75
− перечень внутренних логических переключателей;
− перечень сообщений;
− набор функциональных блоков.
Для контроллера CENTUM используется системная база данных, тип -
Общего назначения (General-Purpose). В ней заранее определены типы
используемых функциональных блоков и их максимальное количество.
База данных станции оператора HIS содержит набор графических окон
(видеокадров) и тренды для исторического хранения данных.
Машинная информационная база ProSafe представляет собой базы
данных для каждого контроллера, в которые входит:
− перечень модулей ввода-вывода с сигналами, назначенными
поканально;
− перечень переменных (локальных и глобальных);
− перечень пользовательских функций и функциональных блоков;
− перечень POU;
− перечень тэгов для интеграции с CENTUM.
Структура базы данных ProSafe, типы и количество используемых
функций, функциональных блоков и переменных полностью определяется
пользователем (программистом).
Машинная информационная база CENTUM используется для
построения связи физических каналов с прикладной программой, для чего
имена каналов модулей подключаются к функциональным блокам в базе
данных функциональных блоков. Функциональные блоки могут использовать в
своей логике дискретные переменные из базы данных внутренних логических
переменных, могут генерировать сообщения из базы данных сообщений для
выдачи на станцию оператора. Также функциональные блоки связаны с базой
графических данных (видеокадров), на которых отображаются числовые
значения и цветовая индикация. Данные функциональных блоков
архивируются в базе данных трендов. [33]
76
Машинная информационная база ProSafe вместе с базой данных
переменных формирует базу экземпляров функциональных блоков, которые
связаны с физическими сигналами через базу данных модулей ввода-вывода.
Функциональные блоки в свою очередь образуют базу данных POU. Для связи
с CENTUM используется база данных тегов. [40]
3.2. Внедрение и тестирование АСУ ТП разделения атмосферного
воздуха
Производство разделения воздуха управляется и контролируется одним
оператором 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
Пуск, эксплуатация и контроль производства разделения воздуха
производятся с рабочего места оператора (HMI) в АСУ ТП производства (PCS).
Это означает, что вся информация, необходимая для пуска и работы всех
технологических установок производства (в том числе машинного
оборудования) доступна на станции оператора АСУ ТП производства (HMI).
Оператор станции PCS находится в помещении АСУ ТП производства
разделения воздуха
Технологическиё узлы и установки, для которых подготовка к пуску
производится по месту их расположения (например, криогенные насосы)
дополнительно имеют возможность местного пуска, для чего предусмотрены
соответствующее необходимое оборудование по месту размещения узла /
установки. [26]
Таблица 8 показывает, какие действия и на каком месте могут быть
выполнены.
77
Таблица 8
Места управления системой
Действие
Исполнитель
с HMI
на PSC
по
месту
Контроль производства и операции
стационарного режима
оператор
Да
Мониторинг электрических систем
оператор
Да
Мониторинг системы газоанализа (за
исключением сертификационного анализа
продукции, подробности)
оператор
Да
Выполните предпусковых проверок и подготовка
к пуску
оператор
Да
Пуск и остановка машинного оборудования
оператор
Да
Пуск и остановка отдельных технологических
установок
оператор
Да
Перезапуск программ управления отдельными
технологическими установками или машинным
оборудованием, контролируемого собственными
устройствами (UCS)
оператор
Да
Перезапуск программы принудительной
аварийной остановки
оператор
Да
Переключение режимов выдачи газообразных
продуктов
оператор
Да
Переключение режимов выдачи жидких
продуктов
оператор
Да
Продувка продукционных линий на резервуары
хранения жидких продуктов
оператор
Да
Заполнение автоцистерны жидким продуктом
водитель
автоцистерны
Да
В целом, пуск АСУ может быть выполнен оператором непосредственно
со станции управления оператора в PCS без того, чтобы задействовать местный
пульт управления. Для достижения этой цели предлагается высокая степень
автоматизации производства. Эта философия является важной для облегчения
пуска системы и тем самым уменьшает необходимое число операторов. [37]
В процессе пуска единицы оборудования (компрессор, турбина, и т.д.)
оператор контролирует состояние оборудования, в т.ч. его привод (двигатель), в
течение всего процесса пуска по контрольным точкам. Необходимо избегать
нарушений параметров (значений в контрольных точках) в процессе пуска и
работы. Кроме этого, при пуске оборудования может возникнуть
необходимость корректировки уставок процесса в целях обеспечения плавного
пуска оборудования. [37]
78
Описанные контроль и операционные задачи могут быть выполнены
только оператором со станции АСУ ТП, , чтобы единичный агрегат / процесс,
из соображений безопасности, могли быть запущены только со станции АСУ
ТП оператора PCS. По этой причине единичный агрегат / процесс не могут
быть запущены от местного пульта. [37]
Указанная концепция распространяется на следующие технологические
установки / устройства:
− компрессоры;
− турбодетандер;
− холодильная установка;
− адсорберы;
− другие технологические установки;
− вспомогательные устройства машинного оборудования
(маслонасосы, маслоотделители, маслонагреватели и т.д.).
В целом, пуск насосов (за исключением насосов наполнения
транспортных цистерн) так же осуществляется оператором со станции АСУ ТП.
Вместе с тем, для облегчения местных корректировок, дополнительно имеется
возможность их местного пуска. [31]
Плановые пуск и остановка оборудования или процесса осуществляются
оператором со станции АСУ ТП. В общем случае, каждая единица
оборудования (двигатель, нагреватель, клапан и т.д.) может управляться
оператором со станции АСУ ТП. Вместе с тем, в некоторых случаях ручное
управление ограничено PCS, AIS или SIS (системы безопасности и
блокировки). [33]
Функции ручного пуска / остановки реализованы для следующего
оборудования: [33]
− пуск / остановка компрессора;
− пуск / остановка турбодетандера;
− пуск / остановка насоса.
79
Аварийная остановка установки разделения воздуха – функция
(команда) ASU EM STOP. Функция предназначена для немедленной остановки
всех приводов (двигателей) и нагревателей установки разделения воздуха при
возникновении аварийной ситуации в зоне её размещения. [33]
Размещение точек активации функции (выдачи команды):
− Кнопки ASU EM STOP в помещении АСУ ТП производства
разделения воздуха;
− Кнопки ASU EM STOP в помещении центральной АСУ ТП
предприятия (опционально).
Функция ASU EM STOP разработана для безопасной остановки всех
приводов (двигателей) и нагревателей установки разделения воздуха.
Указанная функция не предназначена для остановки системы хранения
жидких криопродуктов и резервных жидкостных систем. Таким образом,
резервные системы жидких продуктов разделения воздуха не подвергаются
воздействию со стороны команды ASU EM STOP. [33]
Указанная функция позволяет выполнить немедленное выключение
приводов (двигателей) и нагревателей производственного процесса разделения
воздуха, а именно: [35]
− все технологические насосы (в т.ч. насосы охлаждающей воды);
− все технологические электронагреватели (в т.ч., например,
подогреватель регенерирующего газа адсорберов);
− все компрессора;
− вспомогательное оборудование соответствующих приводов
(двигателей) (нагреватели, охлаждающие вентиляторы и т.д.);
− все турбодетандеры;
− вспомогательное оборудование компрессоров и турбодетандеров
(маслонасосы, маслоотделители, маслонагреватели и т.д.);
− насосы, подающие продукты от установки разделения воздуха в
хранилища жидких продуктов;
− вентиляторы градирен.
80
Остальное оборудование не будет остановлено командой ASU EM
STOP, а именно: [31]
− резервные системы жидких продуктов (в т.ч. необходимые насосы);
− системы хранения жидких продуктов (в т.ч. необходимые насосы);
− противопожарные насосы;
− системы обогрева коммуникаций;
− системы аварийного электропитания;
− освещение;
− шкафы и устройства контроля и управления (например, приводы
арматуры);
− системы обогрева управляющих терминалов и контрольных шкафов;
− шкафы и устройства анализа продукции;
− отопление, вентиляция и кондиционирование (в т.ч. вентиляторы
шумоподавления).
Функция ASU EM STOP должна быть сброшена (квитирована)
программным ключом с терминала оператора АСУ ТП производства
разделения воздуха перед перезапуском оборудования. [35]
Инициирование команды аварийной остановки от ручной кнопки
должно передать сигнал тревоги на АСУ ТП производства разделения воздуха.
Должна быть так же обеспечена возможность идентификации подачи команды
на отключение от соответствующей кнопки для регистрации события в АСУ
ТП.
Если отключаемое устройство – электродвигатель или
электронагреватель, сигнал аварийной остановки заводится на его щит
электропитания и управления. Аварийная остановка в этом случае будет
независима от обычных сигналов пуска и остановки и будет инициировать
непосредственное размыкание главного выключателя. [32]
Если отключаемое устройство – клапан, сигнал аварийной остановки
заводится на его соленоид и вызывает закрытие клапана. Каждый клапан,
который подключен к системе аварийной остановки, оснащён обратной связью
81
для сигнализации его положения при срабатывании системы аварийной
остановки.
Каждый технологический насос оборудован Местной Станцией
Контроля (LCS) для того, чтобы запускать и останавливать насос в месте его
расположения. [32]
Местная станция контроля имеет следующие функции:
– Пуск - запуск двигателя насоса, если электрическая система готова к
запуску, есть все разрешительные сигналы для начала процесса и нет условий
отключения / блокировки. Функция запуска активна только по действию
оператора, (например, кнопка с пружинным возвратом). Эта функция
используется для пуска насоса в месте его расположения.
– стоп - остановка двигателя насоса и предотвращение перезапуска
системы от PCS или UCS. Функция остановки остаётся активной, пока не будет
сброшена оператором (например, двухпозиционным переключателем AUTO-
STOP). Эта функция используется для остановки насоса в месте его
расположения.
– аварийный стоп - выполнение операции UNIT EMERGENCY STOP.
– готов - индикация готовности основного двигателя к пуску.
Немедленная остановка всех приводов (двигателей) и технологических
нагревателей, относящихся к компрессору, в случае аварийной ситуации на
компрессоре. Используется в случае, когда оператор обнаруживает аварийную
ситуацию (утечки газа, странный шум и т.д.), когда он находится рядом с
компрессором. [38]
Эта функция приведет к отключению главного привода, всех
электрических вспомогательных приводов и обогревателей соответствующего
компрессора. В целом, немедленная остановка будет осуществляться для
следующих устройств:
− главный двигатель;
− обогреватель главного двигателя;
− маслонасосы;
82
− маслоотделители;
− маслонагреватели.
Немедленное отключение технологического насоса используется в
случае, когда оператор обнаруживает аварийную ситуацию (пожар, утечки газа,
странный шум и т.д.), когда он находится рядом с насосом.
Аварийное отключение насоса осуществляется для всех
технологических насосов.
Не используется для вспомогательных насосов (например, смазочных
насосов). Эта функция приведет к отключению главного привода, всех
электрических вспомогательных приводов и обогревателей соответствующего
насоса.
Немедленная остановка будет осуществляться для следующих устройств
− главный двигатель;
− обогреватели подшипников (если таковые имеются и управляется
частотным преобразователем);
− вентиляторы двигателя (при наличии);
− частотный преобразователь (при наличии).
3.3. Расчет технико-экономического эффекта от внедрения АСУ ТП
разделения атмосферного воздуха
Капитальные затраты рассчитаны по формуле 1:
К = К
ОБОР
+ К
ЭПУ
+ К
РП
(1)
где К
ОБОР
– затраты на новое оборудование;
К
ЭПУ
– затраты на новое оборудование;
К
РП
– затраты на разработку проекта.
Сметная стоимость любой группы оборудования включает
транспортные затраты. (в таблице 9 показаны капитальные затраты по проекту).
83
Таблица 9
Капитальные затраты
Наименование затрат
Стоимость, руб.
Затраты на новое оборудование
2503200
Расходы на транспортировку
603200
Монтаж и настройка оборудования
1206400
Затраты на разработку проекта
39935
Поскольку при расчете оборудования в него было включено устройства
электропитания, капитальные затраты на электропитающие установки берем
равные нулю.
Затраты на разработку проекта (формула 2).
tk
m
c
К
РП
=
(2)
где c – среднемесячная заработная плата работника сферы услуг (33740
руб. на январь 2019 года);
m – среднее количество рабочих дней в месяц (22 дня);
k – доля отчислений на страховые взносы;
t – время, затраченное на разработку проекта (20 дней).
Общая сумма страховых взносов составляет 30,2% от фонда оплаты
труда, тогда k = 1,302. Затраты на разработку проекта по формуле 2:
К
рп
= 33 740 / 22 * 1,302 * 20 = 39 935 руб.
Капитальные затраты по формуле 1:
К = 4 312 800 + 39 935 = 4 352 735 руб.
Эксплуатационные расходы представляют собой текущие затраты,
связанные с эксплуатационной деятельностью проектируемого объекта и
определяются по формуле (3).
Э
р
= ФОТ + З
стр
+ АО + З
мат
+ З
пр
(3)
где ФОТ – годовой фонд оплаты труда;
З
стр
– страховые взносы;
АО - годовые амортизационные отчисления;
84
З
мат
- затраты на материальные и запасные части, электроэнергию,
потребляемую в процессе эксплуатации и проведения эксплуатации и
проведения профилактических и ремонтных работ;
З
пр
- прочие расходы: административно управленческие и хозяйственные
расходы, фонд проведения капитального ремонта оборудования сооружений
связи.
Расчёт численности работников - для организации регламентированного
технического обслуживания и ремонта оборудования формируется штат
работников.
Численность работников зависит от количества оборудования и нормы
времени на его обслуживание.
По проекту принята численность одна штатная единица, которая будет
располагаться в главном офисе и обслуживать также другие объекты.
Время обслуживания данного объекта принимаем как 0,1 от рабочего
дня.
Годовой фонд оплаты труда (ФОТ) рассчитан по формуле 4:
ФОТ = ???? ⋅ ОТ ⋅ ????
????
⋅ 12
(4)
где
ОТ
– средняя оплата труда;
k
p
– районный коэффициент;
r – количество человек.
ФОТ = 1 * 23740 * 1,20 * 12 * 0,1 = 34185 руб.
Страховые взносы. Общий размер отчислений от фонда заработной
платы составляет 30,2%. Рассчитаем его по формуле (5).
Э
Ф
∑
= 0,302 ∗ ФОТ
,
(5)
Эф = 0,302 * 34185 = 10324 руб.
Погашение стоимости основных средств по мере износа, путем переноса
их стоимости на создаваемую продукцию, называется амортизацией.
Для возмещения износа и воспроизводства основных средств,
предприятие производит амортизационные отчисления. Размеры ежегодных