСУТП.
Автоматический режим прямого (непосредственного) цифрового (или
аналого-цифрового) управления при котором комплекс средств автоматизации
АСУТП вырабатывает и реализует управляющие воздействия непосредственно
без участия человека на исполнительные механизмы технологического объекта
По архитектурным принципам построения СУ сложными системами выделяют:
- децентрализованные.
«Архитектура» – это выражение закономерностей строения присущих
системе (например технической или информационной системе) общий план
или концепция используемая для ее создания а с другой стороны абстрактное описание системы ее структуры компонентов и их взаимосвязей.
Централизованная система управления – это система с единой управляющей частью выполняющей функции формирования управлений (принятия
решений) в СУ на всех уровнях АСУТП.
Централизованное управление осуществляется из единого центра управления объектом в который стекается вся информация управления от всех
управляемых подсистем. Достоинствами централизованного управления являются:
концентрация всей информации о состоянии объекта в одном узле
целостная картина состояния объекта управления;
относительная простота управления процессами перепрограммирования
минимальная длина цикла управления;
непротиворечивость принимаемых решений.
В то же время при значительном масштабе объекта управления централизованное управление теряет ряд преимуществ. К недостаткам такого подхода
уязвимость системы управления;
значительный объём обрабатываемой информации требует высокопроизводительных технических средств верхнего уровня;
значительная часть пропускной способности каналов передачи данных
используется для передачи служебной информации центру управления.
Децентрализованная система управления – это система с несколькими
независимыми подсистемами формирования управлений и информационно
взаимодействующих снизу-вверх только через человека-оператора т.е. в системе отсутствует автоматизация функций координации работы подсистем и реализации обратных связей с верхних уровней на нижние.
Децентрализованное управление характеризуется отсутствием единого
центра управления объектом. Его функции перераспределяются между множеством подсистем управления. Достоинствами такого подхода являются:
живучесть системы управления;
отсутствует необходимость в больших вычислительных ресурсах;
меньшие по сравнению с централизованным подходом объёмы обрабатываемой информации и трафик служебной информации.
К недостаткам данного подхода следует отнести:
сложность разграничения «зон ответственности»;
сложность переконфигурирования системы;
возможность принятия противоречивых решений.
Также по архитектурному признаку выделяют одноуровневые системы
управления (СУ) и многоуровневые АСУТП.
Основным признаком одноуровневых СУ является отсутствие каналов обмена информацией с другими СУ. К одноуровневым СУ относятся системы
управления отдельными агрегатами небольшими установками когда число
информативных параметров меньше десяти. Одноуровневые системы являются
самодостаточными для реализации минимального допустимого объема функций управления ТОУ. Однако такие системы не предназначены для решения
задач управления сложными объектами поскольку не позволяют учесть состояние СУ другими частями объекта управления.
Многоуровневые АСУТП представляют собой как правило иерархию СУ
различающихся функциональным назначением уровнем автоматизации функций и структурой подсистем управления.
Современные АСУТП промышленных предприятий строятся как многоуровневые распределенные системы (DCS – сокращение от англ. Distributed
Control System) – система управления технологическим процессом характеризующаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных. Распределенная система управления (РСУ) – это централизованная управляющая система функции управления которой распределены по нескольким уровням каждый из которых выполняет часть функций
формирования управлений объектом а координация работы подсистем осуществляется верхним уровнем системы. На аппаратно-программном уровне РСУ
представляет собой вычислительную сеть состоящую из отдельных станций
управления управляющих отдельными технологическими участками и специальной координирующей станции верхнего уровня управления. Особенностью
системы является наличие по крайней мере одного общего канала связи. При
этом станции управления могут быть разделены территориально (территориально распределенные) по территории объекта управления либо находиться в
общем центральном пункте управления (функционально распределенные).
Большинство современных систем управления объектами нефтепереработки и
нефтехимии строятся по принципу РСУ так как количество сигналов вводавывода может достигать нескольких тысяч.
2 Стадии создания и состав проектов автоматизированных систем
Процесс создания АС представляет собой совокупность упорядоченных
во времени взаимосвязанных объединенных в стадии и этапы работ выполнение которых необходимо и достаточно для создания АС соответствующей заданным требованиям. Процесс создания АС – это совокупность работ от формирования исходных требований к системе до ввода ее в действие.
Стадия создания АС – одна из частей процесса создания АС установленная нормативными документами и заканчивающаяся выпуском
документации на АС содержащей описание полной в рамках заданных требований модели АС на заданном для данной стадии уровне или изготовлением несерийных компонентов АС или приемкой АС в промышленную
Этап создания АС – часть стадии создания АС выделенная по соображениям единства характера работ и (или) завершающего результата или
специализации исполнителей.
Созданию автоматизированной системы управления предшествует разработка Технического задания. Как правило Техническое задание (ТЗ) на АСУ
ТП разрабатывается организацией – автором проекта либо специализированными фирмами и утверждается Заказчиком.
Разработка и содержание Технического задания осуществляется по ГОСТ
602-89 «Техническое задание на создание автоматизированной системы».
В данном документе представлено содержание и ТЗ на АС которое содержит следующие разделы:
) назначение и цели создания (развития) системы;
) характеристика объектов автоматизации;
) требования к системе;
) состав и содержание работ по созданию системы;
) порядок контроля и приемки системы;
) требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие;
) требования к документированию;
) источники разработки.
Техническое задание является основным документом определяющим
требования и порядок создания (развития или модернизации) автоматизированной системы в соответствии с которым проводится разработка АС и ее приемка
при вводе в действие.
Стадии создания автоматизированных систем рассмотрены в ГОСТ
601-90 «Автоматизированные системы. Стадии создания».
Стадии и этапы создания АС в общем случае приведены в таблице 4.1.
Стадия проектирования складывается совокупностью стадий (п. 2-6). Отличительной особенностью стадии проектирования является участие в ее разработке нескольких организаций. При этом имеет место экспоненциальное возрастание объектов работ которые снижаются лишь на завершающих стадиях
Таблица 4.1 – Стадии создания АС
Формирование требований к 1.1 Обследование объекта и обоснование
необходимости создания АС
2 Формирование требований пользователя к АС
3 Оформление отчета о выполненной работе и заявки на разработку АС (тактикотехнического задания)
Разработка концепции АС
2 Проведение необходимых научноисследовательских работ
3 Разработка вариантов концепции АС и
выбор варианта концепции АС удовлетворяющего требованиям пользователя
4 Оформление отчета о выполненной работе
1 Разработка и утверждение технического задания на создание АС
1 Разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям
2 Разработка документации на АС и ее
1 Разработка проектных решений по
3 Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и (или) технических требований
(технических заданий) на их разработку
4 Разработка заданий на проектирование
в смежных частях проекта объекта автоматизации
Окончание таблицы 4.1
Рабочая документация
1 Разработка рабочей документации на
2 Разработка или адаптация программ
1 Подготовка объекта автоматизации к
2 Подготовка персонала
3 Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими
программно-техническими
комплексами информационными изделиями)
4 Строительно-монтажные работы
5 Пусконаладочные работы
6 Проведение предварительных испытаний
7 Проведение опытной эксплуатации
8 Проведение приемочных испытаний
1 Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами
2 Послегарантийное обслуживание
Стадия разработки ТЗ называется внешним проектированием потому
что здесь объект рассматривается на уровне его внешних взаимосвязей с окружающей средой. Устанавливаются и обосновываются необходимость создания
системы формулируются назначение и требования к объекту и срокам его создания. Для простых объектов разрабатывает Заказчик для более сложных –
привлекаются проектные организации.
Эскизное проектирование проводится когда мало еще известно о системе
(применятся для АС). Заключается в описании и анализе прототипов и в формировании облика системы на основании исходных требований путем литературных и патентных исследований. Представляет собой черновой вариант с поверхностной проработкой последующих стадий.
На стадии технического проектирования применяются принципиальные
и окончательные проектные решения проводятся структурный функциональный и алгоритмический синтез системы выбор комплексов технических
средств. На данной стадии проводится разделение работ путем разработки заданий смежникам. Разрабатывается и оформляется заказная сметная и схемная
Рабочее проектирование заключается в развитии и детализации по конструкторскому технологическому и эксплуатационному уровням т. е. приня61
тии всех решений связанных с изготовлением строительным монтажом и эксплуатацией.
Ввод в действие. Осуществляется монтаж наладка систем подготовка к
пуску конструирование изделий составление акта ввода в эксплуатацию.
Стадия сопровождения. Гарантийное обслуживание системы устранение
Таким образом разработка комплекта проектной документации на АС в
соответствии с таблицей 4.1 выполняется в две стадии (см. п.2.2):
) стадия «проектная документация» (выработка проектных решений определение номенклатуры технических средств определение контуров автоматического регулирования);
) стадия «рабочая документация» (разработка рабочих чертежей монтажных схем планов расположения оборудования и т.п.).
Возможно выполнение проекта в одну стадию (одновременное выполнение проектной и рабочей документации). Проект АСУТП разработанный в одну стадию называют технорабочим проектом (ГОСТ 34.601).
В общем случае комплектность документов проекта на создание автоматизированной системы рассмотрена в ГОСТ 34.201-89 «Виды комплектность и
обозначение документов при создании автоматизированных систем» и включает в себя 59 наименований разрабатываемых на разных стадиях.
В таблице 4.2 представлен перечень документов разрабатываемых в процессе разработки проекта на АС.
Таблица 4.2 – Наименования документов разрабатываемых при проектировании автоматизированных систем
СтаНаименование документа
Код Часть Принадлежность
до- проек- проектэксплусозкута но-смет- атационная
менная доку- документата
ЭП Ведомость эскизного проекта
Пояснительная записка к эскизному П1
ЭП Схема организационной структуры
ТП Схема структурная комплекса техни- С1* ТО
Схема функциональной структуры
Перечень заданий на разработку спе- В9
циализированных (новых) технических средств
Технические задания на разработку ТО
специализированных (новых) технических средств
Продолжения таблицы 4.2
до- проек- проектэксплута но-смет- атационная
куменная доку- документата
ТП Задания на разработку строительных ТО
санитарнотехнических и других разделов проекта подготовительные работы связанных с созданием системы
Ведомость технического проекта
Ведомость покупных изделий
Перечень входных сигналов и данных В1 ИО
Перечень выходных сигналов (доку- В2 ИО
Перечень заданий на разработку В3
санитарно-технических и других разделов проекта связанных с созданием
Пояснительная записка к техническо- П2
Описание автоматизируемых функций П3
Описание постановки задач (комплек- П4
Описание информационного обеспе- П5 ИО
Описание организации информацион- П6 ИО
Описание систем классификации и ко- П7 ИО
Описание массива информации
Описание комплекса технических П9
Описание программного обеспечения ПА ПО
Описание алгоритма (проектной про- ПБ МО
Описание организационной структуры ПВ ОО
Ведомость оборудования и материалов ТО
Локальный сметный расчет
ТП Проектная оценка надежности систе- Б1
Продолжение таблицы 4.2
ТП Чертеж формы документа (видеокад- С9 ИО
РД Ведомость держателей подлинников ДП* ОР
Ведомость эксплуатационных доку- ЭД* ОР
Спецификация оборудования
Ведомость потребности в материалах В5
Ведомость машинных носителей ин- ВМ* ИО
Массив входных данных
Состав выходных данных (сообщений) В8 ИО
Методика (технология) автоматизиро- И1 ОО
ванного проектирования
Технологическая инструкция
Руководство пользователя
Инструкция по формированию и веде- И4 ИО
нию базы данных (набора данных)
Инструкция по эксплуатации КТС
Схема соединения внешних проводок С4* ТО
Схема подключения внешних прово- С5* ТО
Таблица соединений и подключений
Схема деления системы (структурная) Е1* ТО
Схема принципиальная
Схема структурная комплекса техни- С1* ТО
План расположения оборудования и С7
Схема гидравлическая
Описание технологического процесса ПГ ОО
обработки данных (включая телеобработку)
Окончание таблицы 4.2
РД Общее описание системы
Программа и методика испытаний ПМ*
(компонентов комплексов средств
автоматизации подсистем систем)
* Документы код которых установлен в соответствии с требованиями стандартов
3 Разработка раздела «Автоматизация технологических процессов»
технологических процессов» и требования к ее выполнению
В соответствии с иерархической структурой системы управления проекты
на создание АСУТП также разделяют на проекты нижнего и верхнего уровня.
Разрабатываемый в рамках проектирования нового строительства раздел «Автоматизация технологических процессов» называют проектом «нижнего уровня» или «полевого КИП».
Состав рабочей документации раздела «Автоматизация технологических
процессов» и требования к его выполнению определены ГОСТ 21.408-93 «Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов» и включают:
- рабочие чертежи предназначенные для производства работ по монтажу
технических средств автоматизации;
- эскизные чертежи общих видов нетиповых средств автоматизации;
- спецификацию оборудования изделий и материалов.
Одновременно с рабочей документацией систем автоматизации разрабатывают техническую документацию на изготовление и поставку технических
средств автоматизации на объект строительства в том числе:
- опросные листы на приборы;
- карты заказа на электроаппараты;
- таблицы соединений и подключения проводок в щитах и пультах;
- исходную документацию для разработки проекта «верхнего уровня» и
заказа комплексов средств централизованного контроля и регулирования телемеханики вычислительной техники программно-технических комплексов
микропроцессорных средств и контроллеров систем и установок пневмоавтоматики и др.
В основной комплект рабочих чертежей систем автоматизации в общем
) общие данные по рабочим чертежам;
) схемы автоматизации;
) схемы соединений и подключения внешних проводок;
) схемы принципиальные (электрические пневматические);
) чертежи расположения оборудования и внешних проводок;
) чертежи установок средств автоматизации.
3.1.1 Требования к оформлению листа общих данных
На первых листах каждого основного комплекта рабочих чертежей приводят общие данные по рабочим чертежам.общих данных – это текстовый документ размещаемый как правило на листе большого формата (более
А3). Информация на листе общих данных приводится в виде таблиц и текста и
а) ведомость рабочих чертежей основного комплекта;
б) ведомость ссылочных и прилагаемых документов;
в) ведомость основных комплектов рабочих чертежей;
г) ведомость спецификаций (при наличии в основном комплекте нескольких схем расположения);
д) условные обозначения не установленные государственными стандартами и значения которых не указаны на других листах основного комплекта
ж) другие данные предусмотренные соответствующими стандартами
Лист общих данных содержит общую обзорную информацию по всему
проекту (ведомость рабочих чертежей комплекта) содержание основного комплекта рабочих чертежей по данной марке (ведомость основных комплектов
рабочих чертежей) перечень нормативных документов применяемых при разработке проекта (ссылочные документы) дополнительно разрабатываемые чертежи типовых конструкций (прилагаемые документы). Спецификацию относят
к прилагаемым документам.
Схемы автоматизации разрабатывают в целом на технологическую (инженерную) систему или ее часть – технологическую линию блок оборудования установку или агрегат.
Схему автоматизации допускается совмещать со схемой соединений
(монтажной) и со схемами инженерных систем.
На схеме автоматизации изображают:
) технологическое оборудование и коммуникации (трубопроводы газоходы воздуховоды) автоматизируемого объекта;
) технические средства автоматизации или контуры контроля регулирования и управления;
) линии связи между отдельными техническими средствами автоматизации или контурами.
Условные графические и буквенные обозначения приборов и контуров
контроля и управления принимают по ГОСТ 21.404 «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации
Схемы автоматизации выполняют двумя способами:
) развернутый при котором на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и
) упрощенный при котором на схеме изображают основные функции
контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных
технических средств автоматизации и указания места расположения).
При развернутом способе выполнения схем автоматизации технологическое оборудование изображают в верхней части схемы.
Приборы встраиваемые в технологические коммуникации показывают в
разрыве линии изображения коммуникаций а устанавливаемые на технологическом оборудовании (с помощью закладных устройств) показывают рядом.
Остальные технические средства автоматизации показывают условными
графическими обозначениями в прямоугольниках расположенных в нижней
части схемы. Каждому прямоугольнику присваивают заголовки соответствующие показанным в них техническим средствам (по месту на щите за щитом и т.п.).
При упрощенном способе выполнения схем автоматизации контуры контроля и управления а также одиночные приборы наносят рядом с изображением технологического оборудования и коммуникаций (или в их разрыве).
Контур (независимо от количества входящих в него элементов) изображают в виде окружности (овала) разделенного горизонтальной чертой. В верхнюю часть окружности записывают буквенное обозначение определяющее измеряемый (регулируемый) параметр и функции выполняемые данным контуром в нижнюю – номер контура. Для контуров систем автоматического регулирования кроме того на схеме изображают исполнительные механизмы регулирующие органы и линию связи соединяющую контуры с исполнительными механизмами.
Предельные рабочие значения измеряемых (регулируемых) величин указывают рядом с графическими обозначениями контуров или в дополнительной
графе таблицы контуров.
В последнее время при разработке проектов для объектов нефтепереработки сложилась практика объединения схем соединений и схем подключений
На схеме соединений и подключений внешних проводок показывают
подключения проводок к первичным средствам измерения и исполнительным
механизмам к групповым установкам внещитовых приборов соединительным
коробкам щитам пультам комплексам их составным частям. На схемах приводят:
- первичные приборы и исполнительные механизмы установленные непосредственно на технологическом оборудовании и коммуникациях;
- внещитовые приборы и групповые установки приборов;
- щиты пульты комплексы технических средств;
- внешние электрические и трубные проводки между всеми техническими
средствами автоматизации;
- защитное заземление и зануление систем автоматизации;
- подключения жил кабелей проводов и труб и их обозначения;
- перечень элементов по ГОСТ 2.701.
Пример выполнения схемы соединений и подключений внешних проводок представлен на рисунке 4.1.
В зависимости от назначения и применяемых средств автоматизации разрабатывают:
- принципиальные электрические и пневматические схемы контуров контроля регулирования и управления;
- принципиальные схемы питания.
На листе схемы также приводят таблицы перечня элементов. В перечень
элементов выполняемый по ГОСТ 2.701 включают:
- запорную арматуру;
- соединительные и протяжные коробки;
- кабели провода пневмокабели;
- материалы для защитного заземления и зануления оборудования и проводок;
- материалы для стыковки проводок «металлорукав–прибор» «трубакороб» и т.п.
Рисунок 4.1 – Фрагмент схемы соединений и подключений внешних проводок
3.1.4 Требования к выполнению принципиальных схем
- принципиальные электрические и пневматические схемы контуров контроля
Принципиальные электрические схемы отражают подключение жил кабеля и
проводов к техническим средствам клеммным соединительным коробкам устройствам щитовой автоматики и т.п. Отличием от схем соединений и подключений
внешних проводок является то что на этих схемах не указывают способ прокладки
кабеля элементы внешних проводок и т.п. В связи с этим зачастую в комплект рабочих чертежей проекта принципиальные электрические схемы не включают. Данный вид схем разрабатывают и включают в состав проекта «верхнего» уровня
Пример представления принципиальных схем представлен на рисунке 4.2.
Графическую форму представления информации о подключениях иногда заменяют табличной.
На чертежах расположения (планах разрезах фрагментах узлах) оборудования и внешних проводок систем автоматизации в общем случае показывают и приводят:
- контуры зданий (сооружений) с расположением технологического оборудования и коммуникаций;
- технические средства автоматизации;
- потоки проводок одиночные электрические и трубные проводки несущие и
опорные конструкции для их прокладки;
- проходы проводок через стены и перекрытия;
- спецификацию к чертежам расположения по форме 7 приложения ГОСТ
На чертежах расположения приводят:
- координационные оси здания (сооружения);
- отметки чистых полов этажей и площадок на которых устанавливают технические средства автоматизации;
- классы взрыво- и пожароопасных зон категорию и группу взрывоопасных
смесей и границы взрывоопасных зон в помещениях и наружных установках в соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ) – при наличии
на объекте взрыво- и пожароопасных зон.
Рисунок 4.2 – Пример выполнения принципиальных электрических схем
Чертежи расположения оборудования и внешних проводок систем автоматизации называют планом трасс.
Рисунок 4.3 – Пример обозначения
Конструкциям узлов крепления проводок а также несущим конструкциям для прокладки внешних проводок присваивают позиции по спецификации к
чертежу расположения и указывают их на полках линий-выносок; номера кабелей проводов и труб указывают в прямоугольниках (шрифтом 25 мм) под полкой линии-выноски в соответствии с рисунком 4.3.
Технические средства а также потоки электрических и трубных проводок
на чертежах расположения привязывают к координационным осям или конструкциям зданий и сооружений. Для потоков электрических и трубных проводок
на разрезах указывают отметку низа или верха прокладки потока.
Одиночные приборы допускается не привязывать.
В спецификацию к чертежу расположения включают:
- несущие и опорные конструкции;
- конструкции проходов проводок через стены и перекрытия зданий и сооружений;
- конструкции узлов установки и крепления для прокладки проводок;
- монтажные изделия и материалы.
3.1.6 Чертежи установок средств автоматизации
При отсутствии типовых чертежей в составе основного комплекта выполняют чертежи установок приборов щитов пультов крепления электрических и
трубных проводок как при их отдельном монтаже так и при их сборке в блоки
систем автоматизации.
На чертежах установок в общем случае показывают:
- упрощенное изображение несущей конструкции и расположенные на
ней приборы рамки для надписей (при необходимости);
- подключение к приборам внешних проводок;
- размеры между осями приборов;
- спецификацию оборудования и монтажных изделий для изображения на
В спецификацию к чертежу установки включают изделия и материалы в
следующей последовательности:
- изделия для установки и крепления (рамы стопки кронштейны и т. д.);
- изделия и детали необходимые для монтажа электрических и трубных
проводок (соединительные коробки соединители и т. д.);
- кабели провода трубы.
Пример чертежа установки представлен на рисунке 4.4.
3.1.7 Спецификация оборудования изделий и материалов
Спецификацию оборудования разрабатывают для заказа средств автоматизации кабелей проводов и монтажных материалов для реализации проекта.
Спецификацию выполняют по форме 5 Приложения ГОСТ 21.110.
В спецификацию оборудования включают все виды технических средств
автоматизации в том числе изделия индивидуального изготовления которые
должны быть смонтированы при выполнении монтажных работ.
Спецификация оборудования в общем случае состоит из разделов:
- комплексы технических средств;
- трубопроводная арматура;
- монтажные изделия;
- технические средства автоматизации поставляемые комплектно с оборудованием.
Допускается при необходимости выполнять спецификацию щитов и
пультов самостоятельным документом.
В этом случае спецификациям присваивают следующие наименования и
- спецификация оборудования изделии и материалов – С1;
- спецификация щитов и пультов – С2.
Пример оформления спецификации в рабочих проектах на рисунке 4.5.
Рисунок 4.4 – Чертеж схемы установки приборов КИП
Рисунок 4.5 – Фрагмент заказной спецификации средств КИП
технологических процессов»
Процесс разработки проекта представляет собой разворачивающуюся во
времени последовательность определенных этапов работ результаты которых
определенным образом оказывают влияние на конечный результат.
При проектировании систем автоматизации участники процесса тесным
образом взаимодействуют друг с другом посредством обмена заданиями. Задания можно разделить на две группы: входящие исходящие. Входящие задания
содержат исходные данные для разработки и реализации решений по автоматизации от смежных организаций отделов проектной организации. Исходящие
задания являются исходными данными для разработки смежных разделов проекта (электротехническая часть монтажная часть технологическая и т.д.).
Последовательность следования и обмена заданиями представлена в таблице 4.3.
Таблица 4.3 – Перечень заданий с участием разработчика раздела АТП
НаправлеНаименование
Задание на автоматизацию по
т разработчика технологической
Нестандартное оборудование разработчику нестандартного
оборудования – механическая
Ответное по нестандартному
от разработчика нестандартного
Габариты помещений план
от разработчика планов оборудорасположения оборудования
вания – монтажная часть
от разработчика разделов «Отопление и вентиляция» и «Монтажная часть»
Архитектурно-строительная
от разработчика строительной
для разработки планов монтажной
Данные по клапанам расхотрубопроводной обвязки оборудомерам уровнемерам (Ф51)
дования – монтажная часть
На выполнение трасс КИП
от разработчика планов оборудования КИП – монтажная часть
Отверстия закладные дета- разработчику строительной части
ли стойки каналы площадки
Ответное задание по эстакадам от разработчика строительной
разработчику монтажной части
Изоляция приборов и шкафов разработчику монтажной части
Продолжение таблицы 4.3
разработчику электротехнической
Ответное по блокировкам
от разработчика электротехнической части
разработчику генплана
от разработчика генплана
Вертикальная планировка со
Подоснова по кабельным трас- от разработчика генплана
Выдача трасс на координиро- разработчику генплана
разработчику сметной части проНа сметы
- показывает движение задание «исходящее»
движение задание «входящее»
Учитывая материал п.4.2.1 и таблицу 4.3 порядок разработки основного
комплекта рабочих чертежей можно представить схемой рисунка 4.6.
Схемы автоматизации (ФСА)
Спецификация КИП опросные листы (ОЛ)
Схемы принципиальные
Схема электрического питания
Чертежи расположения оборудования и
внешних проводок (план трасс)
Схемы соединений и подключения внешних проводок чертежи установки средства автоматизации
Спецификация изделий и материалов
Рисунок 4.6 – Порядок разработки проекта автоматизации
Разработка функциональной схемы автоматизации заключается в оснащении принципиальной технологической схемы средствами автоматизации
присвоении номеров позиции изображенным на схеме контрольноизмерительным приборам (КИП). Функциональные схемы разрабатывают по
заданию технологического отдела которое должно содержать принципиальную
технологическую схему с обозначением мест контроля и наименования контролируемых и регулируемых параметров технологических параметров а также в
необходимых случаях описание сложных контуров регулирования.
На втором этапе работы составляют опросные листы для выбора КИП.
Опросные листы отражают требования предъявляемые к средству измерения:
наименование параметра технологические режимные параметры в месте установки прибора требования к точности способу установки и присоединения к
процессу виду взрывозащиты дополнительному оборудованию и т.п. По опросным листам производят выбор технических средств либо силами проектной
организации либо с привлечением специалистов фирм-поставщиков. Очевидно что на данном этапе должны быть определены производители технических
средств для контроля и регулирования каждых технологических параметров
(уровень расход температура и т.д.).
Имея спецификацию КИП приступают к разработке принципиальных
электрических схем и схем электропитания технических средств. На данном
этапе используют техническую документацию для выбранных технических
Как правило к моменту окончания разработки принципиальных схем
имеется некоторая готовность планов технологического оборудования и
средств КИП на площадке. По этим планам приступают к разработке планов
кабельных трасс на которых отражают установку КИП соединительных коробок способы прокладки кабеля и т.п.
Параллельно с планами трасс или после их готовности разрабатывают
схемы внешних проводок на которых указывают все элементы используемые
для монтажа приборов и их подключения длины участков кабелей с разным
способом прокладки способ прокладки кабеля к каждому прибору.
Комплект документов разработанный на предыдущих этапах позволяет
определить потребность в материалах необходимых для монтажа средств автоматизации и прокладки кабеля а также в самом кабеле: марка и количество
кабеля марка и количество лотков и коробов труб хомутов для крепления различных элементов и т.п.
Конечно представленный поступательный процесс разработки раздела
«Автоматизация технологических процессов» зачастую имеет итеративный характер. Принимаемые решения на последующих этапах могут менять содержание документации предыдущих. Кроме того изменения часто обусловлены
различными изменениями в смежных разделах проекта – технологического
монтажного и т.п. Что в конечном итоге затягивает процесс проектирования.
4 Состав и порядок разработки проектов верхнего уровня АСУТП
В настоящем разделе под верхним уровнем АСУТП понимается совокупность аппаратных и программных средств для реализации функций супервизорного управления технологическим процессом: приема сигнала от первичного преобразователя его обработка отображение на экране монитора для оператора-технолога архивирование и формирования управляющих воздействий исполнительным механизмам.
Состав проекта АСУТП определяется степенью развитости управляющих
функций предусматриваемых проектом.
Проект на автоматизированную систему содержит следующие разделы:
- общесистемные решения (ОР);
- решения по организационному обеспечению (ОО);
- решения по техническому обеспечению (ТО);
- решения по информационному обеспечению (ИО);
- решения по программному обеспечению (ПО);
- решения по математическому обеспечению (МО).
Состав и содержание разделов проекта верхнего уровня АСУТП в целом
соответствует приведенному в таблице 4.2 однако ряд документов объединяется и на практике представляется следующим:
Общесистемная документация (ОР):
- пояснительная записка к проекту (П2);
- программа и методика испытаний (ПМ);
- ведомость держателей подлинников (ДП);
- ведомость эксплуатационных документов (ТРП).
Документация информационного обеспечения (ИО):
- перечень входных сигналов и данных (В1);
- перечень выходных сигналов (документов) (В2);
- чертеж формы документов и видеокадров (С9).
Документация технического обеспечения (ТО):
- перечень контуров;
- схема подключения внешних проводок;
- чертеж установки технических средств (СА);
- схема автоматизации (С3);
- описание комплекса технических средств (П9);
- таблица соединений и подключений (С6);
- план расположения оборудования и проводок схемы питания (общая
принципиальная шкафа) (С7);
- спецификация оборудования (В4).
Документация программного обеспечения (ПО):
- описание программного обеспечения (ПА);
- тексты программного обеспечения.
Документация математического обеспечения (МО):
- описание алгоритма (ПБ).
Документация организационного обеспечения (ОО):
- руководство пользователя (И3).
Общие требования к содержанию документов документации разделов
проекта АСУТП изложены в РД 50-34.698-90 «Методические указания. Автоматизированные системы. Основные положения».
Библиографический список к главе 4
ГОСТ 21.101-97. Система проектной документации для строительства.
Основные требования к проектной и рабочей документации.
ГОСТ 21.401-88. Система проектной документации для строительства.
Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам.
ГОСТ 21.408-93. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов.
ГОСТ 34.003-90. Автоматизированные системы. Термины и определения.
ГОСТ 34.201-89. Комплекс стандартов на автоматизированные системы
ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Основные положения.
ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание автоматизированной
ГОСТ 24.601-86. Надежность АСУ.
Справочник базовых цен на разработку технической документации на
автоматизированные системы управления технологическими процессами
(АСУТП) Утвержден Министерством промышленности Российской Федерации
марта 1997г. по представлению Министерства строительства Российской
Емельяненко А.И. Капник О.В. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие по содержанию и оформлению проектов. – 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат 1983. – 400 с.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов:
Справочное пособиепод ред. А.С.Клюева. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат
Монтаж средств измерений и автоматизации: справочник под ред.
А.С.Клюева. – 3-е изд. – М.: Энергоатомиздат 1988. – 448 с.
Проектирование АСУТП: методическое пособие. – СПб: Издательство
ДЕАН 2006. – 552 с. – Кн.1.
ДЕАН 2009. –944 с. – Кн.2.
Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка:
учебно-практическое пособие. – М.: Инфра-Инженерия 2008. – 928 с.
Нормы и правила при проектировании систем автоматизации
1 Система стандартов при проектировании систем автоматизации
Нормативно-техническим документом (НТД) называется документ устанавливающий комплекс норм правил и требований обязательных для исполнения (в определенных областях деятельности) и утвержденный компетентным
Вся нормативно-техническая документация подразделяется на нормативную методическую справочную рабочую.
К нормативным относят общие требования и правила (стандарты нормали). Методические НТД содержат правила и методики (МУ ММ РМ РТМ).
Справочные документы предназначены для выбора и заказа оборудования или
документов (каталоги классификаторы справочники). Рабочие документы
служат для отражения технических решений (проекты ТЗ ТЭО монтажноэксплуатационные инструкции).
При создании систем автоматизации используется большое число общетехнических и организационно-методических стандартов устанавливающих
терминологию по различным аспектам принципы построения общие и специальные требования к изделиям и т.п. Для классификации действующих стандартов в стандартизации принята система кодирования.
В общепринятой системе кодиГОСТ ХХ ХХХ - ХХ
рования стандартов стандарты используемые при проектировании систем авКод системы
томатизации кодируются:
- единая система конструкторКод классификационской документации (ЕСКД);
- единая система стандартов
– единая система программной документации;
- система проектной документации для строительства.
Стандарты ЕСКД являются общетехническими. Большинство из них используется не только для оформления конструкторской документации но и для
различные методические материалы обязаУсловный номер
тельного или рекомендательного характера организации под аббревиатурами ММ РТМ (руководя- разработчика
щий технический материал) РМ (руководя- Регистрационный
щий материал) МУ (методические указа- Год утверждения). Обозначение этих документов имеет ния
Широко в проектах автоматизации распространены типовые чертежи –
ТМ (монтажные) ТК (типовые конструкции) ЗК (закладных конструкций).
Ниже приведены примеры некоторых типовых чертежей:
- СТМ4-1-95 – приборы для измерения и регулирования температуры.
Часть 1. Установка на оборудовании и коммуникациях.
- ТК4-3152-70 - отборные устройства для измерения давления и разряжения.
- ЗК4-45-70 – закладные конструкции для отборных устройств давления и
разряжения установка на трубопроводе при давлении измеряемой среды Pу=10
МПа и температуре до 80 оС.
- ЗК4-48-70 - закладные конструкции для отборных устройств давления и
разряжения установка на трубопроводе при давлении измеряемой среды Pу=16
В приложении Б приведены руководящие материалы по проектированию
систем автоматизации технологических процессов разработанных организациями МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР используемые и в настоящее время
при проектировании систем автоматизации.
2 Классификация документов проектной документации
Документ проектной документации классифицируют:
- по назначению – проектная монтажная эксплуатационная ремонтная;
- по виду – текстовая графическая смешанная.
Документы разделяемые по назначению применяют на различных этапах жизненного цикла сооружения определение которых следует из названия
Текстовые документы в зависимости от содержания могут быть следующих видов:
- техническое описание (для описания технических средств);
- спецификации (для заказа и комплектации документами и средствами);
- деловая (для обеспечения гарантии протоколы испытаний);
- сметы (для оценки затрат);
- табличные (трубные кабельные журналы таблицы подключений);
- графики (календарно-сетевые графики).
Графическая документация – самый распространенный способ представления информации в проекте выполняется в виде схем.
Схемой называется условное графическое изображение элементов технической системы и их структурных функциональных и физических связей. Схемы нужны для фиксации проектных решений. Общие требования к выполне82
нию схем изложены в ГОСТ 2.701- 84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению».
Схемы в зависимости от видов элементов и связей входящих в состав изделия (установки) также подразделяют на несколько видов. Наиболее распространенными видами схем в проектах автоматизации являются электрические
гидравлические пневматические; комбинированные.
Схемы в зависимости от основного назначения подразделяют на следующие типы:
- принципиальные (полные);
- соединений (монтажные);
Схема структурная - схема определяющая основные функциональные
части изделия их назначение и взаимосвязи.
Схемы структурные разрабатывают при проектировании изделий (установок) на стадиях предшествующих разработке схем других типов и пользуются ими для общего ознакомления с изделием (установкой). Структурные
схемы КТС необходимы для описания принципов компоновки проектируемой
системы из отдельных ТСА.
Схема функциональная – схема разъясняющая определенные процессы
протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или в
изделии (установке) в целом.
Схемами функциональными пользуются для изучения принципов работы
изделий (установок) а также при их накладке контроле и ремонте. Функциональные схемы автоматизации отражают основные технические решения по автоматизации.
Схема принципиальная (полная) - схема определяющая полный состав
элементов и связей между ними и как правило дающая детальное представление о принципах работы изделия (установки).
Схемами принципиальными пользуются для изучения принципов работы
изделий (установок) а также при их наладке контроле и ремонте. Они служат
основанием для разработки других конструкторских документов например
схем соединений (монтажных) и чертежей.
В проектах могут разрабатываться принципиальные схемы с различной
степенью детализации. Уровни принципиальных схем элементами которых являются:
Отдельные электронные компоненты (например резистор транзистор и
т.п.) электрические изделия.
Отдельные микросхемы.
Функционально- и конструктивно-законченные узлы.
Функционально-конструктивно-законченные блоки и приборы.
В проектах автоматизации наибольшие применения нашли принципиальные схемы уровней 1 и 4. При этом разрабатывается большое количество схем:
электрических и пневматических питания схем управления регулирования
сигнализации блокировки.
Схема соединений (монтажная) - схема показывающая соединения составных частей изделия (установки) и определяющая провода жгуты кабели
или трубопроводы которыми осуществляются эти соединения а также места
их присоединений и ввода (разъемы платы зажимы и т.п.).
Схемами соединений (монтажными) пользуются при разработке других
конструкторских документов в первую очередь чертежей определяющих прокладку и способы крепления проводов жгутов кабелей или трубопроводов в
изделии (установке) а также для осуществления присоединений и при контроле эксплуатации и ремонте изделий (установок). Схема внешних проводок
(электрических и трубных) показывает все внешние физические связи между
кроссовыми шкафами и техническими средствами размещаемыми на технологическом объекте.
Схема подключения - схема показывающая внешние подключения изделия.
Схемами подключения пользуются при разработке других конструкторских документов а также для осуществления подключений изделий и при их
Схема общая - схема определяющая составные части комплекса и соединения их между собой на месте эксплуатации. В проектах автоматизации разрабатывают чертежи общего вида шкафов щитов пультов на которых показывают расположение приборов индикаторов органов управления и т.п.
Схемами общими пользуются при ознакомлении с комплексами а также
при их контроле и эксплуатации. Схему общую на сборочную единицу допускается разрабатывать при необходимости.
Схема расположения - схема определяющая относительное расположение составных частей изделия (установки) а при необходимости также жгутов
проводов кабелей трубопроводов и т.п. В проектах автоматизации разрабатывают планы пунктов управления и планы трасс.
Схема объединенная - схема когда на одном конструкторском документе
выполняют схемы двух или нескольких типов выпущенных на одно изделие
Для удобства распознавания схем применяют систему кодирования схем.
Код схемы состоит из буквенной части определяющей вид схемы и цифровой части определяющей тип схемы.
Электрические схемы обозначают буквой Э гидравлические – Г пневматические – П комбинированные – С.
Типы схем также обозначают цифрами:
- функциональные – 2;
- принципиальные (полные) – 3;
- соединений (монтажные) – 4;
Обозначение схем в этом случае будет следующим: например схема
электрическая принципиальная – Э3; схема гидравлическая соединений – Г4;
схема электрическая соединений и подключения – Э0 и т.п.
К схемам или взамен схем в случаях установленных правилами выполнения конкретных видов схем выпускают в виде самостоятельных документов
таблицы содержащие сведения о расположении устройств соединениях местах подключения и другую информацию. Таким документам присваивают код
состоящий из буквы Т и кода соответствующей схемы. Например код таблицы
соединений к электрической схеме соединений – ТЭ4.
3 Общие правила оформления проектной документации
Для обеспечения высокого качества проектной документации и удобства
дальнейшей с ней работы целесообразно руководствоваться следующими общими принципами:
Содержащаяся в документе информация должна точно соответствовать
Оформление схем должно обеспечивать удобство и возможность ее
Комплектация и оформление документов должна обеспечивать быстрый и удобный поиск нужных документов и информации.
Критерием качества выполнения схемы является время затрачиваемое
специалистом на ее прочтение. Комплекты документации для крупных объектов бывают очень большими (сотни и тысячи документов) что способствует
возникновению неувязок ошибок просчетов. Часто проектировщики используют только им одним понятные условные обозначения. Все эти недостатки
сводятся к минимуму при использовании следующих принципов:
На схеме должны быть выделены входы и выходы всех внешних материальных энергетических и информационных потоков.
Схема должна читаться слева направо сверху вниз.
Нестандартные условные обозначения должны расшифровываться.
На схеме должны приводиться поясняющие и ссылочные надписи.
Элементы схемы и линии связи должны иметь маркировку.
Унификация и нормализация графических фрагментов схемы.
Отсутствие лишних изгибов пересечений и разрывов линий.
Первый принцип в соответствии с системным подходом позволяет быстро установить назначение документа и его роль и место в общем комплекте документации. Второй принцип эргономический и реализуется ориентацией в
указанных направлениях всех потоков и последовательностей технологических
и информационных операций.
При разработке новых систем часто возникают новые понятия и вещи
(изделия элементы устройства) при многократном применении которых прибегают к условным буквенным или графическим обозначениям. Иногда используют общепринятые обозначения. Во всех случаях во избежание недоразумений
нестандартные обозначения подлежат расшифровке.
Характерным для проектной документации является применение маркировки поясняющих надписей и унификации оформления.
Маркировка – условное обозначение и (или) цифровое обозначение элементов и линий связи необходима для опознавания и функционального назначения элементов на схеме.
Поясняющая надпись – расшифровка нестандартных обозначений условий применимости документа указания по монтажу наладке и настройке диаграммы работы многопозиционных элементов (переключателей). Ссылочные
сведения обозначают связи между документами одного комплекта.
Нормализация и унификация оформления состоит в установлении стереотипов графических фрагментов схемы и устранении несущественных различий.
Стараются широко применять ТЭЧ (типовые элементы чертежей) которые
вставляются графическим блоком в документацию что значительно повышает
качество документации и снижает трудовые затраты.
Унификация заключается также в использовании в документах стандартизированных элементов и изображений. Разработаны и используются стандарты на представления технологического оборудования средств автоматизации
маркировки линий материальных потоков и т.п.
Так технологические коммуникации и трубопроводы жидкости и газа
изображают условными обозначениями в соответствии с ГОСТ 2.784-70. Приборы средства автоматизации электрические устройства и элементы вычислительной техники на схемах автоматизации показываются в соответствии с
ГОСТ 21.404-85 и отраслевыми нормами и документами.
Линии на схемах выполняют в соответствии с правилами установленными ГОСТ 2.701-84. Линии связи должны состоять из горизонтальных и вертикальных отрезков и иметь наименьшее количество изломов и взаимных пересечений. В отдельных случаях допускается применять наклонные отрезки линий
связи длину которых следует по возможности ограничивать.
Линии связи выполняют толщиной от 02 до 10 мм. Рекомендуемая толщина линий от 03 до 04 мм. Толщина линий выбирается в зависимости от
формата схемы и размеров условно графических обозначений. На одной схеме
рекомендуется применять не более трех типоразмеров линий по толщине: тонкую b утолщенную 2b и толстую 3b 4b где b - толщина линий которая выбирается в зависимости от размеров схемы. Выбранные толщины линий должны
быть постоянными во всем комплекте схем на изделие.
Наименование начертание толщина линий по отношению к толщине b и
основное значение линий приведены в таблице 5.1.
Линии связи переходящие с одного листа или документа на другой следует обрывать за пределами изображения схемы без стрелок. Рядом с обрывом
линии связи должно быть указано обозначение или наименование присвоенное
этой линии (например номер провода номер трубопровода наименование сигнала или его сокращенное обозначение и т.п.) и в круглых скобках номер листа
схемы и зоны при ее наличии при выполнении схемы на нескольких листах например лист 5 зона А6 (5 А6) или обозначение документа при выполнении
схем самостоятельными документами на который переходит линия связи.
Таблица 5.1 – Наименование начертание толщина линий по отношению
к толщине b и основное значение линий по ГОСТ 2.303-68
связи; провода; кабеля;
шины; линии групповой
связи; линия условно
графических обозначений
Сплошная толстая ос2b
Допускается для линий
групповой связи применять утолщенные и тол1..2
Линия для выделения на
схеме групп элементов
составляющих устройства или функциональную группу
Линия связи должна быть показана как правило полностью. Линии связи
в пределах одного листа если они затрудняют чтение схемы допускается обрывать. Обрывы линий связи заканчивают стрелками. Около стрелок показывают места обозначений прерванных линий подключение и необходимые характеристики цепей например полярность потенциал давление расход жидкости и т.п.
взрывоопасными объектами
Большинство объектов нефтепереработки и нефтехимии относят к опасным и имеющим в своем составе взрывоопасные зоны.
Взрывоопасная зона – помещение или ограниченное пространство помещения или наружной установки в которых имеется или могут образовываться
взрывоопасные смеси.
К опасным производственным объектам в соответствии с ФЗ №116 относят объекты на которых:
- получаются используются перерабатываются образуются хранятся
транспортируются уничтожаются вещества способные образовывать взрывоопасные смеси с кислородом воздуха или друг с другом (горючие газы легковоспламеняющие и горючие жидкости пылеобразующие вещества) твердофазные и жидкофазные вещества способные к спонтанному разложению со взрывом;
- получаются расплавы черных и цветных металлов и сплавы на их основе
(главным образом объекты металлургии);
- используется оборудование работающее под избыточным давлением
более 007 МПа или при температуре нагрева воды более 115 градусов Цельсия;
- ведутся горные работы на шахтах и подземных рудниках;
- используются стационарно установленные грузоподъемные механизмы
эскалаторы канатные дороги фуникулеры.
Идентификация (отнесение) объекта к опасному проводится в соответствии с приложением 1 и Методическими рекомендациями по осуществлению
идентификации опасных производственных объектов утвержденными приказом Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному
надзору №131 от 5 марта 2008 г.
Следует различать опасные и взрывоопасные производственные объекты.
Например грузоподъемный механизм или котел с электрическим нагревом являются опасными но не взрывоопасными объектами. Это понятие является существенным при выборе оборудования. Оборудование для опасных производственных объектов должно иметь разрешение Ростехнадзора но для него не
требуется маркировка взрывозащиты. Оборудование для взрывоопасных производственных объектов должно иметь разрешение Ростехнадзора и маркировку
взрывозащиты на корпусе.
В соответствии с ПБ 09-540-03 в составе АСУ ТП исходя из реализуемых функций выделяют подсистему распределенной автоматизированной системы управления (РАСУ) и систему противоаварийной автоматической защиты
РАСУ обеспечивает управление технологическим объектом мониторинг
и поддержание технологических параметров в рамках регламентируемых значений обмен информацией с верхним уровнем автоматизированный учет по88
требляемых энергоресурсов (электроэнергия топливо водяной пар вода технологический воздух воздух КИП инертный газ) диагностика состояния аппаратных средств программно-технического комплекса видеонаблюдение за технологическим оборудованием подготовка и печать сменных рапортов архивирование оперативных технологических данных.
Системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) предусматриваются для взрывоопасных технологических процессов и предназначены для
предупреждения возникновения аварийной ситуации при отклонении от предусмотренных регламентом предельно допустимых значений параметров процесса во всех режимах работы и обеспечение безопасной остановки или перевод
процесса в безопасное состояние по заданной программе.
ПАЗ обеспечивает автоматическую противоаварийную защиту оборудования контроль загазованности и безаварийное протекание технологического
процесса формирование и выдачу персоналу световой звуковой сигнализации
и соответствующих сообщений о возникновении и характере аварийной ситуации обмен информацией с РСУ.
Функции системы ПАЗ обладают наивысшим приоритетом.
Функции и оснащение системы управления зависят от категории взрывоопасности блока. Категория взрывоопасности определяется по значению энергетического потенциала QВ и удельной массе взрывчатого вещества m рассчитываемому в соответствии с приложением 1 ПБ 09-540-03 [19].
Разделяют три категории взрывоопасности: I II III. Наибольшим взрывоопасным потенциалом характеризуются блоки I- й категории.
Для систем противоаварийной автоматической защиты объектов имеющих в своем составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности
предусматривается применение микропроцессорной и вычислительной техники а для объектов с блоками III категории взрывоопасности достаточно применение микропроцессорной техники.
Технологические объекты с периодическими процессами имеющие в
своем составе технологические блоки I категории взрывоопасности оснащаются системами контроля управления и противоаварийной защиты пуска и выхода на регламентированный режим работы и остановки.
Производства имеющие в своем составе технологические блоки III категории взрывоопасности оснащаются системами автоматического (с применением вычислительной техники или без нее) регулирования средствами контроля параметров значения которых определяют взрывоопасность процесса эффективными быстродействующими системами обеспечивающими приведение
технологических параметров к регламентированным значениям или остановке
Для технологических блоков имеющих QB = 10 допускается применение ручного регулирования при автоматическом контроле параметров значения которых определяют взрывоопасность процесса.
Для максимального снижения выбросов в окружающую среду горючих и
взрывопожароопасных веществ при аварийной разгерметизации системы предусматривается:
- для технологических блоков I категории взрывоопасности - установка
автоматических быстродействующих запорных и (или) отсекающих устройств с
временем срабатывания не более 12 с;
- для технологических блоков II и III категории взрывоопасности - установка запорных и (или) отсекающих устройств с дистанционным управлением
и временем срабатывания не более 120 с;
- для блоков с относительным значением энергетического потенциала QB
= 10 допускается установка запорных устройств с ручным приводом при этом
предусматривается минимальное время приведения их в действие засчет рационального размещения (максимально допустимого приближения к рабочему
месту оператора) но не более 300 с.
При этом должны быть обеспечены условия безопасного отсечения потоков и исключены гидравлические удары.
Для технологических блоков всех категорий взрывоопасности и (или) отдельных аппаратов в которых обращаются взрывопожароопасные продукты
предусматриваются системы аварийного освобождения которые комплектуются запорными быстродействующими устройствами.
Системы аварийного освобождения технологических блоков I и II категории взрывоопасности обеспечиваются запорными устройствами с автоматически управляемыми приводами для III категории блоков допускается применение средств с ручным приводом размещаемым в безопасном месте и минимальным регламентированным временем срабатывания.
Процессы имеющие в своем составе объекты с технологическими блоками I категории взрывоопасности оснащаются как правило автоматическими
системами управления на базе электронных средств контроля и автоматики
включая средства вычислительной техники.
Таким образом АСУТП должна обеспечивать:
- постоянный контроль за параметрами процесса и управление режимом
для поддержания их регламентированных значений;
- регистрацию срабатывания и контроль за работоспособным состоянием
- постоянный контроль за состоянием воздушной среды в пределах объекта;
- постоянный анализ изменения параметров в сторону критических значений и прогнозирование возможной аварии;
- действие средств управления и ПАЗ прекращающих развитие опасной
- действие средств локализации аварийной ситуации выбор и реализацию
оптимальных управляющих воздействий;
- проведение операций безаварийного пуска остановки и всех необходимых для этого переключений;
- выдачу информации о состоянии безопасности на объекте в вышестоящую систему управления.
4.2 Требования к системе противоаварийной защиты
Для взрывоопасных технологических процессов предусматриваются
системы противоаварийной автоматической защиты предупреждающие возникновение аварийной ситуации при отклонении от предусмотренных регламентом предельно допустимых значений параметров процесса во всех режимах
работы и обеспечивающие безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе.
Надежность и время срабатывания систем противоаварийной автоматической защиты определяются разработчиками систем ПАЗ с учетом требований
технологической части проекта. При этом учитываются категория взрывоопасности технологических блоков входящих в объект и время развития возможной аварии.
Время срабатывания системы защиты должно быть таким чтобы исключалось опасное развитие процесса.
В системах ПАЗ запрещается применение многоточечных приборов
контроля параметров определяющих взрывоопасность процесса.
Серийно выпускаемые приборы должны удовлетворять следующим требованиям по надежности:
- закон распределения вероятностей отказов должен быть нормальным
- среднеквадратическое отклонение отказов (X) - не более 02 величины
математического ожидания M(X);
- период приработки приборов - не менее 360 ч непрерывной работы что
должно подтверждаться соответствующей документацией;
- эксплуатация элементов и приборов осуществляется в период от момента окончания приработки до 03 величины математического ожидания
Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу
Однако в последнее время в литературе появляются работы определяющие приведенные выше требования к надежности средств автоматизации
как не совсем корректные и завышенные которые не учитывают надежность
технологической аппаратуры.
В системах ПАЗ и управления технологическими процессами должно
быть исключено их срабатывание от случайных и кратковременных сигналов
нарушения нормального хода технологического процесса в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник электропитания.
В случае отключения электроэнергии или прекращения подачи сжатого
воздуха для питания систем контроля и управления системы ПАЗ должны
обеспечивать перевод технологического объекта в безопасное состояние.
Возврат технологического объекта в рабочее состояние после срабатывания ПАЗ выполняется обслуживающим персоналом по инструкции.
Система управления обеспечивает сигнализацию изменения технологического режима относительно регламентированного при этом параметры сигнализации можно разделить на группы каждая из которых характеризует различную степень опасности в развитии аварийной ситуации:
- предельно допустимое значение;
- критическое значение.
Опасным значением параметра называют значение вышедшее за пределы регламентированного и приближающееся к предельно допустимому значению.
Предельно допустимым значением называется докритические значения
взрывопожароопасной среды отличающиеся от критического значения параметра на величину равную сумме ошибки его экспериментального или расчетного определения и погрешности средств измерения контроля регулирования
параметров в технологическом процессе и ПАЗ.
Критическим значением параметра является значение одного или нескольких взаимосвязанных параметров (по составу материальных сред давлению температуре скорости движения времени пребывания в зоне с заданным
режимом соотношению смешиваемых компонентов разделению смеси и т.д.)
при которых возможно возникновение взрыва в технологической системе или
разгерметизация технологической аппаратуры и выбросы рабочих сред в атмосферу.
В проектной документации технологических регламентах и перечнях
систем ПАЗ объектов с технологическими блоками всех категорий взрывоопасности наряду с уставками защиты по опасным параметрам указываются границы критических значений параметров.
Значения уставок систем защиты определяются с учетом погрешностей
срабатывания сигнальных устройств средств измерения быстродействия системы возможной скорости изменения параметров и категории взрывоопасности технологического блока. При этом время срабатывания систем защиты
должно быть меньше времени необходимого для перехода параметра от предупредительного до предельно допустимого значения.
Исполнительные механизмы систем ПАЗ кроме указателей крайних положений непосредственно на этих механизмах должны иметь устройства позволяющие выполнять индикацию крайних положений в помещении управления.
Надежность систем ПАЗ обеспечивается аппаратурным резервированием различных типов (дублирование троирование) временной и функциональной избыточностью и наличием систем диагностики и самодиагностики. Достаточность резервирования и его тип обосновываются разработчиком проекта.
Надежность контроля параметров определяющих взрывоопасность процесса на объектах с технологическими блоками I и II категории взрывоопасно92
сти обеспечивается дублированием систем контроля параметров наличием систем самодиагностики с индикацией рабочего состояния с сопоставлением значений технологически связанных параметров.
Установка деблокирующих ключей в схемах ПАЗ объектов с блоками
любых категорий взрывоопасности допускается только для обеспечения пуска
остановки или переключений. Количество таких ключей должно быть минимальным. При этом предусматриваются устройства регистрирующие все случаи отключений параметров защиты и их продолжительность.
Контроль за параметрами определяющими взрывоопасность технологических процессов с блоками I категории взрывоопасности осуществляется не
менее чем от двух независимых датчиков с раздельными точками отбора.
Перечень контролируемых параметров определяющих взрывоопасность
процесса в каждом конкретном случае составляется разработчиком процесса.
В соответствии с правилами ПБ 09-563-03 «Правила промышленной
безопасности для нефтеперерабатывающих производств» и ПБ 09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» к безопасной эксплуатации основных технологических процессов нефтепереработки предъявляются
специфичные требования. Рассмотрим требования обеспечения безопасности
процессов средствами ПАЗ.
Электродегидратор должен иметь блокировку на отключение напряжения при понижении уровня нефтепродукта в аппарате ниже регламентированного.
Установки атмосферно-вакуумные и термического крекинга
Необходимо контролировать содержание подтоварной воды в подаваемом на установку нефтепродукте ее количество не должно превышать предельно допустимую величину установленную проектом.
Регулировка подачи воды в барометрический конденсатор должна исключать унос отходящей водой жидкого нефтепродукта.
Контроль и поддержание регламентированного уровня жидкости в промежуточных вакуум-приемниках должны исключать попадание горячего нефтепродукта в барометрический конденсатор по уравнительному трубопроводу.
Необходимо контролировать работу горячих печных насосов. Предусматривается световая и звуковая сигнализация при снижении уровня продукта
в аппаратах питающих насосы иили давления ниже предельно допустимых
величин установленных регламентом.
Каталитические процессы
Перед регенерацией катализатора система реакторного блока должна
быть освобождена от жидких нефтепродуктов и продута инертным газом до
содержания горючих газов в системе не более 30 % об.
Система реакторного блока перед пуском и после ремонта должна быть
продута инертным газом до содержания кислорода в системе не более 05% об.
Необходимо ограничивать скорость подъема и сброса давления.
Необходимо предусматривать аварийный сброс давления из системы
реакторного блока в экстремальных ситуациях. Режим аварийного сброса и
действие обслуживающего персонала должны указываться в проекте и технологическом регламенте.
Производство нефтяного битума
Установки периодического действия по получению битума должны
блокировкой предусматривающей подачу воздуха в кубы-окислители
только при достижении уровня продукта в нем не ниже регламентированного;
аварийной блокировкой предназначенной для автоматического отключения подачи воздуха в кубы при нарушении регламентированных параметров
технологического режима.
Не допускается снижение давления воздуха поступающего в окислительные кубы ниже установленного технологическим регламентом.
Смешение бензинов с этиловой жидкостью
Емкости-хранилища этиловой жидкости должны быть оборудованы не
менее чем тремя измерителями верхнего и нижнего уровней. Сигнализация
верхнего предельного уровня должна осуществляться от двух измерителей
уровня сигнализация предельного нижнего уровня - от одного измерителя.
Массообменные процессы
При разработке и проведении массообменных процессов в которых при
отклонениях технологических параметров от регламентированных значений
возможно образование неустойчивых взрывоопасных соединений для объектов
с технологическими блоками I и II категории взрывоопасности должны предусматриваться средства автоматического регулирования этих параметров.
Для объектов с технологическими блоками III категории взрывоопасности допускается выполнение операций регулирования вручную (производственным персоналом) при обеспечении автоматического контроля указанных
параметров процесса и сигнализации о превышении их допустимых значений.
В колоннах работающих под разрежением в которых обращаются вещества способные образовывать с кислородом воздуха взрывоопасные смеси
предусматривается автоматический контроль за содержанием кислорода в парогазовой фазе. Для объектов с технологическими блоками III категории взрывоопасности допускается предусматривать методы и средства периодического
контроля; периодичность и способы контроля регламентируются.
Колонны ректификации горючих жидкостей оснащаются средствами
контроля и автоматического регулирования уровня и температуры жидкости в
кубовой части температуры поступающих на разделение продукта и флегмы а
также средствами сигнализации об опасных отклонениях значений параметров
определяющих взрывобезопасность процесса и при необходимости перепада
давления между нижней и верхней частями колонны.
Рабочие и дежурные горелки необходимо оборудовать сигнализаторами
погасания пламени надежно регистрирующими наличие пламени форсунки.
На трубопроводах газообразного топлива к основным горелкам должны
быть установлены предохранительно-запорные клапана (ПЗК) дополнительно к
общему отсекающему устройству на печи срабатывающие при снижении давления газа ниже допустимого.
На линиях подачи жидкого топлива и топливного газа к основным и дежурным горелкам должны устанавливаться автоматические запорные органы
срабатывающие в системе блокировок.
Для многофакельных печей на трубопроводах газообразного и жидкого
топлива следует установить автономные регулирующие органы для обеспечения безопасности в режиме пуска.
Противоаварийная автоматическая защита топочного пространства нагревательных печей обеспечивается:
- системами регулирования заданного соотношения топлива воздуха и
- блокировками прекращающими поступление газообразного топлива и
воздуха при снижении их давления ниже установленных параметров а также
при прекращении электро- (пневмо-) снабжения контрольно-измерительных
приборов и автоматики (КИПиА);
- средствами сигнализации о прекращении поступления топлива а также
воздуха при его принудительной подаче в топочное пространство;
- средствами контроля за уровнем тяги и автоматического прекращения
подачи топливного газа в зону горения при остановке дымососа или недопустимом снижении разрежения в печи а при компоновке печных агрегатов с котлами-утилизаторами - системами по переводу на работу агрегатов без дымососов;
- средствами автоматической подачи водяного пара в топочное пространство и змеевики при прогаре труб.
Противоаварийная автоматическая защита нагреваемых элементов
(змеевиков) нагревательных печей обеспечивается:
- аварийным освобождением змеевиков печи от нагреваемого жидкого
продукта при повреждении труб или прекращении его циркуляции;
- блокировками по отключению подачи топлива при прекращении подачи сырья;
- средствами дистанционного отключения подачи сырья и топлива в
случаях аварий в системах змеевиков;
- средствами сигнализации о падении давления в системах подачи сырья.
Розжиг основных горелок должен осуществляться при работающих дежурных горелках минимальной регламентированной циркуляции сырья в
змеевике и регламентированных значениях подачи топлива.
Печи должны быть оборудованы средствами автоматической подачи водяного пара в топочное пространство и в змеевики при прогаре труб а также
средствами автоматического отключения подачи сырья и топлива при авариях в
В период пуска должны быть включены следующие блокировки:
-закрытие автоматических запорных органов дежурных горелок при понижении давления в линии топливного газа;
-закрытие газовых автоматических запорных органов основных горелок
при повышении или понижении давления в линиях топливного газа к основным
горелкам а также при прекращении подачи в змеевик циркулирующего газа
- закрытие на жидком топливе автоматических запорных органов при
прекращении подачи в змеевик циркулирующего газа или сырья.
Система блокировок и сигнализации должна обеспечивать отключение
подачи топлива к дежурным и основным горелкам:
- при отклонениях параметров подачи топлива от регламентированных;
- падении объема циркуляции сырья через змеевик печи ниже допустимого;
- превышении предельно допустимой температуры сырья на выходе из
- срабатывании прибора погасания пламени.
Все приборы контролирующие работу печи должны быть регистрирующими.
Система противоаварийной автоматической защиты должна быть снабжена противоаварийной сигнализацией параметров и сигнализацией срабатывания исполнительных органов.
Подача пара в топочное пространство должна включаться автоматически при прогаре змеевика характеризующемся:
- падением давления в сырьевом змеевике;
- повышением температуры над перевальной стеной;
- изменением содержания кислорода в дымовых газах на выходе из печи относительно регламентированного.
Параметры срабатывания блокировки по аварийному включению подачи
пара в змеевик определяются проектом.
Электроснабжение систем ПАЗ и исполнительных механизмов печи относится к особой группе I категории надежности.
За температурой охлаждающей воды системы охлаждения компрессора необходимо осуществлять постоянный контроль с сигнализацией опасных
значений температуры и блокировкой в систему ПАЗ при достижении предельно допустимого значения.
Отделители жидкости (сепараторы) должны быть оборудованные световой и звуковой сигнализацией а также блокировкой обеспечивающей остановку компрессора при достижении предельно допустимого уровня жидкости.
Температура газов на входе в компрессор должна быть выше температуры конденсации газов.
Всасывающие линии компрессоров как правило должны находиться
под избыточным давлением. При работе этих линий под разрежением необходимо осуществлять контроль за содержанием кислорода в горючем газе; предусматриваются блокировки обеспечивающие отключение привода компрессора
или подачу инертного газа в эти линии в случае повышения содержания кислорода в горючем газе выше предельно допустимого значения.
Перед пуском компрессора работающего на взрывоопасных газах его
следует продуть инертным газом до содержания кислорода в отходящем газе до
Насосы применяемые для нагнетания сжиженных горючих газов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей должны оснащаться:
- блокировками исключающими пуск или прекращающими работу насоса при отсутствии перемещаемой жидкости в его корпусе или отклонениях ее
уровней в приемной и расходной емкостях от предельно допустимых значений;
- средствами предупредительной сигнализации при достижении опасных
значений параметров в приемных и расходных емкостях;
- средствами контроля и блокировки работы насоса при достижении
опасных значений температуры подшипников.
Для погружных насосов предусматриваются дополнительные средства
блокирования исключающие их работу при токовой перегрузке электродвигателя а также их пуск и работу при прекращении подачи инертного газа в аппараты в которых эти насосы установлены если по условиям эксплуатации насосов подача инертного газа необходима.
5 Энергетическое обеспечение системы управления и ПАЗ
5.1 Категории электроприемников
Надежность работы электропотребителей определяется в том числе надежностью электроснабжения. Для характеристики надежности электроснабжения вводится понятие «категория электроприемников».
Категория электроприемников по надежности электроснабжения определяется в процессе проектирования системы электроснабжения на основании
технологической части проекта и Правил устройства электроустановок – ПУЭ
(7-е изд. глава 1.2).
В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на три категории.
Электроприемники п е р в о й к а т е г о р и и - электроприемники перерыв
электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей угрозу для безопасности государства значительный материальный ущерб
расстройство сложного технологического процесса нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства объектов связи и телевидения.
Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей
взрывов и пожаров. К электроприемникам первой категории особой группы относят например системы ПАЗ системы автоматического пожаротушения и
пожарной сигнализации.
Электроприемники в т о р о й к а т е г о р и и - электроприемники перерыв
электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции
массовым простоям рабочих механизмов и промышленного транспорта нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Электроприемники т р е т ь е й к а т е г о р и и - все остальные электроприемники не подпадающие под определения первой и второй категорий.
Категория электроприемников определяет количество источников питания для их обеспечения электроэнергией.
Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны
обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих
источников питания и перерыв их электроснабжения при нарушении питания
от одного из источников может быть допущен лишь на время автоматического
восстановления питания.
Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.
В качестве третьего независимого источника питания для особой группы
электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для
остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции электростанции энергосистем (в частности шины генераторного напряжения) предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания аккумуляторные батареи и т.п.
Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения
экономически нецелесообразно должно быть осуществлено технологическое
резервирование например путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов специальных устройств безаварийного останова технологического процесса действующих при нарушении электроснабжения.
Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом требующим длительного времени на восстановление нормального режима при наличии техникоэкономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых
взаимно резервирующих источников питания к которым предъявляются дополнительные требования определяемые особенностями технологического
Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны
Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии что перерывы электроснабжения необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента
системы электроснабжения не превышают 1 суток.
Электроснабжение объектов имеющих в своем составе технологические
блоки I категории взрывоопасности осуществляется не ниже чем по I категории надежности. При этом должна быть обеспечена возможность безаварийного перевода технологического процесса в безопасное состояние во всех режимах функционирования производства в том числе и при одновременном прекращении подачи электроэнергии от двух независимых взаиморезервирующих
Электроприемники технологических систем имеющих в своем составе
блоки II и III категорий взрывоопасности в зависимости от конкретных условий эксплуатации и особенностей технологического процесса по обеспечению
надежности электроснабжения должны относиться к электроприемникам I или
5.2 Обеспечение электропитанием систем управления и ПАЗ
Электропотребителями в системах управления технологическими процессами являются первичные преобразователи сигналов вторичные показывающие блоки исполнительные механизмы (клапаны регулирующие с пнево- и
электроприводом соленоидные клапаны электродвигатели световые и звуковые извещатели и т.п.) элементы управляющей подсистемы (контроллеры
межсистемные преобразователи модули интерфейсной связи и т.п.).
От надежного электропитания этих электроприемников устанавливаемых
на щитах и пультах систем автоматизации и рассредоточенных по всему автоматизируемому объекту зависит нормальная работа объекта (технологического
процесса) в целом. В отдельных случаях перерыв в электропитании систем автоматизации может привести к аварийным условиям граничащим с взрывом и
др. В обоих случаях распределение питания к потребителям осуществляется от
шкафов и стоек распределения питания.
Для распределения электрической энергии на современных промышленных предприятиях наибольшее распространение получили четырехпроводные
системы трехфазного переменного тока напряжением 380220 В с глухим заземлением нейтрали. Потребителями данного уровня напряжения в системах
автоматизации являются электроприводы исполнительных механизмов световые и звуковые извещатели пульты сигнализации. Основные потребители в
системах управления – датчики – рассчитаны на 24 В постоянного тока. Для их
питания применяют блоки питания заданной мощности определяемой количеством подключаемых электропотребителй.
Различают пассивные и активные датчики. Различие заключается в схемах включения датчиков. Активные датчики являются непосредственно источниками питания и подключаются по двухпроводной схеме. Питание датчика и
передача сигнала осуществляется по одной паре проводов. Примером активного датчика является термоЭДС. В пассивных датчиках для формирования сигнала требуется дополнительный источник питания обычно 24 В постоянного
тока и для подвода питания выделяют еще одну пару проводов. В этом случае
говорят о 4 проводной схеме подключения датчика.
В схемах электропитания систем автоматизации различают два основных
) питающую сеть (питающие линии) - сеть от источников питания до
щитов и сборок питания;
) распределительную сеть - сеть от щитов и сборок питания до электроприемников; к распределительной сети относятся также цепи всех назначений
связывающие первичные приборы и датчики с вторичными приборами и регулирующими устройствами.
Питающая и распределительная сети систем электропитания приборов и
средств автоматизации могут выполняться:
однофазными двухпроводными (с одним фазным и одним нулевым проводами);
двухфазными двухпроводными (с двумя фазными проводами);
двухпроводными постоянного тока (рассматриваются только двухпроводные сети постоянного тока без заземления одного из полюсов);
трехфазными трех- и четырех проводными.
При выборе схем электропитания важное значение имеет правильное определение необходимой степени резервирования что в большей мере определяет надежность (бесперебойность) питания электроприемников системы электропитания. Надежность (бесперебойность) электроснабжения электроприемников систем автоматизации должна соответствовать (быть не ниже) надежности электроснабжения автоматизируемого объекта (агрегата установки цеха и
т.п.) в целом. Это означает что электроприемники систем автоматизации в отношение надежности питания приравниваются к основным (силовым) электроприемникам автоматизируемого объекта.
Системы контроля управления и ПАЗ объектов с технологическими блоками I категории взрывоопасности по обеспечению надежности электроснабжения относятся к особой группе электроприемников I категории в соответствии с требованиями нормативных документов к устройству электроустановок
Мощность третьего независимого источника электроснабжения (источник
бесперебойного питания – ИБП) предназначенного для питания систем контроля управления и ПАЗ объектов с технологическими блоками I категории
взрывоопасности должна обеспечить работу всех элементов системы задействованных в безаварийной остановке технологического объекта. Обычно мощность ИБП принимают из расчета работы оборудования в течение 30 мин.
На рисунке 5.1 представлен пример принципиальной схемы распределения питания системы управления.
Шкаф ИБП располагают в непосредственной близости от аккумулятора
(батарей) чтобы минимизировать падение напряжения на длинных трассах кабелей связывающих аккумулятор и управляющий шкаф ИБП. Батареи располагаются как правило в помещении Аккумуляторной и ИБП. Хотя возможно их
размещение в общем электропомещении.
Выходные характеристики ИБП определяются следующими показателями:
Номинальный режим ИБП
при индуктивном токе 08
Допустимое отклонение напряжения:
- статическое при нагрузке 0-100%
- динамическое при набросе нагрузки 100%
- время стабилизации
- на инверторе в теч. 1 мин
- на инверторе в теч. 10 мин
- на байпасе в теч. 100 мс
Короткое замыкание инвертора в теч. 50-100 мс
Устойчивость частоты автономный режим
Коэффициент линейных искажений
- нелинейная нагрузка соотв. IEC62040-3
Допустимый коэффициент мощности
– 09 при индуктивном токе
Рисунок 5.1 – Схема принципиальная обеспечения питанием
электроприемников по особой группе первой категории надежности
Особые требования при выборе систем электропитания при проектировании АСУ ТП с использованием вычислительной и микропроцессорной техники
изложены в РТМ 25298-83 ч. 2 Минприбор СССР.
Для объектов энергетики разработан и действует РД 34.35.107 «Положение по организации питания оперативным током АСУ ТП энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт ТЭС».
5.3 Обеспечение пневмопитанием. Расчет потребности сжатого воздуха
Потребителями сжатого воздуха на установках нефтепереработки прежде
всего являются элементы пневмоавтоматики (пневматические регуляторы
межсистемные преобразователи) пневматические исполнительные механизмы.
Для пневматических систем контроля управления и ПАЗ предусматриваются отдельные установки и отдельные сети трубопроводов сжатого воздуха.
Системы обеспечения сжатым воздухом средств управления и ПАЗ оборудуются буферными емкостями (реципиентами) для обеспечения питанием
воздуха систем контроля управления и ПАЗ при остановке компрессоров в течение времени достаточного для безаварийной остановки объекта что должно
быть подтверждено расчетом но не менее 1 ч.
Чистота воздуха пневмопитания приборов должна соответствовать классу
по ГОСТ 17433-80 «Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности».
Для обеспечения нормальной работы систем пневмоавтоматики сжатый
воздух поступающий от источника питания должен быть тщательно очищен и
осушен. Степень очистки и осушки сжатого воздуха получаемого на выходе
установок пневмопитания должна соответствовать нормам приведенным ниже:
Температура точки росы оС для типа:
Содержание влаги в виде капель ..
Содержание минеральных масел мгм3:
в виде паров или тумана
Размер частиц твердых примесей мм
Содержание газообразных кислот и щелочей
При проектировании воздушных компрессорных станций необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок воздуховодов и газопроводов». В составе
воздушной компрессорной станции должен предусматриваться узел осушки с
целью подготовки воздуха КИП и А (температура точки росы) в соответствии с
требованиями ГОСТ 17433-80. Источник сжатого воздуха должен обеспечивать
конечное давление сжатия равное 08-005 МПа.
Оборудование компрессорной станции состоит из компрессорных агрегатов (мембранные водокольцевые турбинные безмасленные поршневые компрессоры и поршневые компрессоры с масленой смазкой и масло фильтрами)
системы осушки и очистки воздуха буферных емкостей.
Технологический процесс начинается с отбора атмосферного воздуха и
заканчивается подачей сжатого очищенного и осушенного воздуха в промышленную зону предприятия для использования его в системах КИП и А.
Расчет потребности в сжатом воздухе для этих средств производят следующим образом.
Расчет расхода воздуха по объекту.
1 Определения расхода воздуха потребляемого клапанамиотсекателями:
Q = Q n . + c Q0 n . нм3ч
где с – доля устройств с полным циклом в час. Цикл работы отсекателя
состоит из открытия и закрытия клапана. В расчете обычно принимается доля
nотс. – количество клапанов-отсекателей;
Qу – норма утечки воздуха нм3ч. Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов можно принять среднестатистическое
значение 000006 нм3ч;
Q0 – расход воздуха через один клапан за 1 цикл нм3ч. Если значение не
определено по паспортным характеристикам приборов можно принять среднестатистическое значение 0.0433 нм3ч;
2 Определение расхода воздуха потребляемого клапанамирегуляторами.
Q = Q n . + Q0 n . + c Q'0 n . нм3ч
где Q0 – норма расхода устройств в установившимся режиме нм3ч. Если
значение не определено по паспортным характеристикам приборов можно
принять среднестатистическое значение 0.4 нм3ч;
nкл. – количество клапанов на объекте;
Q0 – расход воздуха через устройство в переходном режиме нм3ч. Если
принять среднестатистическое значение 4 нм3ч;
с – доля клапанов в переходном режиме в течение 1 часа. Обычно в расчетах принимают 006-010.
3 Расчет общего расхода воздуха по объекту:
Расчет объема ресивера (V).
1 Расчет объема для клапанов-отсекателей:
где nотс. – количество клапанов-отсекателей задействованных в безопасной остановке объекта можно принять равным nотс.;
nц. – количество циклов клапана-отсекателя на период ликвидации аварии можно принять равное 2;
– продолжительность питания отсекателей от ресивера обычно принимается равным 1 ч.
2 Расчет объема для клапанов-регуляторов:
V = n Q'0 c + n . Q ; нм3.
3. Расчет объема ресивера из рабочих условий давления воздуха
где ρ = 1293 (Pmax Pmin ) – плотность воздуха при рабочих условиях
давления воздуха при которых обеспечивается работоспособность пневматических исполнительных механизмов кгм3;
Pmax Pmin – минимальное и максимальное давление питания воздуха для
ρ в0 = 1293кг м 3 - плотность воздуха при нормальных условиях.
Для варианта АСУТП с элементами пневмоавтоматики для которых характерно постоянное потребление воздуха например пневморегуляторы
пневматические измерительные приборы можно использовать методику описанную в справочном пособии [23].
Определение расхода воздуха для приборов с непрерывным потреблением воздуха м3ч:
Q1 = ni [qi + k (q i qi )]k
где n q q i - максимальный
расход воздуха на пневмоприемник k коэффициент рассогласования учитывающий увеличенное потребление сжатого воздуха пневмоприемниками i-й группы выведенных из сосотояния равновесия принимают равным 015 при применении одноконтурных АСР 02-025
при применении многосвязных АСР; k - коэффициент одновременности
учитывающий какая часть пневмоприемников обслуживает одновременно работающее оборудование принимают равным 10 для АСР непрерывных технологических процессов 075-095 – для АСР с периодически протекающими
Определение расхода воздуха для пневмопотребителей с периодическим потреблением м3ч:
где k – номер пневмоприемника в группе; Z k - число рабочих циклов пневпомприемника циклч; qk - номинальный расход воздуха на k-й пневпоприемник
за один рабочий цикл м3цикл.
Расчет общего расхода воздуха м3ч:
Q ÷. = (Q1 + Q2 ) k k
где k - коэффициент учитывающий утечку воздуха в воздухопроводе арматуре и т.п. принимают равным 1.15; k - коэффициент учитывающий подключение пнемпотребителей эпизодически потребляющих воздух принимают
Расчет объема ресивера по выражению
где Δ - период времени обеспечения пневмопитанием на который рассчитывается объем ресивера ч.; Рmin – давление питания минимальное при котором
обеспечивается работа пневмоприемников кгссм2; Рр – давление питания воздуха рабочее пневмоприемников кгссм2.
Внутренний диаметр трубопроводов на каждом участке сети пневмопитания может быть рассчитан по приближенной формуле
где R – коэффициент (при скорости воздуха в трубопроводе до 10 мс R = 6 при
скорости до 20 мс R = 4); QH – расход воздуха при нормальных условиях
нм3ч; Р - давление воздуха в трубопроводе МПа.
Набор критериев для классификации взрывоопасных зон базируется на
вероятности и продолжительности присутствия взрывоопасных смесей концентрации и типе огнеопасных веществ в совокупности с такими физическими
параметрами как температура вспышки температура самовоспламенения и
минимальная энергия поджигания.
Опасные и взрывоопасные объекты могут иметь взрывоопасные зоны
разных классов в том числе и взрывобезопасные зоны. Класс взрывоопасной
зоны определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации [24 п.7.3.38].
Классификация взрывоопасных зон установлена в ПУЭ (гл.7.3) в ГОСТ Р
330.9 и ГОСТ Р МЭК 61241-3. Классификация по ПУЭ и ГОСТ различаются
между собой что часто вводит пользователей взрывозащищенного оборудования в замешательство. Более того к настоящему времени не существует документа который бы устанавливал соответствие между классификацией ПУЭ и
классификацией ГОСТ. Предполагается [8] что гл. 7.3 ПУЭ будет со временем
пересмотрена и приведена в соответствие с ГОСТ что вызвано необходимостью гармонизации Российских стандартов с международными стандартами
МЭК которые явились основой для разработки отечественных стандартов серии ГОСТ Р 51330.Х и ГОСТ Р МЭК 61241.
В среде смесей горючих газов или паров с воздухом взрывоопасные зоны
подразделяют на три класса [8]:
зона класса 0: зона в которой взрывоопасная газовая смесь присутствует
постоянно или в течение длительных периодов времени;
зона класса 1: зона в которой существует вероятность присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации;
зона класса 2: зона в которой маловероятно присутствие взрывоопасной
газовой смеси в нормальных условиях эксплуатации а если она возникает то
редко и существует очень непродолжительное время.
В среде смеси горючей пыли или волокон с воздухом используется следующая классификация взрывоопасных зон [10]:
зона класса 20: зона в которой горючая пыль в виде облака присутствует
постоянно или часто при нормальном режиме работы оборудования в количестве способном произвести концентрацию достаточную для взрыва горючей
или воспламеняемой пыли в смесях с воздухом иили где могут формироваться
слои пыли произвольной или чрезмерной толщины. Такие зоны бывают обычно
внутри оборудования.
зона класса 21: зона не классифицируемая как зона класса 20 в которой
горючая пыль в виде облака может присутствовать при нормальном режиме работы электрооборудования в количестве способном произвести концентрацию
достаточную для взрыва горючей пыли в смесях с воздухом.
зона класса 22: зона не классифицируемая как зона 21 в которой облака
горючей пыли могут возникать редко и сохраняются только на короткий период или в которых накопление слоев горючей пыли может иметь место при ненормальном режиме работы что может привести к возникновению способных
воспламеняться смесей пыли с воздухом.
В ПУЭ гл. 7.3 устанавливается иная классификация взрывоопасных зон
для смесей газов и паров с воздухом:
зона класса B-I - зона расположенная в помещениях в которых выделяются горючие газы или пары легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) в таком количестве и с такими свойствами что они могут образовать с воздухом
взрывоопасную смесь при нормальных режимах работы например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов;
зона класса B-Iа - зона расположенная в помещении в котором при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или пара ЛВЖ с
воздухом не образуются а возможны только в результате аварий или неисправностей;
зона класса B-Iб - зоны расположенные в помещениях в которых при
нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ
с воздухом не образуются а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей:
- горючие газы в этих зонах обладают высоким нижним концентрационным
пределом воспламенения (15 % и более) и резким запахом при предельно допустимых концентрациях по ГОСТ 12.1.005-88 (например машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок);
- помещения производств связанных с обращением газообразного водорода в
которых по условиям технологического процесса исключается образование
взрывоопасной смеси в объеме превышающем 5 % свободного объема помещения имеют взрывоопасную зону только в верхней части помещения;
- зоны лабораторных и других помещений в которых горючие газы и
ЛВЖ имеются в небольших количествах недостаточных для создания взрывоопасной смеси в объеме превышающем 5 % свободного объема помещения и в
которых работа с горючими газами и ЛВЖ производится без применения открытого пламени.
зона класса B-Iг - пространства у наружных установок: технологических
установок содержащих горючие газы или ЛВЖ эстакад для слива и налива
ЛВЖ открытых нефтеловушек и т.п.
Для смесей пыли или волокон с воздухом устанавливаются следующие
классы взрывоопасных зон:
зона класса B-II - зона расположенная в помещении в котором выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком
количестве и с такими свойствами что они способны образовать с воздухом
взрывоопасные смеси при нормальной работе ( например при разгрузке и загрузке технологических аппаратов);
зона класса B-IIa -зона расположенная в помещении в котором опасные
состояния указанные для зоны B-II не имеют места при нормальной эксплуатации а возможны только в результате аварий или неисправностей.
Таким образом для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом
ГОСТ устанавливает три класса зон а ПУЭ - четыре; для смесей горючей пыли
или волокон с воздухом ГОСТ устанавливает три класса зон а ПУЭ - два. Поэтому формальное соответствие между этими двумя классификациями установить невозможно хотя попытки такого сопоставления имеются.
Следует различать взрывоопасные объекты опасные по воспламенению
смеси горючей пыли или волокон с воздухом и объекты в которых существует
возможность воспламенения смеси горючих газов или паров с воздухом. Это
различие является существенным при выборе оборудования с нужной маркировкой взрывозащиты. Принципиальное различие между газом и пылью заключается в том что пыль в отличие от газа может оседать на нагретые поверхности. Вентиляция используемая для снижения опасности взрыва в среде газа
может привести к подъему осевшей пыли в воздух в среде опасной по воспламенению горючей пыли и создать взрывоопасную концентрацию пыли (более
Под термином «взрывозащищенное электрооборудование» понимается
такое электрооборудование в котором предусмотрены меры устраняющие или
затрудняющие возможность воспламенения окружающей взрывоопасной среды.
Для смесей горючих газов или паров с воздухом используют такие средства защиты как:
взрывонепроницаемая оболочка (d);
заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением (р);
кварцевое заполнение оболочки (q);
масляное заполнение оболочки (о);
искробезопасная электрическая цепь (
герметизация компаундом (m);
специальный вид защиты "s".
В среде со смесью горючей пыли или волокон с воздухом приведенные
выше методы взрывозащиты в общем случае не используют. Защита от воспламенения горючей пыли основана на ограничении доступа пыли к электрооборудованию посредством использования пыленепроницаемых (IP6X) или пылезащитных (IP5X) оболочек и на ограничении максимально возможной температуры поверхности оболочки и тех поверхностей электрооборудования на которые может осесть пыль. В случаях когда отсутствует электрооборудование
предназначенное для использования во взрывоопасных зонах со смесями горючей пыли или волокон с воздухом в зонах класса В-II допускается применять
взрывозащищенное электрооборудование предназначенное для работы в средах со взрывоопасными смесями газов и паров с воздухом (ПУЭ п.7.3.63).
Следует также отметить что взрывоопасные зоны класса В-IIа не требуют применения взрывозащищенного оборудования [24 п. 7.3.63]. Достаточно
использовать защитную оболочку со степенью защиты не хуже IP54 при условии если температура поверхности электрооборудования на которую могут
осесть горючие пыль или волокна (при работе оборудования с номинальной нагрузкой и без наслоения пыли) будет не менее чем на 50 °С ниже температуры
тления пыли для тлеющих пылей или не более двух третей от температуры самовоспламенения для нетлеющих пылей. Например для мучной пыли (пшеницы ржи и других зерновых культур) температура самовоспламенения составляет 205 °С следовательно температура поверхности электрооборудования в
этой среде должна быть не более 1367 °С.
Рассмотрим наиболее распространенные виды взрывозащиты для средств
Exd – это метод в котором оборудование помещается в прочную оболочку способную выдержать внутренний взрыв без деформирования а плоскофланцевая крышка или крышка с отверстиями по контуру с тщательно регулируемыми зазорами обеспечивает волне выход во внешнюю атмосферу. Этот метод применяется для соединительных коробок осветительных электроустановок и электротехнического оборудования.
Exe – способ заключающийся в том что принят ряд мер дополнительно к
используемому электрооборудованию затрудняющих появление опасных нагревов и электрических искр. Используется для электротехнических коробок
осветительного электрооборудования в электромоторах.
Exi – основан на принципе ограничения предельной энергии накапливаемой или выделяемой электрической цепью в аварийном режиме или рассеивания мощности до уровня значительно ниже минимальной энергии или температуры воспламенения.
Допустимый уровень энергии в искробезопасной электрической цепи составляет от 20 до 80 мкДж (максимальное напряжение разомкнутой электрической цепи 30 В значение тока короткого замыкания Iкз – 100 мА допустимая
мощность Рдоп.- 045 Вт).
Существуют три уровня взрывозащиты Exi: Exia – особовзрывобезопасный Exib – взрывобезопасный Exic – повышенная надежность против взрыва.
Exia предполагает сохранение условий безопасности даже в случае одновременных или независимых повреждений поэтому этот уровень обеспечивает
наибольшую безопасность. Exib допускает только одно повреждение. Exiс
обеспечивает взрывозащиту в случае отсутствия повреждений.
Оборудование используемое на взрывоопасных объектах может иметь
три типа знаков маркировки взрывозащиты:
для оборудования работающего во взрывоопасной среде смеси газа или
паров с воздухом например 0[E
для оборудования работающего во взрывоопасной среде смеси горючей
пыли или волокон с воздухом например DIP А21 TA
может быть без маркировки но в оболочке со степенью защиты не хуже
IP54 для взрывоопасных зон В-IIa В-Iб.
Выбор оборудования осуществляется на основании предварительных
знаний о типе взрывоопасной смеси классе взрывоопасной зоны и допустимой
температуре поверхности оборудования.
Знак "Ех" в маркировке указывает что электрооборудование удовлетворяет стандартам на взрывозащиту. Для связанного электрооборудования знак
Ех" и следующее за ним обозначение вида взрывозащиты заключается в квадратные скобки. Связанным называется электрооборудование которое содержит
одновременно как искроопасные так и искробезопасные электрические цепи
но конструкция его выполнена так что искроопасные цепи не могут повлиять
на степень безопасности искробезопасных цепей. Примером связанного электрооборудования являются барьеры искробезопасности.
Символы перед "Ех" обозначают уровень взрывозащиты. Для электрооборудования группы I (рудничное) установлены следующие обозначения
уровни взрывозащиты (ГОСТ Р 51330.0-99):
РП - для электрооборудования повышенной надежности против взрыва;
РВ - для взрывобезопасного электрооборудования;
РО - для особовзрывобезопасного электрооборудования.
Для электрооборудования группы II (не рудничное) установлены другие
обозначения уровня взрывозащиты:
- для электрооборудования повышенной надежности против взрыва
(низший уровень взрывозащиты взрывозащита обеспечивается только при
нормальном режиме работы);
- для взрывобезопасного электрооборудования (в котором взрывозащита обеспечивается не только при нормальном режиме работы но и при вероятных повреждениях кроме повреждения средств взрывозащиты);
- для особовзрывобезопасного электрооборудования (с дополнительными средствами взрывозащиты по сравнению с взрывобезопасным оборудованием).
После знака "Ех" следует обозначение вида взрывозащиты (о p q d e ia
ib ic m n s см. выше).
Далее указывается группа электрооборудования:
I - для электрооборудования предназначенного для подземных выработок
шахт и рудников и их наземных строений опасных по рудничному газу и пыли;
II или IIA IIB IIC - для электрооборудования внутренней и наружной установки используемого в газовой среде кроме шахт. Буквы A B C используются только для искробезопасного электрооборудования и защищенного взрывонепроницаемой оболочкой. Группа электрооборудования выбирается исходя
из состава (категории) взрывоопасной смеси в которой используется электрооборудование. Если электрооборудование предназначено для использования в
среде только одного газа сразу за обозначением "II" следует химическая формула или название газа.
При испытании взрывозащищенного электрооборудования используются
испытательные газовые смеси [8] приведенные в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Испытательные газовые смеси для групп электрооборудования
При использовании классификации взрывоопасных зон по ГОСТ трем
уровням взрывозащиты ("Повышенная надежность против взрыва" "взрывобезопасный" и "особовзрывобезопасный") соответствуют три класса взрывоопасных зон: 2 1 0 для среды газа или 22 21 20 для среды пыли [9] (таблица 5.3).
При классификации взрывоопасных зон по ПУЭ такого простого соответствия
привести нельзя и следует пользоваться рекомендациями ПУЭ (гл. 7.3).
Для электрооборудования группы II после обозначения группы указывают температурный класс (таблица 5.4) или максимальную температуру поверхности или и то и другое одновременно.
- особо взрывобезопасное электрооборудование;
d - взрывозащита с помощью взрывонепроницаемой оболочки и с помощью искробезопасной цепи с уровнем безопасности
IIC - тип взрывоопасной смеси (см. таблицу 5.2);
Т6 - температура поверхности оборудования ниже 85 град.
Таблица 5.3 – Соответствие уровня взрывозащиты классам взрывоопасных зон.
Таблица 5.4 – Температурный класс оборудования
производственных объектов
Организации эксплуатирующие опасный производственный объект
должны иметь разрешение Ростехнадзора РФ на применение технических устройств на опасных производственных объектах. Копия разрешения должна
быть представлена поставщиком технических устройств и находиться у эксплуатирующей организации.
Технические устройства могут иметь также сертификат соответствия требованиям промышленной безопасности. Для взрывозащищенного оборудования это сертификат ССЕх в системе ГОСТ Р. Однако одного сертификата недостаточно. Он служит только основанием для того чтобы Ростехнадзор выдал
разрешение на применение технического устройства на опасных производственных объектах. Разрешение Ростехнадзора может быть выдано также и на
основании экспертного заключения о промышленной безопасности выданного
организацией имеющей соответствующую лицензию и область аккредитации.
Если техническое устройство используемое на опасном производственном объекте содержит в своем составе средства измерений то они должны
иметь сертификат об утверждении типа средств измерений. Здесь речь идет не
о сертификате на техническое устройство целом а только о средствах измерений входящих в его состав. Соответственно в документации на устройство
должна быть ссылка на методику поверки устройства.
В Правилах сертификации электрооборудования для взрывоопасных сред
ПБ 03-538-03 сказано (п.3.13) что сертификат утверждения типа нужен только
для средств измерения которые используются в сферах на которые распространяется действие государственного метрологического контроля и надзора
т.е. в сферах в которых точность измерений определяет безопасность труда. В
более старых но еще действующих "Правилах применения технических устройств на опасных производственных объектах" сказано что все средства измерений должны иметь сертификат об утверждении их типа.
Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений
утвержден Постановлением Госстандарта России от 8 февраля 1994 г. № 8 (в
ред. Приказа Госстандарта РФ от 03.06.97 N 149).
Настоящий документ устанавливает общие требования к организации и
порядку проведения работ по испытаниям и утверждению типа средств измерений.
Порядок распространяется на средства измерений в том числе измерительные системы (комплексы) подлежащие применению в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора установленных
в Законе Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений".
Правила ПР 50.2.011-94 устанавливают порядок ведения Государственного реестра средств измерений.
Государственный реестр ведется в целях:
учета средств измерений утвержденных типов и создания централизованных фондов информационных данных о средствах измерений допущенных
к производству выпуску в обращение и применению в Российской Федерации;
учета выданных сертификатов об утверждении типа средств измерений
и аттестатов аккредитованных государственных центров испытаний средств
регистрации аккредитованных государственных центров испытаний
учета типовых программ испытаний средств измерений для целей утверждения;
организации информационного обслуживания заинтересованных юридических и физических лиц в том числе национальных метрологических служб
стран принимающих участие в сотрудничестве по взаимному признанию результатов испытаний и утверждения типа средств измерений.
Ведение Государственного реестра возложено на ВНИИМС. Руководство
и контроль за правильным ведением Государственного реестра осуществляет
Таким образом документы ПР 50.2.009-94 "ГСИ. Требования к государственным центрам испытаний средств измерений и порядок их аккредитация" и
ПР 50.2.011-94 "ГСИ. Порядок ведения Государственного реестра средств измерений" составляют нормативную базу Системы испытаний и утверждения
типа средств измерений которая гармонизована с международными документами МОЗМ в частности с МД 19 "Испытания и утверждение типа средств измерений" и международными документами ИСОМЭК по аккредитации испытательных лабораторий.
Реализация этих документов в отечественной практике требует некоторого времени — переходного периода в течение которого действуют прежние.
Ранее выданные Госстандартом России сертификаты об утверждении типа
средств измерений с введением в действие Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" свою силу не теряют и эти средства измерений не подлежат повторным испытаниям в целях утверждения типа. По заявкам предприятий и организаций взамен свидетельств о метрологической аттестации выданных в
94 г. Госстандарт России оформляет сертификаты об утверждении типа.
Этот порядок не распространяется на средства измерений закупаемые по импорту.
Таким образом для технических средств автоматизации применяемых на
опасном производственном объекте является необходимым наличие следующих документов:
- сертификат об утверждении типа средств измерений;
- сертификат соответствия требованиям промышленной безопасности;
- разрешение на применение оборудования.
8 Электрические и трубные проводки
8.1 Виды проводок. Способы прокладки
Для передачи электрического пневматического или светового сигнала в
системах автоматизации используются соответствующего типа кабели: электрические пневматические оптические.
Электропроводкой называется совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями поддерживающими защитными конструкциями
Электропроводки разделяются на следующие виды:
Открытая электропроводка проложенная по поверхности стен потолков по фермам и другим строительным элементам зданий и сооружений по
При открытой электропроводке применяются следующие способы прокладки проводов и кабелей: непосредственно по поверхности стен потолков и
т. п. на струнах тросах роликах изоляторах в трубах коробах гибких металлических рукавах на лотках в электротехнических плинтусах и наличниках
свободной подвеской и т. п.
Открытая электропроводка может быть стационарной передвижной и переносной.
Скрытая электропроводка - проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах полах фундаментах перекрытиях) а
также по перекрытиям в подготовке пола непосредственно под съемным полом
При скрытой электропроводке применяются следующие способы прокладки проводов и кабелей: в трубах гибких металлических рукавах коробах
замкнутых каналах и пустотах строительных конструкций в заштукатуриваемых бороздах под штукатуркой а также замоноличиванием в строительные
конструкции при их изготовлении.
Наружной электропроводкой называется электропроводка проложенная по наружным стенам зданий и сооружений под навесами и т. п. а также
между зданиями на опорах (не более четырех пролетов длиной до 25 м каждый)
вне улиц дорог и т. п.
Кабельной линией называется линия для передачи энергии сигнала или
отдельных импульсов состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными стопорными и концевыми муфтами и крепежными
деталями. Муфта служит для соединения двух кусков кабеля в один.
Для прокладки электропроводок внутри помещений и по территории наружных установок используют следующие основные способы: по полкам кабельной эстакады; в коробе; в лотке; в трубе.
Коробом называется закрытая полая конструкция прямоугольного или
другого сечения предназначенная для прокладки в ней проводов и кабелей.
Короб должен служить защитой от механических повреждений проложенных в
нем проводов и кабелей. Короба могут быть глухими или с открываемыми
крышками со сплошными или перфорированными стенками и крышками. Глухие короба должны иметь только сплошные стенки со всех сторон и не иметь
Лотком называется открытая конструкция предназначенная для прокладки на ней проводов и кабелей. Лоток не является защитой от внешних механических повреждений проложенных на нем проводов и кабелей. Лотки
должны изготовляться из несгораемых материалов. Они могут быть сплошными перфорированными или решетчатыми.
8.2 Виды электрических кабелей
Кабель – одна или более изолированных жил (проводников) заключенных как правило в металлическую или неметаллическую оболочку поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров в который может входить броня.
Кабелем называют устройство предназначенное для канализации электрической энергии и состоящее из одного или нескольких изолированных друг
от друга проводников заключенных в герметическую защитную оболочку из
резины пластмассы алюминия или свинца.
Кабель имеющий поверх защитной оболочки покрытие (броню) из
стальных лент плоской или круглой проволоки (для защиты от механических
повреждений) называются бронированными. Если защитные или броневые
оболочки кабеля не пропитаны джутовой пропитанной пряжей то такой кабель
Жилы кабеля изготавливают однопроволочными или многопроволочными с круглой секторной или сеглянтной формой сечения.
Различают кабели силовые и контрольные силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в осветительных и силовых электроустановках и в тех случаях когда их применение экономически
или технически более целесообразно чем проводов. Контрольные кабели служат для создания цепей контроля сигнализации и т.д.
Можно предложить следующую классификацию электрических кабелей
Кабели сигнально-блокировочные.
Кабели и провода связи.
Кабели промышленного интерфейса.
Волоконнооптические кабели.
Все кабели имеют специфическую маркировку обозначающую материал
изоляции кабеля токопроводящей жилы материала токопроводящей жилы наличие брони экрана и т.п. Например кабели отечественного производства
имеющие в обозначении букву "Э" (КПВГЭ КВВГЭ АКВВГЭ АКВВГЭнг
КВВГЭнг) имеют поверх скрученных жил экран.
В кабелях марок АКВБбШв КВБбШв и КВКбШв на скрученные жилы
накладывают разделительный слой из поливинилхлоридного пластиката толщиной не менее 05 мм или из электроизоляционных пленок.
В кабелях марок КПВГЭ АКВВГЭ КВВГЭ АКВВГЭнг КВВГЭнг поверх скрученных жил накладывается экран из фольги с перекрытием не менее
Контрольный кабель с ПВХ изоляцией имеет маркировку КВ.
В зависимости от материала жил оболочки брони и защитного покрова
в маркировке контрольных кабелей используются следующие обозначения:
А — материал жил алюминий если символ отсутствует то жилы медные
(КВВГ - медные жилы АКВВГ - алюминиевые);
В — оболочка ПВХ-пластикат.(КВВГ - оболочка ПВХ КВБбШв - оболочка отсутствует);
Э — имеется экран поверх скрученных жил ( КВВГ - экрана нет КВВГЭ экран есть);
з — между жилами имеется заполнение (КВВГз);
нг — ПВХ-пластикат пониженной горючести(КВВБнг);
П — плоское исполнение кабеля(КВВГ-ПАКВВГ-П);
Т — кабель для использования в тропическом климате;
ХЛ — в конструкции кабеля применены материалы стойкие к пониженной температуре (предназначены для эксплуатации в стационарном состоянии
при темепературе окружающей среды от -60 до +40°C в отличии от остальных
марок эксплуатация которых предусматривает температуру от -50 до +50°C).
В группу контрольных кабелей входят кабели с алюминиевыми или медными токопроводящими жилами с пластмассовой изоляцией в пластмассовой
оболочке с защитными покровами или без них предназначенные для неподвижного присоединения к электрическим приборам аппаратам и распределительным устройствам с номинальным переменным напряжением до 660 В частотой до 100 Гц или постоянным напряжением до 1000 В при температуре окружающей среды от -50 до +50 °С. Кабели должны соответствовать требованиям ГОСТ 1508-78.
Кабели должны иметь цифровую или цветовую маркировку изолированных жил. При цифровой маркировке цвет цифр должен отличаться от цвета
изоляции. Расстояние между цифрами должно быть не более 35 мм. Цветовая
маркировка выполняется сплошной или в виде полос.
Кабели силовые предназначены для обеспечения питанием электропотребителей главным образом напряжением 220 В и выше.
В группу сигнально-блокировочных входят кабели с медными токопроводящими жилами с полиэтиленовой изоляцией в пластмассовой оболочке с защитными покровами или без них предназначенные для электрических установок железнодорожной сигнализации централизации и блокировки с номинальным переменным напряжением 380 В или постоянным напряжением 700 В при
температуре окружающей среды от -50 до +60 °С для кабелей в полиэтиленовой
оболочке и от -40 до +60 °С для кабелей в оболочке из поливинхлоридного пластиката.
Кабели и провода связи применяют для трактов цифровых систем передачи сигналов со скоростью 2 Мбитс и более. К ним относят: кабели телефонные
симметричные кабели связи (экранированная пара) кабели симметричные высокочастотные кабели симметричные низкочастотные кабели симметричные
зоновые кабели сельской связи кабели радиочастотные провода связи.
Кабели промышленного интерфейса применяются для организации обмены данными по интерфейсному каналу связи. Примерами таких кабелей являются: кабели DataBus кабели для систем LonWorks кабель КИПЭВ (RS 485).
Волоконнооптические кабели (ВОК) используются для организации высокоскоростных сетей данных с применением цифрового интерфейса связи.
8.3 Электропроводки во взрывоопасных зонах
Прокладка электропроводок во взрывоопасных зонах регламентируется
требованиями [24] (гл. 7.3 и 7.4) а также [227].
Электропроводки систем автоматизации во взрывоопасных зонах должны
выполняться кабелями и изолированными проводами как правило следующими способами:
Бронированными кабелями:
а) на кабельных конструкциях - в зонах любого класса;
б) в стальных коробах с открываемыми крышками - в зонах классов ВIa B-Iб В-Iг (при необходимости);
в) на лотках - в зонах классов B-I B-Ia B-Iб и В-Iг;
г) по технологическим и кабельным эстакадам - в зоне класса В-Iг (с
учетом требований п.6.23);
д) в каналах - в зонах любого класса;
е) в земле (траншеях) блоках - в зоне класса В-Iг.
Небронированными кабелями:
а) в стальных водогазопроводных защитных трубах - в зонах любого
б) на кабельных конструкциях при отсутствии возможности механических повреждений и химических воздействий - в зонах классов B-Iб B-IIa В-Iг;
в) на лотках при отсутствии возможности механических повреждений и
химических воздействий - в зонах классов B-Iб и В-Iг;
г) в стальных коробах с открываемыми крышками - в зонах классов ВIa B-Iб В-Iг;
д) в каналах пылеуплотненных (покрытых асфальтом) или засыпанных
песком - в зонах классов В-II В-IIа;
е) по технологическим и кабельным эстакадам - в зоне класса В-Iг.
Прокладка искробезопасных цепей в зонах любого класса может выполняться всеми перечисленными в настоящем пункте способами с соблюдением
требований п.VII-3-117 ПУЭ.
Во взрывоопасных зонах производственных помещений кабели на кабельных конструкциях в коробах на лотках должны прокладываться как правило по стенам и конструкциям зданий и сооружений; кабели и провода в защитных трубах - открыто и скрыто.
При прокладке кабелей в помещениях с взрывоопасными зонами классов B-I и В-Iа с тяжелыми или сжиженными горючими газами следует как правило избегать устройства кабельных каналов; при необходимости устройства
каналов они должны быть засыпаны песком.
В наружной взрывоопасной зоне класса В-Iг кабели на кабельных конструкциях в коробах на лотках в защитных трубах а также провода в защитных
трубах и коробах должны прокладываться как правило по конструкциям зданий и сооружений по технологическим и кабельным эстакадам.
Наружную прокладку кабелей между взрывоопасными зонами между наружной взрывоопасной зоной и производственным помещением или операторной рекомендуется выполнять по эстакадам (технологическим и кабельным)
стенам и конструкциям зданий и сооружений не применяя по возможности
подземную прокладку кабелей в траншеях каналах блоках.
По технологическим эстакадам с трубопроводами с горючими газами и
ЛВЖ помимо кабелей предназначенных для управления задвижками указанных трубопроводов допускается прокладывать до 30 кабелей и защитных труб
с проводами или кабелями электропроводок систем автоматизации. Предел огнестойкости конструкций эстакад должен быть не менее 075 ч. На указанных
эстакадах небронированные кабели должны прокладываться в стальных защитных водогазопроводных трубах или в стальных коробах с открываемыми
крышками; бронированные кабели - на кабельных конструкциях лотках в
стальных коробах с открываемыми крышками. При этом кабельные конструкции защитные трубы лотки и короба следует прокладывать на расстоянии не
менее 05 м от трубопроводов по возможности со стороны трубопроводов с негорючими веществами.
Если возникает необходимость прокладки более 30 кабелей и защитных
труб с проводами или кабелями то рекомендуется предусматривать специальные кабельные эстакады.
Данное требование справедливо при условии что по указанным технологическим эстакадам не прокладываются силовые и контрольные кабели или защитные трубы электропроводок не относящиеся к электропроводкам систем
автоматизации. Если по эстакадам совместно с кабелями и защитными трубами
электропроводок систем автоматизации прокладываются силовые и контрольные кабели или защитные трубы электропроводок другого назначения то сумма кабелей и защитных труб электропроводок всех назначений (помимо кабелей управления задвижками трубопроводов) не должна также превышать 30.
В коробах провода и кабели электропроводок систем автоматизации
должны прокладываться многослойно с упорядоченным или произвольным
(россыпью) взаимным расположением.
Провода и кабели каждого пучка должны быть скреплены между собой.
В коробах провода и кабели допускается прокладывать многослойно с
упорядоченным и произвольным (россыпью) взаимным расположением. Сумма
сечений проводов и кабелей рассчитанных по их наружным диаметрам включая изоляцию и наружные оболочки не должна превышать: для глухих коробов
% сечения короба в свету; для коробов с открываемыми крышками 40%.
Высота слоев проводов и кабелей в коробе не должна превышать 150 мм.
Для открытой прокладки кабелей рекомендуется использовать стальные
лотки на кабельных конструкциях. Небронированные кабели малых сечений
(до 16 мм ) следует как правило прокладывать не на кабельных конструкциях
На лотках провода и кабели должны прокладываться пучками вплотную
друг к другу в один слой (кабели без пучков также в один слой). Наружный
диаметр пучков проводов и кабелей не должен превышать 100 мм.
Высота расположения коробов не нормируется. При установке коробов
необходимо по возможности обеспечивать свободный доступ к ним.
Лотки должны устанавливаться на высоте не менее 2 м от уровня пола
или площадки обслуживания. В щитовых помещениях а также помещениях в
которые имеет доступ только персонал обслуживающий системы автоматизации высота расположения лотков не нормируется.
Расстояния от коробов и лотков до других трубопроводов должны обеспечивать нормальные условия монтажа и эксплуатации электропроводок с учетом конструкции короба или лотка и составлять:
а) при пересечении технологических и других трубопроводов - не менее
мм а трубопроводов с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями и
газами - не менее 100 мм;
б) при параллельной прокладке с технологическими и другими трубопроводами - не менее 100 мм а с трубопроводами с легковоспламеняющимися и
горючими жидкостями и газами - не менее 500 мм.
Короба и лотки проложенные параллельно горячим трубопроводам или
пересекающие их должны располагаться вне зоны температурного влияния
этих трубопроводов либо защищаться от источников теплоизлучения теплоизоляционными экранами.
В одной трубе рукаве коробе пучке замкнутом канале строительной
конструкции или на одном лотке запрещается совместная прокладка взаиморезервируемых цепей цепей рабочего и аварийного освещения а также цепей до
В с цепями выше 42 В. Прокладка этих цепей допускается лишь в разных отсеках коробов и лотков имеющих сплошные продольные перегородки с пределом огнестойкости не менее 025 ч из несгораемого материала.
9 Требования к щитовым помещениям и операторным
Операторной называется помещение или группа помещений для размещения в них совокупности различных систем контроля и автоматики с помощью которых автоматически или при участии персонала осуществляется дистанционное управление технологическими процессами на установках и производствах.
Операторные могут быть как отдельно стоящими зданиями так и помещениями встроенными или пристроенными к другим производственным помещениям. [31].
На вводах электрических кабелей из взрывопожароопасных производственных помещений и установок в операторные должны предусматриваться разделительные уплотнения в специальных коробах заливаемых несгораемыми
Операторные должны размещаться вне взрывоопасной зоны при этом
должны быть выдержаны расстояние таблицы 5.5 (п. 7.3.84 ПУЭ).
При пристройке операторных к помещениям с взрывоопасными зонами
между ними должны быть выполнена вставка шириной не менее 6 метров в которой должны располагаться невзрывоопасные помещения без постоянного
пребывания производственного и ремонтного персонала. Операторные пристраиваемые к помещениям с взрывоопасными зонами должны использоваться
только для управления технологическими процессами в помещениях к кото120
рым они пристроены и технологически или конструктивно связаны с этими помещениями оборудованием установленным на открытых площадках.
Таблица 5.5 – Расстояния от взрывоопасных наружных технологических
установок до отдельно стоящих операторных и щитовых помещений
Взрывоопасные установки
С тяжелыми или сжиженными горючими газами
Помещения с выходящей в сторону здания щитового помещения несгораемой стеной без проемов и устройств для
выброса воздуха из системы вытяжной вентиляции
Помещения с выходящими в сторону здания щитового по40
мещения стеной с проемами
Наружные взрывоопасные установки установки располо60
женные у стен здания (в том числе емкости)
Резервуары (газгольдеры) сливо-наливные эстакады с за80
крытым сливом или наливом
С легкими горючими газами и ЛВЖ с горючими пылью и волокнами
Помещения с выходящей в сторону здания щитового понормируется
мещения несгораемой стеной без проемов и устройств для
выброса воздуха из систем вытяжной вентиляции
Помещения с выходящими в сторону здания щитового по6
Наружные взрывоопасные установки установки располо12
женные у стен зданий
Сливо-наливные эстакады с закрытым сливом или наливом
Сливо-наливные эстакады с открытым сливом или нали30
Резервуары (газгольдеры) с горючими газами
В ряде случаев допускается пристраивать операторные к зданиям и помещениям со взрывоопасными зонами при условии:
- примыкания двумя или тремя стенами к взрывоопасным зонам с легкими горючими газами и ЛВЖ классов и к взрывоопасным зонам классов В-II и
В-IIа. Запрещается примыкание к взрывоопасной зоне класса В-I а также к зонам с тяжелыми и сжиженными горючими газами классов В-Iа и В-Iб.
- примыкания одной стеной к взрывоопасным зонам с легкими горючими
газами и ЛВЖ классов В-I В-Iа и В-Iб и зонам классов В-II и В-IIа.
Взаиморасположение операторных и электропомещений не регламентируется однако силовое электрооборудование не должно влиять на работу систем автоматизации.
Основными помещениями операторной являются:
помещения для управления и контроля;
помещение преобразователей (контроллеры);
помещения агрегатов бесперебойного питания;
приточно-вытяжные камеры;
помещения для кондиционеров;
помещения для автоматической установки пожаротушения.
Кроме того оборудуются вспомогательные помещения: кладовые туалеты кабинеты и т.д.
Высота помещения контроллерной определяется в зависимости от высоты оборудования но должна быть не менее 36 м от отметки пола до подвесного потолка.
При площади операторной до 60 м2 следует предусматривать один выход
при площади более 60 м2 должен быть запасной выход наружу здания расположенный с противоположной стороны.
Уровень пола в помещениях операторной а также дно кабельных каналов
должно быть выше поверхности прилегающей земли или уровня пола смежных
взрывоопасных помещений не менее чем на 015 м.
Полы и междуэтажные перекрытия должны быть рассчитаны на нагрузку
не менее 500 кг на 1 м2 и дополнительно проверены по фактическому весу выбранного оборудования. Прокладку кабелей к пультам и щитам следует вести
по стенам защитового пространства или каналах полов.
Согласно установившейся практике в современных проектах по созданию
центральных операторных средняя площадь выделенная на одного вахтенного
оператора пульта управления и его консоль управления составляют приблизительно 15 м2 (включая стойки для принтеров письменные столы шкафы хранения документации и переборки между пультами).
В операторных необходимо предусмотреть воздушное отопление совмещенное с системой приточной вентиляции и кондиционирования воздуха.
Операторные должны иметь постоянный подпор воздуха не менее 25 Па. На
воздухозаборе приточной вентиляции должен быть установлен газоанализатор
контроля нижнего концентрационного предела распространения пламени и
токсичности газов обеспечивающий срабатывание системы оповещения персонала операторной об опасности.
В операторной должны быть предусмотрены следующие виды искусственного освещения: рабочее аварийное ремонтное. По надежности электроснабжения питание рабочего освещения следует относить к I категории а питание аварийного освещения – к особой группе I категории надежности. В качестве 3-го независимого источника используется источник бесперебойного питания рассчитанный на аварийное освещение в течение 1 часа.
Для операторных должны быть предусмотрены два независимых контура
зазаемления с отдельными заземлителями: контур логического (схемного) заземления; контур защитного заземления.
Помещение преобразователей (контроллерная) классифицируют в терминологии ПУЭ как щитовое помещение. Для распределенной системы управле122
ния (см. п. 4.1.2) характерно оборудование удаленных пунктов модулей вводавывода так называемых местных пунктов управления которые также относят к щитовым помещениям в которых устанавливают щиты автоматизации.
По исполнению щиты подразделяются на щиты панельные щиты шкафные. Щиты панельные предназначены для установки в специальных щитовых
помещениях (операторных диспетчерских аппаратных и т.п.) в которые имеет
доступ персонал обслуживающий системы автоматизации; щиты шкафные для непосредственной установки в производственных помещениях. При проектировании современных АСУТП обычно используются щиты шкафные или
просто шкафы (кроссовый шкаф шкаф контроллера шкаф ИБП и т.д.).
Ширина проходов (в свету) для обслуживания перед щитами (без учета
требований хорошего обзора щита) и сзади щитов (если проход сзади щитов
имеется) установленных в производственных помещениях должна быть не менее 800 мм.
При угле открытия шкафных щитов 90-110° это расстояние должно исчисляться от открытой на 90° двери; при угле открытия дверей 170° - от корпуса щита.
Количество выходов из щитового помещения должно быть (при длине
помещения более 7 м) не менее двух.
Правила устройства щитов размещения на них аппаратуры и прокладки
электрических проводок в щитах более подробно изложены в п.3 ВСН 205-84
«Инструкция по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов».
Щитовые помещения систем автоматизации и операторные запрещается
размещать непосредственно над и под помещениями со взрывоопасными зонами любого класса (п. 4.9 РМ 4-223-89).
В щитовых помещениях примыкающих двумя или тремя стенами к взрывоопасным зонам должно предусматриваться:
- собственная независимая приточно-вытяжная вентиляция выполненная
таким образом чтобы через вентиляционные отверстия в щитовое помещение
не проникали взрывоопасные смеси;
- при примыкании одной стеной к взрывоопасной зоне В-I а также к зонам с тяжелыми или сжиженными горючими газами классов В-Iа и В-Iб – приточная вентиляция с механическим побуждением с пятикратным обменом воздуха в час обеспечивающая избыточное давление исключающее попадание
взрывоопасных смесей;
- стены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее
5 ч. пылегазонепроницаемые без дверей и окон;
- при примыкании к взрывоопасным зонам с легкими горючими газами и
ЛВЖ классов В-Iа и В-Iб а также зонам классов В-II и В-IIа допускается устаивать ввод кабеля и защитных труб электропроводок в щитовое помещение через смежную стену при этом вводные отверстия должны быть плотно заделаны
несгораемыми материалами. Ввод кабелей в помещения из взрывоопасных зон
с тяжелыми или сжиженными горючими газами классов В-Iа и В-Iб должны
выполняться через наружные стены или через смежные стены помещений без
- расстояние от наружных дверей и окон до находящихся во взрывоопасных зонных классов В-Iа В-Iб и В-II наружных дверей и окон помещений
должны быть не менее 4 м до неоткрывающихся окон и не менее 6 м. до дверей
и открывающихся окон расстояние до окон заполненных стеклоблоками толщиной 10 см и более не нормируется.
Библиографический список к главе 5
РД 34.35.107. Положение по организации питания оперативным током
АСУ ТП энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт ТЭС.
ВСН 205-84. Инструкция по проектированию электроустановок систем
автоматизации производственных процессов»
ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к
воздуху рабочей зоны.
ГОСТ 1508-78. Кабели контрольные с резиновой и пластмассовой изоляцией. Технические условия.
ГОСТ 17433-80. Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности.
ГОСТ 2.303-68. Линии. Единая система конструкторской документации.
ГОСТ 21.404-85. Система проектной документации для строительства.
Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и
средств автоматизации в схемах.
ГОСТ 51330.9-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 10.
Классификация взрывоопасных зон.
ГОСТ Р 51330.10-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть
Искробезопасная электрическая цепь i.
ГОСТ Р МЭК 61241-1-1-99. Электрооборудование применяемое в зонах опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 1. Электрооборудование
защищенное оболочками и ограничением температуры поверхности.
Закон РФ от 21 июля 1997 г. № 116. О промышленной безопасности
опасных производственных объектов.
Закон РФ от 27 апреля 1993 г. N 4871-I. Об обеспечении единства измерений.
Монтаж средств измерений и автоматизации: справочникпод ред.
А.С.Клюева. – 3-е изд. – М. Энергоатомиздат 1988. – 448 с.
НПБ 105-03. Определение категорий помещений зданий и наружных
установок по взрывопожарной и пожарной опасности" (утв. приказом МЧС РФ
от 18 июня 2003 г. N 314).
ПБ 03-517-02. Общие правила промышленной безопасности для организаций осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов.
ПБ 03-538-03. Правила сертификации электрооборудования для взрывоопасных сред.
ПБ 09.540-03. Общие правила взрывобезопасности для взрывоопасных
химических нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств.
ПБ 09-563-03. Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств.
Правила применения технических устройств на опасных производственных объектах (утв. постановлением Правительства РФ от 25.12.98).
Проектирование АСУТП: методическое пособие. Кн 1. – СПб: Издательство ДЕАН 2006. – 552 с.
Проектирование АСУТП: методическое пособие. Кн 2. – СПб: Издательство ДЕАН 2009. –944 с.
справочное пособиепод ред. А.С.Клюева. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат
ПУЭ. Правила устройства электроустановок. – М. Энергосервис 2002.
РМ 4-223-89. Системы автоматизации технологических процессов.
Требования к выполнению электроустановок систем автоматизации во взрывоопансых зонах. Пособие к ВСН 205-84.
РМ 4-4-85. Проектирование систем электропитания. Пособие к ВСН
РМ4-223-89. Системы автоматизации технологических процессов.
Требования к выполнению электроустановок систем автоматизации во взрывоопасных зонах. Пособие к ВСН 205-84.
Монтажнотехнологические требования к проектированию.
Смелков Г.И. Черкасов В.Н. Шеститко Е.Л. Пехотиков В.А. Веревкин В.Н. Чубарова Н.Е. Классификация и области применения электроустановок в пожаровзрывоопасных зонах: справочное пособие. – М.: ВНИИПО 2001.
У-КА-03-2004. Указания по проектированию операторных. технологических установок и производств и диспетчерских заводов.
Системы автоматизированного проектирования
1 САПР в современном процессе проектирования
Проектирование технического объекта – это создание преобразование и
представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта.
Образ объекта или его составных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого процесса или генерироваться в соответствии с
некоторыми алгоритмами в процессе взаимодействия человека и ЭВМ.
Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при научно обоснованном распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и научно обоснованном выборе
методов машинного решения задач. Цель автоматизации – повысить качество
проектирования снизить материальные затраты на него сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников
занятых проектированием и конструированием.
Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий. Во-первых автоматизация проектирования — синтетическая дисциплина ее составными частями являются многие другие современные
информационные технологии. Так техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции.
Проектирование при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ называют автоматизированным
в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Система реализующая автоматизированное проектирование представляет собой систему автоматизированного
проектирования (в англоязычном написании CAD System – Computer Aided
Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных частных
случаях для сравнительно несложных объектов. Превалирующим в настоящее
время является автоматизированное проектирование.
Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60-х гг. Тогда были созданы программы для
решения задач строительной механики анализа электронных схем проектирования печатных плат.
Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа расширения областей применения
САПР упрощения пользовательского интерфейса внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта.
Система автоматизированного проектирования – это программный пакет
предназначенный для создания чертежей конструкторской иили технологической документации иили 3D моделей.
Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики статистики математического программирования дискретной математики искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных
современных программных систем основанных на операционных системах
Unix Windows языках программирования. С С++ Java и других современных
CASE-технологиях реляционных и объектно-ориентированных системах
управления базами данных (СУБД) стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах.
Знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому инженеру-разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения конструкторские бюро и офисы.
Работа конструктора за обычным кульманом расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование так и из-за невысокого качества проектов.
К настоящему времени создано большое число программнометодических комплексов для САПР с различными степенью специализации и
прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала
необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей;
инженер не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР не может
считаться полноценным специалистом.
2 Структура систем автоматизированного проектирования
Как любая сложная система САПР состоит из подсистем. Различают
подсистемы проектирующие и обслуживающие (рисунок 6.1).
Проектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные
процедуры. Примерами проектирующих подсистем могут служить подсистемы
геометрического трехмерного моделирования механических объектов изготовления конструкторской документации схемотехнического анализа трассировки соединений в печатных платах.
Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем их совокупность часто называют системной средой (или
оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM — Product Data Management)
управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management)
пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ CASE
(Computer Aided Software Engineering) для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий реализованных в САПР.
Операционные системы и сетевое программное
Системная среда САПР
Рисунок 6.1 – Структура программного обеспечения САПР
3 Виды обеспечения и разновидности САПР
Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление видов обеспечения. Принято выделять семь видов обеспечения:
Техническое обеспечение (ТО) включающее различные аппаратные средства (ЭВМ периферийные устройства сетевое коммутационное оборудование
линии связи измерительные средства).
Математическое обеспечение (МО) объединяющее математические методы модели и алгоритмы для выполнения проектирования.
Программное обеспечение (ПО) представляемое компьютерными программами САПР.
Информационное обеспечение (ИО) состоящее из баз данных (БД) систем управления базами данных (СУБД) а также других данных используемых
при проектировании; отметим что вся совокупность используемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР а БД вместе с
СУБД носит название банка данных (БнД).
Лингвистическое обеспечение (ЛО) выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ языками программирования и языками обмена
данными между техническими средствами САПР.
Методическое обеспечение (МетО) включающее различные методики
проектирования иногда к МетО относят также математическое обеспечение.
Организационное обеспечение (ОО) представляемое штатными расписаниями должностными инструкциями и другими документами регламентирующими работу проектного предприятия.
Классификацию САПР делают по приложению целевому назначению
масштабам (комплексности решаемых задач) характеру базовой подсистемы и
По приложениям наиболее представительными и широко используемыми являются следующие группы САПР:
САПР для применения в отраслях общего машиностроения. Их часто называют машиностроительными САПР или MCAD (Mechanical CAD)
САПР для радиоэлектроники. Их названия — ECAD (Electronic
CAD) или EDA (Electronic Design Automation) системы.
САПР в области архитектуры и строительства.
Кроме того известно большое число более специализированных САПР
или выделяемых в указанных группах или представляющих самостоятельную
ветвь в классификации. Примерами таких систем являются САПР больших интегральных схем (БИС) САПР летательных аппаратов САПР электрических
По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР обеспечивающие разные аспекты проектирования. В составе САПР различают
САПР функционального проектирования иначе САПР-Ф или CAE
(Computer Aided Engineering) системы.
Конструкторские САПР общего проектирования — САПР-К часто называемые просто CAD системами.
Технологические САПР общего проектирования — САПР-Т иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки
производства (АСТПП) или системами CAМ (Computer Aided
По масштабу различают:
отдельные программно-методические комплексы (ПМК) САПР например комплекс анализа прочности механических изделий в соответствии с методом конечных элементов (МКЭ) или комплекс анализа электронных схем;
системы с уникальными архитектурами не только программного
(software) но и технического (hardware) обеспечений например комплексные
IT решения для проектирования инжиниринга и управления проектами компании AVEVA.
По характеру базовой подсистемы различают следующие разновидности САПР:
САПР на базе машинной графики и математического моделирования. Эти САПР ориентированы на приложения где основной процедурой
проектирования является конструирование т.е. определение пространственных форм и взаимного расположения объектов. Поэтому к этой группе систем относится большинство графических ядер САПР в области машиностроения.
САПР на базе СУБД. Они ориентированы на приложения в которых при сравнительно несложных математических расчетах перерабатывается большой объем данных. Такие САПР преимущественно встречаются в
технико-экономических приложениях например при проектировании бизнес-планов но имеют место также при проектировании объектов подобных
щитам управления в системах автоматики.
САПР на базе конкретного прикладного пакета. Фактически это
автономно используемые программно-методические комплексы например
имитационного моделирования производственных процессов расчета прочности по методу конечных элементов синтеза и анализа систем автоматического управления и т.п. Часто такие САПР относятся к системам CAE. Примерами могут служить программы логического проектирования на базе языка VHDL математические пакеты типа MathCAD.
Комплексные (интегрированные) САПР состоящие из совокупности подсистем предыдущих видов. Характерными примерами комплексных
САПР являются CAECADCAM-системы в машиностроении или САПР
БИС. Так САПР БИС включает в себя СУБД и подсистемы проектирования
компонентов принципиальных логических и функциональных схем топологии кристаллов тестов для проверки годности изделий. Для управления
столь сложными системами применяют специализированные системные
4 Функции и характеристики CAECADCAM систем
Следует отметить что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование чем «CAD» — он
включает в себя как CAD так и CAM и CAE.
Функции CAE-систем связаны с проектными процедурами анализа моделирования оптимизации проектных решений. Системы CAE относят к системам моделирования и расчетов. В состав CAE-систем для нефтепереработки
прежде всего включают программы для следующих процедур:
- динамическое моделирование переходных процессов;
- имитационное моделирование сложных производственных систем на
основе моделей массового обслуживания и сетей Петри;
- технологические и прочностные расчеты;
- расчет и оптимизация материальных потоков для технологического
процесса производства.
Примерами CAE-систем являются программные пакеты WisSim (пакет
динамического моделирования переходных процессов) Pro II (пакет физикохимического моделирования технологических установок) СТАРТ (пакет расчет
жесткости трубопроводных систем) и т.п.
Функции CAD-систем заключаются в конструировании самих систем т.е.
связаны с разработкой графических моделей элементов объекта или всего объекта. Функции CAD-систем подразделяют на функции двухмерного (2D) и
трехмерного (3D) проектирования. К функциям 2D относятся черчение оформ130
ление конструкторской документации к функциям 3D- получение трехмерных
моделей метрические расчеты реалистическая визуализация взаимное преобразование 2D и 3D моделей. Среди CAD-систем различают «легкие» и «тяжелые» системы. Первые из них ориентированы преимущественно на 2D графику
сравнительно дешевы и менее требовательны к вычислительным ресурсам.
Вторые ориентированы на геометрическое моделирование (3D) более универсальны но являются и более дорогими.
В качестве примеров CAD-систем можно привести AutoCAD (компании
Autodesk) AVEVA Plant 4D Компас для выполнения моделей объектов и графических чертежей в различных разделах проекта EPLAN для выполнения
электротехнических разделов проекта и т.п.
Основные функции CAM-систем – разработка технологических процессов синтез управляющих программ для технологического оборудования инструкций по эксплуатации объекта. Системы CAM обеспечивают автоматизацию
технологической подготовки производства.
Современные тенденции развития САПР направлены на интеграцию
CAECADCAM систем между собой. Подобная интеграция развивается в
CALS-технология – это технология комплексной компьютеризации сфер
промышленного производства цель которой – унификация и стандартизация
спецификаций промышленной продукции на всех этапах жизненного цикла.
Основные приложения представлены проектной технологической производственной маркетинговой и эксплуатационной документацией. В CALS-системах
предусмотрены хранение обработка и передача информации в компьютерных
средах оперативный доступ к данным в нужное время и нужном месте. Соответствующие системы автоматизации назвали автоматизированными логистическими системами или CALS (Computer Aided Logistic Systems). Поскольку
функции CALS намного шире чем логистические (снабжение и управление запасами) и связаны со всеми этапами жизненного цикла промышленных изделий применяют более соответствующую предмету расшифровку аббревиатуры
CALS – Computer Acquisition and LifeCycle Support.
Применение CALS позволяет существенно сократить объемы проектных
работ так как описание многих составных частей оборудования машин и систем проектировавшихся ранее хранится в базах данных серверов доступных
любому пользователю технологии CALS. Среди достижений CALS-технологий
следует отметить легкость распространения передовых проектных решений
возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Построение открытых распределенных автоматизированных систем для
проектирования и управления в промышленности составляет основу современных CALS-технологий. Структура проектной технологической и эксплуатационной документации языки ее представления должны быть стандартизированы. Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных
коллективов распределенных во времени и пространстве использующих раз131
ные CAECADCAM- системы. Одна и та же конструкторская документация
может использоваться многократно в разных проектах.
Следовательно информационная интеграция является неотъемлемым
свойством CALS-систем. Поэтому в основу CALS-технологии положен ряд
стандартов обеспечивающих такую интеграцию: STEP Parts Library Mandate
SGML (Standard Generalized Markup Language) EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration Commerse Transport) и др. Стандарт SGML устанавливает способы унифицированного оформления документов определенного назначения – отчетов бюллетеней и т.п. а стандарт EDIFACT- способы обмена
подобными документами.
Важные проблемы требующие решения при создании САПР – управление сложностью проектов и интеграция программного обеспечения. Эти проблемы включают вопросы декомпозиции проектов распараллеливания проектных работ целостности данных межпрограммных интерфейсов и др. Например совместимость форматов файлов различных приложений.
В завершении приведем сравнительный анализ трудозатрат при выполнении проекта традиционным методом и с использованием САПР. В таблице 6.1
иллюстрируются преимущества использования системы EPLAN при разработке
проектов автоматизации.
Таблица 6.1 – Сравнение временных затрат на выполнение определенных
Перевод документации
данных в активном состоянии
Библиографический список к главе 6
Вермишев Ю.Х. Основы автоматизации проектирования. – М.: Радио и
Гольдберг О.Д. Гурин Я.С. Свириденко И.С. Проектирование электрических машин. – М.: Высшая школа 2001. – 434с.
Единая система конструкторской документации: справочное пособие. –
М.: Издательство стандартов 2001. – 1963с.
Жук К.Д и др. Построение современных систем автоматизированного
проектирования. – Киев: Наук. думка 1983. – 248с.
Латышев П.Н. Каталог САПР: Программы и производители. – М.: Солон-Пресс 2008. – 700 с.
Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. – М.:
Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана 2002. – 336 с.
Норенков И.П. Принципы построения и структура САПР. – М.: Высшая
школа 1985. – Вып. 1-9.
Орлов Д.М. Маслов В.П. Системы автоматизированного проектирования электромеханических устройств. – М.: Энергоатомиздат 1989. – 296 с.
Ковальчук Е.Р. Косов М.Г. Митрофанов В.Г. Соломенцев Ю.М.
Султан-Заде Н.М. Схиртладзе А.Г. Основы автоматизации машиностроительного производства под ред. чл.-корр. РАН Ю.М. Соломенцева. – М.: Высшая
Половинкин А. И. Основы инженерного творчества. – М.: Машиностроение 1988. – 368 с.
Разработка САПР под ред. А.В. Петрова. – М.: Высшая школа 1990.
Романычева Э.Т. Сидорова Т.М. Сидоров С.Ю. AutoCAD: практическое руководство. –М: Радио и связь 1997. – 480 с.
САПР в технологии машиностроения Митрофанов В. Г.
Калачев О. Н. и др.: учеб. пособие. – Ярославль 1995. – 298 с.
Хоукс В. Автоматизация проектирования и производства. – Л.: Мир
Основные принципы системотехники
Основы системотехники как любой сферы деятельности человека основаны на некоторых принципах. Опыт исследования объектов различного состава содержания и области применения (физических технических биологических эргатических мысленных конструкций и т.д.) позволяют сформулировать
три основных принципа системотехники которые можно положить в основу
исследования использования и создания сложных систем:
) принцип физичности;
) принцип моделируемости;
) принцип целенаправленности.
Принцип физичности заключается в исследовании систем на основе физических законов (закономерностей) определяющих внутренние причинноследственные связи в системе. Никаких других законов (кроме физических) для
объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется.
Принцип физичности включает несколько постулатов.
Постулат целостности: сложная система должна рассматриваться как
единое целое. Понятие целостности основывается на специфическом свойстве
(группе свойств). Система – не множество подсистем а целостный объект допускающий различные членения на подсистемы (быть может даже бесконечное
число членений). Поэтому система не тождественна никаким ее членениям.
Сущность постулата целостности состоит в том что композиция и декомпозиция должны осуществляться в направлении генерирования характеризующей систему информации более высокого качества.
Если сумма частей равна целому системы называют аддитивными относительно данного членения если сумма больше целого – супераддитивными
если сумма меньше целого – субаддитивными.
То обстоятельство что часть может быть сложнее целого имеет основное
значение для системотехники поскольку концепция системотехники состоит в
упрощении – не всякое членение позволяет получить части (подсистемы) более
простые и доступные для исследования. Применение постулата целостности
состоит в раскрытии и накоплении сведений о системных свойствах на всех
этапах исследования и в обобщении их в понятия а затем - в применении этих
понятий к подсистемам при исследовании их порознь после декомпозиции.
Система (как целое) обладает особым системным свойством (свойствами) которого нет у подсистем (элементов) при любом способе декомпозиции.
Системные свойства формируются путем накопления усиления и проявления
одних свойств подсистем одновременно с нивелированием ослаблением и
скрытием других при взаимодействии подсистем. Происходит скачок – переход
количества в качество. При композиционном (цельном) и декомпозиционном
(подкомпонентном) исследовании системы необходимо выявлять системные и
подсистемные явно выраженные и скрытые свойства и связанные с ними понятия. Описание системы может не отражать всех свойств (с этим связана потеря
точности) но должно сохранять понятия.
Постулат автономности связан с понятием описания состояния системы.
Сложные системы имеют автономную пространственно временную метрику для них существует автономное расстояние и автономное время (либо автономную группу преобразований). Одни и те же физико-химические процессы
протекают в различных системах с различной скоростью поэтому их естественной мерой времени должно стать течение некоторого определяющего внутреннего процесса а не внешнего (движение Земли вокруг Солнца). Сложные
системы могут иметь локальный масштаб времени отличный от астрономического. Для развивающихся систем он может быть различным на различных этапах развития.
Автономная метрика ограничивает возможные способы декомпозиции
системы. С точки зрения постулата целостности разнообразие декомпозиций
помогает выявлению системных свойств. С точки зрения постулата автономности большинство декомпозиций а может быть все кроме одной отпадут. Останется единственная декомпозиция которая соответствует автономной метрике
Сложные системы имеют автономную пространственно-временную метрику (группу преобразований) и внутрисистемные законы сохранения определяемые физическим содержанием и устройством системы и не зависящие от
Принцип моделируемости
Сложная система представима конечным множеством моделей каждая из
которых отражает определенную грань ее сущности. Этот важный принцип дает возможность исследовать определенное свойство или группу свойств сложной системы при помощи одной или нескольких упрощенных (узкоориентированных) моделей. Модель ориентированная на определенную группу свойств
сложной системы всегда проще самой системы.
Постулат дополнительности. Сложные системы находясь в различных средах (ситуациях) могут проявлять различные системные свойства в том
числе альтернативные (т.е. несовместимые ни в одной из ситуаций по отдельности).
Расширение физического принципа дополнительности на сложные системы вполне закономерно поскольку его действие основано на системных
свойствах микромира. В системотехнике постулат дополнительности заставляет
искать в разных ситуациях соответствующие им проявления сущности системы. Необходимость постулата дополнительности связана с ограниченностью
наших средств познания и отражения реальности. Природа едина и цельна но
отражение ее свойств в нашем представлении неоднозначно и ситуационно.
Наблюдатель воспринимает одни грани сущности в одних условиях и другие
грани сущности в других.
Сложная система во взаимодействии со средой может проявлять различные свойства в различных ситуациях несовместимые ни в одной из них.
Постулат действия. Для изменения поведения системы требуется прирост воздействия превосходящего некоторое пороговое значение.
Изменение поведения сложной системы может быть связано с энергетикой с веществом и с информацией которые накапливаясь проявляют свое
влияние скачкообразно путем качественного перехода. Одновременное энергоинформационное воздействие может привести к такому же результату как
энергетическое с более высоким уровнем. Таким образом порог есть функция
трех переменных: количества определенного вещества количества энергии определенного качества количества определенной информации.
В системотехнике появляется новый фактор: информация. Именно прирост информации для накопления которой сложная система имеет специальные
средства и возможности определяет деятельность системы тогда как избыток
вещества или энергии может разрушить ее.
Постулат неопределенности. Повышение точности определения (измерения) какого-либо количественного описываемого свойства сложной системы
сверх некоторого предела влечет за собой понижение возможной точности определения (измерения) другого свойства – одновременно измерить значения
двух (или более) параметров с точностью превышающей определенный уровень невозможно. Иначе говоря существует область неопределенности в пределах которой свойства могут быть описаны только вероятностными характеристиками.
В радиолокации точность одновременного измерения дальности и скорости цели имеет предел зависящий от вида сигнала. В радиолокации природа
неопределенности подробно исследована построены функции неопределенности найдены технические пути ее «сжатия».
Лингвистическое определение постулата неопределенности. Максимальная точность определения (измерения) свойств системы зависит от присущей
данной системе области неопределенности внутри которой повышение точности определения (измерения) одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого (других).
Принцип целенаправленности
Этот принцип определяет особое место и роль сложных систем. Целенаправленность в системотехнике понимают как функциональную тенденцию
направленную на достижение системой некоторого состояния либо на усиление (сохранение) некоторого процесса. При этом система оказывается способной противостоять внешнему воздействию а также использовать среду и случайные события.
Совокупность функций сложной системы усиливает (сохраняет) процессы стимулирующие определенные состояния системы. Это может быть выра136
жено увеличением (сохранением) некоторого функционала от системных процессов (включая взаимодействие со средой). Включая свою точку зрения в описание системы исследователь создает эту целенаправленность и исходит из
Следствием принципа целенаправленности является постулат выбора. Сложные системы обладают способностью к выбору поведения и следовательно однозначно предсказать способ действия и экстраполировать их состояние невозможно ни при каком априорном знании свойств системы и ситуации.
Сложная система строит свое поведение в существенной (хотя и неоднозначной) связи с ситуацией. Следовательно на это поведение можно влиять.
Можно ожидать что степень неоднозначности зависит от ситуации т.е. внешних связей. Более того не исключено что в определенных условиях неоднозначность исчезнет.
В системотехнике приходится в основном иметь дело с эргатическими (с
участием человека) системами для которых постулат выбора выдвигается на
передний план. Практическое использование этого постулата имеет два аспекта.
Первый касается стимулирования или подавления «свободы» выбора. В
исследовательских поисковых творческих системах возможность выбора
должна быть максимальной с целью расширения диапазона деятельности. Исполнительные системы должны иметь возможность выбора в пределах поставленной задачи либо не иметь ее вовсе. Следовательно должны создаваться системы с большой или малой свободой выбора или с управляемой свободой выбора.
Второй аспект связан с количественным описанием выбора его формальным представлением качественной или количественной оценкой и использованием этой оценки при решении задач более общего характера.
Сложные системы обладают областью выбора и способностью выбирать
поведение т.е. реакцию на внешнее воздействие в зависимости от внутренних
критериев целенаправленности; никакое априорное знание не позволяет ни
надсистеме ни самой системе однозначно предсказать этот выбор.
Принципы физичности моделируемости целенаправленности достаточно
полно отражают методологию системного подхода. Принцип физичности предписывает причинно-следственные связи объектам любой природы и системам
построенным из этих объектов. Формализация связей и определяемых ими автономных законов позволяет выразить на едином языке многоязычное описание объектов (подсистем). Если автономных законов нет совокупность объектов не образует системы тогда это хаотический набор компонентов.
Принцип моделируемости обеспечивает возможность использования в
системотехнике упрощенных моделей отражающих только те грани сущности
сложной системы которые интересуют исследователя. Выявление новых
свойств и сущностей не обязательно должно сопровождаться построением
обобщающих моделей а может ограничиваться наращиванием библиотеки уп137
рощенных моделей. Отражение сложной системы в целом обеспечивается
взаимодействием упрощенных моделей.
Принцип целенаправленности распространяет практическую сторону человеческой деятельности на системы любой природы. Принцип целенаправленности позволяет сопоставить сложной системе любого содержания некоторый
функционал описывающий ее существование как целого. Поскольку модель
системы отражает точку зрения исследователя то этот функционал отражает и
ее (например учитывает полезность системы).
В системе все взаимосвязано но это не мешает ее рассмотрению с различных точек зрения. Системотехника – прикладная наука а в практических
задачах упрощение посредством сужения модели – большое преимущество.
Руководящие материалы по проектированию систем автоматизации технологических процессов разработанных организациями
МИНМОНТАЖСПЕЦСТРОЯ СССР
Системы автоматизации технологических процессов. Монтажно-технологические требования к проектированию промышленных предприятий.
Структурные и функциональные схемы
Системы автоматизации технологических процессов. Схемы
функциональные. Методика выполнения.
Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование систем электропитания. Пособие к ВСН 20584Минмонтажспецстрой СССР.
электрические принципиальные. Требования к выполнению.
Схемы электрические принципиальные систем автоматиза(приложение 5) ции. Требования к выполнению. Обозначения условные графические многопозиционных устройств.
Электрические схемы автоматического регулирования технологических параметров. Измерительные приборы и регуляторы приборного типа.
Пневматические схемы
Пневматические схемы автоматизации технологических процессов. Методика оформления.
Выбор оптимальных диаметров линий связи в пневматических САР. Методика и нормативы.
Пневматические схемы сигнализации на элементах
УСЭППА. Пневматические системы автоматизации технологических процессов с вычислительными функциями
Масштабирующие устройства. Методика проектирования.
Суммирующие устройства. Методика проектирования.
Множительные устройства. Методика проектирования.
Расчет погрешностей вычислительных устройств. Методика.
Вычислительные устройства для определения действитель139
ных расходов. Методика проектирования.
Синтез и расчет настроек пневматических ВУ для работы в
САР соотношения технологических параметров. Методика.
Щиты пульты и щитовые помещения
Система автоматизации технологических процессов. Требования к выполнению проектной документации на щиты и
Щиты и пульты систем автоматизации технологических процессов. Конструкция особенности применения.
Щиты и пульты управления. Принцип компоновки.
Чертежи мнемонических схем на щитах и пультах управления. Указания по оформлению.
Системы автоматизации технологических процессов. Электроаппаратура поставляемая комплектно со щитами и пультами по ОСТ 36.13–76. Монтажные символы.
Корпуса шкафов утепленных обогреваемых. Правила применения в проектах систем автоматизации.
Инструкция по монтажу трубных проводок внутри щитов и
Инструкция по монтажу электрических проводок внутри
Системы автоматизации технологических процессов. Порядок согласования технической документации на изготовление щитов и пультов заводами-изготовителями Минмонтажспецстроя СССР.
Электрические и трубные проводки
Проектирование и монтаж электрических проводок систем
автоматизации технологических процессов с применением
многожильных магистральных кабелей.
РМ4-6–84 ч. I Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование электрических и трубных проводок. Электрические проводки. Пособие к ВСН 205-84ММСС СССР.
РМ4-6–79 ч.II Проектирование электрических и трубных проводок систем
автоматизации. Трубные проводки.
РМ4-6–81 ч.III Системы автоматизации технологических процессов. Проектирование электрических и трубных проводок. Указания по
выполнению документации.
Указания по проектированию и монтажу проходов трубных и
электрических проводок приборов и средств автоматизации
через стены и перекрытия зданий и сооружений.
Указания по совместной прокладке электрических измерительных цепей.
Инструкция по проектированию и монтажу трубных проводок из пневмокабелей и пластмассовых труб в системах
Схемы трубных проводок для измерения давления расхода и
уровня. Правила построения.
Системы автоматизации технологических процессов. Оценка
запаздывания в трубных проводках приборов для измерения
давления и расхода газа.
Системы автоматизации технологических процессов. Измерения давления расхода и уровня без ввода измеряемой среды в прибор.
Ограничительный перечень трубопроводной арматуры для
комплекции систем автоматизации на объектах строящихся
за рубежом при техническом содействии СССР.
Обогрев и теплоизоляция трубных проводок систем автоматизации. Инструкции по проектированию.
Номограммы и таблицы для выбора защитных труб коробов
лотков кабельных конструкций при проектировании электрических и трубных проводок систем автоматизации.
Ведомости и спецификации
Системы автоматизации технологических процессов. Указания по выполнению ведомостей и спецификаций в части
монтажных материалов.
Системы автоматизации технологических процессов. Укрупненные нормы расхода материалов и изделий.
Расчеты и применение регулирующих органов в системах автоматизации технологических процессов.
Системы автоматизации технологических процессов.
Системы автоматизации технологических процессов. Расчет
пневматических мембранно-пружинных исполнительных механизмов при проектировании.
Расчет и конструирование специальных сужающих устройств
расходомера для измерения расхода при малых числах Рейнольдса.
Широкодиапазонное измерение расхода сужающими устройствами.
Оформление и комплектование проектов.

С8. План трасс.dwg

обводненный нефтепродукт с установки
Перегретый водяной пар
t=150-240 °C P=0.3-1.3 МПа
Технологическая схема с КИПиА.
511149000-ИН028-УПБ-06-ТП
Реконструкция битумной установки
Экспликация трубопроводов
t=окр.среды P=0.3-08 МПа
Насосная технологическая
t=240-270°C P=1.25МПа
Вспомогательные системы
51114900-ИН028-БП-ТП1
Сборник конденсата водяного пара Е-6
Экспликация оборудования
Разводка водяного пара
Железнодорожная эстакада
51114900-ИН028-БП-ТП2
Автомобильная эстакада
t=80-90°C P=0.6-0.7 МПа
Зав. отделом битумов
Реконструкция битумного производства
Насосы налива битумов
t=80-190°C P=атм-1.1.
51114900-ИН028-БП 041-АТП1
t=100-120 °C P=0.01-0.05 МПа
в открытом состоянии
511149000-ИН028-БП-ТП2
51114900-ИН028-БП-АТП1.00.АПС1
Дренажи углеводородов с установки
Шкаф питания "полевого" КИП. Общий вид.
Монтаж проводок системы автоматизации выполняется после монтажа технологического оборудования.
Все незащищенные металлоконструкции после окончания монтажных работ должны быть огрунтованы и окрашены в два слоя.
продолжение см. ситуационный план (л.3.2)
План расположения оборудования и внешних проводок. ЕПП-3. Отм. 0.00.
Ось технологической эстакады
коллекторnвоздуха КИП
Условные обозначения
Коробка соединительная
Запорный клапан (отсекатель)
Лоток (короб) трасс КиА
Труба сжатого воздуха Ду=15мм
Датчик электрический
Подъём опуск проводок n(в пределах одной отметки)
Кабели под площадкой или в фальш-поле
Место подключения сжатого воздуха
Лоток неперфорированный с кры-
шкой 100*80 L=2000 мм.
Уголок перфорированный
Консоль BM основание 300
Профиль PSM L=2000 мм.
Перегородка SEP L=2000 H=80
Категория взрывопожа-
роопасности по НПБ 105-03
Категория и группа взрыво-
ГОСТ Р 51330.5-99 ГОСТ Р 51330.11-99
Классификация взрывопожароопасности производственного процесса
Группа производственного процесса
по санитарной характеристике
(СНИП 2.09.04-87 изм.3)
Категория взрывоопасности
технологического блока
согласно ПБ 09-540-03
План расположения оборудования и внешних проводок. Отм. 0.00.
Наименование трубопровода
Макс. рабочие (расчетные) условия
Взрыво- и пожароопас-ность продукта по ГОСТ 12.1.044
Класс опасности продукта по ГОСТ 12.1.007-76
Категория по ПБ 03-585
Краткая характеристика
Емкость для сбора конденсата
V=2 м³ H=2200 мм D=1.0 м
ТУ 3615-006-00220322-2000 2-2-1.6-2-И
Спецификация 6451114900-ИН028-БП-ТП1.CО
Насос для перекачки конденсата
Конденсат водяного пара
изолировано от конденсации
Автоматичесий пуск насоса НК-1
Автоматическая остановка НК-1
Автоматическое открытие MV601

С2. Структура АСУТП.dwg

Переводимый на АСУТП
Сущ.компрессорная корп.2041
существующих и модернизируемых узлов
Переводимый на АСУТП "полевой" КиП
Сущ. наружная установка ЭП-60(2)
Структурная схема АСУТП ЭП-60(2)
Наружная установка отделения пиролиза
новых печей пиролиза
Сущ. операторная отделения пиролиза корп.2028
независимая АСУТП и ПАЗ
Независимая АСУТП и ПАЗ
ИС - инженерная станция
ИУП - дублированный контроллер
ПАЗ - дублированный контроллер
РМОТ N1 РМОТ NN - рабочее место
СНС N1(2) - станция начальника смены
оператора-технолога (РМОТ)
Условные обозначения
Пр.А- принтер информационных сообщений
Пр.А- принтер аварийных сообщений
Арх - архивная станция
КиП - станция инженера КиП
Вновь устанавливаемый
(комплектная поставка
(подготовка пирогаза)
сущ. турбокомпрессора
Сущ. операторная отделения газоразделения корп.2045
66760-П5205-ЭП-60(2)Э-100Э-200-ПТЗ
Полевой КиП-это датчики и исполнительные
на открытой установке или в помещении
механизмы устанавливаемые по месту
с технологическим оборудованием
дубл. оптическая шина
Cтруктурная схема АСУТП установки 363
РСУ - распределення система управления
Пр.А - принтер аварийных сообщений
ПАЗ - система противо-аварийной защиты
СНУ - станция начальника установки
СНС - станция начальника смены
Операторная производства
Пр.T - принтер информационных сообщений
горячей и пропановой
РМОТ N1 РМОТ N2 - рабочее место
Основная технологическая
компрессорной станции

А. Пояснительная записка (+В2,В7).doc

Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств
блока экстракции установки 363 деасфальтизации гудрона
Пояснительная записка и приложения
к курсовому проекту по ПСА
Консультант: доцент А.Н.Христодуло
Перечень разработанных документов
№ Наименование документа Шифр
А Пояснительная записка: ТД.07.01.10-А
А1 Общая характеристика производственного
А1.1 Описание технологического процесса . 4
А1.2 Обеспечение безопасности ведения процесса 7
А2. Принципиальные решения по системе контроля и
А2.1 Структура АСУТП .9 А2.2
Требования к составу и функциям реализуемым СУ 9
А.3 Решения по размещению помещений
А.3.1 Планировка операторной размещение щитов
шкафов и пультов ..11
А.3.2 Основные требования к помещениям управления:
освещение отопление вентиляция устройство
А.3.3 Эргономическое обеспечение рабочего места
А.4 Питание системы управления 14
А.4.1 Организация схем электро- и пневмопитания
общие требования ..14
А.4.2 Расчеты потребности в сжатом воздухе 15
А.5.1 Размещение приемных и отборных устройств
датчиков преобразователей запорной и регулирующей
арматуры (“полевого” КИП) .17
А.5.2 Указания по монтажу электрических и трубных
А.5.3 Монтаж КТС верхнего уровня АСУТП в
А.6. Расчет надежности системы
В.1Заказные спецификации: ТД.07.01.10-В.
А) на приборы и средства автоматизации 1
В.2Перечень параметров сигнализации и блокировки ТД.07.01.10-В.
В.7Перечень разработанных документов ТД.07.01.10-В.
С.1Функциональная схема автоматизации ТД.07.01.10-С.
С.2Структурная схема АСУТП ТД.07.01.10-С.
С.3План операторной ТД.07.01.10-С.
С.4Принципиальная схема электропитания ТД.07.01.10-С.
С.5Принципиальная схема пневмопитания ТД.07.01.10-С.
С.6Принципиальные электрические схемы цепей ТД.07.01.10-С.
С.7Схема внешних электрических и трубных проводок ТД.07.01.10-С.
С.8План трасс ТД.07.01.10-С.
А. Пояснительная записка
Целью данного курсового проекта является закрепление теоретических
знаний по курсу «Проектирование систем автоматизации» и отработка техники
рабочего проектирования систем автоматизации химико-технологических
процессов. За время выполнения этого проекта студент должен получить
работы с нормативно – технической документацией;
разработки принципиальных и монтажных схем;
комплектации приборов и средств автоматизации а так же монтажных изделий
оформления комплектной документации;
расчета надежности систем автоматизации.
Исходными данными и материалами для выполнения курсового проекта
являются отчет о конструкторско-технологической практике и литературные
А.1 Общая характеристика производственного объекта
Установка деасфальтизации 363 предназначена для удаления из остатков
от перегонки нефти асфальто-смолистых веществ и полициклических
углеводородов с повышенной коксуемостью и низким индексом вязкости в
процессе экстракции растворителем. В качестве растворителя используется
пропан-изобутановая фракция. В качестве сырья используется гудрон
получаемый из нефтей Западно-Сибирских месторождений и смесей нефтей
Башкирских и Татарских месторождений на установках АВТ.
Деасфальтизат получаемый в процессе применяется как компонент сырья
установок деасфальтизации 361 362 каталитического крекинга
гидроочистки вакуумного газойля.
Асфальт получаемый на установке применяется в качестве компонента
сырья установки производства битумов установки висбрекинг.
А.1.1 Описание технологического процесса
Установка 363 разделена на семь технологических блоков:
Блок №1 Колонны К-1 К-2; емкость Е-10; теплообменники Т-5 Т-6;
насосы Н-1(9; трубопроводы обвязки.
Блок №2 Печь П-1; колонна К-9; испаритель Э-6; трубопроводы обвязки.
Блок №3 Колонны К-4 К-4а К-6 К-7; емкость Е-25; насосы Н-12 Н-13;
трубопроводы обвязки.
Блок №4 Испарители Э-1÷5; емкость Е-4; трубопроводы обвязки.
Блок №5 Колонны К-3; К-6; К-7; насосы Н-10; Н-11; трубопроводы
Блок №6 Емкости Е-15Е-19Е-20; теплообменники Х-1Х-2; гасители
пульсации Б-1Б-2; погружные конденсаторы-холодильники Т-7-10;
компрессоры В-1В-2; трубопроводы обвязки.
Блок №7 Емкости Е-123; аппараты воздушного охлаждения АВГ-123
АВЗ-1÷5 Т-7÷10; трубопроводы обвязки.
В блоке №1 происходит разделение исходного сырья на смеси
деасфальтизата с растворителем и асфальта с растворителем в колоннах
деасфальтизации К-1 и К-2 работающих параллельно. Конструкции колонн К-1 и
К-2 идентичны также как и параметры технологического процесса в них. Сырье
(гудрон) поступает в буферную емкость Е-10 откуда насосом Н-2 (Н-3 Н-1)
подается в среднюю часть К-1 (К-2). Пропан-бутановая смесь на установку а
также регенерированный сжиженный растворитель из Е-1 (Е-2 Е-3) насосом Н-
(Н-5 Н-6) прокачиваются через трубный пучок теплообменника Т-3 (Т-4) и
подаются в нижнюю часть экстракционной колонны К-1 (К-2) ниже I тарелки. В
межтрубное пространство теплообменника Т-3 (Т-4) подается отработанный пар
- в случае необходимости нагрева растворителя или оборотная вода - в
случае необходимости его охлаждения.
Колонна К-1 (К-2) состоит из двух частей: нижняя - экстракционная и
верхняя - отстойная К-1а (К-2а). В нижней части К-1 (К-2) смонтированы три
секции жалюзийных тарелок по три тарелки в секции. Растворитель
поднимаясь вверх по колонне навстречу нисходящему потоку сырья растворяет
в себе масляные компоненты. Процесс экстракции происходит при температуре
-85 °С и давлении 35÷40 кгссм2. Раствор деасфальтизата в растворителе
выводится с верхней части К-1 (К-2) проходит через трубный пучок
подогревателя Т-5 (Т-6) где нагревается до 60 ÷ 85 °С за счет тепла
свежего пара подаваемого в межтрубное пространство Т-5 (Т-6) и поступает в
верхнюю часть отстойной камеры К-1а (К-2а). В отстойной камере К-1а (К-2а)
происходит осаждение смол и тяжелых масел выделившихся при нагреве
раствора деасфальтизата в растворителе в подогревателе Т-5 (Т-6). Смолы и
тяжелые масла с низа отстойной камеры К-1а (К-2а) откачиваются насосами Н-
Н-9 (Н-8) и подаются в верхнюю часть колонны К-1 (К-2).
Блок №2. Здесь происходит выпаривание растворителя из раствора асфальта
при высоких температуре и давлении в печи П-1 отделение паров растворителя
от жидкости в испарителе Э-6. Выделившиеся из раствора асфальта пары
растворителя высокого давления из испарителя Э-6 поступают в отбойник К-9
где от растворителя отделяются унесенные с газом частицы асфальта. Далее
пары растворителя поступают в отбойник Е-4 раствор асфальта – в колонну К-
Блок №3. В колонне К-4 происходит окончательная отпарка асфальта от
растворителя путем подачи свежего пара через маточник в нижнюю часть
колонны. Отгон паров растворителя низкого давления происходит за счет
высокой температуры (210-260 °С) и низкого давления до 15 кгссм2.
Устройство колонны К-4 аналогично устройству колонны К-3 (блок №5). Пары
растворителя и водяного пара сверху колонны К-4 поступают в буферную
емкость Е-25 где осаждаются частицы асфальта. Асфальт с низа К-4 и Е-25
откачивается в парк насосами Н-12 (Н-13).
Блок №4. Раствор деасфальтизата в растворителе из верхней части
отстойной камеры К-1а (К-2а) поступает в испарители Э-1 Э-2 Э-3 (I
ступень регенерации растворителя из раствора деасфальтизата). Отгон
растворителя ведется при давлении 18÷23 кгссм2 и температуре 70-90 °С
засчет нагрева подачей отработанного пара в трубные пучки. В испарителях Э-
Э-5 (II ступень регенерации растворителя из раствора деасфальтизата)
происходит дальнейшй отгон растворителя при давлении 14÷20 кгссм2 и
температуре 140-160 °С засчет нагрева деасфальтизата подачей свежего пара в
трубные пучки. Выделившиеся из раствора деасфальтизата пары растворителя
высокого давления из испарителей Э-1 Э-5 поступают в отбойник Е-4 где от
растворителя отделяются унесенные с газом частицы деасфальтизата.
Блок №5. Раствор деасфальтизата с низа испарителей Э-4 Э-5 поступает в
колонну К-3 где происходит окончательная отпарка деасфальтизата от
растворителя подачей свежего пара через маточник в нижнюю часть колонны.
Раствор деасфальтизата подается в верхнюю часть колонны. Колонна К-3
имеет 16 тарелок желобчатого типа. Отгон паров растворителя низкого
давления происходит за счет высокой температуры (130-160 °С) и низкого
давления до 15 кгссм2. Деасфальтизат с низа колонны К-3 насосом Н-10 (Н-
) откачивается в товарный парк. С верхней части К-3 (а также К-4) пары
растворителя низкого давления выводятся в конденсатор смешения К-6 где
освобождаются от частиц водяного пара. Конденсатор смешения К-6 имеет 7
каскадных тарелок. В верхнюю часть К-6 выше тарелок подается оборотная
вода через маточник. После К-6 пары растворителя поступают в каплеотбойник
К-7 (или минуя его) и приемный трапп Е-19 на прием I ступени компрессора В-
(В-2). (блок №6). Деасфальтизат с низа К-3 откачивается в парк насосами Н-
Блок №6. В компрессорах В-1 (В-2) просиходит компримирование (сжижение)
газообразного растворителя низкого давления регенерированного из раствора
деасфальтизата. Полученный сжиженный растворитель поступает в емкость Е-1
(Е-2 Е-3) (блок №7).
Блок №7. Пары растворителя высокого давления из отбойника Е-4 поступают
в конденсаторы-холодильники АВГ-1 3 АВЗ-1 5 Т-7 10. Сжиженный
растворитель собирается в емкости Е-1 (Е-2 Е-3).
Основные режимные параметры:
гудрона на установку 58
деасфальтизата с установки 19
асфальта с установки 41
гудрона в К-1(К-2) 29
растворителя в К-1(К-2) 90
раствора деасфальтзата из К-1(К-2) 36
раствора асфальта из К-1(К-2) 84
гудрона в К-1(К-2) 150
растворителя в К-1(К-2) 47
растворителя в К-6 185
Основные характеристики сырья – гудрона с установок АВТ:
Вязкость условная при 80 °C не ниже 100
Основные характеристики получаемого деасфальтизата:
Коксуемость % не более 6
Основные характеристики получаемого асфальта:
Температура размягчения по кольцу и шару °C 50(80
А.1.2 Обеспечение безопасности ведения процесса
Для насосов и компрессоров перемещающих горючие продукты (Н-1÷Н-28
В-1 В-2) должны предусматриваться их дистанционное отключение и установка
на линиях всасывания и нагнетания запорных или отсекающих устройств как
правило с дистанционным управлением.
Насосы применяемые для нагнетания сжиженных горючих газов
легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (Н-1÷Н-28) должны оснащаться:
блокировками исключающими пуск или прекращающими работу насоса при
отсутствии перемещаемой жидкости в его корпусе или отклонениях ее уровней в
приемной и расходной емкостях от предельно допустимых значений;
средствами предупредительной сигнализации при достижении опасных
значений параметров в приемных и расходных емкостях.
Противоаварийная автоматическая защита топочного пространства
нагревательной печи П-1 обеспечивается:
системами регулирования заданного соотношения топлива воздуха и
блокировками прекращающими поступление газообразного топлива и воздуха
при снижении их давления ниже установленных параметров а также при
прекращении электроснабжения контрольно-измерительных приборов и
средствами сигнализации о прекращении поступления топлива а также
воздуха при его принудительной подаче в топочное пространство;
средствами контроля за уровнем тяги и автоматического прекращения
подачи топливного газа в зону горения при остановке дымососа или
недопустимом снижении разрежения в печи а при компоновке печных агрегатов
с котлами-утилизаторами - системами по переводу на работу агрегатов без
средствами автоматической подачи водяного пара в топочное пространство
и змеевики при прогаре труб.
Противоаварийная автоматическая защита змеевика П-1 обеспечивается:
аварийным освобождением его от нагреваемого жидкого продукта при
повреждении труб или прекращении его циркуляции;
блокировками по отключению подачи топлива при прекращении подачи сырья;
средствами дистанционного отключения подачи сырья и топлива в случаях
аварий в системах змеевика;
средствами сигнализации о падении давления в системах подачи сырья.
Помещение управления (операторная) является отдельно стоящим и
находится вне взрывоопасной зоны.
Помещение управления имеет воздушное отопление и установки для
кондиционирования воздуха должна предусматривается световая и звуковая
сигнализация о загазованности производственных помещений и территорий
Электроосвещение наружных технологических установок должно иметь
дистанционное включение из операторной и местное - по зонам обслуживания.
Для систем оборотного водоснабжения технологических объектов
(конденсатор смешения К-6 теплообменники Т-3 Т-4 погружные конденсаторы-
холодильники Т-7÷Т-10 холодильники Х-1 Х-2) предусмотрены средства
контроля и сигнализации содержания сжиженного растворителя на выходе из
технологических аппаратов (на коллекторе) а также меры исключающие его
попадание в водооборотную систему.
А.2 Принципиальные решения по системе контроля и управления
А.2.1 Структура АСУТП
АСУТП установки 363 реализована на базе однородной программной и
аппаратной среды Yokogawa Centum CS3000 R3.
АСУТП состоит из двух уровней:
-й уровень – полевой КИП базирующийся на современной электронной
технике локальные контроллеры (системы управления и защиты отдельных узлов
установки) приборы контроля загазованности воздушной среды приборы
анализа состава кроссовые шкафы с установленным в них оборудованием (реле
источники питания и пр.) местные пульты управления.
-й уровень – непосредственно система управления включающая в себя
распределенную систему управления (РСУ) и систему противоаварийной защиты
(ПАЗ). РСУ и ПАЗ являются независимыми структурами.
Система РСУ включает стандартные станции управления участком LFCS101
LFCS102 LFCS103 (шкафы контроллеров и узлов вв находящиеся в
операторной). Система ПАЗ включает стандартные станции управления участком
LFCS104 LFCS105 LFCS106. Интерфейс оператора реализован четырьмя
операторскими станциями (HIS) различной конфигурации (HIS101 HIS102
HIS103 HIS104). Имеется архивная станция (HIS105). Также имеются два
принтера предназначенных для печати аварийных и информационных сообщений.
Настройка конфигурация и программирование АСУТП осуществляется с
инженерной станции ENGS106 на которой установлено специальное программное
обеспечение для инжиниринга. Общее наблюдение за процессом и управление
деблокирующими ключами по комплексу ведётся со станции старшего по смене.
Связь между станциями осуществляется по системной сети Ethernet. Информация
о процессе и доступ к контроллерам осуществляется по изолированной
дублированной шине V-net (HF-Bus). Через блок межсетевой связи CGW
осуществляется подключение системной шины V-сети к шине Ethernet. Питание
основных блоков АСУТП осуществляется через программно-управляемый процессор
обработки данных работающий в системе электропитания. Информационно-
управляющая система объекта управления включает в себя: контроллеры
операторские станции (EOPS) инженерную станцию (ENGS) архивную станцию
(EUNV) принтеры (EPRT ECHU).
А.2.2 Требование к составу и функциям реализуемым системой управления
АСУТП автоматизировано осуществляет:
- сбор обработку и анализ информации (сигналов сообщений документов
и т. п.) о состоянии установки;
- выработку управляющих воздействий;
- передачу управляющих воздействий на исполнение и контроль;
- реализацию и контроль выполнения управляющих воздействий;
- обмен информацией с взаимосвязанными автоматизированными системами.
Согласно требованиям в состав АСУТП входят:
- комплекс технических средств АСУТП;
- запасные изделия и приборы приборы и устройства для проверки
работоспособности наладки технических средств и контроля метрологических
характеристик измерительных каналов АСУТП;
- эксплуатационная документация по ГОСТ 2.601-68 на каждое из изделий
входящих в состав КТС АСУТП;
Штаты АСУТП укомплектованы персоналом удовлетворяющим соответствующим
требованиям. Порядок разработки постановки на производство и испытаний
поставляемых комплектующих использованных в АСУТП соответствует
Государственным стандартам системы разработки и постановки продукции на
производство. Технические средства АСУТП размещены с соблюдением
требований содержащихся в технической в том числе эксплуатационной
документации на них и так чтобы было удобно использовать их при
функционировании АСУТП и выполнять техническое обслуживание. Размещение
технических средств используемых персоналом АСУТП при выполнении
автоматизированных функций соответствует требованиям эргономики: для
производственного оборудования по ГОСТ 12.049-80 для средств представления
зрительной информации по ГОСТ 21829-76 в том числе для табло коллективного
пользования из цифровых знакосинтезирующих электролюминесцентных
индикаторов по ГОСТ 21837-76.
Технические средства АСУТП используемые при взаимодействии АСУТП с
другими системами совместимы по интерфейсам с соответствующими
техническими средствами этих систем и используемых систем связи.
В АСУТП использованы технические средства со сроком службы не менее
десяти лет удовлетворяющие общим техническим требованиям по ГОСТ 22552-84.
Выключатели выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями
на пультах: поворотным - по ГОСТ 22613-77 клавишным и кнопочным - по ГОСТ
614-77 типа Тумблер - по ГОСТ 22615-77. Сигнализаторы звуковых первичных
сообщений выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями -
Организация рабочего места взаимное расположение средств отображения
информации органов управления и средств связи в пределах рабочего места
выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями - по ГОСТ
269-76 в том числе пультов - по ГОСТ 23000-76.
А.3 Решения по размещению помещений управления
А.3.1 Планировка операторной размещение щитов
Операторная расположена на первом этаже и имеет 3 выхода. Она состоит
из основных помещений (аппаратная помещение серверной комната источников
бесперебойного питания помещения пункта управления) и вспомогательных
(кабинеты санузел комната приема пищи комнаты хранения рабочей
спецодежды и средств СИЗ).
Размещение оборудования внутри помещения обеспечивает достаточно
свободного места свободный проход и двусторонний доступ к шкафам столам и
аппаратным стойкам. Расстояния между стеной и наиболее выступающими частями
приборов и оборудования от 13 до 15м.
Для обеспечения хорошей вентиляции и легкого обслуживания свободное
пространство между поверхностью стены и открытой дверью шкафа составляет не
Щиты и пульты систем автоматизации соответствуют ГОСТ 3244-68 и
предназначены для установки в закрытых помещениях с температурой
окружающего воздуха от -300 до +50° С при относительной влажности не более
% и отсутствии вибрации агрессивных газов паров и токопроводящей пыли.
Контроллеры установлены в соседней с операторной комнате. Прокладка
электрических и трубных проводок в помещениях пунктов управления скрыта
(предусмотрены специальные каналы). Выводы проводок в помещение надежно
А.3.2 Основные требования к помещениям управления: освещение
отопление вентиляция устройство заземления.
Управление технологическими процессами в современных условиях
осуществляется из операторских пунктов управления. Потому эти помещения
отвечают следующим требованиям:
- температура в помещении - от 15 до 23 °С;
- давление - 01 МПа;
- влажность - 30 70% при t=210 C;
- вентиляция - 025 05 мс;
- вибрация - 75 120 Гц с амплитудой 001 мм;
- освещение - 550 1100 люкс.
В операторных предусмотрено воздушное отопление совмещенное с
системами приточной вентиляции и кондиционирования воздуха.
При проектировании систем отопления расчетные температуры воздуха и
влажность в операторных были приняты на основании СНиП 41-01-2003 учитывая
требования нормальной эксплуатации оборудования установленного в этих
Операторные имеют постоянно-действующую вентиляцию обеспечивающую
гарантированный подпор воздуха не менее 25 Па.
Содержание пыли в воздухе поступающем в операторную не превышает 2
мг на 1 м2 воздуха с учетом требований к чистоте воздуха указанных в
технологическом задании.
Кондиционирование воздуха в операторных в которых установлено
электронное оборудование предусмотрено в соответствии с ПБ 09-540-03 (п-
7.3) и ГОСТ 12.1.005-88 с учетом технологических требований.
На воздухозаборе приточной вентиляции установлен газоанализатор
контроля нижнего концентрационного предела распространения пламени (Fire
monitoring panel 231) и токсичности газов (Gas monitoring panel 221)
обеспечивающий срабатывание системы оповещения персонала операторной об
Полы выполняются неэлектропроводимыми в целях безопасности
помещений. Полы не допускают проникновения влаги и вредных газов.
Освещение операторных.
В операторных предусмотрены следующие виды искусственного освещения:
рабочее освещение аварийное освещение (освещение безопасности
эвакуационное) и ремонтное освещение. Так как окна отсутствуют
предусмотрено освещение с использованием ультрафиолетовых ламп.
Для рабочего освещения применена система общего освещения.
Освещение безопасности создает освещенность не менее 30 лк - на
остальной площади наименьшая освещенность допускается 10% от нормируемой.
Аварийное освещение СНиП 23-05-95 (п.7.60-7.64) предусмотрено в
помещении операторной от третьего источника питания.
Для проведении ремонта и наладки оборудования предусмотрено ремонтное
освещение (U = 36 В).
Качество освещения удовлетворяет следующим основным требованиям:
устройство общего и местного освещения поверхностей щитов и пультов
равномерно и не дает бликов на приборах. Для защиты глаз от блесткости
светящейся поверхности ламп служит защитный угол светильника - угол
образованный горизонталью поверхности лампы (края светящейся нити) и
линией проходящей через край арматуры;
световой поток - без пульсаций - для чего осуществлено поочередное
подключение ламп к разным фазам.
По надежности электроснабжения питание рабочего освещения относится
к I категории а питание освещения безопасности относится к особой группе I
категории надежности ПБ 09-540-03 (п. 7.8).
В качестве 3-го независимого источника используется источник
бесперебойного питания (ИБП).
Для освещения операторной применены люминесцентные источники света.
Требования к устройству заземления.
Для операторных предусмотрены в соответствии с ПУЭ-2000 два независимых
контура заземления с отдельными заземлителями:
- контур логического (схемного) заземления;
- контур защитного заземления
A.3.3 Эргономическое обеспечение рабочего места оператора
Взаимодействие человека с АСУТП осуществляется через операторную
станцию. Количество пультов операторной соответствует количеству операторов-
технологов управляющих объектом.
Пульты операторной оснащены функциональной клавиатурой обеспечивающей
возможность прямого выбора необходимого фрагмента информации путем
однократного прикосновения к элементу клавиатуры.
Размеры экрана не меньше 20 дюймов по диагонали. Отображение информации
на экране обеспечивает получение оператором полной характеристики текущего
состояния технологического процесса и оборудования и возможность управления
ими в виде наиболее удобном для восприятия в каждой конкретной ситуации.
Фрагменты изображения не перенасыщены информацией и разнообразием цветовой
гаммы. Фон графических экранов выбран из спокойной цветовой гаммы.
Предупредительная и аварийная сигнализация сопровождаются мерцанием и
изменением цвета цифровых значений переменных фона графических объектов
на экране дисплея звуковой сигнализацией.
Общие эргономические требования к залу операторов и расположению
рабочих мест должны соответствуют ГОСТ 21958-76.
Взаимное расположение рабочих мест операторов и коллективных средств
отображения информации в залах а также операторов между собой
- функциональные связи между операторами;
- максимальный обзор информационного поля коллективного средства
- средства отображения;
- свободное пространство для перемещения операторов и эксплуатации
Операторам обеспечена соответствующая трудовая деятельность
физиологически рациональную рабочая поза по отношению к коллективным
средствам отображения информации. При этом допустимы повороты головы в
горизонтальной плоскости - не более 45 градусов а в вертикальной плоскости
не более 30 градусов от горизонтальной линии взора.
Требования к креслу оператора находятся в ГОСТ 21889-76.
Кресло обеспечивает человеку-оператору соответствующую характеру и
условиям труда физиологически рациональную рабочую позу.
При невозможности покинуть рабочее место длительное время конструкция
кресла обеспечивает условия для отдыха человека-оператора в кресле.
Конструкция кресла не должна затруднять рабочих движений.
Общие эргономические требования регламентирующие организацию рабочих
мест взаимное расположение средств связи в пределах одного рабочего места
соответствуют ГОСТ 22269-76.
Для создания условий нормального функционирования системы и
обслуживания персонала предусмотрено:
- создание современного интерьера в операторной;
- цветовое единство интерьера и технических средств системы;
- легкое равномерное освещение;
- зашита операторной от попадания прямых солнечных лучей
-кондинционирование воздуха;
- удобная функциональная мебель.
А.4. Питание системы управления
А.4.1 Организация схем электро- и пневмопитания
Оборудование АСУТП относится к особой группе первой категории
электроприемников. Поэтому согласно ПУЭ питание необходимо обеспечивать
от трех независимых взаиморезервируемых источников. Лучшим решением для
обеспечения этого требования является использование источников
бесперебойного питания (ИБП UPS) постоянно работающего в режиме on-line
(постоянного преобразования от батареи) способного автоматически
переходить на байпас то есть работать напрямую от сети. Время работы ИБП
от аккумуляторной батареи составляет 30 мин.
В схеме электроснабжения предусмотрено два источника бесперебойного
питания напряжением 220 В переменного тока и частотой 50 Гц (основной и
резервный) и два шкафа распределения питания. В нормальном режиме
обеспечение питания идет от основного ИБП. Рабочий ток через шкаф АВР
поступает по кабелю В1 к основному ИБП по кабелю В3 – непосредственно в
шкаф №2 распределения питания вспомогательного оборудования.
В случае аварийной ситуации (короткое замыкание на рабочем вводе)
устройство автоматического включения резерва включает цепь резервного
ввода. При этом включается аварийное освещение и звуковая сигнализация.
При нажатии оператором на кнопку пакетного выключателя происходит
включение обмотки реле сигнальной лампы. При этом реле самоблокируется
через свой нормально разомкнутый контакт и подключает сигнальную лампу
оповещения включения резервного ввода. Происходит автоматическое отключение
звуковой сигнализации.
Основным принципом организации электропитания является распределение
оперативного тока по группам потребителей таким образом чтобы отдельная
неисправность или ремонт элемента сети электропитания не приводили к
полному выходу программно-технического комплекса (ПТК) из строя. Питание
датчиков подключаемых к шкафам автоматики осуществляется от источников
постоянного тока напряжением 24 В этих шкафов.
В качестве источника питания для пневматических систем автоматизации
используется энергия сжатого воздуха от воздушной компрессорной установки
системы воздуха КИП (ВК-1). Воздушный компрессор создает разрежение 086
МПа объемный расход – 05 нм3мин.
Воздух КИП готовится по 1 классу загрязненности (ГОСТ 17433-80).
Установлены предварительный и конечный фильтры Ф-1 и Ф-2 предназначенные
для очистки воздуха от механических примесей и конденсата а также
осушители воздуха ОВ-1 и ОВ-2 обеспечивающую точку росы – 50 °С.
Далее воздух поступает в сеть пневмопитания – закольцованный на
территории технологического объекта трубопровод посредством которого
воздух КИП разводится по местной аппаратуре пневмопитания.
При понижении давления ниже минимального давления питания клапанов
срабатывает световая и звуковая сигнализация и автоматическая блокировка
переводящая систему на питание от ресивера ВС-1. Емкость ресивера подобрана
таким образом чтобы обеспечить работу системы пневмопитания на время
необходимое для безопасного останова установки (не менее 1 ч).
A.4.2 Расчеты потребности в сжатом воздухе
Расчет расхода воздуха по объекту.
1. Определение расхода воздуха потребляемого клапанами-отсекателями:
с – доля устройств с полным циклом в час. Циклом работы отсекателя
состоит из открытия и закрытия клапана. В расчете обычно принимается доля
nотс. – количество клапанов-отсекателей;
Qу – норма утечки воздуха нм3час. Если значение не определено по
паспортным характеристикам приборов можно принять среднестатистическое
значение 000006 нм3час.
Q0 – расход воздуха через один клапан за 1 цикл нм3час. Если
значение не определено по паспортным характеристикам приборов можно
принять среднестатистическое значение 0.0433 нм3час.
2. Определение расхода воздуха потребляемого клапанами-регуляторами.
Q0 – норма расхода устройств в установившимся режиме нм3час. Если
принять среднестатистическое значение 0.4 нм3час;
nкл. – количество клапанов на объекте;
Q0’ – расход воздуха через устройство в переходном режиме нм3час.
Если значение не определено по паспортным характеристикам приборов можно
принять среднестатистическое значение 4 нм3час;
с – доля клапанов в переходном режиме в течении 1 часа. Обычно в
расчетах принимают 006-010 %.
Следовательно в систему пневмопитания установим один воздушный
компрессор с рабочим объемным расходом на линии нагнетания 05 нм3мин.
3. Расчет общего расхода воздуха по объекту:
Расчет объема ресивера (V).
1. Расчет объема для клапанов-отсекателей:
nотс. – количество клапанов-отсекателей задействованных в безопасной
остановке объекта можно принять равным nотс..
nц. – количество циклов клапана-отсекателя на период ликвидации аварии
можно принять равное 2.
[pic] – продолжительность питания отсекателей от ресивера обычно
принимается равным 1 ч.
2. Расчет объема для клапанов-регуляторов:
3. Расчет объема ресивера из рабочих условий давления воздуха
где [pic] – плотность воздуха при рабочих условиях давления воздуха
при которых обеспечивается работоспособность пневматических исполнительных
Pmax Pmin – минимальное и максимальное давление питания воздуха для
[pic] - плотность воздуха при нормальных условиях.
Следовательно для нашей системы достаточно 1-го ресивера объемом 20
А.5. Монтаж системы управления
А.5.1 Размещение приемных и отборных устройств датчиков
преобразователей запорной и регулирующей арматуры («полевого» КИП)
Приборы установлены таким образом чтобы обеспечить надежную точность
измерения и свободный доступ для обслуживания.
Место установки первичных преобразователей на технологических
аппаратах зависит от измеряемого параметра (температура давление) среды и
конструкции технологического аппарата:
приборы для измерения давления пара в технологическом аппарате
(трубопроводе флегмовой емкости отстойнике) например
манометры установлены сверху чтобы на показания прибора не
влияли частицы жидкости которые присутствуют в паре. Установка
произведена по месту;
приборы которые измеряют давление жидкости установлены ниже
верхнего уровня жидкости чтобы избежать влияния частиц пара на
показания прибора. Установка по месту;
соединительные линии проложены так чтобы исключить образование
для измерения температуры среды в аппарате или трубопроводе
врезаны в аппарат (трубопровод) термопары одним из трех способов:
перпендикулярно потоку под углом к потоку или вдоль потока. В
данном курсовом проекте для измерения температуры в трубопроводе
используются термопреобразователи с унифицированным выходным
сигналом. Способ врезки: перпендикулярно потоку. Если требуется
измерить температуру поверхности аппарата (реактора колонны
трубопровода) то используют либо поверхностные термометры либо
термопару врезают в поверхность аппарата (трубопровода). Иногда
термопара заглубляется в железо и накрывается медной пластинкой.
Установлен прибор в тех местах где поток постоянен;
при измерении расхода диафрагмы установлены только на прямом
участке трубопровода. Минимальное расстояние от местного
сопротивления до диафрагмы составляет 100 ∅ трубопровода до
диафрагмы после диафрагмы – 50 ∅ трубопровода. Диафрагма
установлена между двумя фланцами приваренными к трубопроводу.
Сужающие устройства вмонтированы в предварительно установленные
фланцы после очистки и продувки трубопровода. В проекте
используются диафрагмы характеристики которых указаны в
исполнительные механизмы вмонтированы на трубопроводах так чтобы
направление регулируемой среды совпадало с направлением указанным
Приборы для измерения давления а также дифференциальные манометры для
измерения уровня в колоннах гидростатическим методом расположены в
необогреваемых шкафах.
А.5.2 Указания по монтажу электрических и трубных проводок
Монтаж трубных проводок систем автоматизации отвечает рекомендациям
СТО 11233753-001-2006-10-29 СНиП 3.05.07 СНиП 3.05.05 а также
руководящим документам Ростехнадзора.
При измерении давления и расхода для отбора измеряемой среды
используются импульсные трубки 14х3. Электрические и трубные проводки
обеспечивают связь между отдельными элементами систем автоматического
контроля регулирования и управления производством.
Трубные проводки обладают необходимой механической прочностью.
Материалы проводок обладают стойкостью против резких воздействий
температуры агрессивных воздействий. Все трубные проводки заполненные
средой с температурой выше 60оС расположенные на высоте менее 25м
огорожены во избежание случайных прикосновений.
Трубные проводки проложены по кратчайшим расстояниям между
соединяемыми приборами параллельно стенам перекрытиям и колоннам вдали от
технологических агрегатов и электрооборудования с минимальным числом
поворотов и пересечений в местах доступных для монтажа и обслуживания не
имеющих резких колебаний температуры окружающего воздуха не подверженных
сильному нагреванию или охлаждению сотрясению и вибрации. Общая ширина
группы горизонтальных и вертикальных трубных проводок закрепляемых на
одной конструкции составляет не более 600 мм при обслуживании проводки с
одной стороны и 1200 мм - с двух сторон. Импульсные трубки к расходомерам
топливного газа ВСГ и вакуумного газойля проложены с уклоном 1:10. Уклоны
обогревающих трубных проводок соответствуют уклонам обогреваемых проводок.
Одиночные и групповые трубные проводки а также несущие конструкции для них
проложены по стенам перекрытиям колоннам эстакадам на расстоянии 25-30
мм от стен и перекрытий.
Минимальная высота прокладки наружных трубных проводок (в свету): в
непроезжей части территории в местах прохода людей - 22 м; в местах
пересечений с автодорогами - 5 м.
Монтаж электропроводок системы автоматизации удовлетворяет
требованиям СНиП 3.05.06 стандарта СТО 11233753-001-2006-10-29 и СНиП
05.07 а также ПБ 09-540.
Подведенные к техническим средствам автоматизации кабели и провода
подключают к ним через присоединительные устройства: винтовые зажимы
штепсельные разъемы низкочастотные соединители (например кабельные вилки
и розетки и др.). Защитные трубы электропроводок проложены на таких
расстояниях от других трубопроводов что обеспечивают нормальные условия их
монтажа. Эти расстояния составляют в местах пересечения технологических
линий не менее 50 мм а с горизонтальными трубопроводами с жидкостями и
газами не менее 100 мм.
Электрические линии проложены по кратчайшим трассам вдоль стен
перекрытий по колоннам в земле избегая при этом влияния механических
воздействий действия высоких температур и агрессивных сред способных
привести к нарушению целостности электропроводки. Удаление трасс
электропроводок от сооружений технологических трубопроводов для открытых
электропроводок от технических трубопроводов не менее 10 мм от
трубопроводов транспортирующих горючие газы и жидкости не менее 250 мм. В
электропроводках систем автоматизации допускается совместная прокладка в
одной защитной трубе коробе кабеле или в одном пучке проводов
проложенных на полках цепей управления электродвигателями исполнительных
механизмов. Защитные трубы электропроводок проложены на таких расстояниях
от других трубопроводов чтобы обеспечить нормальные условия их монтажа.
Эти расстояния составляют в местах пересечения технологических линий не
менее 50 мм а при пересечении с трубопроводами с газами не менее 100 мм.
Удаление трасс электропроводок от сооружений технологических
трубопроводов и оборудования при параллельной прокладке трасс составляет:
для открытых электропроводок: от технологических трубопроводов –
для кабелей прокладываемых в земле: от теплопроводов – 2000 мм
от газовых трубопроводов транспортирующих горючие жидкости – 2000
мм от фундаментов опор линий передач – 1000 мм от рельсов
заводского транспорта – 2000 мм от насаждений – 2000 мм от
фундаментов зданий – 600 мм.
В проекте подвод кабельных трасс от операторной до площадки осуществлен
с помощью короба затем трубой длиной до 5 м и металлорукавом длиной до 1 м
непосредственно от площадки к датчику. Используется кабель КВВГЭнг (4х1
х1 14х1). Кабельные трассы системы управления и системы противоаварийной
защиты проложены в отдельных коробах и трубах.
А.5.3 Монтаж КТС верхнего уровня АСУТП в шкафах
Автоматизированная система управления технологическими процессами
установки деасфальтизации 363 предназначена для автоматизированного
контроля и управления в реальном масштабе времени основными и
вспомогательными технологическими процессами. В системе CS3000R3 блок
управления AFF50S (модель устанавливаемая на 19" стойке) блоки
интерфейса узла и оптические повторители устанавливаются в металлическом
шкафу который запирается на ключ. Для установки одного блока интерфейса
узла и одного оптического повторителя используются шкафы утвержденные CSA.
Шкаф имеет размеры не меньше 600 мм (ширина) x 1610 мм (высота) x 600 мм
Монтируемые в стойку устройства включают в себя: Блок Управления
AFS30SAFS30D AFS10S AFS10D Станцию управления PFCSPFCD Оптический
повторитель YNT511S YNT511D YNT521SYNT521D Повторитель шины YNT512S
YNT512D Блок машины шлюза для связи между сетями ACG10S Блок интерфейса
узла ANS50AND50 Блок интерфейса узла ANR10SANR10D для FIO и
преобразователь шины ABC11SABC11D.
При установке монтируемого в 19 – дюймовую стойку устройства в ту же
стойку между устройствами сохранено расстояние равное 3 блокам (1 блок:
Интерфейсная плата шины управления установлена в гнездо расширения PCI
в PCAT совместимый универсальный персональный компьютер для подключения
его к Шине Управления. Плата позволяет использовать на ПК функции системы
CENTUM CS 3000 при работе этой системы с указанным программным
Аппаратура в шкафах размещена по технологическому принципу. Это значит
что аппаратура являющуюся частью одной технологической линии расположена
на отдельной панели.
Пульт оператора является одним из центральных звеньев управления
процессом так как выполняет следующие функции:
отображение информации от первичных датчиков и преобразователей
о ходе технологического процесса;
обработка архивирование и масштабирование полученных данных;
распечатка получаемых данных.
На пульте управления установлен универсальный ПК.
Пульт управления имеет горизонтальную поверхность для установки ПК
шириной не меньше 700 и глубиной 800 мм чтобы обеспечить достаточное
рабочее пространство. Все кабели подсоединены с задней стороны пульта
управления. Обеспечена опора кабелей вертикальных каналов чтобы исключить
непосредственное действие их веса на разъемы.
Щиты и пульты управления установлены в соответствии с проектными
решениями и требованиями СНиП III-34-74 «Правила производства и приемки
На щитах пультах и станциях управления смонтирована аппаратура
выполнены электрические и трубные проводки подготовленные к подключению
внешних цепей а также предусмотрены конструкции для установки приборов и
подводимых к щитам кабелей. В комплект поставки с щитами входят и крепежные
изделия необходимые для сборки и установки щитов. Малогабаритные щиты
вмонтированы на стенах и других строительных конструкциях. Монтаж
произведен при помощи кронштейнов или на полу на стойках обеспечивающих
установку щита на высоте (высота удобная для наблюдения за приборами).
Щит нормальных размеров установлен непосредственно на пол при условии
что он обеспечивает достаточную жесткость и не подвержен сильной вибрации.
При разработке чертежей установки щитов и пультов одновременно решены
вопросы организации ввода проводок в щиты и пульты.
Для прокладки кабельных и трубных трасс в операторных помещениях
наиболее рациональной является такая система при которой все электрические
кабели подходят к щитам и пультам снизу а трубные проводки и проводки
пирометрии – сверху.
А.6. Расчет надежности системы автоматизации
А.6.1. Расчет вероятности безотказной работы
Вероятность безотказной работы для цепочки последовательных элементов
вычисляется по формуле
а для цепочки параллельных элементов – по формуле
где t – время ч; (i – интенсивность отказов элемента ч-1.
Средняя наработка на отказ рассчитывается по формуле
При расчете используется приближенная формула
где (t – приращение по времени; n((t – интервал интегрирования –
достаточно большое для требуемой точности расчета наработки число.
Результаты расчёта программы psa1.exe
Расчёт надёжности системы с произвольными структурой и числом элементов
при условии её невосстанавления.
Таблица 1 – Типы элементов и их показатели надежности
Тип Инт.отк. Инт.восст. Расшифровка
К 5*10-4 002 Колонна
Н 25*10-4 0033 Насос
Х 9*10-5 36 Холодильник
Т 136*10-4 0023 Теплообменник
ТТ 1*10-5 023 Термометрические термометры
ЛС 211*10-5 104 Линия связи
ТП 14*10-5 077 Тензометрические преобразователи
Д 1*10-6 033 Диафрагма
МСКУ 59*10-6 025 МСКУ
ЭП 47*10-5 1 Электро-пневмопреобразователь
РК 85*10-5 2 Регулирующий клапан
ОП 1*10-6 025 Оператор
Рисунок 1 - Структурная схема надёжности блока №1
установки деасфальтизации
Таблица 2 – Форма вводы структурной схемы в программу
К 25 ЛС 48 ТТ 64:1.2 ЛС
К 26 ЛС 49 ТТ 64:1.3 ЭП
Н 27 ЛС 50 ТТ 64:2.1 ОП
Н 28 ЛС 51 ТТ 65:1.1 РК
Т 29 ЛС 52 ТТ 65:1.2 ЛС
Т 30 ЛС 53 ТТ 65:1.3 ЭП
Д 31 ЛС 54 ТТ 65:2.1 ОП
Д 32 ЛС 55 ТТ 66:1.1 РК
Д 33 ЛС 56 ТТ 66:1.2 ЛС
Д 34 ЛС 57 ТТ 66:1.3 ЭП
Д 35 ЛС 58 ТТ 66:2.1 ОП
Д 36 ЛС 59 ТТ 67:1.1 РК
Д 37 ЛС 60 ТТ 67:1.2 ЛС
Д 38 ЛС 61 МСКУ 67:1.3 ЭП
ТП 39 ЛС 62:1.1 РК 67:2.1 ОП
ТП 40 ЛС 62:1.2 ЛС 68:1.1 РК
ТП 41 ЛС 62:1.3 ЭП 68:1.2 ЛС
ТП 42 ЛС 62:2.1 ОП 68:1.3 ЭП
ТП 43 ЛС 63:1.1 РК 68:2.1 ОП
ТП 44 ЛС 63:1.2 ЛС 69:1.1 РК
ТП 45 ЛС 63:1.3 ЭП 69:1.2 ЛС
ТП 46 ЛС 63:2.1 ОП 69:1.3 ЭП
ТП 47 ЛС 64:1.1 РК 69:2.1 ОП
Таблица 3 – Результаты работы
P(t) – вероятность безотказной работы
t P(t) t P(t) t P(t) t P(t)
Среднее время наработки на отказ: Т = 372.919 ч
Рисунок 2 – График зависимости вероятности безотказной
работы от времени работы
А.6.2. Расчет коэффициента готовности
Граф переходов из состояния в состояние для схемы рис. 4 будет подобен
изображенному на рисунке 3.
Рисунок 3 – Граф переходов
(i – интенсивность восстановления i-го элемента ч-1
n – число элементов системы.
При этом состояния отказов отдельных элементов изображаются узлами 1
n рабочее состояние – 0. Граф описывается системой дифференциальных
Начальные условия для решения данной системы уравнений записываются
Преобразуем систему дифференциальных уравнений в систему
где Pij – вероятность нахождения системы в i-ом состоянии в j-ый
Коэффициент готовности системы равен вероятности нахождения системы в
нулевом состоянии (при времени эксплуатации t().
Рисунок 4 – Структурная схема надежности производственного комплекса
БР – блок регулирования (РК ЛС ЭП)
Результаты расчёта программы psa12.exe
Расчёт надёжности системы с линейной структурой и произвольным числом
элементов при условии её восстановления
Таблица 4 – Форма ввода структурной схемы в программу
К 23 ТП 45 ЛС 67 ЭП
К 24 ТП 46 ЛС 68 РК
Н 25 ЛС 47 ЛС 69 ЛС
Н 26 ЛС 48 ТТ 70 ЭП
Т 27 ЛС 49 ТТ 71 РК
Т 28 ЛС 50 ТТ 72 ЛС
Д 29 ЛС 51 ТТ 73 ЭП
Д 30 ЛС 52 ТТ 74 РК
Д 31 ЛС 53 ТТ 75 ЛС
Д 32 ЛС 54 ТТ 76 ЭП
Д 33 ЛС 55 ТТ 77 РК
Д 34 ЛС 56 ТТ 78 ЛС
Д 35 ЛС 57 ТТ 79 ЭП
Д 36 ЛС 58 ТТ 80 РК
ТП 37 ЛС 59 ТТ 81 ЛС
ТП 38 ЛС 60 ТТ 82 ЭП
ТП 39 ЛС 61 МСКУ 83 РК
ТП 40 ЛС 62 РК 84 ЛС
ТП 41 ЛС 63 ЛС 85 ЭП
Коэффициент готовности Кг = 10 (при 100000 точек расчета).
Рабочий проект АСУТП блока экстракции установки 363 выполнен с учетом
ПБ 09-540-03 ПБ 09-563-03 и соответствует ГОСТ 24.104. Система управления
создана на базе однородной программной и аппаратной среды Yokogawa
CS3000R3 реализует все технические решения проекта разработчика «верхнего
уровня». АСУТП реализует логические схемы и алгоритмы для безаварийной
остановки производства по специальным программам при аварии на установке.
Внедрение АСУТП обеспечивает достижение главной цели – получение
стабильной прибыли за счет производства конкурентоспособной продукции
удовлетворяющей требованиям потребителей. Следствием этого также является
требуемое качество управления высокая степень надежности требуемые
показатели качества товарных продуктов.
Структура системы управления представляет собой совокупность элементов
и устройств взаимодействие которых реализуется через множество связей
между ними является техническим воплощением множества функций АСУТП и
обладает заданным уровнем надежности.
ПЕРЕЧЕНЬ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛИЗАЦИИ И БЛОКИРОВКИ
9 Уровень асфальта в К-1 К-1 % - 20 80 20 80 - - Звуковая и
световая сигнализация PIRCSA 205 Давление в К-1К-1а К-1К-1а кгссм2
Авт. открытие отсекателей ПО104 ПО105 звуковая и световая сигнализация
8 Наличие потока на линии всаса Н-7 Н-7 - - - - - - - - Авт.
останов насоса Н-7 звуковая и световая сигнализация LSA
0 Наличие потока на линии всаса Н-8 Н-8 - - - - - - - - Авт.
останов насоса Н-8 звуковая и световая сигнализация TISA 1147A TISA
47B Температура подшипников насоса Н-7 Н-7 ºС - - - - - - 75
Авт. останов насоса Н-7 звуковая и световая сигнализация TISA 1148A
48B Температура подшипников насоса Н-8 Н-8 ºС - - - - - - 75
Авт. останов насоса Н-8 звуковая и световая сигнализация PA267
Давление в уплотнительном бачке Н-7 Н-7 кгссм2 - - - - 2 - -
Звуковая и световая сигнализация LSA467 Уровень жидкости в уплотнит.
бачке Н-7 Н-7 % - - - - - Lmin - Авт. останов насоса Н-7
звуковая и световая сигнализация TIA1267 Температура уплотнит. жидкости
Н-7 Н-7 ºС - - - - 100 - - Звуковая и световая сигнализация
PA269 Давление в уплотнительном бачке Н-8 Н-8 кгссм2 - - - - 2 -
- Звуковая и световая сигнализация LSA469 Уровень жидкости в
уплотнит. бачке Н-8 Н-8 % - - - - - Lmin - Авт. останов насоса Н-
звуковая и световая сигнализация TIA1269 Температура уплотнит.
жидкости Н-8 Н-8 ºС - - - - 100 - - Звуковая и световая

Титульник 2-го тома (АЗ).doc

Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств
Чертежи к курсовому проекту по ПСА

В1. Спецификации А3 .pdf

Метран-281-02- Exia-160H10-(0 300)С-У1.1-ГП
Метран-281-02- Exia-320H10-(0 150)С-У1.1-ГП
Наименование и техническая характеристика
Обозначение документа
Спецификация оборудования
Приборы и средства автоматизации (РСУ)
Место установки: трубопровод гудрона в К-1
Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом
Характеристика: ХА(К)
Взрывозащита: не ниже ExiaIICT5
Выходной сигнал: 4 20 mA HART
Присоединительный размер: М20х15
Материал защитной арматуры: 12X18H10T
Длина монтажной части: 160 мм
Измеряемая среда: гудрон
Траб=150С; Tmax=300С
Аналоговый сигнал подключить к искробезопасному барьеру РСУ
Место установки: куб колонны К-1
Длина монтажной части: 320 мм
Измеряемая среда: раствор асфальта
Метран-281-02- Exia-160H10-(0 150)С-У1.1-ГП
01-02- М20х15-М20х15-12X18H10T-160 мм
Место установки: трубопровод растворителя в К-1 (до Т-3)
Измеряемая среда: растворитель (пропан + изобутан)
Защитная гильза: Py=25 МПа
Монтажная длина: 160 мм
Место установки: колонна К-1
Измеряемая среда: гудрон с растворителем
Место установки: трубопровод растворителя в К-1 (после Т-3)
Место установки: верх колонны К-1
Измеряемая среда: раствор деасфальтизата
РК 301 ХЛ 50 320 Л НЗ
ТУ 3742-001-41554973-98
Опросный лист АП.ОЛ65
Место установки: трубопровод р-ра деасфальтизата К-1 –> К-1a
Метран-281-02- Exia-160Характеристика: ХА(К)
H10-(0 150)С-У1.1-ГП
Место установки: трубопровод отраб. водяного пара в Т-3
Регулирующий клапан с МИМ
Условное давление среды: Ру=25 МПа
Корпус прямой проходной
Материал корпуса и МИМ: низколегированная сталь хладостойкая
Температура рабочей среды: от минус 60 до плюс 225 оС
Условный проход: Ду=50 мм
Исходное положение клапана: НЗ (нормально закрыт)
Диапазон температур окружающей среды: от минус 60°С
Условная пропускная способность: Кv = 320 м3ч
Пропускная характеристика: линейная
Ответные фланцы с крепежом
Электропневматический позиционер интеллектуальный
во взрывобезопасном исполнении с видом взрывозащиты ExdIICТ6
Давление воздуха питания 250 кПа
Входной сигнал 4 20 мА HART
(Заказан в комплекте ТМ)
Место установки: трубопровод оборотной воды пара в Т-3
Место установки: трубопровод острого водяного пара в Т-5
Место установки: бачок уплотнительной жидкости насоса Н-7
Длина монтажной части: 25 мм
Измеряемая среда: уплотнительная жидкость
Метран-281-02- Exia-25H10-(0 150)С-У1.1-ГП
Место установки: бачок уплотнительной жидкости насоса Н-8
Место установки: насосная
Отбор импульса: в бачке уплотнительной жидкости насосов Н-78
Маркировка по взрывозащите: 1Exd II С T6 Х (опция М406)
Подключение к процессу: 12” NPT
Сварной сильфон из нержавеющей стали
Внутренняя настройка без опорной шкалы
Однополюсный переключатель на два направления (SPDT)
Диапазон изменения уставки: 03 138 кгссм2
Температура окр. среды: -40 +70 0С
Среда: уплотнительная жидкость
Рраб = 15 кгссм²; Pma Рсигн. max = 2 кгссм2
Место установки: трубопровод гудрона в К-1; смол из К-1а в К-1
Ду = 100 мм; Ру = 100 МПа
Материал диафрагмы: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72
Метран-100-Вн-ДД-149502-МП2-t10 (-50 +70 оС)025-25кПа-16-42-СКБВН02-C1
ТУ 4212-01212580824-2001
РК 301 ХЛ 100 320 Л НЗ
Материал корпуса кольцевой камеры: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72
Исполнение 1. В комплекте с ответными фланцами.
Среда: гудрон; смолы
Рраб = 36 кгссм²; Pmax = 40 кгссм²
Измеряемая среда: гудрон; смолы
Датчик разности давлений без встроенного индикаторного
Верхний предел измерения: 25 кПа
Климатическое исполнение: У2 (от минус 50 до плюс 70 °С).
Предел допускаемой основной погрешности: ± 025%.
Предельно допускаемое рабочее избыточное давление: 16 МПа
Напряжение питания: 12 42 В постоянного тока.
Выходной сигнал 4-20 мА HART
Взрывозащита: взрывонепроницаемая оболочка EхdsIIBT4H2X.
Монтажные части: блок вентильный БВН02 (сталь 12Х18Н10Т)
с ниппелем d14 и накидной гайкой М22х15;
установочный кронштейн и скобы
Метрологическое обслуживание – поверка органами Госстандарта.
Условное давление среды: Ру=63 МПа
Условный проход: Ду=100 мм
РК 301 ХЛ 100 320 Л НO
Место установки: трубопровод смол из К-1а в К-1
Исходное положение клапана: НO (нормально открыт)
Место установки: трубопровод водяного пара к Н-9
Место установки: трубопровод растворителя в К-1; раствора
асфальта из К-1а; раствора деасфальтизата из К-1
Ду = 150 мм; Ру = 100 МПа
РК 301 ХЛ 150 320 Л НЗ
Среда: растворитель; раствор асфальта;
раствор деасфальтизата
Измеряемая среда: растворитель; раствор асфальта;
Место установки: трубопровод растворителя в К-1
РК 301 ХЛ 150 320 Л НО
Условный проход: Ду=150 мм
Место установки: трубопровод раствора деасфальтизата из К-1
Исходное положение клапана: НО (нормально открыт)
Rosemount 3301-H-A-2-P3B-M-03-00-E1
Приборы и средства автоматизации (ПАЗ)
Место установки: выносная камера куб К-1
Волноводный радарный уровнемер
Тип зонда: коаксиальный
Выходной сигнал: 4..20 мА HART
Материал корпуса: алюминий с полиуретановым покрытием
Кабельные вводы: М20 х 15 (адаптер)
Исполнение НР (высокое давление)
Маркировка взрывозащиты: 1ExdiallCT6
Место установки: подшипники Н-78
Присоединительный размер: М8х1
Метран-100-Вн-ДИ-1161-11МП2-t10 (-50 +70 оС) -025-60 МПа-42-СК- М20-С1
ТУ 4212-012-125808242001
Измеряемая среда: металл подшипников
Место установки: в обогреваемом шкафу
Отбор импульса: середина колонны К-1а
Датчик избыточного давления
Верхний предел измерения: 60 МПа.
Предел допускаемой основной погрешности: ± 025 %.
Диапазон температур измеряемой среды: от минус 50 до плюс 80°С.
Выходной сигнал: 4-20 мА HART
Взрывозащита: взрывонепроницаемая оболочка EхdsIIBT4H2X
Монтажные части: ниппель с накидной гайкой М20х15 для
соединения по наружному диаметру трубы 14 мм;
установочный кронштейн
Метрологическое обслуживание – поверка органами Госстандарта
Место установки: трубопровод р-ра деасфальтизата из К-1а
SWING61 DA GAV X U R Х
Место установки: бачок уплотнительной жидкости Н-78
Реле уровня вибрационного типа VEGASWING серии 60
Маркировка по взрывозащите: EExdIICT6
Напряжение питания: 48 В постоянного тока
Присоединительный размер: G1A
Рраб. = 15 кгссм²; Pma
L блок. min = 550 мм от низа цилиндрической части останов насоса
Место установки: линия всаса Н-78;
Рраб. = 36 кгссм²; Pma
L блок. min = 50 мм от низа трубопровода (?) -
РУСТ 310-1 УХЛ(1) Ду100
Ру63 150°C кл.герм. «A»
корпус 12Х18Н10Т Кvy
РУСТ 310-1 УХЛ(1) Ду150
Место установки: трубопроводы смол К-1а -> К-1 К-2а -> К-2
Запорный клапан с пневмоприводом
Корпус: прямой проходной
Материал корпуса: низколегированная сталь хладостойкая
Условная пропускная способность: Кv = 100 м3ч
Класс герметичности затвора: А по ГОСТ 9544-80
Привод: пневматический
Фильтр-редуктор (РДФ 300)
Электропневматический клапан (ЭПК 300)
Концевой выключатель (КВД 610)
Место установки: трубопроводы из К-1 К-1а в факельный
Исходное положение клапана: НО (нормально закрыт)
Запорный клапан с пневмоприводом двойного действия
Положение клапана при отключении питания: закреплен
При заказе приборов и оборудования по данной спецификации
с заводов-изготовителей необходимо требовать отметку в
паспортах о том что они прошли стендовые испытания в
соответствии с п. 6.3.2 ПБ 09.540-03
SА141410-(18C2)-4FL1(A)1FL3(C)-ORANGE-В
Соединительная коробка взрывозащищенная (1ExdIICT5X) на 12 ввоССА-04(10х2)-2FL1(A)дов
Количество клеммных зажимов-37
Кабельный ввод взрывозащищенный (М20х15)
Шкаф стеклопластиковый в комплекте с обогревателем N=200В
Кабель контрольный с медными жилами пониженной горючести
Провод 1х10 (для заземления оборудования)
Трубопроводы стальные из водогазопроводных обыкновенных
труб с цинковым покрытием с муфтой и метрической резьбой
Труба стальная бесшовная холоднодеформированная
ГОСТ8734-75 ГОСТ8733-74
Металлический лоток неперфорированный с крышкой 100х80 L=2000
Спецификация оборудования. Материалы
Соединительная коробка взрывозащищенная (0ExiaIICT6) на 6 вводов
Количество клеммных зажимов-18
Перегородка SEP H 80 L=2000
Консоль BM основанием 300
Уголок перфорированный УП 35х35
Сталь прокатная угловая равнополочная Ст3кп2: В50х50х5
Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем Dу=15 мм; Pу=40 МПа
Запорный игольчатый клапан Dу=15 мм; Pу=16 МПа
Металлорукав негерметичный
«Подольсккабель» г.Подольск
ТУ 36.22.21.00-021-91
Соединение "металлорукав-труба
Соединение ввертное СМВ8-R12”
Соединение ввертное СВ14-R12”
ТУ36.22.21.00.019-91

В2 ещё пример.doc

ПЕРЕЧЕНЬ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛИЗАЦИИ И БЛОКИРОВКИ
9 Уровень асфальта в К-1 К-1 % - 20 80 20 80 - - Звуковая и
световая сигнализация PIRCSA 205 Давление в К-1К-1а К-1К-1а кгссм2
Авт. открытие отсекателей ПО104 ПО105 звуковая и световая сигнализация
8 Наличие потока на линии всаса Н-7 Н-7 - - - - - - - - Авт.
останов насоса Н-7 звуковая и световая сигнализация LSA
0 Наличие потока на линии всаса Н-8 Н-8 - - - - - - - - Авт.
останов насоса Н-8 звуковая и световая сигнализация TISA 1147A TISA
47B Температура подшипников насоса Н-7 Н-7 ºС - - - - - - 75
Авт. останов насоса Н-7 звуковая и световая сигнализация TISA 1148A
48B Температура подшипников насоса Н-8 Н-8 ºС - - - - - - 75
Авт. останов насоса Н-8 звуковая и световая сигнализация PA267
Давление в уплотнительном бачке Н-7 Н-7 кгссм2 - - - - 2 - -
Звуковая и световая сигнализация LSA467 Уровень жидкости в уплотнит.
бачке Н-7 Н-7 % - - - - - Lmin - Авт. останов насоса Н-7
звуковая и световая сигнализация TIA1267 Температура уплотнит. жидкости
Н-7 Н-7 ºС - - - - 100 - - Звуковая и световая сигнализация
PA269 Давление в уплотнительном бачке Н-8 Н-8 кгссм2 - - - - 2 -
- Звуковая и световая сигнализация LSA469 Уровень жидкости в
уплотнит. бачке Н-8 Н-8 % - - - - - Lmin - Авт. останов насоса Н-
звуковая и световая сигнализация TIA1269 Температура уплотнит.
жидкости Н-8 Н-8 ºС - - - - 100 - - Звуковая и световая

пример А2, А3.docx

А.2 Принципиальные решения по системе контроля и управления
А.2.1 Структура АСУТП
АСУТП установки 363 реализована на базе однородной программной и аппаратной среды Yokogawa Centum CS3000 R3.
АСУТП состоит из двух уровней:
-й уровень – полевой КИП базирующийся на современной электронной технике локальные контроллеры (системы управления и защиты отдельных узлов установки) приборы контроля загазованности воздушной среды приборы анализа состава кроссовые шкафы с установленным в них оборудованием (реле источники питания и пр.) местные пульты управления.
-й уровень – непосредственно система управления включающая в себя распределенную систему управления (РСУ) и систему противоаварийной защиты (ПАЗ). РСУ и ПАЗ являются независимыми структурами.
Система РСУ включает стандартные станции управления участком LFCS101 LFCS102 LFCS103 (шкафы контроллеров и узлов вв находящиеся в операторной). Система ПАЗ включает стандартные станции управления участком LFCS104 LFCS105 LFCS106. Интерфейс оператора реализован четырьмя операторскими станциями (HIS) различной конфигурации (HIS101 HIS102 HIS103 HIS104). Имеется архивная станция (HIS105). Также имеются два принтера предназначенных для печати аварийных и информационных сообщений.
Настройка конфигурация и программирование АСУТП осуществляется с инженерной станции ENGS106 на которой установлено специальное программное обеспечение для инжиниринга. Общее наблюдение за процессом и управление деблокирующими ключами по комплексу ведётся со станции старшего по смене. Связь между станциями осуществляется по системной сети Ethernet. Информация о процессе и доступ к контроллерам осуществляется по изолированной дублированной шине V-net (HF-Bus). Через блок межсетевой связи CGW осуществляется подключение системной шины V-сети к шине Ethernet. Питание основных блоков АСУТП осуществляется через программно-управляемый процессор обработки данных работающий в системе электропитания. Информационно-управляющая система объекта управления включает в себя: контроллеры операторские станции (EOPS) инженерную станцию (ENGS) архивную станцию (EUNV) принтеры (EPRT ECHU).
А.2.2 Требование к составу и функциям реализуемым системой управления
АСУТП автоматизировано осуществляет:
- сбор обработку и анализ информации (сигналов сообщений документов и т. п.) о состоянии установки;
- выработку управляющих воздействий;
- передачу управляющих воздействий на исполнение и контроль;
- реализацию и контроль выполнения управляющих воздействий;
- обмен информацией с взаимосвязанными автоматизированными системами.
Согласно требованиям в состав АСУТП входят:
- комплекс технических средств АСУТП;
- запасные изделия и приборы приборы и устройства для проверки работоспособности наладки технических средств и контроля метрологических характеристик измерительных каналов АСУТП;
- эксплуатационная документация по ГОСТ 2.601-68 на каждое из изделий входящих в состав КТС АСУТП;
Штаты АСУТП укомплектованы персоналом удовлетворяющим соответствующим требованиям. Порядок разработки постановки на производство и испытаний поставляемых комплектующих использованных в АСУТП соответствует Государственным стандартам системы разработки и постановки продукции на производство. Технические средства АСУТП размещены с соблюдением требований содержащихся в технической в том числе эксплуатационной документации на них и так чтобы было удобно использовать их при функционировании АСУТП и выполнять техническое обслуживание. Размещение технических средств используемых персоналом АСУТП при выполнении автоматизированных функций соответствует требованиям эргономики: для производственного оборудования по ГОСТ 12.049-80 для средств представления зрительной информации по ГОСТ 21829-76 в том числе для табло коллективного пользования из цифровых знакосинтезирующих электролюминесцентных индикаторов по ГОСТ 21837-76.
Технические средства АСУТП используемые при взаимодействии АСУТП с другими системами совместимы по интерфейсам с соответствующими техническими средствами этих систем и используемых систем связи.
В АСУТП использованы технические средства со сроком службы не менее десяти лет удовлетворяющие общим техническим требованиям по ГОСТ 22552-84. Выключатели выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями на пультах: поворотным - по ГОСТ 22613-77 клавишным и кнопочным - по ГОСТ 22614-77 типа Тумблер - по ГОСТ 22615-77. Сигнализаторы звуковых первичных сообщений выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями - по ГОСТ 21786-76.
Организация рабочего места взаимное расположение средств отображения информации органов управления и средств связи в пределах рабочего места выполнены в соответствии с общими эргономическими требованиями - по ГОСТ 22269-76 в том числе пультов - по ГОСТ 23000-76.
А.3 Решения по размещению помещений управления
А.3.1 Планировка операторной размещение щитов
Операторная расположена на первом этаже и имеет 3 выхода. Она состоит из основных помещений (аппаратная помещение серверной комната источников бесперебойного питания помещения пункта управления) и вспомогательных (кабинеты санузел комната приема пищи комнаты хранения рабочей спецодежды и средств СИЗ).
Размещение оборудования внутри помещения обеспечивает достаточно свободного места свободный проход и двусторонний доступ к шкафам столам и аппаратным стойкам. Расстояния между стеной и наиболее выступающими частями приборов и оборудования от 13 до 15м.
Для обеспечения хорошей вентиляции и легкого обслуживания свободное пространство между поверхностью стены и открытой дверью шкафа составляет не менее 600 мм.
Щиты и пульты систем автоматизации соответствуют ГОСТ 3244-68 и предназначены для установки в закрытых помещениях с температурой окружающего воздуха от -300 до +50° С при относительной влажности не более 80% и отсутствии вибрации агрессивных газов паров и токопроводящей пыли.
Контроллеры установлены в соседней с операторной комнате. Прокладка электрических и трубных проводок в помещениях пунктов управления скрыта (предусмотрены специальные каналы). Выводы проводок в помещение надежно уплотнены.
А.3.2 Основные требования к помещениям управления: освещение отопление вентиляция устройство заземления.
Управление технологическими процессами в современных условиях осуществляется из операторских пунктов управления. Потому эти помещения отвечают следующим требованиям:
- температура в помещении - от 15 до 23 °С;
- давление - 01 МПа;
- влажность - 30 70% при t=210 C;
- вентиляция - 025 05 мс;
- вибрация - 75 120 Гц с амплитудой 001 мм;
- освещение - 550 1100 люкс.
В операторных предусмотрено воздушное отопление совмещенное с системами приточной вентиляции и кондиционирования воздуха.
При проектировании систем отопления расчетные температуры воздуха и влажность в операторных были приняты на основании СНиП 41-01-2003 учитывая требования нормальной эксплуатации оборудования установленного в этих помещениях.
Операторные имеют постоянно-действующую вентиляцию обеспечивающую гарантированный подпор воздуха не менее 25 Па.
Содержание пыли в воздухе поступающем в операторную не превышает 2 мг на 1 м2 воздуха с учетом требований к чистоте воздуха указанных в технологическом задании.
Кондиционирование воздуха в операторных в которых установлено электронное оборудование предусмотрено в соответствии с ПБ 09-540-03 (п-6.7.3) и ГОСТ 12.1.005-88 с учетом технологических требований.
На воздухозаборе приточной вентиляции установлен газоанализатор контроля нижнего концентрационного предела распространения пламени (Fire monitoring panel 231) и токсичности газов (Gas monitoring panel 221) обеспечивающий срабатывание системы оповещения персонала операторной об опасности.
Полы выполняются неэлектропроводимыми в целях безопасности помещений. Полы не допускают проникновения влаги и вредных газов.
Освещение операторных.
В операторных предусмотрены следующие виды искусственного освещения: рабочее освещение аварийное освещение (освещение безопасности эвакуационное) и ремонтное освещение. Так как окна отсутствуют предусмотрено освещение с использованием ультрафиолетовых ламп.
Для рабочего освещения применена система общего освещения.
Освещение безопасности создает освещенность не менее 30 лк - на остальной площади наименьшая освещенность допускается 10% от нормируемой.
Аварийное освещение СНиП 23-05-95 (п.7.60-7.64) предусмотрено в помещении операторной от третьего источника питания.
Для проведении ремонта и наладки оборудования предусмотрено ремонтное освещение (U = 36 В).
Качество освещения удовлетворяет следующим основным требованиям:
устройство общего и местного освещения поверхностей щитов и пультов равномерно и не дает бликов на приборах. Для защиты глаз от блесткости светящейся поверхности ламп служит защитный угол светильника - угол образованный горизонталью поверхности лампы (края светящейся нити) и линией проходящей через край арматуры;
световой поток - без пульсаций - для чего осуществлено поочередное подключение ламп к разным фазам.
По надежности электроснабжения питание рабочего освещения относится к I категории а питание освещения безопасности относится к особой группе I категории надежности ПБ 09-540-03 (п. 7.8).
В качестве 3-го независимого источника используется источник бесперебойного питания (ИБП).
Для освещения операторной применены люминесцентные источники света.
Требования к устройству заземления.
Для операторных предусмотрены в соответствии с ПУЭ-2000 два независимых контура заземления с отдельными заземлителями:
- контур логического (схемного) заземления;
- контур защитного заземления
A.3.3 Эргономическое обеспечение рабочего места оператора
Взаимодействие человека с АСУТП осуществляется через операторную станцию. Количество пультов операторной соответствует количеству операторов-технологов управляющих объектом.
Пульты операторной оснащены функциональной клавиатурой обеспечивающей возможность прямого выбора необходимого фрагмента информации путем однократного прикосновения к элементу клавиатуры.
Размеры экрана не меньше 20 дюймов по диагонали. Отображение информации на экране обеспечивает получение оператором полной характеристики текущего состояния технологического процесса и оборудования и возможность управления ими в виде наиболее удобном для восприятия в каждой конкретной ситуации. Фрагменты изображения не перенасыщены информацией и разнообразием цветовой гаммы. Фон графических экранов выбран из спокойной цветовой гаммы.
Предупредительная и аварийная сигнализация сопровождаются мерцанием и изменением цвета цифровых значений переменных фона графических объектов на экране дисплея звуковой сигнализацией.
Общие эргономические требования к залу операторов и расположению рабочих мест должны соответствуют ГОСТ 21958-76.
Взаимное расположение рабочих мест операторов и коллективных средств отображения информации в залах а также операторов между собой обеспечивает:
- функциональные связи между операторами;
- максимальный обзор информационного поля коллективного средства отображения;
- средства отображения;
- свободное пространство для перемещения операторов и эксплуатации оборудования.
Операторам обеспечена соответствующая трудовая деятельность физиологически рациональную рабочая поза по отношению к коллективным средствам отображения информации. При этом допустимы повороты головы в горизонтальной плоскости - не более 45 градусов а в вертикальной плоскости не более 30 градусов от горизонтальной линии взора.
Требования к креслу оператора находятся в ГОСТ 21889-76.
Кресло обеспечивает человеку-оператору соответствующую характеру и условиям труда физиологически рациональную рабочую позу.
При невозможности покинуть рабочее место длительное время конструкция кресла обеспечивает условия для отдыха человека-оператора в кресле.
Конструкция кресла не должна затруднять рабочих движений.
Общие эргономические требования регламентирующие организацию рабочих мест взаимное расположение средств связи в пределах одного рабочего места соответствуют ГОСТ 22269-76.
Для создания условий нормального функционирования системы и обслуживания персонала предусмотрено:
- создание современного интерьера в операторной;
- цветовое единство интерьера и технических средств системы;
- легкое равномерное освещение;
- зашита операторной от попадания прямых солнечных лучей
- кондинционирование воздуха;
- удобная функциональная мебель.

Альбом чертежей.pdf

Место установки: трубопровод конденсата из змеевика ЕПП-3
Регулирующий клапан «Варипак» с пневмоприводом.
Тип клапана: регулирующий.
Ду=25 мм; Ру=40 МПа; Кv=003
Действие привода: НЗ
Среда: конденсат водяного пара
Интеллектуальный позиционер Masoneilan типа SVI2-11113114
сигнал 4-20 мА+HART взрывозащита ЕхiаIIСТ5 кабельный ввод
Фильтр-регулятор воздуха Masoneilan типа 78.4(0)
Ответные фланцы (“выступ-впадина”) прокладки крепёж
Защитная гильза: Py=25 МПа
Длина погружаемой части: 2500 мм
Присоединительный размер: М20х15
Материал защитной арматуры: 12X18H10T
Длина монтажной части: 2500 мм
Измеряемая среда: обводненный нефтепродукт
Траб=70°С; Tmax=150°С
Аналоговый сигнал подключить к искробезопасному барьеру РСУ
Место установки: емкость ЕПП-3
Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом
Характеристика: ХА(К)
Взрывозащита: не ниже ExiaIICT5
Выходной сигнал: 4 20 mA HART
Наименование и техническая характеристика
Место установки: по месту около Н-3П
Интеллектуальный преобразователь температуры
Взрывозащита: 1ExiaIICT5T6
Выходной сигнал: HART
Место установки: подшипники насоса Н-3П в ЕПП-3
Преобразователь термоэлектрический
Характеристика: Pt100
Монтажная длина: 25 мм
Измеряемая среда: металл подшипников
Траб=70°С; Tmax=80°С
Присоединительный размер: М8х10
Приборы и средства автоматизации (РСУ)
Спецификация оборудования
01-02- М20х15-М20х15-12X18H10T-2500 мм
Метран-281-02- Exia-2500H10-(0 150)°С-У1.1-ГП
Обозначение документа
Rosemount 3144P-D2-A-1I1-B4-C7-Q4
ТСП Метран-246(Pt100)01-IP65-1000-B-4-Л96-У1.1
TУ 4211-011-12580824-2003
Место установки: емкость дренажная ЕПП-3
Рефлекс-радарный уровнемер
Присоединение: фланец DN100 PN16 E выступ EN1092
Зонд: одиночный трос диаметром 4мм длиной 3600 мм
Выходной сигнал: 4-20 мАHART
Диапазон измерения: 0 2400 мм
Взрывозащита: Ex ia IIC T3 T6 X
Среда: обводненный нефтепродукт
Траб=70°С Тмах=150°С Р= атм.
В комплекте с 2-вентильным блоком HLS2V и штуцером для
крепления импульсной трубки d=14 мм
Место установки: в обогреваемом шкафу
Отбор импульса: на трубопроводе перегретого пара в ЕПП-3
Датчик избыточного давления
Выходной сигнал: 4 20 мАHART
Взрывозащита: EEx ia IIC Т4
Кабельный ввод: М20х15
Монтажный кронштейн для крепления на 2” трубе SUS304
Измеряемая среда: перегретый пар
Т = 150 240°С; Рраб=03 13 МПа; Рmax=13 МПа
Соединение с процессом: фланец DN25 PN40
исп. 2 по ГОСТ 12815-80
Разделитель фланцевый
Материал: нержавеющая сталь
Соединение с прибором: М20х15
Измеряемая среда: пары тяжелых углеводородов
Т=70 80°С; Рраб= атм.; Рmax=07 кгссм2
Манометр с трубчатой пружиной с разделителем сред
Диапазон измерения: 0 10 кгссм2
Защита корпуса: IP 65
Место установки: трубопроводы откачки углеводородов из
Измеряемая среда: обводненный нефтепродукт (тяж. углеводороды)
Т=70 80°С; Рраб=5 кгссм2
OPTIFLEX 1300 C VF71420330800032A0000100
Тип EJX530A-EBS7N019NFKU21C3QR
WD-3M11V-25-40A-ГОСТ
2.50.160-Р(010кгссм2)М20*15s
При заказе приборов и оборудования по данной спецификации
с заводов-изготовителей необходимо требовать отметку в
паспортах о том что они прошли стендовые испытания в
соответствии с п. 6.3.2 ПБ 09.540-03.
Место установки: тр-д дренажа нефтепродуктов в емкость
Двухходовой пробковый кран TUFLIN с пневмоприводом
Тип клапана: отсечной.
Т=70 140°С; Рmax =11 кгссм2
Фильтр-редуктор NORGEN G14” тип B73G-2GK-QT3-RMG
с манометром 03-10 бар темп. до -34°С
Магнитный вентиль Herion 97105505.4600(058851) 24VDC
Eex md IIT6T5 Eexd (ATEX)
Конечный выключатель SOLDO SX01200-2 в алюм. корпусе IP67
Ex II2GD Eexd IIB T4T5T6 механический SPDT
датчика в соответствии с VDIVDE 3845 2X M20x15
Ответные фланцы («выступ-впадина») прокладки крепёж
Место установки: около ЕПП-3 (у стойки 53 эстакады)
Преобразователь газовый оптический
Тип сенсора: инфракрасный
Диапазон измерения: 0-100% НКПР
Каналы связи: 4-20 мА
Диапазон рабочих температур: -60 до +85ОС
Взрывозащита: ExdIICT4
Соединение 3-проводное
(настроить на пропан – 23% об.)
Присоединение: фланец DN150 PN16 форма С по DIN2526
Тип антенны: 2 диаметр 200 мм
Напряжение питания: 24 VDC
Защита корпуса: IP6667
Взрывозащита: 1 Ех de ib IIC T6 T1
Антенный удлинитель: 08м
Траб=70°С Тмах=150°С Р=атм.
Приборы и средства автоматизации (ПАЗ)
V500-41YA232141110010
XOMOX International GmbH & Co.
«Электронстандарт-прибор»
Сила тока потребления электродвиг. насоса
Уровень нефтепродукта в дренажной
«Подольсккабель» г.Подольск
Предупредительная сигнализация (РСУ)
Дренажная емкость ЕПП-3
Авт. останов насоса Н-3П
Аварийная сигнализация в
том числе звуковая на территории наружной установки
Авт. закрытие клапана UV405
Операции по отключению
включению переключению и другому воздействию
Перечень параметров сигнализации и блокировки
Примечание. Соединительные элементы (фитинги) для монтажа
внешних проводок в состав спецификации условно не включены
Соединительная коробка взрывозащищенная (0ExiaIICT6) на 6 вводов SА141410-(18C2)-4FL1(A)Количество клеммных зажимов-18
Соединительная коробка взрывозащищенная (1ExdIICT5X) на 3 ввода
ССА-02(10х2)-2FL1(A)Количество клеммных зажимов-10
Кабельный ввод взрывозащищенный (М20х15)
Шкаф стеклопластиковый в комплекте с обогревателем N=200В
Кабель контрольный с медными жилами пониженной горючести
Провод 1х10 (для заземления оборудования)
Трубопроводы стальные из водогазопроводных обыкновенных
труб с цинковым покрытием с муфтой и метрической резьбой
Труба медная мягкая) М2-М8х1
ГОСТ8734-75 ГОСТ8733-74
Труба стальная бесшовная холоднодеформированная
Металлический лоток неперфорированный с крышкой 100х80 L=2000
Перегородка SEP H 80 L=2000
Консоль BM основанием 300
Уголок перфорированный УП 35х35
ТУ 36.22.21.00-021-91
Сталь прокатная угловая равнополочная Ст3кп2: В50х50х5
Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем Dу=15 мм; Pу=40 МПа
Запорный игольчатый клапан Dу=15 мм; Pу=16 МПа
Металлорукав негерметичный
Спецификация оборудования. Материалы

В1. Спецификации (А3).doc

Позиция Наименование и техническая характеристика Тип марка. Код Завод-изготовитель Единица Коли-Масса Примечание
Обозначение документа оборудов измерениячествединиц
опросного листа ания о ы
Спецификация оборудования
Приборы и средства автоматизации (РСУ)
Место установки: трубопровод гудрона в К-1
TT 101 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-160- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Характеристика: ХА(К) H10-(0 300)(С-У1.1-ГП г.Челябинск ФСТН России
Взрывозащита: не ниже ExiaIICT5 №РРС 00-18673
Выходной сигнал: 4 20 mA HART до 17.11.2008
Присоединительный размер: М20х15
Материал защитной арматуры: 12X18H10T
Длина монтажной части: 160 мм
Измеряемая среда: гудрон
Траб=150(С; Tmax=300(С
Аналоговый сигнал подключить к искробезопасному барьеру РСУ
Место установки: куб колонны К-1
TT 104 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-320- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Характеристика: ХА(К) H10-(0 150)(С-У1.1-ГП г.Челябинск ФСТН России
Длина монтажной части: 320 мм
Измеряемая среда: раствор асфальта
Траб=60(С; Tmax=150(С
Место установки: колонна К-1
TT 105 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-320- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Измеряемая среда: гудрон с растворителем
Траб=65(С; Tmax=150(С
Место установки: трубопровод растворителя в К-1 (до Т-3)
TT 108 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-160- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Измеряемая среда: растворитель (пропан + изобутан)
Траб=70(С; Tmax=150(С
TW 108 Защитная гильза: Py=25 МПа 2001-02- ПГ “Метран» 1
Материал: 12X18H10T -12X18H10T-160 мм г.Челябинск
Монтажная длина: 160 мм
Место установки: верх колонны К-1
TT 109 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-320- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Измеряемая среда: раствор деасфальтизата
Траб=85(С; Tmax=150(С
Место установки: трубопровод растворителя в К-1 (после Т-3)
TIС 156 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-160- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Траб=63(С; Tmax=150(С
TW 156 Защитная гильза: Py=25 МПа 2001-02- ПГ “Метран» 1
Место установки: трубопровод р-ра деасфальтизата К-1 –> К-1a
TT 158 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-160- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Место установки: трубопровод отраб. водяного пара в Т-3
Условное давление среды: Ру=25 МПа УХЛ(2) г. Москва ское
Корпус прямой проходной в комплектации D13 предложение
Материал корпуса и МИМ: низколегированная сталь хладостойкая ТУ 3742-001-41554973-98 № 5-1295 от
Температура рабочей среды: от минус 60 до плюс 225 оС Опросный лист АП.ОЛ65 03.08.2005
Условный проход: Ду=50 мм Инв.№ 324017
Исходное положение клапана: НЗ (нормально закрыт)
Диапазон температур окружающей среды: от минус 60°С
Условная пропускная способность: Кv = 320 м3ч
Пропускная характеристика: линейная
Ответные фланцы с крепежом
во взрывобезопасном исполнении с видом взрывозащиты ExdIICТ6 г. Москва
Давление воздуха питания 250 кПа
Входной сигнал 4 20 мА HART
(Заказан в комплекте ТМ)
Место установки: трубопровод оборотной воды пара в Т-3
Место установки: трубопровод острого водяного пара в Т-5
Место установки: бачок уплотнительной жидкости насоса Н-7
TT 1267 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-25- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Длина монтажной части: 25 мм
Измеряемая среда: уплотнительная жидкость
Место установки: бачок уплотнительной жидкости насоса Н-8
TT 1268 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-25- ПГ “Метран» 1 07 Разрешение
Место установки: насосная
Отбор импульса: в бачке уплотнительной жидкости насосов Н-78
PA 267 Реле давления Тип J120 Фирма 2 Разрешение
PA 269 Маркировка по взрывозащите: 1Exd II С T6 Х (опция М406) Модель S164B-M406 «UNITED ELECTRIC РТН №РРС
Подключение к процессу: 12” NPT CONTROLS» 04 - 8895
Сварной сильфон из нержавеющей стали
Внутренняя настройка без опорной шкалы
Однополюсный переключатель на два направления (SPDT)
Диапазон изменения уставки: 03 138 кгссм2
Температура окр. среды: -40 +70 0С
Среда: уплотнительная жидкость
Рраб = 15 кгссм²; Pma Рсигн. max = 2 кгссм2
Место установки: трубопровод гудрона в К-1; смол из К-1а в
FE 338 Ду = 100 мм; Ру = 100 МПа ГОСТ 8.563.1 - 97 г. Челябинск
Материал диафрагмы: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72
Материал корпуса кольцевой камеры: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ
Исполнение 1. В комплекте с ответными фланцами.
Среда: гудрон; смолы
Рраб = 36 кгссм²; Pmax = 40 кгссм²
Измеряемая среда: гудрон; смолы
FT 338 устройства 02-МП2-t10 (-50 +70 оС)- г. Челябинск
Верхний предел измерения: 25 кПа 025-25кПа-16-42-СК-
Климатическое исполнение: У2 (от минус 50 до плюс 70 °С). БВН02-C1
Предел допускаемой основной погрешности: ± 025%. ТУ 4212-012-
Предельно допускаемое рабочее избыточное давление: 16 МПа 12580824-2001
Напряжение питания: 12 42 В постоянного тока.
Выходной сигнал 4-20 мА HART
Взрывозащита: взрывонепроницаемая оболочка EхdsIIBT4H2X.
Монтажные части: блок вентильный БВН02 (сталь 12Х18Н10Т)
с ниппелем d14 и накидной гайкой М22х15;
установочный кронштейн и скобы
Метрологическое обслуживание – поверка органами Госстандарта.
Условное давление среды: Ру=63 МПа УХЛ(2) г. Москва ское
Условный проход: Ду=100 мм Инв.№ 324017
Место установки: трубопровод смол из К-1а в К-1
Исходное положение клапана: НO (нормально открыт)
Место установки: трубопровод водяного пара к Н-9
Условное давление среды: Ру=25 МПа УХЛ(2) г. Москва
Корпус прямой проходной в комплектации D13
Материал корпуса и МИМ: низколегированная сталь хладостойкая ТУ 3742-001-41554973-98
Температура рабочей среды: от минус 60 до плюс 225 оС Опросный лист АП.ОЛ65
Место установки: трубопровод растворителя в К-1; раствора
асфальта из К-1а; раствора деасфальтизата из К-1
FE 328 Ду = 150 мм; Ру = 100 МПа ГОСТ 8.563.1 - 97 г. Челябинск
FE 330 Материал диафрагмы: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72
Среда: растворитель; раствор асфальта;
раствор деасфальтизата
Измеряемая среда: растворитель; раствор асфальта;
FT 328 устройства 02-МП2-t10 (-50 +70 оС)- г. Челябинск
FT 330 Верхний предел измерения: 25 кПа 025-25кПа-16-42-СК-
Место установки: трубопровод растворителя в К-1
Условное давление среды: Ру=63 МПа УХЛ(2) г. Москва
Условный проход: Ду=150 мм Инв.№ 324017
Место установки: трубопровод раствора деасфальтизата из К-1
Исходное положение клапана: НО (нормально открыт)
Место установки: выносная камера куб К-1
Тип зонда: коаксиальный 3B-M-03-00-E1 г. Челябинск
Выходной сигнал: 4..20 мА HART
Материал корпуса: алюминий с полиуретановым покрытием
Кабельные вводы: М20 х 15 (адаптер)
Исполнение НР (высокое давление)
Маркировка взрывозащиты: 1ExdiallCT6
Приборы и средства автоматизации (ПАЗ)
Место установки: подшипники Н-78
TT 1147A Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-281-02- Exia-25- ПГ “Метран» 4 07
TT 1147B Характеристика: ХА(К) H10-(0 150)(С-У1.1-ГП г.Челябинск
TT 1148A Взрывозащита: не ниже ExiaIICT5
TT 1148B Выходной сигнал: 4 20 mA HART
Присоединительный размер: М8х1
Измеряемая среда: металл подшипников
Место установки: в обогреваемом шкафу
Отбор импульса: середина колонны К-1а
5 Верхний предел измерения: 60 МПа. МП2-t10 (-50 +70 оС) г. Челябинск
Климатическое исполнение: У2 (от минус 50 до плюс 70 °С). -60 МПа-42-СК- М20-С1
Предел допускаемой основной погрешности: ± 025 %. ТУ 4212-012-12580824-
Диапазон температур измеряемой среды: от минус 50 до плюс 2001
Выходной сигнал: 4-20 мА HART
Взрывозащита: взрывонепроницаемая оболочка EхdsIIBT4H2X
Монтажные части: ниппель с накидной гайкой М20х15 для
соединения по наружному диаметру трубы 14 мм;
установочный кронштейн
Метрологическое обслуживание – поверка органами Госстандарта
Место установки: трубопровод р-ра деасфальтизата из К-1а
Место установки: бачок уплотнительной жидкости Н-78
LSA 467 Реле уровня вибрационного типа VEGASWING серии 60 SWING61 DA GAV X U R Х VEGA Grieshaber KG 2 117 Разрешение
LSA 469 Маркировка по взрывозащите: EExdIICT6 РТН № РРС
Напряжение питания: 48 В постоянного тока 00-14674
Присоединительный размер: G1A
Рраб. = 15 кгссм²; Pma
L блок. min = 550 мм от низа цилиндрической части -
Место установки: линия всаса Н-78;
LSA 468 Реле уровня вибрационного типа VEGASWING серии 60 SWING61 DA GAV X U R Х VEGA Grieshaber KG 2 117 Разрешение
LSA 470 Маркировка по взрывозащите: EExdIICT6 РТН № РРС
Рраб. = 36 кгссм²; Pma
L блок. min = 50 мм от низа трубопровода (?) -
Место установки: трубопроводы смол К-1а -> К-1 К-2а -> К-2
ПО 27 Условное давление среды: Ру=63 МПа Ру63 150°C кл.герм. г. Москва
ПО 28 Корпус: прямой проходной корпус 12Х18Н10Т Кvy
ПО 29 Материал корпуса: низколегированная сталь хладостойкая 100Р НО
Температура рабочей среды: от минус 60 до плюс 225 оС
Условный проход: Ду=100 мм
Условная пропускная способность: Кv = 100 м3ч
Класс герметичности затвора: А по ГОСТ 9544-80
Привод: пневматический
Фильтр-редуктор (РДФ 300)
Электропневматический клапан (ЭПК 300)
Концевой выключатель (КВД 610)
Место установки: трубопроводы из К-1 К-1а в факельный
ПО 105 Условное давление среды: Ру=63 МПа Ру63 150°C кл.герм. г. Москва
Корпус: прямой проходной корпус 12Х18Н10Т Кvy
Материал корпуса: низколегированная сталь хладостойкая 100Р НЗ
Условный проход: Ду=150 мм
Исходное положение клапана: НО (нормально закрыт)
Условное давление среды: Ру=63 МПа Ру63 150°C кл.герм. г. Москва
Материал корпуса: низколегированная сталь хладостойкая 100Р ДД
Положение клапана при отключении питания: закреплен
При заказе приборов и оборудования по данной спецификации
с заводов-изготовителей необходимо требовать отметку в
паспортах о том что они прошли стендовые испытания в
соответствии с п. 6.3.2 ПБ 09.540-03
Позиция Наименование и техническая характеристика Тип марка.
Обозначение документа
материала Завод-изготовитель Единица
кг Примечание 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Спецификация оборудования.
JBC1 Соединительная коробка взрывозащищенная (0ExiaIICT6) на 6 вводов
Количество клеммных зажимов-18 SА141410-(18C2)-4FL1(A)-1FL3(C)-ORANGE-В
JBD1 Соединительная коробка взрывозащищенная (1ExdIICT5X) на 12 вводов
Количество клеммных зажимов-37 ССА-04(10х2)-2FL1(A)-1FL3(C)-ORANGE-B
шт. 8 Шкаф стеклопластиковый в комплекте с обогревателем N=200В
медными жилами пониженной горючести
х10 экранированный ГОСТ 1508-78
0 Провод 1х10 (для заземления оборудования) ПВ3 ГОСТ 6323-79
«Подольсккабель» г.Подольск м 110 0115 Трубопроводы стальные из
водогазопроводных обыкновенных
труб с цинковым покрытием с муфтой и метрической резьбой
Ц-М-Р 25х32 ГОСТ 3262-75
9 Труба стальная бесшовная холоднодеформированная
х2-В ГОСТ8734-75 ГОСТ8733-74 м
89 Металлический лоток неперфорированный с крышкой 100х80 L=2000
062 DKS 35512 DKS ДКС г. Тверь40 1.36 Перегородка
SEP H 80 L=2000 36490 DKS ДКС г. Тверь20 0.68 Консоль
BM основанием 300 34183 DKS ДКС г. Тверь40 0.49
Профиль PSM L=2000 34130 DKS ДКС г. Тверь20 1.8
Уголок перфорированный УП 35х35 ТУ 36.22.21.00-021-91 м 6 13
Сталь прокатная угловая равнополочная Ст3кп2: В50х50х5 ГОСТ 8509-93
м 3 232 Стойка К314УХЛ2 НПО «Электромонтаж»10
Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем Dу=15 мм; Pу=40 МПа 31с45нж У1
Металлорукав негерметичный
РЗ-ЦХ-Ш-18 ТУ 36-1276-85Е м
Соединение "металлорукав-труба
СМТ18x25 ТУ 36.1125-84
04 Штуцер ШR12 ТУ 36.1118-84 10 019
Соединение ввертное СМВ8-R12” ТУ36-1133-85 2 0105
Соединение ввертное СВ14-R12” ТУ36.22.21.00.019-91 2 0128
Каспийский Трубопроводный Консорциум

С5. Схема пневмопитания.dwg

воздух КИП в систему АСУ
воздух КИП в систему ПАЗ
Гудрон от Н-11H-13(Р)
Помещение компрессорной станции
Газоуравнительная система
Экспликация технологического оборудования
Перечень блокировок (ПАЗ)
к регулирующим и запорным клапанам
закольцованный на территории
технологического объекта трубопровод
Схема обеспечения сжатым воздухом средств КиА
Плотность кгм³ ( раб. усл.)
Вязкость ж-ти сПз ( раб. усл.)
Вязкость газа сПз ( раб. усл.)
Окисл. битум с газами окисл.
Окисл. битум газы окисл.сырье
V=40 м ³nD=1200 мм H=3860 мм
Краткая характеристика
Возхдухосборник В-25-1.0-2-УХЛ1 V=200 м ³; D=2200 мм; H=7155 мм
Суммарный объем рассчитывается из условия поддержания часового запаса
Компрессор воздуха КИП
Q= 05 нм³мин P=086 МПа
Осушитель воздуха КИП
Q=3 нм³мин Pmax=16 бар точка росы: - 50 °С
Точка росы должна соответствовать климатической зоне по СНИП 23-01-99
Предварительный и конечный фильтры
Качество воздуха по ГОСТ 17433-80
Автоматическое открытие отсекателя UV002 Автоматическое закрытие отсекателя UV001
Pmin - минимальное давление питания клапанов
PIRSA 201 (P1) PIRA 202 (P2)
Запрет дистанционного открытия UV002
Условие пополнения часового запаса воздуха КИП

С3.pdf

Комната источников бесперебойного питания
Кабинет программиста АСУТП
Кабинет начальника и механика установки
Комната рабочей спецодежды
Комната хранения СИЗ

ПСА методичка к КП.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Базовая кафедра автоматизации и электроэнергетики
Разработка проектной и рабочей документации
автоматизации технологических процессов
Учебно-методическое пособие
по выполнению курсовых проектов
Учебно-методическое пособие представляет собой практическое руководство к выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование
систем автоматизации» и предназначено для студентов специализации
02.01 «Автоматизация химико-технологических процессов» и магистров
направления «Автоматизация и управление». В пособии определяются задачи и порядок выполнения курсового проекта требования к его оформлению
приводится описание стадийности разработки документации а также состава
и содержания документов со ссылками на типовые решения и требования
Кроме того данное пособие может использоваться начинающими проектировщиками в качестве практического руководства по разработке разделов проектной и рабочей документации нижнего уровня АСУТП.
Составитель: Христодуло А.Н. к.т.н. доцент кафедры БАЭ
Веревкин А.П. д.т.н. профессор зав. кафедрой АТПП
© Уфимский государственный нефтяной технический университет 2011
Цель курсового проекта
Состав курсового проекта
Общие требования к выполнению проекта
Содержание пояснительной записки приложений и чертежей
Требования к оформлению курсового проекта
Перечень нормативно-технических документов
используемых в проекте
Приложение 1. Матрица балльно-рейтинговой системы оценки знаний
по курсовому проекту
Приложение 2. Спецификация оборудования изделий и материалов
(форма по ГОСТ 21.110-95)
Приложение 3. Перечень параметров сигнализации и блокировки
Приложение 4. Условные обозначения на ФСА
Приложение 5. Условные обозначения на планах трасс
Приложение 6. Таблица соединений внешних проводок
кабельно-трубный журнал (форма по ГОСТ 21.408-93)
Приложение 7. Типовая форма для разработки принципиальных
электрических схем цепей автоматизации
Приложение 8. Расположение основной надписи дополнительных
граф к ней и размерных рамок на листах (по ГОСТ P 21.1101-2009)
Приложение 9. Штампы основных надписей на чертежах и текстовых
Целью данного курсового проекта является закрепление теоретических
знаний по курсу «Проектирование систем автоматизации» и отработка техники проектирования систем автоматизации химико-технологических процессов с использованием элементов систем автоматизированного проектирования (САПР). В результате выполнения этой работы студент должен получить навыки:
- работы с нормативно-технической документацией (НТД);
- разработки принципиальных и монтажных схем;
- комплектации приборов и средств автоматизации а также монтажных
изделий и материалов;
- расчета надежности систем автоматизации;
- оформления комплектов проектной и рабочей документации.
Исходными данными и материалами для выполнения курсового проекта
являются отчет о конструкторско-технологической практике и литературные
Для выполнения курсового проекта необходимо иметь следующие документы:
) описание технологического процесса (технологический регламент);
) перечень сигнализаций и блокировок;
) функциональную схему автоматизации;
) структурную схему АСУТП;
) заказную спецификацию на приборы и средства автоматизации;
) характеристику условий работы приборов;
) принципиальные электрические схемы цепей автоматизации;
) трубный и кабельный журнал схемы внешних трубных и электрических проводок;
) схемы электропитания и пневмопитания;
) план пункта управления;
) общий вид щита управления (для систем щитового монтажа);
) план расположения оборудования план трасс;
) статистические данные интенсивности отказов приборов системы
Курсовой проект состоит из двух томов:
первый том – пояснительная записка с приложениями;
второй том – альбом с чертежами.
Наименование и объем документов следующие.
А. Пояснительная записка
A.1 Общая характеристика производственного объекта
A.1.1 Описание технологического процесса
A.1.2 Обеспечение безопасности ведения процесса
A.2 Принципиальные решения по системе контроля и управления
A.2.1 Структура АСУТП
A.2.2 Требования к составу и функциям реализуемым системой управления 2
A.3 Решения по организации пункта управления
A.3.1 Планировка операторной размещение шкафов щитов и пультов
A.3.2 Вспомогательные инженерные системы операторной: освещение
отопление вентиляция устройство заземления и т.д.
A.3.2 Эргономическое обеспечение рабочего места оператора
A.4 Питание системы управления
A.4.1 Организация схем электро- и пневмопитания
A.4.2 Расчеты потребности в электроэнергии и сжатом воздухе
A.5 Монтаж системы управления
A.5.1 Размещение приемных и отборных устройств датчиков преобразователей запорной и регулирующей арматуры («полевого» КИП)
A.5.2 Указания по монтажу электрических и трубных проводок
A.5.3 Монтаж КТС верхнего уровня АСУТП в шкафах на щитах и панелях
A.6 Расчет надежности системы автоматизации
А.7 Расчет искробезопасных электрических цепей автоматизации *
B.1 Заказные спецификации:
а) на приборы и средства автоматизации;
в) на шкафы щиты и пульты *
B.2 Перечень параметров сигнализации и блокировки
B.3 Техническое задание на оборудование (проектирование) операторной *
В.4 Конструкторская документация на шкафыщиты КТС АСУТП *
В.5 Техническое задание на создание АСУТП *
B.6 Логические схемы (алгоритмы) управления технологическим оборудованием
описание логических схем *
B.7 Перечень разработанных документов
C.1 Функциональная схема автоматизации (ФСА)
C.2 Структурная схема АСУТП
C.3 План операторной (аппаратной пункта управления)
C.4 Схема электропитания КТС АСУТП
C.5 Схема пневмопитания средств контроля и автоматизации
C.6 Принципиальные электрические схемы цепей автоматизации
C.7 Схемы внешних электрических и трубных проводок
C.8 Планы трасс (планы расположения оборудования и внешних проводок)
С.9 План размещения датчиков контроля загазованности *
С.10 Чертежи установки приборов и средств автоматизации *
Документы (*) разрабатываются по индивидуальному заданию.
Материал дублирующий разделы курсового проекта по дисциплине
«Автоматизация технологических процессов» в состав данного курсового
допускается не включать.
В соответствии с приложением к Градостроительному кодексу Российской федерации (постановление №87 правительства РФ) и ГОСТ Р 21.11012009 проектирование объектов капитального строительства должно осуществляться в две стадии: проектная документация и рабочая документация.
На стадии проектная документация приводятся основные сведения об
объекте капитального строительства описание принципиальных технических
решений пояснения схемы и планы ссылки на нормативные и (или) технические документы используемые при подготовке проектной документации и
результаты расчетов обосновывающие принятые решения.
В целях реализации в процессе строительства технических и технологических решений содержащихся в проектной документации разрабатывается
рабочая документация состоящая из документов в текстовой форме рабочих
чертежей спецификации оборудования и материалов.
Соответствующим образом должна разрабатываться документация на
систему автоматизации (см. альбом типовых проектных решений автоматизации [1]).
Данный курсовой проект (общее задание) условно можно разделить
также на две части. В первой части (документы А.1-А.5 С.2-С.5) разрабатываются принципиальные технические решения по системе автоматизации
технологической установки (производства комплекса) относящиеся к стадии проектная документация. Данные решения приводятся для технологической установки (производства комплекса) в целом.
Во второй части проекта (документы А.6 В.1 В.2 С.1 С.6-С.8) студент
должен выделить из состава установки небольшой технологический блок
(например трубчатую печь группу резервуаров или ректификационную колонну с вспомогательным оборудованием) и разработать рабочую документацию проекта нижнего уровня АСУТП.
Выполнение курсового проекта ведтся строго по календарному графику согласно матрицы балльно-рейтинговой системы оценки знаний (см. приложение 1 данного пособия). При разработке проекта по индивидуальному
заданию студент получает индивидуальный график работы с указанием перечня документов и сроков их подготовки.
Отдельные документы курсового проекта могут разрабатываться студентами на основе типовых чертежей и схем [1] которые должны быть обязательно привязаны к проектируемому объекту. При невозможности привязки типовые чертежи и схемы должны быть скорректированы и согласованы с
руководителем проекта.
Студенты посещают консультации предусмотренные графиком и представляют материалы для оценки степени выполнения. Ритмичность работы
студента наряду с качеством оформления и защитой определяет итоговую
оценку курсового проекта.
В пояснительной записке приводятся описание и обоснование основных
проектных решений: по разработке схем выбору компоновке и размещению
аппаратуры выбору основных монтажных изделий и материалов а также по
прокладке трасс со ссылками на разработанные чертежи. Каждый раздел
должен быть написан конкретно для проектируемой системы и не должен
содержать теоретических определений и положений допускаются лишь
ссылки на эти определения и положения.
Введение раскрывает сущность проделанной студентом работы и должно подготовить читателя к чтению пояснительной записки. В связи с этим во
введении должны излагаться в определенной последовательности следующие
- краткая характеристика проектируемого объекта;
- результаты обследования и анализа проектируемого объекта (выводы
из отчета о конструкторско-технологической практике);
- перечень задач данной работы;
- обзор разделов пояснительной записки и проектных документов;
- характеристика глубины проработки документации при решении поставленных задач.
В разделе А.1 приводится краткое описание технологического процесса
основных режимных параметров характеристик сырья и получаемых продуктов на основе данных приведенных в регламенте установки. В подразделе
А.1.2 приводятся решения по реализации требований норм и правил безопасности к разработке системы автоматизации на проектируемом объекте (установке). Данный пункт выполняется на основе правил ПБ 09-540-03 ПБ 09563-03 с учетом особенностей технологического объекта и должен содержать
конкретные проектные решения по обеспечению безопасности средствами
систем автоматизации а не общие требования охраны труда и безопасной
Раздел А.2. должен включать в себя описание структурной схемы
АСУТП приведенной на чертеже С.2. В описании раскрывается состав и
элементная база АСУТП уровни управления и подсистемы интерфейсы и
протоколы связи используемые в системе приводится перечень основного
Подраздел А.2.2 разрабатывается на основе ГОСТ 24.104-85 РД 5034.698-90 и должен в дополнение к разделу А.1.2 содержать специфические
требования к разрабатываемой системе: реализуемым функциям видам обеспечения надежности удобству эксплуатации и т.д. При этом в составе
АСУТП обязательно должны быть выделены две независимые структуры:
распределенная система управления (РСУ) и система противоаварийной защиты (ПАЗ) (см. ПБ 09-540-03).
В разделе А.3 описываются и обосновываются решения по организации
пункта управления установкой (производством комплексом). Приводится
краткое описание плана операторной ее основных помещений размещения
оборудования комплекса технических средств (КТС) АСУТП: шкафов щитов пультов и операторских станций со ссылкой на С.3. Описываются вспомогательные инженерные системы необходимые для комфортной и безопасной работы операторных (см. У-КА-03-2004 СН 512-78). Даются рекомендации по эргономическому обеспечению рабочего места оператора которые
должны базироваться на принципах инженерной психологии и результатах
анализа деятельности операторов.
В разделе А.4 разрабатываются и описываются системы электро- и
пневмопитания. Приводятся характеристика категории надежности электроснабжения оборудования КТС АСУТП согласно ПУЭ а также требования к
качеству электроэнергии и сжатого воздуха (по ГОСТ 13109-97 и ГОСТ
433-80). В подразделе А.4.1 необходимо выбрать схемы питания (С.4 и
С.5) а также привести их описание. В расчетной части (подраздел А.4.2) выполняется расчет потребляемой мощности КТС АСУТП и производится выбор конфигурации аккумуляторных батарей для источника бесперебойного
питания из условия обеспечения электроснабжения оборудования АСУТП в
течении 30 мин. Кроме того рассчитываются расход сжатого воздуха КИП и
объем ресивера обеспечивающий питание воздухом средств контроля и автоматизации в течении времени достаточного для безаварийной остановки
объекта но не менее 1 часа (см. ПБ 09-540-03). Методика расчета потребности в воздухе КИП приведена в [8].
Раздел A.5 должен содержать описание принятых автором решений по
монтажу оборудования системы автоматизации с учетом требований нормативно-технической документации и руководящих материалов (РМ РТМ)
НПО «Монтажавтоматика».
В подразделе A.5.1 описываются способы установки первичных средств
контроля и автоматизации (КиА) на технологическом оборудовании строительных конструкциях или в специально предусмотренных приборных шкафах. Приводятся эскизы соответствующих монтажных узлов для установки
КИП или ссылки на типовые установочные чертежи. Излагаются требования
по обогреву и изоляции средств автоматизации по организации площадок
для обслуживания КИП.
В подразделе A.5.2 приводятся указания по монтажу кабельных трасс импульсных и питающих трубных проводок со ссылками на чертежи С.7 С.8.
Дается описание выбранного способа прокладки кабелей с учетом разделения цепей различного назначения (РСУ и ПАЗ искробезопасных и неискробезопасных напряжения 220 В и =24 В) выбранных схем трубной обвязки
основных монтажных материалов используемых для прокладки проводок
(лотков коробов защитных труб металорукавов импульсных и командных
трубок фитингов и т.д). Здесь также излагаются решения о высоте прокладки
трасс об установке несущих металлоконструкций о способе крепления проводок и крепежных изделиях заложенных в спецификации на материалы В.1.б.
В подразделе А.5.3 описывается компоновочные решения по размещению оборудования (клеммников блоков питания барьеров искрозащиты реле контроллеров и т.д.) внутри шкафовщитов КТС АСУТП а также средств
отображения информации и органов управления на лицевой панели щитов и
пультов автоматизации. Кроме того приводятся исходные требования для
разработки конструкторской документации (технического паспорта) и изготовления шкафовщитов следующих функциональных групп: кроссовые
шкафы шкафы ввода-вывода контроллеров питания.
Разделом А.6 предусмотрено выполнение расчета допустимых рисков и
надежности системы автоматизации по данным собранным на конструкторско-технологической практике или приведенным в справочной литературе.
В заключении студент должен сформулировать выводы и описать достоинства выполненной работы. Умение формулировать выводы характеризует зрелость студента как специалиста и подтверждает его подготовленность к
выполнению дипломного проекта.
Приложения проекта являются текстовыми и графическими документами и выполняются на основании предусмотренных пояснительной запиской
технических решений в соответствии с действующими нормативами.
Первое приложение проекта В.1 – заказные спецификации – является
основным проектным документом по которому осуществляется заказ и закупка оборудования. Спецификация выполняется по типовой форме (см.
приложение 2 пособия) и составляется по трем разделам:
а) приборы и средства автоматизации;
в) шкафы щиты и пульты.
Спецификация на приборы и средства автоматизации должна содержать
основные технические характеристики а также каталожный шифр и наименование производителя средств КиА (необходимую информацию можно найти в кафедральной базе электронных каталогов средств КиА). Позиционное
обозначение технических средств должно соответствовать ГОСТ 21.404-85 и
состоять из цифрового обозначения соответствующего контура автоматизации и буквенного обозначения самого технического средства. Спецификация
на материалы заполняется на основе сводных таблиц монтажных изделий
приведенных в С.7 С.8.
Перечень сигнализаций и блокировок (В.2) выполняется на основе данных приведенных в технологическом регламенте установки по форме приложения 3 данного пособия.
Разработка остальных приложений (В.4-В.6) предусматривается только в
случае выполнения проекта по индивидуальному заданию.
Технические задания на оборудование операторной (В.3) выполняются с
целью формализации исходных требований предусмотренных разделом А.3
для разработки строительной сантехнической и электротехнической частей
проектной документации. Задание представляет текстовый документ включающий формы [3 c. 904] ссылки на чертежи а также схему организации заземления оборудования АСУТП на которой обязательно должно быть пре9
дусмотрено два независимых контура: защитного и сигнального заземления
Конструкторская документация В.4 выполняется при высокой степени
детализации проектных решений АСУТП и должна содержать эскизный
чертеж общего вида таблицы соединений и подключения (монтажнокоммутационные схемы) шкафа КТС АСУТП одного из следующих типов:
- кроссовые шкафы – в которых размещаются клеммные поля для подключения кабелей от «полевых» средств КиА;
- шкафы ввода-вывода – для размещения преобразователей модулей
ввода-вывода барьеров искрозащиты разделительных реле и т.д.;
- шкафы контроллеров – для размещения средств микропроцессорной и
вычислительной техники;
- шкафы питания – для размещения блоков питания и распределения питания.
В комплекте с В.4 разрабатывается спецификация В.1.в (на шкафы щиты и пульты).
Техническое задание на АСУТП (В.5) выполняется согласно ГОСТ
602-89 и служит основой для разработки проекта верхнего уровня (технорабочего проекта) АСУТП а также для создания (разработки приемки и ввода в действие) автоматизированной системы.
Приложение В.6 проекта предусматривает разработку и формализацию в
текстовом и графическом виде специальных алгоритмов противоаварийной
защиты и безаварийного пуска сложного технологического оборудования
(компрессоров печей и т.д.) а также программ перевода технологического
процесса (установки) в безопасное состояние (согласно требований ПБ 09540-03). Разрабатываемые в B.6 логические схемы и их описание обычно
входят в состав техно-рабочего проекта АСУТП.
В последнем приложении к пояснительной записке (В.7) приводится перечень разработанных в проекте текстовых документов и чертежей (с указанием принадлежности к 1 или 2 тому) по форме:
Чертежи в курсовом проекте выполняются с применением САПР и типовой элементной базы содержащей формы и условные обозначения наиболее распространенных элементов (см. раздел 5 данного пособия). Далее по
тексту для иллюстрации материала приводятся ссылки на типовые чертежи
Функциональная схема автоматизации (С.1) является своеобразной объединительной схемой технологического объекта управления охватывающей
оборудование нижнего уровня АСУТП и показывающей его связи со средствами контроля и управления верхнего уровня системы а также функциональную нагрузку выполняемую этими средствами.
ФСА как правило разрабатывается на основе технологической (монтажно-технологической) схемы проектируемого объекта и может быть выполнена двумя способами (см. ГОСТ 21.408-93):
) Развернутым при котором изображается подробный состав комплекса
технических средств АСУТП для каждого контура контроля и управления
(подробная схема). При этом на схеме может быть указано место расположения средств автоматизации (технологическая схема процесса вместе с КИП
встраиваемыми и устанавливаемыми на технологических коммуникациях
изображается в верхней части схемы а в нижней части приводятся остальные
средства автоматизации в прямоугольниках определяющих место расположения этих средств). Развернутый способ рекомендуется для небольших по
объему автоматизации объектов и несложных технологических процессов.
) Упрощенным при котором не указываются отдельные технические
средства автоматизации и места их расположения а изображается только состав функций контуров контроля и управления и линии связи между этими
контурами (короткая схема). Для отображения функций блокировки и дискретного управления при этом предпочтительно взамен линий связи использовать перекрестные ссылки обозначив каждую блокировку показав ее на
схеме возле управляющего контура и управляемого устройства и включив в
поле чертежа перечень блокировок [1 ч.2 л.2]. Кроме того для сложных
элементов автоматизации таких как насосы электрозадвижки пневмоотсекатели и т.п. допускается использовать условные обозначение приводя в
проекте типовые схемы автоматизации этого оборудования. Рисунок 1 на
примере пневмоотсекателя (ПО) иллюстрирует данный подход: в поле основного чертежа ФСА включается условное обозначение ПО со ссылкой на
типовую схему которая приводится на свободном пространстве чертежа или
на отдельном листе и раскрывает подробный состав (конечные выключатели
ZSH и ZSL электропневматический соленоидный клапан SV) и функции
а) условное обозначение ПО на ФСА
б) типовая схема автоматизации ПО
Рисунок 1 - Схема автоматизации пневмоотсекателя (ПО)
В курсовом проекте ФСА может быть выполнена любым из указанных
способов при этом цифровое обозначение контуров автоматизации (технических средств) должно соответствовать обозначению оборудования в спецификации В.1.а.
Буквенные и графические обозначения на ФСА должны соответствовать
ГОСТ 21.404-85 и ГОСТ 24.303-80. Однако указанные НТД недостаточно
приспособлены к применению в проектной документации современных
средств автоматизации с их высокой степенью интеллектуализации и средств
вычислительной техники распределенного управления. Минимально необходимый набор дополнительных графических обозначений приведен в приложении 4 пособия.
Наиболее адаптированной к разработке сложных функциональных схем
процессов нефтепереработки на базе современных АСУТП является система
идентификации принятая международным стандартом ANSIISA-5.1-1984 [1
ч.1 л.8.1-8.3] и предназначенная для разработки так называемых P&ID схем
(Process Instrument Diagram).
Структурная схема АСУТП (С.2) разрабатывается на основе анализа
особенностей функционирования системы управления самого технологического объекта его планировки (расположения) а также анализа возможностей предлагаемых к использованию в АСУТП программных алгоритмических и технических средств выполнения требований норм и правил безопасности. Данная схема должна принципиально отражать основные решения по
организационному функциональному и техническому обеспечению системы
управления (ГОСТ 24.104-85).
С.2 должна охватывать все уровни системы управления кроме нижнего
«полевого» уровня который отображается на ФСА. В составе объекта управления должны быть выделены участки или узлы (подобъекты) которые подконтрольны и управляются отдельными структурными звеньями системы
управления [1 ч.1 л.2]. На структурной схеме могут быть выделены функциональные группы оборудования а также приведены поясняющие текстовые и расчетные материалы.
План операторной (С.3) должен отражать расположение и внутреннюю
компоновку помещений предназначенных для комплекса технических
средств АСУТП оперативного и обслуживающего персонала. К таким помещениям относятся:
- операторские и диспетчерские залы в которых размещаются рабочие
станции (рабочие места операторов-технологов) пульты и панели управления;
- аппаратные (щитовые) в которых размещаются шкафы и щиты КТС
- помещения источников бесперебойного питания;
- комнаты системных инженеров и программистов.
На плане операторной должно быть показано размещение оборудования
КТС АСУТП приведены габаритные размеры и экспликация основных помещений [1 ч.1 л.3].
Для АСУТП с территориально распределенной структурой в составе С.3
необходимо также привести планы удаленных технических помещений КиА
(аппаратных контроллерных и т.д.).
Схемы электро- и пневмопитания (С.4 С.5) являются основополагающими документами создания и эксплуатации систем электроснабжения и обеспечения сжатым воздухом КТС АСУТП. При разработке данных схем должны
быть учтены требования к параметрам систем энергоснабжения в частях: бесперебойности качества безопасности и экологичности изложенные в А.4.1.
Основой для разработки схемы электропитания является категория надежности электроснабжения оборудования. АСУТП взрывопожароопасных
объектов как правило относятся к особой группе I категории электроприемников в связи с чем их питание необходимо обеспечивать от трех независимых взаимо-резервируемых источников (см. ПУЭ). Наиболее распространенным решение для обеспечения этого требования является использование источника(ов) бесперебойного питания (ИБП) наряду с двумя силовыми вводами (основным и резервным) подающими питание от отдельных электроподстанций [1 ч.1 л.4]. При этом оборудование АСУТП должно получать питание через ИБП постоянно работающий в режиме «On-Line» (постоянного
преобразования от аккумуляторной батареи) и имеющий возможность автоматически переходить на байпас (работа на прямую от сетей силового ввода).
Количество источников бесперебойного питания схемы их включения в резерв наличие устройства автоматического включения резерва АВР и разделительных трансформаторов количество фаз для питания потребителей необходимость разделения цепей питания РСУ и ПАЗ основного и резервного
оборудования определяется конкретным проектом.
С.5 представляет собой монтажно-технологическую схему подачи и распределения питающего воздуха для «полевых» средств КиА (воздуха КИП) и
может быть выполнена в виде ФСА [1 ч.1 л.6]. Схема должна отражать принятые решения по подключению к внешним источникам пневмопитания
(общезаводской сети воздуха КИП или специальной компрессорной станции) обвязке воздушных ресиверов и разводке воздуха конечным потребителям (клапанам и отсекателям). Поддержание давления в системе пневмопитания должно выполняться автоматически для этого алгоритмами ПАЗ предусматриваются блокировки отключающие систему от внешних источников
питания и подключающие часовой запас воздуха КИП от ресиверов в случае
падения давления воздуха в сети.
Схемы внешних электрических и трубных проводок (С.7) и планы трасс
(С.8) являются рабочими чертежами предназначенными для производства
работ по монтажу технических средств автоматизации и прокладке кабельных и трубных проводок. Данные чертежи разрабатывают в соответствии с
ГОСТ 21.408-93 с учетом решений изложенных в подразделе А.5.2 проекта.
На схемах внешних электрических проводок [1 ч.2 л.4.1-4.2] показывают:
- первичные приборы и исполнительные механизмы расположенные на
технологическом оборудовании или возле него соединительные и протяжные коробки шкафы щиты и пульты управления;
- внешние кабельные (проводные) соединения между перечисленными
средствами автоматизации а также монтажные материалы используемые
для прокладки кабелей и проводов;
- подключения проводок к КТС АСУТП;
- защитное заземление и зануление технических средств автоматизации;
- перечень монтажных изделий.
Всем кабелям и проводам для их идентификации присваивают порядковые номера (маркировку). Порядковый номер кабеля от прибора до соединительной коробки обычно присваивается по позиции прибора от соединительной коробки до шкафа управления – по позиции коробки.
Выбор типов кабелей и проводов производится по каталогам кабельной
продукции с учетом требований фирм-изготовителей измерительной аппаратуры средств автоматизации и вычислительной техники. При этом необходимо учитывать что во взрывоопасных зонах применяются как правило кабели и провода с медными жилами сечение которых должно быть не меньше
мм2. Кроме того обязательным условием при проектировании электропроводок является наличие резервных проводов и жил кабелей (см. ВСН 205-84
РМ 14-177-05). Длины кабелей и проводов приводят с учетом 6% надбавки на
На схемах внешних трубных проводок [1 ч.2 л.5.1-5.2] показывают импульсные линии предназначенные для передачи воздействия контролируемой технологической среды на чувствительные элементы первичных приборов (датчиков) а также линии питания отражающие индивидуальную разводку сжатого воздуха средствам КиА (клапанам и отсекателям). Схемы
трубных проводок обязательно должны содержать перечень монтажных изделий в который включают трубки соединения (фитинги) арматуру и защитные средства (разделительные уравнительные конденсационные сосуды
и т.п.). Границей проектирования проводок являются закладные и отборные
устройства предусмотренные на технологических трубопроводах или аппаратах.
Импульсные проводки разрабатывают с учетом характеристик измерительной и окружающей среды особенностей установки измерительных приборов (см. СНиП 3.05.07-85 РМ 4-23-93). Например следует учитывать что
датчики давления и расхода на открытой установке размещают как правило
в обогреваемых приборных шкафах: для газов – выше отборного устройства
для жидкостей и пара – ниже. При этом в случае необходимости должен
быть предусмотрен обогрев импульсной линии (электрическим кабелем или
теплоносителем) который может осуществляться как совместно с обогревом
приборного шкафа так и отдельно от него.
Схемы внешних электрических и трубных проводок допускается выполнять табличным способом. Типовая форма таблицы соединений внешних
проводок более известная под названием «кабельно-трубный журнал» приведена в приложении 6 данного пособия.
На планах трасс (планах расположения оборудования и внешних проводок) [1 ч.2 л.3.1-3.2] показывают и приводят:
- расположение технологического оборудования и коммуникаций контуры и координационные оси зданий (сооружений) выполненные в масштабе отметки полов этажей и площадок;
- технические средства автоматизации их позиционное обозначение и
высотные отметки установки;
- потоки проводок одиночные электрические и трубные проводки несущие опорные конструкции для их прокладки разрезы и сечения кабельных
- классификацию взрывопожароопасности производственного процесса;
Также на планах С.8 для удобства их чтения могут приводиться схемы
объединения кабелей (проводов) в соединительных коробках (см. рисунок 2а).
В курсовом проекте обязательно должны быть приведены два чертежа
С.8. На первом показывают план расположения оборудования и внешних
проводок в районе выбранного технологического блока. На втором приводят
ситуационный план – план прокладки кабельных трасс по территории объекта от места расположения технологического блока до границы помещения
контроля и управления. В дополнение к основным (обязательным) чертежам
может быть приведен план кабельных трасс внутри помещения управления.
Электрические проводки следует прокладывать с соблюдением требований ПУЭ и ВСН205-84 а также руководящих материалов НПО «Монтажавтоматика». Прокладка кабельных трасс КиА на территории взрывоопасных
объектов как правило должна выполняться открыто по стенам и конструкциям зданий и сооружений а также по комбинированным (совмещенным с
технологическими) и кабельным эстакадам. При этом должно быть выдержано минимальное расстояние от проводок до: трубопроводов с горючими и
легковоспламеняющимися жидкостями (ГЖ и ЛВЖ) – 05м остальных трубопроводов – 02м электросиловых кабелей – 05м. Для прокладки кабельных трасс (потоков и пучков кабелей) обычно используются стальные лотки
(короба) с крышками для прокладки одиночных кабелей защитные стальные
трубы и металлорукава. Подсчет лотков (коробов) ведется по планам трасс
подсчет труб и металлоруковов по схемам С.7.
а) схема объединения
Рисунок 2 - Изображение оборудования на планах трасс
Условные графические обозначения на планах трасс приведены в приложении 5 пособия (см. также ГОСТ 21.408-93 ГОСТ 21.614-88). Номера кабелей проводов и труб на планах трасс указывают на полке линии-выноски в
прямоугольниках. При этом кабельные потоки изображаются в виде таблицы
в заголовках которой приведено позиционное обозначение лотка (короба)
ниже перечень номеров находящихся в нем кабелей (см. рисунок 2б). В верхней части изображения (над обозначением лотка) показывают отметку его
прокладки. На сечениях кабельных трасс показывают опорные элементы
(стойки балки подвески и т.п.) и закладные детали для крепления трассы с
отметками установки. Типовая закладная конструкция для крепления трассы
состоящая из стоек и прикрепленных к ним полок на которых размещают
лотки показана на рисунке 2в.
Подосновой для разработки С.8 могут служить планы расположения
технологического оборудования монтажные планы и архитектурностроительные чертежи производственного объекта (как правило масштаб
планов трасс должен соответствовать масштабу используемых чертежей). На
базе плана расположения технологического оборудования также может быть
разработан план С.9 размещения датчиков (зон) контроля загазованности (в
соответствии с требованиями ТУ-газ-86).
Одним из последних документов разрабатываемых в рамках курсового
проекта являются принципиальные электрически схемы цепей автоматизации (С.6). Данные схемы разрабатываются на основании ФСА схем внешних электрических проводок и инструкций по эксплуатации на приборы и
средства автоматизации примененные в проекте.
С.6 [1 ч.2 л.6.1-6.6] могут использоваться в качестве эксплуатационной
документации а также в качестве исходных данных для разработки технорабочего проекта АСУТП так как они отражают полную исчерпывающую
информацию по каждому контуру автоматизации начиная от подключения
элементов электрической цепи (датчиков и исполнительных механизмов
клеммников в соединительных коробках и шкафах КТС АСУТП) и заканчивая функциональной нагрузкой по данному контуру.
Типовая форма для разработки С.6 приведена в приложении 7 данного
пособия. Текст и графы заголовков данной формы могут быть скорректирован в зависимости от особенностей объекта автоматизации а также конкретной измерительной управляющей электрической цепи.
Методика разработки и правила оформления всех документов проекта в
том числе не затронутых в данном пособии рассматриваются на специальных (практических) занятиях по курсовому проектированию. Частично эта
информация приведена в литературе [2-7]. Отдельные документы проекта
(А.4.2 А.6 А.7 В.6 С.9) могут быть выполнены в рамках лабораторных работ по курсу «Проектирование систем автоматизации».
При проработке технических решений в курсовом проекте студенту потребуется большое количество справочных данных и нормативнотехнической литературы. Эта информация содержится в электронной библиотеке базовой кафедры автоматизации и электроэнергетики.
Текстовые и графические документы курсового проекта оформляются в
соответствии с действующими стандартами и нормативами. Общим требованием к оформлению всех документов является аккуратность.
Содержание пояснительной записки должно характеризоваться конкретностью изложения материала краткостью и четкостью формулировок. Степень проработки чертежей и приложений должна обеспечивать ясность однозначность и удобство чтения принятых автором технических решений. Для
этого на чертежах кроме основного графического изображения могут приводиться:
- перечень оборудования изделий и материалов включающий обозначение по схеме и краткую техническую характеристику;
- расшифровка условных графических обозначений и сокращений автора;
- ссылки на смежные (относящиеся) чертежи;
- таблицы применимости;
- общие указания и пояснения технических решений невыразимых графическим языком или условно не отраженных на чертеже.
Форма и расположение основных надписей в текстовых и графических
документах должны соответствовать ГОСТ P 21.1101-2009 ГОСТ 2.104-68 и
ГОСТ 2.105-95. В приложении 8 пособия приведено расположение основных
надписей дополнительных граф к ним и размерных рамок на листах документации. Дополнительные графы при оформлении курсового проекта выполнять не обязательно.
Штампы основной надписи выполненные по форме приложения 9
должны содержаться на каждом листе текстовых и графических документов
проекта (за исключением титульных).
Все проектные материалы шифруются. Шифр документа состоящий из
префикса номера проекта и номера документа приводится в штампе основной надписи. Префикс имеет вид "ТД" (сокращение – техническая документация).
Номер проекта образуется из номера группы и порядкового номера студента по экзаменационной ведомости.
Номера документов соответствуют их порядковому номеру приведенному в составе курсовой работы и отделяются от номера проекта дефисом.
Например ТД.05.01.06-С.1
где 05 – год набора группы 01 – номер группы 06 – порядковый номер
по экзаменационной ведомости С.1 – функциональная схема автоматизации.
Пояснительная записка имеет общий шифр ТД.05.01.06-А.
Все текстовые документы курсового проекта брошюруются вместе в естественной последовательности и скрепляются типовой обложкой для курсовых проектов. При этом нумерация листов должна быть сквозной только в
пределах отдельного документа.
В средней части титульного листа (обложки) должна быть выполнена
Пояснительная записка и приложения
к курсовому проекту по ПСА
студент гр. АТ хх-хх
Графические документы скрепляются вместе в альбоме формата А3. Обложка должна быть оформлена по следующему образцу:
Чертежи к курсовому проекту по ПСА
Для ускорения процесса проектирования в кафедральной электронной
библиотеке создана база шаблонов - типовых форм текстовых и графических
документов а также условных обозначений (изображений) наиболее распространнных элементов на чертежах. Шаблоны представляют собой графические файлы с расширением «dwg» (САПР AutoCAD) и текстовые файлы с
расширение «doc» (MS Word).
Типовые проектные решения автоматизации нефтеперерабатывающих и
нефтехимических производств: учеб. пособие А.Н. Христодуло. – Уфа:
Изд-во ГУП «ИНХП РБ» 2010.
Нестеров А.Л. Проектирование АСУТП: методическое пособие. Книга 1
А.Л. Нестеров. – СПб.: Издательство ДЕАН 2006. – 552с.
Нестеров А.Л. Проектирование АСУТП: методическое пособие. Книга 2
А.Л. Нестеров. – СПб.: Издательство ДЕАН 2009. – 944с.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов:
справочное пособие А.С. Клюев Б.В. Глазов А.Х. Дубровский А.А.
Клюев. 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат 1990. – 464с.
Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации А.С. Клюев В.Д.
Таланов А.М. Демин. 2-е изд – М.: Фирма «Испо-Сервис» 2002. -148с.
Федоров Ю.Н. Основы построения АСУТП взрывоопасных производств.
В 2-х томах. Т.1. Методология Ю.Н. Федоров. – М.: СИНТЕГ 2006. –
В 2-х томах. Т.2. Проектирование Ю.Н. Федоров. – М.: СИНТЕГ 2006. –
Муртазин Т.М. Проектирование промышленных объектов. Автоматизированные системы управления в проектах: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во
УГНТУ 2010. – 142 с.
Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств
Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств
ГОСТ 24.104-85 Единая система стандартов автоматизированных систем
управления. Автоматизированные системы управления.
РД 50-34.698-90 Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы.
Требования к содержанию документов
У-КА-03-2004 Указания по проектированию операторных технологических установок и производств и диспетчерских заводов
Инструкция по проектированию зданий и помещений для
электронно-вычислительных машин
Правила устройства электроустановок. Издание 7
ГОСТ 13109-97 Электрическая энергия. Совместимость технических
средств электромагнитная. Нормы качества электрической
энергии в системах электроснабжения общего назначения
ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности
ГОСТ 21.404-85 СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в
ГОСТ 34.602-89 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы
ГОСТ 21.408-93 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов
ГОСТ 24.303-80 Система технической документации на АСУ. Обозначения
условные графических технических средств
ANSIISA-5.1- «Instrumentation Symbols and Identification»
(Обозначение оборудования и идентификация)
Инструкция по проектированию электроустановок систем
СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации
ГОСТ 21.614-88 СПДС. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах
Требования к установке сигнализаторов и газоанализаторов
ГОСТ 21.110-95 Правила выполнения спецификации оборудования изделий
ГОСТ 24.701-86 Единая система стандартов автоматизированных систем
управления. Надежность автоматизированных систем
управления. Основные положения
Системы автоматизации технологических процессов. Устройство сетей заземления
Заземление электрических сетей контроля и автоматики
Инструкция по монтажу электрических проводок систем
Системы автоматизации. Системы трубных проводок для
измерения давления расхода уровня. Правила построения
РТМ 36.22.13-90 Системы автоматизации. Монтажно-технологические требования к проектированию
ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам
СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации
Матрица балльно-рейтинговой системы оценки знаний
нед. 2нед. 3нед. 4нед. 5нед. 6нед. 7нед. 8нед. 9нед.
Защита проекта (10 неделя) – максимум 30 баллов
100 баллов – «отлично»;
90 баллов – «хорошо»;
77 баллов – «удовлетворительно»;
менее 60 баллов – «неудовлетворительно».
Календарные сроки начала и окончания работы (1 и 10 неделя) указывается в задании на выполнение курсового проекта.
В таблице указано максимально возможное количество баллов
Спецификация оборудования изделий и материалов (форма по ГОСТ 21.110-95)
Наименование и техническая
Тип марка обозначение документа
Перечень параметров сигнализации и блокировки
Наименование ница Критический
оборудования измепараметр
Операции по отключению
включению переключению
и другому воздействию
Условные обозначения на ФСА
Условные обозначения на планах трасс
Таблица соединений внешних проводок кабельно-трубный журнал (форма по ГОСТ 21.408-93)
проектная фактическая
Длина тельная установки
Типовая форма для разработки принципиальных электрических схем цепей автоматизации
Расположение основной надписи дополнительных граф к ней
и размерных рамок на листах (по ГОСТ P 21.1101-2009)
Основная надпись для рабочих чертежей (первый лист)
Основная надпись для текстовых документов (первый лист)
Основная надпись на чертежах и текстовых документах

С4. Схема электропитания.dwg

Revisions description
R E V I S I O N S R E G I S T R A T I O N
Р Е Г И С Т Р А Ц И Я И З М Е Н Е Н И Й
Условные обозначения
Схема внешних электрических и
51114900-ИН028-БП 052-АТП1
Реконструкция битумного производства
Аппаратная при насосной сырья и битумов
Схема электроснабжения КТС АСУТП
АВР - устройство автоматического включения резерва
QF - автоматический выключатель
ИБП - источник безперебойного питания оборудованный байпасным переключателем
Аккумуляторные батареи АКБ1 АКБ2 и кабели С1 С2 входят в комплект поставки соответствующего ИБП.
Время работы ИБП от аккумуляторной батареи - 30 мин.
Необходимость применения ИБП в цепях резервного питания определяется проектом. Как вариант вместо резервного
и разделительным трансформатором ~380В~220В
ИБП может быть установлен разделительный трансформатор ~380В~220В подключенный после устройства АВР.
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПИТАНИЯ
Категория энергоснабжения оборудгования от шкафа N1 распределения питания - первая особая от шкафа N2 - первая.

Титульник 2-го тома АЗ .pdf

Министерство Образования и Науки Российской Федерации
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств
Чертежи к курсовому проекту по ПСА
студент гр. АТ-07-01

С3. План операторной.dwg

Утеплитель ТЕХНО БАКС 120 мм
Рихтовочный зазор 20 мм
Облицовочный слой из кирпича 120 мм
Несущая стена 380 мм
Гидроизоляция 1 слой Унифлекс ЭКП
Гидроизоляция 1 слой Унифлекс ЭПП
Стяжка из цементно-песчаного раствора t=30 мм
Утеплитель - ТЕХНО РУФ 70 t=120 мм
Пароизоляция 1 слой Унифлекс ЭПП
Стяжка из цементно-песчаного раствора t=10 15 мм
Подвесной потолок "Армстронг
ЭКСПЛИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИЙ
Комната источников бесперебойного питания
Кабинет программиста АСУТП
Кабинет начальника и механика установки
Комната хранения СИЗ
Комната рабочей спецодежды
Категория производства n по взрывопожарной и пожарнойn опасности (НПБ 105-03)
Условные обозначения
ИС - инженерная станция
СНС- станция начальника смены
СНУ - станция начальника установки
ШРП - шкаф распределения питания
РМОТ - рабочее место оператора-технолога
Пр. Т - принтер информационных сообщений
Пр. А - принтер аварийных сообщений
План операторной установки 363
ИБП - источник бесперебойного питания
После прокладки кабелей оставшиеся зазоры в отверстиях
должны быть заделаны легко пробиваемым несгораемым материалом.
В помещении аппаратной и комнате ИБП кабели прокладываются в пространстве под фальшполом.
В помещении пункта управления кабинете программиста АСУТП кабинете диспетчера
кабинете начальника и механика установки кабели прокладываются над подвесным потолком.

С1. ФСА.dwg

Раствор деасфальтизата в Э-123
Раствор асфальта в П-1
В коллектор закрытого дренирования
Растворитель от Н-456
Перечень блокировок (ПАЗ)
Авт. открытие отсекателей ПО104 ПО105
Авт. останов насоса Н-7
Отсутствие потока (LL)
Авт. останов насоса Н-8

С6. Электрич схемы цепей авт-и.dwg

РегистрацияnШкала: 0 150°C
Регулирование температуры раствора деасфальтизата путем изменения расхода водяного пара
регулятор обратногоnдействия
Температура раствора деасфальтизата из К-1 в К-1а
Клапан на тр-де вод. пара в Т-5
Шкаф контроллера B1.1
Проект "полевого" КИП
Наименование параметра и меcто отбора импульса
Функциональное назначение контура
Входныевыходные аналоговые сигналы РСУ
Регулирование температуры в емкости ЕПП-3 путем изменения расхода конденсатаn
Температура обводненного нефтепродукта в емкости ЕПП-3
Клапан на тр-де конденсата из ЕПП-3
Тип сигнала 4..20 мА
Подключение через барьеры искрозащиты.
Кабель соединиетельная коробка
Аппаратная при операторной
Температура подшипника насоса H-3П
Шкала: 0 100°CnРегистрация
Наименование параметра и мето отбора импульса
Входные аналоговые сигналы РСУ
Давление nв трубопроводе перегретого пара в емкость ЕПП-3
Шкала: 0 16 МПа nРегистрация
Уровень обводненного нефтепродукта в дренажной емкости ЕПП-3
Шкала: 100 2300 мм от нижней образующей аппарата (0 100%).nРегистрация сигнализация.nL≤500 мм (20% шк.) (L)- предварительная сигнализация.nL≥1800 мм (75% шк.) (H)- предварительная сигнализация.
Входные аналоговые сигналы ПАЗ
Шкала: 100 2300 мм от нижней образующей аппарата (0 100%).nРегистрация блокировкаnL≤300 мм (10% шк.) (LL)-автоматическое отключение двигателя насоса Н-3П.nL≥2000 мм (85% шк.) (HН)- автоматическое закрытие отсекателя UV 405.
Наименование параметра и место отбора импульса
Шкаф контроллера A1.1
Питание =24B через клеммники с предохранителями
Входные дискретные сигналы ПАЗ
Наименование параметра и меcто установки
Конечный выключательnоткрытия UV405
Сигнализацияn"Отсекатель UV405 открыт
Конечный выключательnзакрытия UV405
Сигнализацияn"Отсекатель UV405 закрыт
Тип сигнала: дискретный 24 VDC
Выходные дискретные сигналы ПАЗ
Наименование оборудования
Электропневматический соленоидный клапан nк UV405
Управление электропневматическим клапаном к UV405 (открытие - при замыкании контакта закрытие при размыкании)
Питание через клеммникиn с предохранителями
Разделительноеn реле
Измерение силы тока потребления эл. двиг. насоса Н-3П (см. электротехническую часть проекта nмарка ЭМ)
Регистрация блокировкаnI ≥ Imax - автоматическое отключение Н-3Пn(шкалу и уставку срабатывания настроить по месту)
Электротехническая часть проекта
Наименование сигнала
Цепи под напряжением 220 VAC
Тип сигнала: дискретный
Шкаф контроллера А1.1
Входныевыходные дискретные сигналы ПАЗ (~220В)
Сигналы из схемы управления насосом Н-3П (см. марку ЭМ)
Сигнализация: n"Насос Н-2П включенотключен
Трансформаторная подстанция
Управляющий сигнал на отключение насоса Н-3П (см. марку ЭМ)
Команда: n"Отключение насоса" n(при размыкании контакта реле)
Принципиальные электрические схемы цепей автоматизации.
Контроль загазованности около емкости ЕПП-3
Шкала: 0 100% НКПРnРегистрация сигнализация.nQ ≥ 15% - предупредительная сигнализация;nQ ≥ 35% - аварийная сигнализация в том числе звуковая на территории наружной установки.
Расход смол из К-1а в К-1
Клапан на тр-де смол из К-1а в К-1
Клапан на тр-де острого вод. пара к Н-9
Регулирование расхода смол в К-1 путем изменения сопротивления трубопровода засчет открытиязакрытия клапана
Регулирование расхода смол в К-1 путем изменения расхода питающего водяного пара к Н-9
Шкала: 0 63 м3чnРегистрация
Регулирование расхода раствора асфальта из К-1 путем изменения сопротивления трубопровода засчет открытиязакрытия клапана
Расход раствора асфальта с низа К-1
Клапан на тр-де раствора асфальта с низа К-1
Шкала: 0 160 м3чnРегистрация
Расход раствора деасфальтизата с верха К-1а
Шкала: 0 300 м3чnРегистрация
Уровень раствора асфальта в кубе К-1
Шкала: 100 3000 мм от нижней образующей аппарата (0 100%).nРегистрация сигнализация.nL≤600 мм (20% шк.) (L)- предварительная сигнализация.nL≥2400 мм (80% шк.) (H)- предварительная сигнализация.
Температура гудрона в К-1
Шкала: 0 150°CnРегистрация
Температура низа К-1
Температура середины К-1
Температура растворителя в К-1
Температура верха К-1
Регулирование температуры растворителя в К-3 путем изменения расхода водяного параn
Температура растворителя в К-1 (после Т-3)
Клапан на тр-де водяного пара в Т-3
Регулирование температуры растворителя в К-3 путем изменения расхода оборотной водыn
Клапан на тр-де оборотной воды в Т-3
Температура уплотнительной жидкости насоса Н-7
Температура уплотнительной жидкости насоса Н-8
Регулирование расхода гудрона в К-1 путем изменения сопротивления трубопровода засчет открытиязакрытия клапана
Расход гудрона в К-1
Клапан на тр-де гудрона в К-1
Регулирование расхода растворителя в К-1 путем изменения сопротивления трубопровода засчет открытиязакрытия клапана
Расход растворителя в К-1
Клапан на тр-де растворителя в К-1
Шкала: 0 320 м3чnРегистрация
Давление уплотнительной жидкости в Н-7
Сигнализацияn"Давление в уплотнит. бачке Н-7 превышает допустимое
Давление уплотнительной жидкости в Н-8
Сигнализацияn"Давление в уплотнит. бачке Н-8 превышает допустимое
Уровень в бачке уплотнительной жидкости Н-7
Сигнализацияn"Уровень уплотнит. жидкости Н-7 превышает допустимый"nБлокировка: автоматическое отключение Н-7
Наличие потока на всасе Н-7
Сигнализацияn"Отсутствие потока на всасе Н-7"nБлокировка: автоматическое отключение Н-7
Конечный выключательnоткрытия ПО26
Сигнализацияn"Отсекатель ПО26 открыт
Конечный выключательnзакрытия ПО26
Сигнализацияn"Отсекатель ПО26 закрыт
Шкала: 0..63 кгссм2nРегистрация блокировкаnP≥40 кгссм2 (HН) - автоматическое открытие отсекателей ПО104 ПО105
Клапан на тр-де раствора деасфальтизата с верха К-1а
Температура подшипников насоса Н-7
Шкала: 0..150 °CnРегистрация блокировкаnP≥100 кгссм2 (HН) - автоматическое отключение насоса Н-7
Входные дискретные сигналы РСУ ПАЗ
Регулирование давления в К-1 засчет изменения сопротивления трубопровода раствора деасфальтизата в верха К-1а
Электропневматический соленоидный клапан nк ПО26
Управление электропневматическим клапаном к ПО26 (закрытие при nзамыкании контакта открытие при размыкании)
Сигналы из схемы управления насосом Н-7
Сигнализация: n"Насос Н-7 включенотключен
Управляющий сигнал на отключение насоса Н-7