Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка. Том 2

Ю.Н. Федоров 
 
 
 
 
Справочник инженера  
по АСУТП: 
Проектирование и разработка 
 
2-е издание 
 
Учебно-практическое пособие
В двух томах  
 
 
 
 
II ТОМ 
 
 
 
 
Инфра-Инженерия  
Москва-Вологда
  2016 

УДК (665.6/.7:681.5).002.2 
ББК 35.514: 32.965 
     Ф33  
 
Рецензенты: 
Э.Л. Ицкович - доктор технических наук, профессор, заведующий 
лабораторией Института проблем управления РАН 
Л.Р. Соркин - доктор технических наук, профессор, заведующий 
кафедрой Московского физико-технического института 
 
    Федоров Ю.Н. 
Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка.  
Учебно-практическое пособие. 2-е изд.,- В 2-х т.- Том  2.- М.:  
Инфра-Инженерия, 2016. - 484 с.  
 
ISBN  978-5-9729-0123-4 
 
 
Справочник задает систему базовых определений и требований, 
выполнение которых реализуется в правилах создания АСУТП. Даются 
рекомендации по выбору архитектуры автоматизированных систем 
управления и защиты технологических процессов. Последовательно 
определяется состав и распределение работ по созданию АСУТП, устанавливается состав и содержание проектной документации.  
Достоинством книги является её практическая направленность. 
Процедуры выполнения работ по проектированию и разработке АСУТП, 
рекомендации по учету особенностей проектирования систем защиты 
технологических процессов окажут методическую помощь всем, кто 
связан с этими проблемами - от разработчиков систем, до руководителей 
предприятий. Вместе с тем, книга может использоваться в качестве 
учебного пособия для преподавателей и студентов высших и средних 
специальных учебных заведений соответствующих специальностей.  
Представленная в работе методология создания АСУТП является 
шагом к разработке современных отечественных стандартов промышленной автоматизации, согласованных с международным опытом. 
 
ББК 35.514: 32.965 
ISBN  978-5-9729-0123-4 
 
 
‹ Ю.Н. Федоров, автор, 2016 
‹ Инфра-Инженерия, 2016 

Глава 8. Программа и методика испытаний АСУТП
3
Глава 8 
ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ
АСУТП
Глава условно разделена на две части.
В первой, основной части (разделы 8.1-8.14) приводится
документ Программа и методика испытаний (ПМ), разработанный с максимально возможным учетом отечественной
нормативной базы.
Во второй части (разделы 8.15-8.18), приводится образец
Программы и методики испытаний на площадке поставщика
системы. Данный вид испытаний никак не оговаривается отечественными нормативными документами. Однако значимость этого вида испытаний чрезвычайно высока: это означает, что заранее в договоре с поставщиком (разработчиком)
системы предполагается, что система будет разрабатываться
не на коленке заказчика, а вполне предсказуемым порядком.
Как таковой документ Программа и методика испытаний
(ПМ) создается Разработчиком системы в составе документации рабочего (технорабочего) проекта. На основе проектной
Программы и методики испытаний создается Программа
предварительных, а по окончанию опытной эксплуатации - 
Программа приемочных испытаний системы. Эти Программы
испытаний должны содержать Перечни и описания конкретных проверок, которые следует проводить по каждому пункту
Перечня для подтверждения выполнения требований Технического задания, со ссылками на соответствующие разделы и
пункты Технического задания.
Методики испытаний разрабатываются с использованием
типовых методик испытаний. При этом отдельные положения
типовых методик испытаний могут уточняться и конкретизироваться в разрабатываемых методиках в зависимости от кон

Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка

кретных особенностей системы и условий проведения испытаний. Согласно РД 50-34.698-90, пункт 2.14.17, содержание
разделов методик также устанавливает разработчик.
Документ проекта Программа и методика испытаний
(ПМ) разумно начать с подтверждения целей Технического
задания, ради достижения которых создается система.
8.1. Назначение, цели создания, и функции АСУТП
АСУТП предназначена для:
•
Целевого применения как законченное изделие под
определенный объект автоматизации;
•
Стабилизации заданных режимов технологического
процесса путем измерения значений технологических
параметров, их обработки, визуального представления,
и выдачи управляющих воздействий в режиме реального времени на исполнительные механизмы, как в автоматическом режиме, так и в результате действий
технолога-оператора;
•
Анализа состояния технологического процесса, выявление предаварийных ситуаций и предотвращение
аварий путем переключения технологических узлов в
безопасное состояние, как в автоматическом режиме,
так и по инициативе оперативного персонала;
•
Обеспечения административно-технического персонала завода необходимой информацией с технологического процесса для решения задач контроля, учета,
анализа, планирования и управления производственной деятельностью.
Целями создания АСУТП являются:
•
Обеспечение надежной и безаварийной работы производства;
•
Стабилизация эксплуатационных показателей технологического оборудования и режимных параметров
технологического процесса;
•
Увеличение выхода товарной продукции;
•
Уменьшение материальных и энергетических затрат;
•
Снижение непроизводительных потерь человеческих,
материально - технических и топливно-энергетических
ресурсов, сокращение эксплуатационных расходов;

Глава 8. Программа и методика испытаний АСУТП
5
•
Выбор рациональных технологических режимов с учетом показаний промышленных анализаторов, установленных на потоках, и оперативной корректировки
стратегии управления по данным лабораторных анализов;
•
Улучшение качественных показателей конечной продукции;
•
Предотвращение аварийных ситуаций;
•
Автоматическая и автоматизированная диагностика
оборудования АСУТП.
Функции управления технологическим процессом реализуются посредством распределенной
системы
управления
(РСУ). Функции противоаварийной защиты реализуются посредством специализированной системы противоаварийной
защиты -  системы ПАЗ.
Состав программно-технического комплекса.
В качестве программно-технического комплекса АСУТП
используются специализированные средства управления и
противоаварийной защиты, сертифицированные Госстандартом как средства измерения, и разрешенные Федеральной
службой по экологическому, технологическому и атомному
надзору (Ростехнадзор) для применения на взрывоопасных
производствах.
Перечень документов, на основании которых создается Система. Система создается на основании следующих документов:
1. Техническое задание на создание АСУТП;
2. Договор YNF-1234/01  на поставку оборудования
АСУТП;
3. Договор YNF-1234/02 на разработку Технорабочего
проекта АСУТП;
4. Договор YNF-1234/03 на разработку и внедрение
АСУТП (инжиниринг).
Структура АСУТП. Структура АСУТП разделяется на
следующие категории:
•
Распределенная система управления (в дальнейшем
РСУ), базирующаяся на специализированной микропроцессорной технике, предназначенная для управления технологическим процессом в режиме реального
времени и предоставления информации в заводскую

Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка
6
ЛВС (директору завода, диспетчеру, главным специалистам завода).
•
Система противоаварийной защиты (в дальнейшем
ПАЗ), базирующаяся на специализированной микропроцессорной технике повышенной надежности, предназначенной для автоматического перевода технологического процесса в безопасное состояние при возникновении аварийных ситуаций.
•
Периферийное оборудование - понятие, объединяющее датчики, анализаторы, преобразователи и исполнительные механизмы, а также электрические и другие
приводы, установленные как непосредственно на технологическом оборудовании, так и в специальных помещениях, и подключенные к РСУ и ПАЗ.
Верхний уровень АСУТП представлен автоматизированными рабочими местами оператора-технолога. На верхнем
уровне реализуются следующие функции:
•
Визуализация состояния технологических объектов
управления в реальном масштабе времени;
•
Задание требуемых режимов технологического процесса и ввод данных;
•
Сигнализация отклонений технологического процесса
от регламентных значений;
•
Визуализация данных об истории процесса;
•
Печать сообщений о нарушениях и технологических
режимов;
•
Регистрация в базе данных предыстории значений технологических переменных во времени;
•
Регистрация в базе данных сообщений о системных и
технологических нарушениях;
•
Регистрация в базе данных действий оперативного
персонала;
•
Формирование и печать отчетных документов.
Требования к функциям АСУТП.
РСУ должна обеспечивать:
1.
Автоматизированный сбор и первичную обработку
технологической информации.
2.
Автоматический контроль состояния технологического процесса, предупредительную и предаварийную

Глава 8. Программа и методика испытаний АСУТП
7
сигнализацию при выходе технологических параметров за установленные границы.
3.
Управление технологическим процессом в реальном
масштабе времени.
4.
Представление информации в удобном для восприятия и анализа виде на операторских станциях в виде
графиков, мнемосхем, гистограмм, таблиц.
5.
Автоматическую обработку, регистрацию и хранение
поступающей производственной информации, вычисление усредненных и интегральных показателей.
6.
Автоматическое формирование отчетов и рабочих (режимных) листов по утвержденной форме за определённый период времени, и вывод их на печать по расписанию и по требованию.
7.
Получение информации от системы ПАЗ и регистрацию срабатывания системы ПАЗ.
8.
Контроль над работоспособным состоянием технических средств РСУ и ПАЗ.
9.
Автоматизированную передачу данных в общезаводскую сеть.
10. Защиту баз данных и программного обеспечения от
несанкционированного доступа.
11. Диагностику и выдачу сообщений по отказам всех
элементов комплекса технических средств с точностью до модуля.
Система ПАЗ должна обеспечивать:
1. Автоматизированный сбор аналоговой и дискретной
информации от датчиков технологических параметров
и параметров состояния исполнительных механизмов,
а также дискретных параметров ДВК, ПДК, состояния
аварийной вентиляции.
2. Выделение достоверной входной информации.
3. Анализ и логическую обработку входной информации.
4. Автоматическую выдачу сигналов двухпозиционного
управления на исполнительные механизмы.
5. Дистанционное (ручное) управление исполнительными механизмами при условии санкционированного
доступа.
6. Определение первопричины срабатывания системы
защиты и останова технологического процесса.

Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка
8
7. Передачу оперативной информации от системы ПАЗ в
РСУ для сигнализации, регистрации и архивирования
(отклонения параметров, срабатывание исполнительных механизмов ПАЗ, реакция на действия персонала
и т.п.).
8. Оперативную и автономную диагностику технических
средств системы ПАЗ, и идентификацию неисправностей с точностью до модуля (блока).
8.2. Объект испытаний
Объектом испытаний является комплекс технических и
программных средств АСУТП конкретного производства (указать, какого).
8.3. Цель испытаний
Цель испытаний состоит в следующем:
•
Проверка соответствия состава, функций и эксплуатационных характеристик АСУТП Техническому заданию, проектной и эксплуатационной документации;
•
Проверка функционирования программно - технического комплекса АСУТП в реальных условиях эксплуатации на действующем технологическом объекте;
•
Проверка квалификации и готовности оперативного и
эксплуатационного персонала к работе и обслуживанию АСУТП;
•
Приемка АСУТП в опытную (затем, по окончанию
опытной - промышленную) эксплуатацию.
8.4. Объем испытаний
Программа испытаний должна предусматривать Перечень и описание проверок, которые необходимо провести для принятия обоснованного решения о готовности
системы:
1. Проверка
спецификации
комплекса
технических
средств и стандартной технической документации;
2. Проверка состава и содержания документации технорабочего проекта;

Глава 8. Программа и методика испытаний АСУТП
     9
3. Автономная проверка готовности комплекса технических средств;
4. Метрологическая поверка измерительных каналов;
5. Проверка отказоустойчивости и функций самодиагностики системы;
6. Проверка реализации функций АСУТП на соответствие требованиям Технического задания;
7. Проверка квалификации и уровня подготовки оперативного (технологического) и эксплуатационного (обслуживающего)
персонала для работы в условиях
функционирования АСУТП.
8.5. Условия и порядок проведения испытаний
Подготовка и организация испытаний осуществляется
Приемочной комиссией, образованной приказом по предприятию в составе:
•
Представители Заказчика;
•
Представители Разработчика АСУТП,
•
Представители Поставщика оборудования;
•
Представители Проектной организации;
•
Представители монтажных и пуско-наладочных организаций;
•
Представители органов технадзора.
Испытания АСУТП проводятся для определения соответствия Техническому заданию и проектной документации.
Приёмочной комиссии представляется следующая документация:
•
Техническое задание на создание АСУТП;
•
Исполнительная документация по монтажу;
•
Протокол предварительных испытаний;
•
Программа испытаний Системы;
•
Акты метрологической аттестации измерительных каналов;
•
Техническая и проектная документация на Систему;
•
Собственно
физический
комплекс
программнотехнических средств АСУТП вместе с подготовленным и обученным оперативным и эксплуатационным
персоналом.

Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка
Кроме того, по окончанию опытной эксплуатации предъявляются:
•
Акт приёмки Системы в опытную эксплуатацию;
•
Рабочие журналы Опытной эксплуатации Системы;
•
Акт о завершении работ по проверке Системы в режиме Опытной эксплуатации.
Перед проведением испытаний все участники должны
быть ознакомлены с Программой испытаний, порядком проведения и оформления результатов испытаний.
Приемочные испытания должны проводиться на действующем технологическом объекте.
Для предупреждения несчастных случаев и электрических
повреждений технических средств при монтаже, включении,
тестировании, проверке, эксплуатации, регламентных работах
необходимо обеспечить выполнение следующих условий:
•
Работы производить только при наличии технической
документации, и в соответствии с технической документацией;
•
При выполнении монтажных работ подсоединять и отсоединять компоненты, модули, блоки и другие составные части системы разрешается только при отключенном электропитании;
•
Для проверки требований ТЗ по оперативному резервированию и самодиагностике во время испытаний
системы разрешается производить операции отключения, переключения и замены модулей при включенном
электропитании;
•
Запрещается производить любые монтажные и ремонтные работы в процессе испытаний;
•
Используемые
в
процессе
испытаний
образцовые
средства измерений должны быть поверены;
•
Применяемый в процессе настройки
и эксплуатации
инструмент должен соответствовать требованиям электробезопасности.
Члены комиссии и рабочих групп, эксплуатационный и
технический персонал, принимающие участие в испытаниях,
должны быть проинструктированы о порядке действий в случае возникновения аварийной ситуации на объекте.