Стадии проектирования АСУ ТП

 

Проектирование АСУ ТП включает последовательные стадии, которые определяют качество системы управления технологическими процессами. Каждая стадия фиксируется в документации и даёт конкретный результат.

Понимание структуры работ помогает заказчику ориентироваться в проекте, контролировать сроки и снижать риски.

 

 

Содержание

1. Краткое введение
2. Нормативная основа проектирования АСУ ТП
3. Общая структура стадий по ГОСТ
4. Формирование требований и обследование объекта
5. Разработка концепции автоматизации
6. Техническое задание
7. Эскизный проект
8. Технический проект
9. Рабочий проект и рабочая документация
10. Монтажные работы и пусконаладка
11. Ввод в эксплуатацию и опытная эксплуатация
12. Обучение персонала и сопровождение
13. Модернизация и развитие системы
14. Стоимость проектирования и влияющие факторы

Краткое введение

АСУ ТП — автоматизированная система управления технологическим процессом. Она обеспечивает сбор данных, выполнение алгоритмов управления, контроль оборудования и оптимизацию производства. Система создаётся по нормативной схеме, где каждая стадия влияет на качество последующей. Грамотная структура работ позволяет снизить затраты, повысить эффективность и обеспечить стабильную эксплуатацию объекта.

Нормативная основа проектирования АСУ ТП

Проектирование выполняется в соответствии с комплексом стандартов серии ГОСТ 34.

Основные документы:

• ГОСТ 34.601–90 — стадии создания автоматизированных систем;
• ГОСТ 34.602–89 — требования к разработке технического задания;
• ГОСТ 34.603–92 — состав документации;
• актуальная практика также учитывает ГОСТ Р 59793–2021 как замену части положений.

Требования стандартов обеспечивают единый подход к проектированию, документированию, вводу в эксплуатацию и сопровождению систем управления технологическим процессом.

Общая структура стадий по ГОСТ

ГОСТ выделяет следующие стадии:

1. Формирование требований к АС.
2. Разработка концепции.
3. Разработка технического задания.
4. Эскизный проект.
5. Технический проект.
6. Рабочая документация.
7. Ввод в действие.
8. Сопровождение.

Эта схема применяется ко всем автоматизированным системам, включая АСУ ТП. Ниже — подробное описание каждой стадии с практическими деталями.

Формирование требований и обследование объекта

На этой стадии компания проводит обследование объекта. Цель — изучить технологические процессы и определить задачи автоматизации.

Основные работы:

• сбор исходных данных;
• анализ действующих схем управления, линий связи и оборудования;
• оценка надёжности существующих решений;
• определение проблемных зон;
• формирование предварительных требований заказчика.

Результат — отчёт об обследовании и список задач, которые система должна решать. Эти документы становятся основой последующих стадий.

Важно! От качества обследования напрямую зависит правильность технического задания и итоговое решение.

Разработка концепции автоматизации

Концепция — документ, который описывает будущее решение на верхнем уровне. Он помогает заказчику оценить варианты, сравнить стоимость и выбрать оптимальный путь.

Концепция включает:

• архитектуру системы управления;
• распределение уровней (датчики — контроллеры — SCADA);
• выбор технических средств автоматизации;
• базовые алгоритмы управления;
• варианты реализации;
• предварительную смету и сроки работ.

Концепция позволяет согласовать проект с руководством предприятия и определить экономическую целесообразность автоматизации.

Техническое задание

Техническое задание разрабатывается в соответствии с ГОСТ 34.602–89. Документ определяет требования к функциональности, безопасности и составу системы управления технологическим процессом.

В ТЗ входят:

• назначение и цели создания системы;
• описание объекта автоматизации;
• функции автоматизированной системы управления;
• требования к программному обеспечению;
• структура данных и правила обмена;
• требования к оборудованию и техническим средствам;
• требования к надёжности, отказоустойчивости, защите информации;
• порядок испытаний и ввода в действие.

ТЗ утверждается заказчиком и становится основой всех последующих стадий.

Эскизный проект

Эскизный проект — отдельная стадия, предусмотренная ГОСТ. Она уточняет технические решения и определяет общий вид будущей системы.

Содержит:

• структурные схемы АСУ ТП;
• состав подсистем и устройств;
• принципы взаимодействия компонентов;
• схемы информационных потоков;
• перечень основного оборудования;
• описание программных модулей.

Эта стадия помогает согласовать решение с технологами, энергетиками и службами эксплуатации.

Технический проект

На стадии технического проекта прорабатываются конкретные решения. Здесь формируются алгоритмы управления технологическими процессами и создаются схемы автоматизации.

Работы включают:

• детализацию функций системы;
• описание алгоритмов и режимов;
• распределение функций между оборудованием и персоналом;
• выбор контроллеров, модулей ввода-вывода, панелей, серверов;
• определение параметров надежности;
• разработку принципиальных схем;
• формирование проектной документации;
• подготовку таблиц сигналов и спецификаций.

Результат — комплект технической документации, который проходит согласование и утверждение.

Рабочий проект и рабочая документация

Рабочая документация используется монтажными и пусконаладочными организациями. Она описывает реальные подключения, кабельные трассы и установку оборудования.

В состав рабочей документации входят:

• детальные чертежи шкафов управления;
• монтажные схемы подключения датчиков и исполнительных устройств;
• кабельные журналы;
• план расстановки оборудования в помещениях;
• схемы распределения питания и заземления;
• инструкции по программированию и настройке;
• спецификации оборудования и изделий.

Рабочая документация должна быть полностью готова к прямому использованию на объекте.

Монтажные работы и пусконаладка

После подготовки документации начинается монтаж оборудования.

В состав работ входят:

• установка шкафов управления;
• монтаж датчиков, кабельных линий и коммуникаций;
• подключение к инженерным и технологическим системам;
• настройка программного обеспечения;
• тестирование SCADA и каналов связи;
• проверка алгоритмов и режимов.

Пусконаладка — ключевой этап, который показывает, насколько верно выполнено проектирование.

Ввод в эксплуатацию и опытная эксплуатация

Ввод в эксплуатацию включает комплексные испытания:

• проверку режимов работы;
• настройку технологических параметров;
• оптимизацию алгоритмов;
• совместную проверку с технологами.

После ввода проводится опытная эксплуатация. Специалисты отслеживают поведение системы в реальных условиях, корректируют алгоритмы и устраняют возможные ошибки. Затем оформляется акт приёмки, и система передается заказчику.

Обучение персонала и сопровождение

Для корректной эксплуатации необходимо обучение операторов, инженеров и обслуживающего персонала.

Сопровождение системы включает:

• техническую поддержку;
• регламентное обслуживание оборудования;
• обновление программного обеспечения;
• анализ данных и оптимизацию настроек;
• устранение неисправностей;
• консультации и помощь персоналу.

Сопровождение обеспечивает стабильную работу АСУ ТП в течение всего срока службы.

Модернизация и развитие системы

С развитием предприятия система может расширяться. Модернизация включает:

• добавление новых подсистем;
• замену контроллеров;
• обновление интерфейсов;
• расширение SCADA;
• интеграцию с ERP и MES;
• оптимизацию алгоритмов и процессов.

Модернизация увеличивает эффективность производства и снижает эксплуатационные риски.

Стоимость проектирования и влияющие факторы

Стоимость зависит от:

• сложности объекта;
• количества технологических процессов;
• состава оборудования;
• требований к надёжности;
• уровней резервирования;
• объёма технической и рабочей документации;
• необходимости интеграции с существующими системами.

Для расчёта стоимости выполняется обследование и формируется сметная документация.

Заказать проектирование АСУ ТП

Для предприятий, которым требуется разработка проекта АСУ ТП, доступна услуга полного цикла: обследование объекта, подготовка технического задания, проектирование, рабочая документация, монтаж и пусконаладочные работы.

Подробнее об услуге можно посмотреть здесь