Концепция РСУ и ПАЗ на опасных производствах

[evgent1985]

Здравствуйте, коллеги.
Так сложилось что я из инжиниринговой(от уж словечко-то) фирмы(электропривод) перешел в проектную(отрасль - нефтехимия, в частности модернизация НПЗ).
Отрасль для меня новая, объем нормативной документации большой.

Изучил я ПБ-09-540-03, ПБЭ-НП-2001, ПУЭ раздел 7 ну и книгу Федорова "Справочник инженера АСУТП".
После этого у меня возникла масса вопросов к нашим технологам и КИПовцам по поводу общей концепции проекта.
Споры идут, мягко говоря, жаркие. Зачастую главный аргумент моих оппонентов - "у тебя нет опыта в данной отрасли".

Хотелось бы получить совет от более опытных коллег - кто же прав? и правоту обосновать ссылкой на конкретный пункт нормативного документа.

Спор номер 1:
Моя позиция:
РСУ и СПАЗ должны иметь отдельные датчики и исполнительные механизмы.
Ведь в ПБ 09-540-03 п. 6.3.3 четко указано "Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ"

Позиция технологов и КИП:
Данный пункт относится только к контроллерам.
Поэтому датчики мы может быть и сделаем отдельными, а вот исполнительные механизмы - не дождетесь, это удорожание проекта.

Вот и имеем в проекте - что один датчик через барьер с двумя выходами подключается сразу и в РСУ и в СПАЗ.
А исполнительные механизмы у которых есть хоть одна! блокировка(то есть почти все) управляются из СПАЗ!
Но если верить ПБ - оператор не должен иметь доступа к СПАЗ в штатном режиме.
Любое вмешательство оператора в СПАЗ это предварительная бумажная волокита и ввод паролей.
Или я не прав?

Спор номер 2:
Моя позиция:
СПАЗ дает разрешение на работу исполнительным механизмам - насосам, клапанам, задвижкам.
Фактически выход СПАЗ встраивается в схему управления по аналогии с аварийным грибком.
А управление механизмом выполняется кнопками по месту или из РСУ - это уже зависит от требований технологии.
Из СПАЗ в РСУ передается сигнал о срабатывании блокировки.

Позиция технологов и КИП:
Это удорожание системы. на один механизм достаточно управления только от СПАЗ.

Опять таки я недоумеваю как переубедить их.

[Ryzhij]

Ваша позиция в большей степени соответствует реалиям.
Уважающие себя проектные институты (ВНИПИ-Нефть например) так и делают: Регуляторы отдельно (САУ), отсекатели отдельно (СПАЗ).
В редких, в очень отдельно обоснованных, случаях ставятся регуляторы-отсекатели, на которые дискретный сигнал отсечки формирует СПАЗ, а аналоговый идёт от САУ.
Показания датчиков ПАЗ можно дополнительно заводить в САУ через "двухголовые" барьеры, но эти датчики так и остаются датчиками системы ПАЗ, регулирование же производится по датчикам САУ и исполнительными органами САУ. Так делают для самодиагностики системы.
Понятно, что, например для контроля потока, нет смысла ставить два сужающих устройства, но на одном сужающем устройстве ставят два датчика перепада, САУ и СПАЗ.
Немного о терминологии:

Из СПАЗ в РСУ передается сигнал о срабатывании блокировки.

САУ и СПАЗ являются частями всё той же РСУ.

[evgent1985]

Вячеслав, спасибо за ответ. :)
Прочитав Федорова, я понимаю что

Ваша позиция в большей степени соответствует реалиям.

Но доказать смежным отделам без ссылок на нормативы я ничего не могу.(переделывать работу никто не хочет)

Про терминологию - поянял, буду выражаться правильно :)

[doza]

МДА все равно что кинули в меня камень.
У вас действительно мало опыта, для начала разберитесь чем отличаются РСУ от АСУ и если вы внедрите не чем не аргументируемую ПАЗ в РСУ, вам потом по шапке настучат и правильно сделают.

[Василий Иванович]

Моя позиция:
РСУ и СПАЗ должны иметь отдельные датчики и исполнительные механизмы.
Ведь в ПБ 09-540-03 п. 6.3.3 четко указано "Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ"

Не вижу здесь формального противоречия. Ничто не мешает системе ПАЗ двигать свои исполнительные механизмы в нештатом режиме, а в штатном - выдавать то, что пришло от САУ.

[evgent1985]

МДА все равно что кинули в меня камень.
У вас действительно мало опыта, для начала разберитесь чем отличаются РСУ от АСУ и если вы внедрите не чем не аргументируемую ПАЗ в РСУ, вам потом по шапке настучат и правильно сделают.

Владимир, про камень не пойму что вы имели ввиду :)
Про терминологию - так я основываюсь на прочитанном.
Тот же Федоров выделяет три понятия:
1. АСУТП
2. ПАЗ
3. РСУ
Причем по словам Федорова - АСУТП включает в себя ПАЗ и РСУ.
Я что-то не так понял?

Насчет не аргументированной ПАЗ, тут аргумент железный - ПБ-09-540-03. на НПЗ система ПАЗ должна быть.

[evgent1985]

Моя позиция:
РСУ и СПАЗ должны иметь отдельные датчики и исполнительные механизмы.
Ведь в ПБ 09-540-03 п. 6.3.3 четко указано "Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ"

Не вижу здесь формального противоречия. Ничто не мешает системе ПАЗ двигать свои исполнительные механизмы в нештатом режиме, а в штатном - выдавать то, что пришло от САУ.

Василий, вы предлагаете отганизовать межконтроллерный обмен? Но РСУ не должна вмешиваться в работу ПАЗ, даже в штатном режиме.

Если у нас только один исполнительный механизм, то мою позицию как им им управлять я указал выше:

СПАЗ дает разрешение на работу исполнительным механизмам - насосам, клапанам, задвижкам.
Фактически выход СПАЗ встраивается в схему управления по аналогии с аварийным грибком.
А управление механизмом выполняется кнопками по месту или из РСУ - это уже зависит от требований технологии.
Из СПАЗ в РСУ передается сигнал о срабатывании блокировки.

и опять таки - я сомневаюсь, можно ли использовать только один исполнительный механизм

[Ryzhij]

и опять таки - я сомневаюсь, можно ли использовать только один исполнительный механизм

Пример: клапан-регулятор с пневмоприводом, выполняющий функцию отсекателя.
На пнемопривод клапана устанавливается позицонер (часть САУ) параллельно которому (по пневмосхеме) монтируется соленоидный пневмораспределитель (часть ПАЗ). При пропадании электропитания или воздуха КИП этот клапан должен переходить в безопасное по технологии состояние за время не большее, чем указано в нормативах. Сечение такого клапана и трубопровода (если требуется его аварийное открытие) должно соответствовать требованиям нормативов ПАЗ.
Соблюдаются эти требования? Ставите один клапан.
Нет? Проектируете для ПАЗа свой.
В реальности не так уж много мест, где можно совместить функции регулятора и аппарата защиты.

[Василий Иванович]

Моя позиция:
РСУ и СПАЗ должны иметь отдельные датчики и исполнительные механизмы.
Ведь в ПБ 09-540-03 п. 6.3.3 четко указано "Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ"

Не вижу здесь формального противоречия. Ничто не мешает системе ПАЗ двигать свои исполнительные механизмы в нештатом режиме, а в штатном - выдавать то, что пришло от САУ.

Василий, вы предлагаете отганизовать межконтроллерный обмен? Но РСУ не должна вмешиваться в работу ПАЗ, даже в штатном режиме.

Каким образом при межконтроллерном обмене "РСУ вмешивается в работу ПАЗ", если между исполнительным механизмом и ПАЗ ничего нет? Для отработки функции безопасности то, что пришло от РСУ не имеет никакого значения. Таким образом нарушение работы РСУ никак не влияет на то, как сработает ПАЗ, что и требуется согласно ПБ.

[doza]

Про камень, я занимаюсь разработкой внедрением и т.д. и если мне скажут что надо насадить еще ПАЗ руководствуясь железным аргументом ПБ-09-540-03, я просто помашу ручкой дерзайте, но ток без меня.
Поймите система ПАЗ это не подача звука в случае аварии, ПАЗ предусматривает во время пред аварийной ситуации ввод корректировки на работу оборудования(что является внештатной ситуацией, что ведет к остановке оборудования сброс продукции и даже тотальному уничтожению оной), при внедрении оснащается своими датчиками и исполнительными устройствами, создается регламент проверки системы ПАЗ (как правило раз в месяц где отрабатываются все нештатные ситуации). Система РСУ на стадии своей разработке исключают ПАЗ, внештатными ситуацией могут быть только пожар, наводнение или землетрясение. А вот системы САУ проектируют вместе с ПАЗ и то не всегда, если выход из строя какова нибудь оборудования допускается.
Ваш документ ПБ 09-540-03

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

это не ГОСТ не Нормативный документ, это просто общие правила и не нужно воспринимать это как железный аргумент.

[Василий Иванович]

Вот отжёг doza, так отжёг. "общие правила"...

[Ryzhij]

Ваш документ ПБ 09-540-03

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

это не ГОСТ не Нормативный документ, это просто общие правила и не нужно воспринимать это как железный аргумент.

"Ненормативный документ", говорите? :amazement:
Вы бы поинтересовались, из недр какого ведомства, когда, и на основании чего сей документ был выпущен, когда был изменён и перерегистрирован.
Соотнесите полученную информацию с содержанием 116-го Федерального Закона "Технический регламент о промышленной безопасности опасных производственных объектов", и не пишите больше подобных глупостей.
Есть куча ещё ГОСТ-ов, не охваченных техрегламентами (ФЗ), которые имеют рекомендательный характер, но "Правила", о которых мы говорим, ни дня не были в числе рекомендаций.
Эти "Правила" - часть закона.

[Ryzhij]

Поймите система ПАЗ это не подача звука в случае аварии, ПАЗ предусматривает во время пред аварийной ситуации ввод корректировки на работу оборудования(что является внештатной ситуацией, что ведет к остановке оборудования сброс продукции и даже тотальному уничтожению оной), при внедрении оснащается своими датчиками и исполнительными устройствами, создается регламент проверки системы ПАЗ (как правило раз в месяц где отрабатываются все нештатные ситуации).

Устройства СПАЗ должны быть спроектированы таким образом, чтобы при пропадании управления и энергоснабжения (электричество, воздух, гидравлика, пар или др.) машины, механизмы и аппараты переводились в безопасное состояние.
Так что это не просто изменение алгоритма управления, не просто "корректировка", это - ЗАЩИТА во всех смыслах этого слова.

[andrmur]

Евгений,
Вы совершенно правы в своих выводах.
А ваши технологи и оппоненты, несмотря на свой опыт, совершают грубую ошибку, чреватую кому-то жизнями.

Жаль, что МЭК 61511 не входит у нас в разряд норматива.
Жаль, что ПБ у нас так плохо сформулирован, что допускает разночтения.

СПАЗ это не только контроллер, но плюс и датчики и ИМ.

Западные проектировщики никогда не позволяет себе смешивать "два в одном", и они строго следуют МЭК (IEC) 61511.

[Василий Иванович]

Западные проектировщики никогда не позволяет себе смешивать "два в одном", и они строго следуют МЭК (IEC) 61511.

Никогда не говори "никогда". В смысле, у меня другой опыт. Тем более, что вышеупомянутый IEC придумали всего лет с пяток тому.

Я никоим образом не утверждаю, что то, что хотят его технологи - лучше. Проблема в том, что опираться на ПБ в обосновании своей точки зрения он не может. Ему нужно искать другие аргументы для убеждения.

[Василий Иванович]

Спор номер 2:
Моя позиция:
СПАЗ дает разрешение на работу исполнительным механизмам - насосам, клапанам, задвижкам.
Фактически выход СПАЗ встраивается в схему управления по аналогии с аварийным грибком.
А управление механизмом выполняется кнопками по месту или из РСУ - это уже зависит от требований технологии.
Из СПАЗ в РСУ передается сигнал о срабатывании блокировки.

ПАЗ должна охватывать весь контур, а не выдавать "разрешение" куда-то наружу. То есть если для отработки функции безопасности необходим исполнительный механизм, то его нужно включать в состав ПАЗ. А управлять из РСУ, используя блокировку из ПАЗ, как Вы здесь предлагаете - недопустимо. Это уже явное противоречие ПБ.

[evgent1985]

Коллеги спасибо за дискуссию, очень помогает взгляд со стороны.

Насчет отсекателей и регуляторов, как я понимаю, ситуация однозначная.
Отсекатель - в ПАЗ. Регулятор - в РСУ.

Сформулировал еще пару вопросов для обсуждения:
1. Как быть с датчиками для ПАЗ?
в ПБ-09-540-03 прописано:

4.6.2. Технологическая аппаратура реакционных процессов для блоков любых категорий взрывоопасности оснащается средствами автоматического контроля, регулирования и защитными блокировками одного или группы параметров, определяющих взрывоопасность процесса (количество и соотношение поступающих исходных веществ, содержание компонентов в материальных потоках, концентрация которых в реакционной аппаратуре может достигать критических значений, давление и температура среды, количество, расход и параметры теплоносителя и др.). При этом технологическое оборудование, входящее в состав установки с технологическими блоками I категории взрывоопасности, оснащается не менее чем двумя датчиками на каждый опасный параметр (на зависимые параметры по одному датчику на каждый), средствами регулирования и противоаварийной автоматической зашиты, а при необходимости - дублирующими системами управления и защиты.

6.3.13. Контроль за параметрами, определяющими взрывоопасность технологических процессов с блоками I категории взрывоопасности, осуществляется не менее чем от двух независимых датчиков с раздельными точками отбора.

Технологи берут под козырек и ставят два датчика - один в ПАЗ, а второй в РСУ.
Про схему включения датчиков 1oo2, 1oo2D, 2оо2 они даже не слушают.
Говорят - резервируйте модули ввода/вывода.
А когда упоминаешь про расчет контуров безопасности и HAZOP - то загадочно улыбаются

2. Как быть с насосами?
Если с отсекателями и аварийными задвижками все ясно - однозначно в ПАЗ(и управляющие сигналы и сигналы состояния).
То с насосами не понимаю .
Каждый насос имеет кучу своих блокировок (температура подшипника, уровень уплотнительной жидкости в бачке и т.п.) плюс блокировки по уровням в емкостях и т.п.
При этом он имеет кнопки пуск/стоп по месту.
Плюс должен управляться со станции оператора (то же самый пуск/стоп).
Плюс необходимо реализовать переключение основной/резервный (как в штатном режиме по команде оператора так и при аварии основного насоса в автоматическом режиме).
Плюс необходимо предусмотреть автоматический перезапуск насоса при кратковременной пропаже питания.

Вот это все надо реализовать в ПАЗ?(потому что есть блокировки)
А как же особый регламент работы оператора с системой ПАЗ?
Он же должен получить распоряжение от начальства, ввести пароль на доступ и только потом может управлять устройством которое подключено к ПАЗ.

Или необходимо разделять управляющие сигналы ПАЗ и РСУ в схеме управления?(потому что кроме блокировок есть и обычное управление)
Как-то так например:

Тогда что делать с сигналом обратной связи(работает/не работает) - заводить его и в РСУ и в ПАЗ? или заводить в ПАЗ а в РСУ передавать по межконтроллерному обмену?

[Михайло]

Как-то так например:

Низзя так. Такой схемой обеспечен опасный автозапуск. Замкнется случайно НО контакт от РСУ и пиши пропало...

[evgent1985]

Как-то так например:

Низзя так. Такой схемой обеспечен опасный автозапуск. Замкнется случайно НО контакт от РСУ и пиши пропало...

Тут вопрос не про конкретную схему, а про концепцию в целом.
Можно ли в схеме управления использовать и сигналы РСУ и сигналы ПАЗ?
Или полностью повесить управление насосами на ПАЗ?

[doza]

Может я дурак или не вне темы, тогда поясните мне что такое система РСУ; ПАЗ; АСУ, все-же поискал в интернете:
система РСУ "Распределённая система управления (англ. Distributed Control System, DCS) — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных."; система ПАЗ "Система противоаварийной защиты предназначена для предупреждения и предотвращения аварийных ситуаций, которые могут возникнуть во время технологических процессов как в результате влияния человеческого фактора, так и из-за сбоев в работе оборудования.", система АСУ "Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия.".
Когда мне дали задание сделать установку с нулевым отказом с обслуживанием раз месяц, это и подразумевалось создание полноценной системы РСУ и если я заявил что придется ставить блокировки внедряя систему ПАЗ, этим занимался другой человек.

[Василий Иванович]

Можно ли в схеме управления использовать и сигналы РСУ и сигналы ПАЗ?

Если схема соответствует требованию ПБ, приведенному Вами же (РСУ не может помешать отработке ПАЗ), то почему бы и нет? Хотя на все 100% я не уверен.

[Ryzhij]

Тут вопрос не про конкретную схему, а про концепцию в целом.
Можно ли в схеме управления использовать и сигналы РСУ и сигналы ПАЗ?
Или полностью повесить управление насосами на ПАЗ?

1. СПАЗ обычно запуском технологических насосов не ведает. Только остановкой, причём остановкой аварийной. После которой обычно надо сбрасывать блокировку. Авто-запуска после срабатывания блокировки нет и быть не может.
Могу представить себе запуск аварийных, например дренажных насосов или насосов водяной завесы от СПАЗ, но никак не технологических.

2. Нормальной остановкой (с процедурами предварительной разгрузки машины и бла-бла...) ведает та часть РСУ (АСУ, если локальная; АСУТП - общий термин и для РСУ, и для локальных АСУ) которую принято называть САУ. Запуском, авто-запуском и готовностью к запуску ведает именно САУ.
3. Сигналы от ПАЗ и САУ сходятся в релейной логике пусковой аппаратуры (МСС).

[Михайло]

Может я дурак или не вне темы, тогда поясните мне что такое система РСУ; ПАЗ; АСУ, все-же поискал в интернете:
система РСУ "Распределённая система управления (англ. Distributed Control System, DCS) — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных."

Все просто - в РСУ применяется распределённая система ввода-вывода: то есть не все сигналы идут напрямую в ПЛК, а идут через "распределёнку" - другой псевдоконтроллер со своими модулями ввода-вывода, соединенный с базовым ПЛК каналом связи Ethernet, Profinet, Profibus... Например, ET200 у Сименса.

[evgent1985]

BigDog, я буду очень благодарен, если вы разжуете мне - почему же 61508 обязателен?
Вроде бы ГОСТы у нас носят рекомендательный характер?

А по поводу разделения:
Так оно уже сделано.
А контура технологи не считали, они тупо закладывают клапана с SIL3.
И контроллер мы тоже ставим SIL3.
На HAZOP просто забили.
В общем у меня от проекта буря эмоций, но основная это -

[evgent1985]

Тут вопрос не про конкретную схему, а про концепцию в целом.
Можно ли в схеме управления использовать и сигналы РСУ и сигналы ПАЗ?
Или полностью повесить управление насосами на ПАЗ?

1. СПАЗ обычно запуском технологических насосов не ведает. Только остановкой, причём остановкой аварийной. После которой обычно надо сбрасывать блокировку. Авто-запуска после срабатывания блокировки нет и быть не может.
Могу представить себе запуск аварийных, например дренажных насосов или насосов водяной завесы от СПАЗ, но никак не технологических.

2. Нормальной остановкой (с процедурами предварительной разгрузки машины и бла-бла...) ведает та часть РСУ (АСУ, если локальная; АСУТП - общий термин и для РСУ, и для локальных АСУ) которую принято называть САУ. Запуском, авто-запуском и готовностью к запуску ведает именно САУ.
3. Сигналы от ПАЗ и САУ сходятся в релейной логике пусковой аппаратуры (МСС).

Понял, значит я мыслю так же как и вы. :)
А мне нужно обосновать эту позицию :(
Т.к. когда я предлагаю такую концепцию мне говорят:
"Так это же усложнение схемы!"
"Дополнительные реле! Кабели! Схемы!"
"Удорожание системы!"
"Дублирование выходных сигналов ПАЗа в РСУ!"
"А куда мы будем заводить сигналы состояния? или нам их дублировать и в ПАЗ и в РСУ?"