Назначение, состав и структура АСУТП МТ. Взаимодействие систем. Часть 1

1.

Назначение, состав и структура АСУТП МТ.
Взаимодействие систем. Часть 1.
Докладчик:
доцент кафедры «Электронные радиоэлектронные и электротехнические системы»,
к.т.н.
Борздыко И.А.
Брянский государственный
технический университет

2.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ И СТРУКТУРА АСУТП МТ.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИСТЕМ.
2

3.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
СПИСОК НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ
1. ГОСТ Р 51840 – 2001 Программируемые контроллеры. Общие положения и
функциональные характеристики.
2. ГОСТ Р 51841 – 2001 Программируемые контроллеры. Общие технические
требования и методы испытаний.
3. РД-35.240.50-КТН-168-19 - Автоматизированные системы управления
технологическими процессами.
4. РД-35.240.50-КТН-0109-23 – Автоматизация и телемеханизация технологического
оборудования площадочных и линейных объектов. Основные положения.
5. РД-35.240.50-КТН-242-19 С ИЗМ2 – Магистральный трубопроводный транспорт
нефти и нефтепродуктов. Системы автоматизации и телемеханизации
технологического оборудования площадочных и линейных объектов.
Алгоритмические решения
3

4.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
4
Общие требования к АСУТП МТ
Системы автоматизации и телемеханизации технологических процессов МТ
создаются
с
целью
обеспечения
безопасной
транспортировки
нефти/нефтепродуктов с заданной производительностью и должны обеспечивать:
- управление технологическим оборудованием МТ из операторной, МДП, РДП (ТДП);
- автоматическую
оборудованием МТ;
защиту
и
блокировку
управления
технологическим
- автоматическую защиту трубопроводов линейной части МТ и технологических
трубопроводов НПС от превышения давления;
- автоматическое регулирование давления, расхода, температуры и показателей
качества нефти;
- автоматическое регулирование давления, расхода нефтепродуктов;
- обнаружение утечек нефти и нефтепродуктов на линейной части МТ;
- регистрацию, архивирование
технологического оборудования МТ
и
отображение
информации
о
работе

5.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
5
Общие требования к АСУТП МТ
В общем случае системы автоматизации и телемеханизации площадочного объекта
МТ должны состоять из:
- микропроцессорных систем автоматизации технологического оборудования НПС
(МПСА НПС) – по количеству НПС (МНС, ПНС, РП) на одной технологической
площадке;
- микропроцессорных систем автоматизации систем пожаротушения НПС (МПСА ПТ
НПС) – по количеству систем пожаротушения НПС (МНС, ПНС, РП) на одной
технологической площадке;
- станционной системы телемеханики,
объединённых технологической сетью передачи данных МДП (общей для всех НПС и
систем пожаротушения на одной технологической площадке)

6.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
6
Общие требования к АСУТП МТ
Автоматизация и телемеханизация технологических процессов МТ должна
выполняться на базе типовых технических решений, утвержденных ПАО
«Транснефть».
Структурные схемы систем автоматизации и телемеханизации не должны быть
ориентированы на оборудование конкретного производителя, за исключением
оборудования, производимого предприятиями ОСТ, и их структурами.

7.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
7
Общие требования к АСУТП МТ
При проектировании, разработке и вводе в эксплуатацию систем автоматизации и
телемеханизации технологических процессов МТ кроме требований настоящих
норм должны выполняться требования:
- действующего законодательства Российской Федерации;
- действующих нормативных документов федеральных органов исполнительной
власти (надзорных органов);
- документов ПАО «Транснефть»1);
- технической документации на оборудование.
При наличии различий между требованиями этих документов, должны учитываться
более жесткие требования.

8.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
8
Общие требования к АСУТП МТ
Системы автоматизации и телемеханизации технологических процессов МТ,
находящиеся в эксплуатации, должны соответствовать требованиям проектной
документации, по которой они построены.
Вводимые в эксплуатацию на объектах МТ системы и средства автоматизации и
телемеханизации технологических процессов должны иметь действующую
разрешительную документацию в полном объёме требований, изложенных в РД35.240.50-КТН-0109-23.
Разрешительная документация систем и средств автоматизации и телемеханизации
технологических процессов на объектах МТ, расположенных на зарубежных
территориях, должна соответствовать требованиям национальных стандартов
соответствующих государств.

9.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
9
Общие требования к АСУТП МТ
Для автоматизации систем тушения пожаров должны применяться средства и
системы, сертифицированные в установленном порядке уполномоченной
организацией в области пожарной безопасности.
На объектах МТ допускаются к применению только системы автоматизации и
телемеханизации (в том числе – иностранного производства), в технической
документации которых указан их срок службы. После достижения установленного
срока, дальнейшая эксплуатация систем без проведения процедур по продлению
срока безопасной эксплуатации не допускается.

10.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
10
Общие требования к АСУТП МТ
Все оборудование, эксплуатируемое во взрывоопасных зонах, должно иметь
взрывозащищенное исполнение, соответствующее требованиям ТР ТС 012/2011
[3] для зон соответствующего класса при соответствующей категории и группе
смеси и подтвержденное сертификатом, оформленным в соответствии с
действующими нормами и правилами.
На объекты МТ допускается поставка таких систем автоматизации и
телемеханизации технологических процессов, техническая документация которых
включена установленным порядком в Реестр основных видов продукции,
применяемой ПАО «Транснефть», формирование и ведение которого осуществляется
в соответствии с требованиями ОР-03.120.20-КТН-0311-20.
Технические
средства,
применяемые
в
системах
автоматизации
и
телемеханизации, а также системы в целом, должны комплектоваться полным
набором эксплуатационной документации на русском языке и сопровождаться
услугами технической поддержки, предоставляемыми по запросу предприятиями изготовителями (поставщиками).

11.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
11
Общие требования к АСУТП МТ
Однотипные технические средства, применяемые в системах автоматизации и
телемеханизации, должны быть взаимозаменяемыми, т.е. любое функционально
законченное техническое средство (изделие) должно допускать его замену изделием
того же типа без каких-либо конструктивных изменений или регулировок в других
компонентах оборудования системы (кроме случаев, специально оговоренных в
технической документации на изделие).
Средства автоматизации и телемеханизации в части устойчивости к воздействию
климатических факторов внешней среды по исполнению для различных
климатических районов и категорий размещения должны соответствовать
требованиям ГОСТ 15150.

12.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
12
Общие требования к АСУТП МТ
Однотипные технические средства, применяемые в системах автоматизации и
телемеханизации, должны быть взаимозаменяемыми, т.е. любое функционально
законченное техническое средство (изделие) должно допускать его замену изделием
того же типа без каких-либо конструктивных изменений или регулировок в других
компонентах оборудования системы (кроме случаев, специально оговоренных в
технической документации на изделие).
Системы автоматизации и телемеханизации должны выполняться на базе
микропроцессорных средств.
В качестве системного времени в системах автоматизации и телемеханизации
устанавливается московское время, синхронизация времени производится по
эталонным сигналам времени с использованием глобальной навигационной
спутниковой системы ГЛОНАСС.
Режим функционирования
непрерывный.
систем
автоматизации
и
телемеханизации
–

13.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
13
Уровни управления объектами МТ,
требования к функциям систем АСУТП МТ
Автоматизация и телемеханизация технологических процессов
обеспечивать функционирование следующих уровней управления:
МТ
должна
- уровень площадочного объекта;
- уровень филиала ОСТ;
- уровень ОСТ;
- уровень ПАО «Транснефть».
Из операторной (на уровне площадочного объекта) должно быть обеспечено
управление технологическим оборудованием одной НПС, ПСП.

14.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Уровни управления объектами МТ,
требования к функциям систем АСУТП МТ
Центральный
диспетчерский пункт
ПАО «Транснефть»
Верхний уровень
Территориальный
диспетчерский пункт
ОСТ
Средний уровень
Районный
диспетчерский
пункт
РНУ
Линейный
участок МТ
МДП
НПС-1
НПС-1
НПС-2
НПС-2
Нижний
уровень
14

15.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
15
Уровни управления объектами МТ,
требования к функциям систем АСУТП МТ
Из МДП (на уровне площадочного объекта) должно быть обеспечено управление
технологическим оборудованием всех МНС, ПНС, РП, ПСП нефти или
нефтепродуктов, расположенных на одной площадке, с обеспечением
взаимодействия указанных технологических объектов, контроль текущего состояния
объектов линейной части МТ в пределах установленных границ ТУ МТ для данной
НПС (ЛПДС).
Из РДП (на уровне филиала ОСТ) должно быть обеспечено управление
технологическим процессом транспортировки нефти/нефтепродуктов в пределах
границ ТУ МТ, входящих в зону ответственности данного РДП.

16.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
16
Уровни управления объектами МТ,
требования к функциям систем АСУТП МТ
Из ТДП (на уровне ОСТ) должно быть обеспечено управление технологическим
процессом транспортировки нефти/нефтепродуктов в пределах границ ТУ МТ,
входящих в зону ответственности данного ТДП.
Примечание – Для осуществления взаимодействия на границах ТУ МТ в МДП
(оператору), в РДП, ТДП (диспетчеру) должна предоставляться возможность контроля
состояния смежных ТУ соответствующего уровня.
Из ЦДП (на уровне ПАО «Транснефть») должен быть обеспечен контроль за работой
СМНиНП.

17.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
17
Требования к функциям систем
автоматизации и телемеханизации ТП МТ
Системы автоматизации и телемеханизации должны:
-
обеспечивать управляющий персонал достоверной информацией в реальном
масштабе
времени
о
состоянии
технологического
оборудования
(технологического процесса), представляемой ему в объемах и формах,
необходимых и максимально приспособленных для принятия им правильных и
своевременных решений по управлению;
-
предоставлять
управляющему
персоналу
возможность
технологическим оборудованием в реальном масштабе времени;
-
освобождать управляющий персонал от необходимости выполнять действия по
управлению в ситуациях, требующих безошибочного реагирования при дефиците
времени (например, в случаях аварийных ситуаций), и/или от выполнения
повторяющихся трудоемких операций (например, по регулированию отдельных
технологических параметров).
управления

18.

Брянский государственный технический университет
Графическое изображение и
техника чтения схем АСУТП МТ
18
Требования к функциям систем
автоматизации и телемеханизации ТП МТ
Системы автоматизации и телемеханизации ТП МТ должны обеспечивать
выполнение следующих функций:
- Информационная функция
- Функция защиты
Функция защиты должна предусматривать безусловное соблюдение требований
безопасности в приоритетном порядке.
- Функция управления

19.

Брянский государственный технический университет
Графическое изображение и
техника чтения схем АСУТП МТ
Взаимодействие систем
19

20.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Взаимодействие систем
20

21.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Схема взаимодействия АСУТП МНС с МДП
21

22.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
22
Взаимодействие систем
Интерфейсы оборудования нижнего уровня:
Передача информации с нижнего уровня на средний (с датчиков в модули ввода
информации контроллера).
Дискретные – 0 – 0 В, 1 – 24 В
Дискретные – 0 – 0 В, 1 – 220 В
Аналоговые – токовая петля 4 – 20 мА
Интерфейс RS-485
Аналогичные интерфейсы используются для передачи информации от среднего
уровня к нижнему – к исполнительным механизмам.

23.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
23
Взаимодействие систем
Интерфейсы оборудования среднего уровня:
Передача информации межу оборудованием среднего уровня (горизонтально) и для
передачи информации со среднего уровня на верхний применяются следующие
интерфейсы.
Интерфейс RS-485
Интерфейс Ethernet
(Интерфейс RS-232) – в основном для системных целей

24.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
24
МПСА площадочного объекта
Системы автоматизации площадочных объектов МТ должны обеспечивать:
- контроль состояния и управление технологическим оборудованием объекта МТ
из операторной, МДП, РДП (ТДП);
- автоматическую защиту
оборудованием объекта МТ;
и
блокировку
управления
технологическим
- автоматическую защиту технологических трубопроводов объекта МТ;
- регистрацию, архивирование и отображение на АРМ оператора информации о
работе технологического оборудования объекта МТ;
- автоматическое регулирование давления (расхода, температуры, качества
нефти);
- связь с системой станционной телемеханики;
- связь с другими системами автоматизации
необходимости).
на
объекте
МТ
(при

25.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
25
Трехуровневая МПСА площадочного объекта
Микропроцессорные системы автоматизации должны функционировать по
централизованным алгоритмам управления, и строиться как территориально
распределенные системы с возможностью изменения объёма контролируемого
технологического оборудования без изменения структуры программного
обеспечения.
Микропроцессорные
структуру:
- нижний уровень;
- средний уровень;
- верхний уровень.
системы
автоматизации
должны
иметь
трехуровневую

26.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
26
Трехуровневая МПСА площадочного объекта
Нижний уровень. Это уровень датчиков,
измерительных устройств, контролирующих
управляемые
параметры,
а
также
исполнительных
устройств,
воздействующих
на
эти
параметры
процесса,
для
приведение
их
в
соответствие с заданием.
Средний
уровень.
Это
уровень
контроллеров. ПЛК получает информацию с
контрольно-измерительного оборудования
и датчиков о состоянии технологического
процесса и выдает команды управления, в
соответствии с запрограммированным
алгоритмом
управления,
на
исполнительные механизмы.

27.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
27
Трехуровневая МПСА площадочного объекта
Верхний уровень.
Уровень промышленного сервера, сетевого
оборудования, уровень операторских и
диспетчерских станций. Это уровень HMI,
SCADA. SCADA (Supervisory Control And Data
Acqusition - диспетчерское управление и
сбор данных) система.

28.

Брянский государственный технический университет
Графическое изображение и
техника чтения схем АСУТП МТ
28
Трехуровневая МПСА площадочного объекта
Самый высокий уровень – Enterprise
Resource Planning (ERP). На нем
решаются
следующие
задачи,
связанные с организацией работы
подлежащих структур предприятия.
Основная цель на данном уровне –
максимизация
прибыли
за
отдельный период.
Manufacture Execution System (MES)
– субъектом или лицом, которое
принимает решения тут, является
руководитель цеха или отделения АСУ
ТП.
Задачи
этого
уровня
–
управление подчиненными АСУ ТП,
логистика
и
контроль
над
персоналом.

29.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
СОИ СИКН
СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА И КАЧЕСТВА НЕФТИ
29

30.

Брянский государственный технический университет
СОИ СИКН
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
30

31.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
31
СОИ СИКН
Система измерений
нефтепродуктов.
количества
и
показателей
качества
нефти
и
Функция – Контроль количества и качества нефти и нефтепродуктов.
Система сбора и обработки информации системы измерений количества и
показателей качества нефти/нефтепродуктов (СОИ СИКН) предназначена для сбора,
обработки информации и выдачи команд управления технологическому
оборудованию в заданном режиме работы, связи с другими системами
автоматизации и информационными системами, передачу данных, регистрацию,
архивирование, документирование и отображение информации о работе
технологического оборудования, изменение цикла работы по командам оператора
автоматизированного рабочего места
СИКН предназначается для автоматизированного коммерческого учета
транспортируемой нефти, а так же для качественных показателей нефти и
нефтепродуктов при операциях между поставщиком и потребителем, а так же
при учете внутри организации.

32.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
32
Состав СИКН
Основные блоки СИКН:
БИЛ – Блок измерительных линий
Блок измерительных линий в автоматическом режиме определяет:
- Расход нефти и нефтепродуктов
- Температуру и давление с последующей передачей в блок обработки
информации
Функции БИЛ:
Конструкция БИЛ позволяет производить проверку рабочих и контрольных
средств измерений, а так же контроль метрологических характеристик на месте
без нарушения процесса эксплуатации всей СИКН

33.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Состав СИКН
33

34.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Блок измерительных линий
34

35.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
35
Блок измерений показателей качества нефти и
нефтепродуктов
Основные блоки СИКН:
БИК – Блок измерений показателей качества нефти и нефтепродуктов
Обеспечивает проведение
нефтепродуктов.
измерений
показателей
качества
нефти
и
Формирует и выдает результаты измерений.
На основе сформированных данных производится расчет технологических
режимов нефтепроводов и производится оперативный контроль показателей
качества.
БИК автоматически измеряет температуру и давление показателей вязкости,
плотности, определяет в нефти содержание воды и серы.
Позволяет в автоматическом режиме отбор проб в сменные контейнеры.

36.

Брянский государственный технический университет
Б л ок измерений показателей качества неф ти и нефтепродуктов
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
36

37.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
ШКАФ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
37

38.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Шкаф информационного взаимодействия
38

39.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
39
Шкаф информационного взаимодействия
Описание:
Шкафы информационного взаимодействия, предназначены для защиты данных
при осуществлении информационного обмена между объектами АСУТП ОСТ и
АСУТП сторонних организаций.
Комплекс:
ШИВ представляет собой комплекс программно-аппаратных средств защиты,
мониторинга и преобразования интерфейсов передачи данных, а также
обеспечивает защиту интеллектуального оборудования ТСПД МДП от
вредоносного ПО.

40.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
40
Шкаф информационного взаимодействия
Информационное взаимодействие между АСУТП НПС (ПСП) и АСУТП сторонних
организаций должно осуществляться через шкаф информационного
взаимодействия по интерфейсу RS 232/485 по протоколу ГОСТ Р МЭК 60870 5
101
В соответствии с РД-35.240.50-КТН-241-19 (часть 2, схема ТПРА.Э1.11.02)
вариант 1 или по интерфейсу Ethernet по протоколу ГОСТ Р МЭК 60870 5 104 в
соответствии
С РД-35.240.50-КТН-241-19 (часть 2, схема ТПРА.Э1.11.02) вариант 2.
Предпочтительным является взаимодействие по интерфейсу RS 232/485
(протокол ГОСТ Р МЭК 60870 5 101).

41.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
41
Шкаф информационного взаимодействия
В случае применения протокола ГОСТ Р МЭК 60870 5 104 в ШИВ
устанавливается дополнительная пара КК для промежуточного преобразования
ГОСТ Р МЭК 60870 5 104 в ГОСТ Р МЭК 60870 5 101, а также пара
маршрутизаторов с функциями МСЭ для ограничения и контроля, входящего от
АСУТП сторонней организации трафика.
Подключение каждой АСУТП сторонней организации выполняется через
отдельный ШИВ.

42.

Брянский государственный технический университет
Назначение, состав и структура
АСУТП МТ. Взаимодействие систем.
Спасибо за внимание
42