Внедрение АСУ: практический пример

Что является главной целью создания АСУ ТП? Можно дать такой лаконичный ответ: мобилизация резервов повышения эффективности деятельности. На базе чего она строится? На основе комплекса экономико-математических методов, реализуемых на ЭВМ.

Основные понятия. Функции  

Автоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП) обозначают сложным человеко-машинным ансамблем. Он составлен из различных инструментов: технических и программных. Посредством этих элементов создаются АСУ. Они осуществляют мониторинг работы оборудования.

Кроме того, могут контролировать производственный процесс по установленным заранее критериям. Человек в ней выступает субъектом труда, участвуя в выработке команд управленческого типа.

Внедрение АСУ ТП обеспечивает автоматизацию технологических операций на производстве, оптимизацию работы управляемых объектов на основе установленных критериев через оказание управляющих действий.

Введем еще одно важное понятие – технологический объект управления (ТОУ).  Этот термин объединяет устройства и соответствующие ТП, реализуемые на них по исходным инструкциям. Примеры ТОУ:

— агрегаты, установки, осуществляющие ТП;

— цех, предприятие, на котором реализуется производственный процесс при условии, что управление ими имеет преимущественно технологический характер. Другими словами, когда реализуются рациональные условия работы имеющихся агрегатов на разных участках или в целом на производстве.

Основные этапы создания АСУ ТП проектирование и разработка. Уже на начальном этапе должна быть осуществлена постановка запланированных результатов функционирования системы. Такими результатами, на достижение которых ориентирована система, например, можно считать:

— экономию различных экономических ресурсов (топлива, сырья, материалов);

— безопасность функционирования объектов, а также ее обеспечение;

— достижение требуемого качества конечного изделия (продукта);

— сведение к минимуму использование живого труда;

— обеспечение оптимальной загрузки техники;

— вопросы оптимизации условий функционирования оборудования.

Осуществление управляющих команд гарантировано, когда четко взаимодействуют ресурсы, образованные техническими, информационными, организационными, программными средствами, а также персоналом.

Состав АСУ ТП

Охарактеризуем эти составляющие. Блок технического обеспечения (ТО) составлен из технических компонентов, необходимых для работы системы. Комплекс технических средств (КТС) состоит из совокупности компонентов, в числе которых:

— вычислительные, управляющие блоки;

— датчики, преобразовывающие, хранящие, отображающие, регистрирующие эту информацию или сигналы;

— устройства, позволяющие передавать сигналы исполнительным органам.

Программное обеспечение (ПО) задается группой программ, которые необходимы для того, чтобы реализовать функции АСУ ТП, обеспечить работу технических средств и возможное развитие самой системы. ПО принято подразделять на два вида: общее и специальное. Общее ПО входит в комплект вместе с вычислительной техникой. К этой категории относятся такие продукты, которые:

— позволяют системе функционировать, развиваться;

— автоматизировать процесс разработки утилит, компоновать ПО;

— способны обеспечить функционирование вычислительной техники;

— служат для организации, трансляции программ;

— относятся к стандартным программам.

Разработка программного обеспечения АСУ ТП в части специального ПО производится на основе и с применением программ, относящихся к общему виду. К ним можно отнести программы, реализующие набор основных (управляющих и информационных), а также вспомогательных функций. Образцы функций вспомогательного характера:

— обеспечить функционирование КТС;

— проверить ввод информации;

— контролировать функционирование КТС.

Программирование АСУ ТП предполагает сохранение и передачу специальных программ, обладающих перспективой многократного применения соответствующим фондам. Кроме того, они могут быть переданы фирмам-изготовителям, создающим вычислительную технику. Такие программы включаются в комплект общего ПО.

https://www.youtube.com/watch?v=Lo-HgJ4ZMY4

Блок информационного обеспечения (ИО) наполнен: информацией, массивами данных и документами, классификационными системами, обеспечивающими функционирование АСУ ТП. Организационное обеспечение (ОО) – описания, инструкции, регламенты, которым следует оперативный персонал. К оперативному персоналу (ОП) следует отнести технологов-операторов, а также персонал по эксплуатации.  

Классификация

Планирование и проведение разработок АСУ ТП проводится с учетом того, что эти системы отличаются большим разнообразием.

Поэтому, решая комплекс научно-технических, организационных задач, приходится сталкиваться с проблемой классификации АСУ ТП.

В качестве классификационного признака можно выбрать существенные факторы (показатели), присущие этим системам. Выбор того или иного признака определяется поставленными целями:

— выбор системы-аналога на раннем этапе, когда начинается разработка АСУ ТП;

— оценка ресурсов, связанных с укрупнением работ;

— установление качества всей системы, ее капиталоемкости.

Исходя из сказанного, классификационными признаками выбираются параметры, определяемые:

— уровнем, занимаемом АСУ ТП в общей структуре производства;

— временным характером осуществления ТП;

— индексом, характеризующим условную информационную мощность;

— критерием, определяющим функциональную надежность;

— тем, как функционирует управляющая система.

Приведем примеры соответствующих классификаций по первым 2-м указанным признакам.  

В таблице 1 указана классификация, основанная на таком признаке, как уровень, отводимый в производственной структуре.

Таблица 1

Классификация АСУ ТП (уровень, отводимый в производственной структуре)

По тому, как хронологически протекает ТП, классификация систем осуществляется согласно данным таблицы 2.

Таблица 2

Классификация АСУТП (характер протекания управляемого ТП)

Уровни АСУ ТП и разработка ПО

Разработка по АСУ ТП осуществляется с учетом наличия 4-х уровней:

• полевого уровня или ТП;
• контроллерного уровня или контроля ТП;
• сетевого уровня или магистральной сети;
• верхнего уровня или человеко-машинного интерфейса.

На полевом (нижнем) уровне происходит накопление информации, обеспечивающей работу всей системы. Этот уровень гарантирует адресное поступление управляющих воздействий. В комплект оборудования этого уровня включены: преобразователи (датчики), механизмы и исполнительные органы.

На контроллерном уровне осуществляют сбор, начальную обработку сигналов (дискретные/аналоговые), формируют управляющие сигналы, направляемые на исполнительные органы. Задача оборудования этого уровня – обеспечение необходимого распределения сигналов (входных/выходных), аналого-цифрового, цифро-аналогового преобразования.  

Сетевой уровень выступает в роли связующей цепи между контроллерами, а также операторными станциями. В его основе цифровая сеть, собранная из множества узловых точек. Между ними предусмотрен цифровой способ обмена информации. Однако, на сегодняшний день не существует стандартной сети.

https://www.youtube.com/watch?v=ltGzuS_h7gg

Верхний уровень характеризуется тем, что на нем визуализируется, а также происходит взаимодействие системы с человеком (диспетчером или оператором). ПО плюс оборудование этого уровня ориентировано на выполнение информационных функций, связанных со сбором, обработкой, хранением, выдачей информации по команде диспетчера. Оператор (диспетчер) взаимодействует с ТП посредством интерфейса.

Процесс разработки ПО, обслуживающего верхний и полевой уровни АСУ ТП, является комплексным. Он начинается с этапа, на котором изучается объект автоматизации.

После определения специалистами актуального состояния предприятия, они приступают к составлению, а также согласованию с клиентом технического задания (ТЗ). После утверждения ТЗ следует приступить к подбору технических средств, соблюдая, оптимальное соотношение по шкале цена/качество.

Этап создания проектной документации, как правило, сопровождается составлением  электрических схем, описанием баз данных, алгоритмов.      

Таким образом, задачами внедрения АСУ ТП является улучшение следующих критических показателей, в числе которых:

— снижение количества аварийных случаев, периода простоя технологического оборудования;

— снижение затрат на ремонт благодаря мгновенному определению неисправностей, уменьшению эксплуатационной трудоемкости;

— увеличение производительности труда путем уменьшения дублированных функций;

— повышение качества выпускаемой продукции;

— улучшение условий деятельности, повышение уровня безопасности.

Конкретные производственные и экономические цели определяют выбор тех или иных подсистем и групп задач АСУ ТП. При этом необходимо опираться на имеющиеся типовые проектные решения, пакеты прикладных программ, позволяющих снизить затраты на разработку и внедрение ПО.

Внедрение АСУ ТП

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – это комплекс технических и программных средств, автоматизирующих управление техническим оборудованием на предприятиях.

Задачи АСУ ТП

АСУ ТП позволяет решить следующие задачи: повысить эффективность производства, его безопасность, экологичность и экономичность, а также качество выпускаемой продукции; обеспечить простое и удобное управление производством.

Система управления включает в себя распределенные системы управления, системы сбора данных и диспетчерского управления и др. АСУ имеет единую систему операторского управления, которая может иметь несколько пультов управления, средств сохранения и обработки информации о ходе работы, элементов автоматики: устройств управления, датчиков, исполнительных устройств.

Имеем все необходимые разрешения, сертификаты и лицензии на ведение проектной деятельности

Посмотреть

Комплексное проектирование АСУ ТП

Внедрение прогрессивных новейших технологий в области автоматизации, как на вновь вводимых в эксплуатацию объектах, так и в рамках модернизации уже существующих производств, отличает нашу компанию от других. В штате нашей компании имеются специалисты с большим опытом работ по реализации, внедрению и модернизации автоматизированных систем: программисты, проектировщики, пуско-наладчики и монтажники.

Первая стадия проектирования состоит из исследования объекта, после которого обосновывается потребность создания АСУ, формирования требований к ней, создания отчета о выполненной работе и тактико-технического задания на разработку.

На второй стадии мы обследуем объект автоматизации, проводим все требуемые научно-исследовательские работы, создаем устраивающие пользователей варианты концепции АСУ, разрабатываем отчет и утверждаем окончательную концепцию.

https://www.youtube.com/watch?v=KApDB-NAYRk

На этом этапе мы формируем и принимаем техническое задание на изготовление АСУ.

Создаем предварительные проектные решения по автоматизированной системе и отдельным ее элементам; оформляем эскизную документацию на АСУ.

На данной стадии мы разрабатываем окончательные проектные решения по автоматизированной системе и ее частям, оформляем документы на АСУ и ее компоненты, а также на поставку комплектующих. Разрабатываем задания на проектирование смежных частей проекта.

Наши специалисты разрабатывают и отлаживают программное обеспечение на стендах и программных комплексах.

Монтаж и пусконаладочные работы

Этап сопровождения включает в себя выполнение всех работ согласно гарантийным обязательствам, а также постгарантийное обслуживание.

Задайте вопрос ведущему специалисту и получите бесплатную консультацию

Задать вопрос

Чернов Алексей Главный инженер проектов

Выполненные
проекты

Многолетний опыт работы «КСВ проект», штат высококвалифицированных инженеров, сотрудничество с надзорными органами позволяет нам осуществлять проектирование складов нефти, нефтепродуктов и ГСМ качественно и в сроки, предусмотренные договором.

• 100% проектов получили положительное заключение вневедомственной экспертизы
• 120 выполненных проектов складов ГСМ и нефтебаз за 20 лет работы
• до 30% снижаем затраты на энергоресурсы
• на 30% сокращаем затраты на обслуживание энергосетей

• Индивидуальный тепловой пункт мощностью 1651,46 кВт
• Индивидуальный тепловой пункт мощностью 318 кВт
• Индивидуальный тепловой пункт мощностью 102 кВт
• Индивидуальный тепловой пункт мощностью 1,7 МВт
• Блочный тепловой пункт мощностью 2008,5 кВт
• Блочный тепловой пункт мощностью 2008,5 кВт
• Блочно-модульная котельная, мощностью 9 Мвт, топливо – природный газ
• Блочно-модульная котельная, мощностью 1,4 Мвт, топливо – диатермическое масло
• Проектирование топливного трубопровода и модульного склада дизельного топлива для котельной 5,7 МВт.
• Разработка SCADA системы для котельной мощностью 126, 42 Гкал/час на базе InduSoft Web Studio 8.0
• Прокладка наружного газопровода от границы земельного участка до отдельно стоящей блочно-модульной водогрейной котельной (9,05 МВт).
• Контейнерная АЗС с резервуаром V=15 м3
• Конденсационный теплоутилизатор для глубокой утилизации тепла уходящих дымовых газов котлов ПТВМ-120 ТЭЦ
• Термомасляная котельная мощностью 3 МВт
• Блочно-модульная водогрейная котельная установленной теплопроизводительностью 6 МВт и инженерные сети.
• Энергоцентр установленной электрической мощностью 2,0МВт, тепловой мощностью 10,65МВт в две очереди строительства г. Лосино-Петровский
• Проект реконструкции, капитального ремонта существующих и строительства новых объектов нефтебазы г. Певек
• Проект перевооружения нефтебазы — установка четырех новых вертикальных стальных резервуаров марки РВС-5000. г. Певек
• Проектирование оборудования границ блоков газораздаточной станции цеха быстродействующей отсечной арматурой с дистанционным управлением г. Москва
• Автоматизированная установка налива в герметически закрытой системе с аварийным сливом и с установкой регенерации паров (УРПУ, 9 цистерн на одном пути) г. Москва

Наши
преимущества

Более 20 лет наша компания оказывает услуги по комплексному проектированию, проектированию инженерных систем, а также разработке и внедрению АСУ ТП на различных промышленных объектах, таких как: химические и нефтехимические предприятия, склады ГСМ и нефтебазы, сливно-наливные эстакады, резервуарные парки, различные объекты энергетики.

Комплексный подход

Разработаем эскиз-проект, готовим проектную и рабочую документацию, получаем разрешение на строительство после прохождения экспертизы и согласования в надзорных органах.

Соблюдение
законодательства

Мы руководствуемся действующими нормативными документами, строго придерживаясь всех правил современного промышленного проектирования без нарушения законов РФ.

Быстрое согласование проекта

Получаем положительные заключения и необходимые разрешения в максимально сжатые сроки благодаря длительному тесному сотрудничеству с согласующими инстанциями.

Квалифицированный персонал

Штат нашей компании составляет команда высококвалифицированных инженеров, которые имеют обширный опыт профессиональной деятельности и регулярно проходят специальное обучение, совершенствуя свои знания, умения и навыки.

Современные технологии

Применение новейших компьютерных программ, таких как EPLAN, SCAD Office, AutoCad, ПК ГрандСмета, ТехЭксперт, позволяют оптимизировать процесс проектирования и выполнить его на высоком профессиональном уровне.

Минимизация затрат

Используем корректные проектные решения, которые включают грамотные планировки и подбор материалов и на практике показали себя как наилучшие и самые выгодные, что позволяет уменьшить затраты на строительство и эксплуатацию объекта.

Заявка на расчет проекта

Отправьте нам заявку для расчета проекта онлайн или просто позвоните по телефону

+7 (495) 132-04-74

Основные этапы создания асу:

1. Предпроектное обследование объекта автоматизации с целью определения объема работ.

2. Написание технико-экономического обоснования (целесообразность создания АСУ с учетом затрат и ожидаемой эффективности).

3. Разработка технического задания (определение целей, задач, расчет эффективности АСУ, построение моделей и методов управления).

4. Разработка технического проекта:

― разработкаинформационного обеспечения ― структурабаз данных: исходная информация (картавыбывшего из стационара, талонамбулаторного пациента и др.), справочнаяинформация (международная классификацияболезней и др.), выходная информация(макеты таблиц и т.д.);

― разработкапрограммного и математическогообеспечения;

― разработкаорганизационного обеспечения;

― разработкатехнического обеспечения.

5.Ввод АСУ в действие (монтаж, наладка,обучение персонала, организация базданных).

Основные проблемы внедрения асу в здравоохранении:

1. Технические проблемы (установление, наладка средств вычислительной техники, разработка программного обеспечения).

2. Организационные проблемы (организация процесса управления, создание службы по обеспечению функционирования автоматизированной системы).

3. Социально-психологические проблемы (адаптация сотрудников к новым условиям работы, их обучение и т.д.).

4. Проблемы обновления основных фондов (обновление технической базы программного обеспечения).

5. Финансовые проблемы.

Практическое применение асу:

1. Службы скорой помощи.

2. Поликлиники.

3. Стационары.

4. Клинико-диагностические лаборатории.

5. Санитарно-эпидемиологические учреждения.

6. Специализированные диспансеры.

7. Учреждения охраны материнства и детства.

8. Санаторно-оздоровительные учреждения.

9. Патолого-анатомические бюро.

10. Службы медицинских экспертиз.

Госпитальная информационная система (гис), как пример асу

ВБеларуси компания БелСофт проводитразработку и внедрение госпитальныхинформационных систем (ГИС) для медицинскихучреждений.

https://www.youtube.com/watch?v=bdpYnDr7RjY

ГИСпредставляет собой не отдельные,разрозненные рабочие места, а единуювзаимосвязанную вычислительную сетьна базе компьютерного оборудования,функционирующую в реальном масштабевремени.

Концепция построения гис

ГИСпредставляет собой программно аппаратнуюи организационно-административнуюсистему сбора и обработки информациисвязанной с лечебным процессом.

ВГИС реализован комплексный подход корганизации компьютерного учеталечебного процесса. Весь документооборотлечебно-диагностического процессапереводится в электронный вид.

Вкачестве программного обеспеченияуправления базой данных была выбранасреда 4-th Dimension, разработанная компанией4D, которая, в свою очередь, базируясь наиспользовании всех преимуществклиент-серверной архитектуры, позволяетсоздавать программы любого уровнясложности.

Выбор конкретной конфигурациикомпьютерного оборудования и сервера,аппаратных средств архивации ирезервирования осуществляется позавершении предпроектного обследования,а при необходимости корректируются наэтапах разработки и внедрения ГИС, т.к.

стремительно развивающийся рынок этогонаправления позволяет предложитьзначительное удешевление оборудованияпри одновременном улучшении еготехнических характеристик.

Всоответствии с принятой идеологией всяинформация находится на сервере. Местасбора и потребления информационныхуслуг физически располагаются в различныхточках сети, оборудованных оконечнымиустройствами (клиентскими компьютерами,печатающими устройствами, компьютернымисистемами с подключенным медицинскимоборудованием и т.д.).

РаботаГИС базируются на примененииАвтоматизируемых Рабочих Мест (АРМ).Каждое рабочее место обладаетиндивидуальным графическим интерфейсоми выполняет обработку данных в соответствиис заложенным в него алгоритмомфункционирования.

Приопределении подходов к решению вопросовсанкционированного доступа к системеи ее элементам был применен комплексныйподход, который предусматривает какзащиту в целом базы данных отнесанкционированного использованияпутем физического разнесения сегментовбазы данных на защищенные носители, таки наделение определенными полномочиямипользователей с присвоением иминдивидуальных кодов.

Процедурыобеспечения целостности, достоверности,безопасности данных и вычисленийразработаны и применяются как насистемном, так и на прикладном уровне.

Рисунок1. ― Пример схемы информационногообеспечения.