С чего начать:
1. При проектировании автоматизации важно знать, что итоговый результат зависит во многом от проектировщика и ГИПа или начальника отдела. Задача ГИПа или начальника отдела. Определить объём работ, указанных в ТЗ/ТУ от Заказчика и построить правильно работу. От того, как будет распределена работа и поставлены задачи, зависят сроки выполнения и правильность работы и издержки, которые вы понесёте в процессе проектирования. Не буду глубоко влезать в смежные разделы, но если будет для вас необходимость могу их разобрать.
2. Для проектирования системы управления нужны исходные данные, обычно это технологическая схема или это структурная схема или это обвязка оборудования от смежных разделов (отопления вентиляции, кондиционирования и пр.). Другими словами, нам нужно понимать две вещи:
1. Что автоматизировать?
2. Как автоматизировать?
Немаловажная информация это многочисленные фото с места проектирования (поможет определить, как пойдут кабели силовые и контрольные, места расстановки оборудования и пр.).
3. Обычно в ТЗ написано, что и как Заказчик хочет получить от контроля оборудования, каким оборудованием управлять и какое оборудование регулировать. Повторюсь, если ГИПы порой не знают, как подступиться к автоматизации, то и Заказчик порой не понимает, как ему это всё автоматизировать, поэтому пишет слова «определить в процессе проектирования». Соответственно вам надо определиться с параметрами оборудования, на которое устанавливается автоматика. «Если это датчик, то на какой трубе или оборудовании должен стоять пределы давления среды в трубе или на оборудовании (например, от 1 до 2 Мпа). Если какое-то оборудование уже закуплено или установлено и на него нужно накрутить автоматику, то его нужно изучить (паспорта, схемы, чертежи, схемы подключения к нему и пр.). Обычно производитель всё это даёт.
4. Автоматизация состоит из нижнего и верхнего уровней (это для упрощения понимания), но уровень ПЛК ещё называют средним. Нижний уровень включает в себя ДАТЧИКИ, ВТОРИЧНЫЕ ПРИБОРЫ, ПЛК (программируемый контроллер управления). Вторичные это промежуточные приборы между, например, датчиком и контроллером. Полевым оборудованием обычно называют все датчики, электроприводы, установленные по месту на оборудовании. Верхний уровень включает в себя мнемосхемы (на компьютере оператор видит картинки технологического процесса, контролирует и управляет процессом через кнопки, окошки, ползунки и пр.). Поэтому рассматривает 3 уровня это нижний, средний и верхний уровень. Бывает, что верхний уровень отсутствует и оборудование управляется автоматически контроллерами управления, установленными в каком-нибудь щите. Когда вы заходите в службу Заказчика, то у него бывают такие службы как КИПиА (это люди, которые отвечают за всё что установлено на технологическом оборудовании. Термометры и манометры относятся к КИП (контрольно-измерительным приборам, это обычные стрелочные приборы которые показывают значения по месту), а КИП и А (это КИП + автоматика-т.е. датчики, вторички, контроллеры и пр.). Обычно КИП включён в раздел ТХ технологических решений или трубопроводов. После того как технолог и Заказчик определился с местом установки КИП и всего оборудования в виде насосов, теплообменников, ёмкостей на тех оборудовании (согласовали технологическую схему), начинается процесс подбора приборов, оборудования автоматики и описание предела уставок другим блокировок или режимов работы (при каких значения срабатывает сигнализация, при каких регулятор открыт на 28% или 52% или 100%, при каких задвижка закрывается и пр). Многие проектировщики не пишут это в своей документации, хотя уставки, блокировки, режимы работы очень важный этап проектирования автоматизации. Этот этап даёт возможно согласовать режимы работы с Заказчиком и убедится в правильности проектирования, что сокращает время выполнения работы. Выглядит это следующим образом технолог говорит, вот тут должен на трубе ДУ300 должен стоять датчик давления, давление в трубе падает до 0.1 Мпа то задвижка №1 должна быть открыта, а если давление выше 0.4МПа, то задвижка должна быть закрыта на половину или 30%. Теперь нужно выяснить, если задвижка должна быть закрыта или открыта, стоит ли на неё вообще вешать автоматический привод или оператор сам будет бегать и закрывать её в ручную (бывают случаи, когда давление только измеряется и выдается на монитор оператору, а оператор сам принимает решение, открывать или закрывать). Получается, что инженер проектировщик АСУ и технологи пишут совместно условия при которых потом программист пишет в контроллер программу. Бывает чаще так, что технолог говорит, это мне не нужно и проектировщику по автоматизации приходится это писать и разрабатывать самому, или же он скидывает это на этап ПНР, а на этапе ПНР программист смотрит в гомно проект и делает всё по-своему не изменяя документацию и как оно там всё работает никто не знает и не узнает, пока туда не залезет другой программист. Поэтому нужно всё это в проектах указывать и записывать. Те Заказчики, которые читают данную статью. Требуйте от проектировщиков документацию по режимам работы — это обязательные документы, которые должны быть ими разработаны на этапе РД по ГОСТ 34 не зависимо от проекта и прописывайте это в ТЗ/ТУ.
5. После того как программист запрограммировал контроллер по вашим уставкам, тестируется оборудование. Тут важно понимать! Всё оборудование поставляется в разобранном виде: датчики, бобышки, провода, клеммы, контроллер и пр. что бы всё это собрать в шкаф. Примерный перечень схем, выполняемых проектировщиком:
- Описание работы всех инженерных систем и то как будет работать автоматика на объекте - режимы;
- Схемы соединения (то как будут соединятся приборы);
- Схемы подключения (то куда пойдет подключаться и разводится каждая жила многожильного кабеля и на какую клемму прибора);
- Схему расположения оборудования в шкафах;
- Проход кабеля (это план трасс);
- Спецификация.
Вы можете подробнее прочитать ГОСТ 34. Там куча разделов, которые проектные институты не разрабатывают, а Заказчики не требуют.
Обязательно нужно определиться с питанием оборудования, указано в разделе электроснабжения.
ВНИМАТЕЛЬНО ОТНЕСИТЕСЬ К ПРЕДПОЧТЕНИЯМ ЗАКАЗЧИКА: УЧИТЫВАЙТЕ СРАЗУ, ЧТО ОЧЕНЬ ЧАСТО ЗАКАЗЧИК ХОЧЕТ ВИДЕТЬ ОБОРУДОВАНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ МОДЕЛЕЙ (ДАТЧИКИ МЕТРАН К ПРИМЕРУ, КОНТРОЛЛЕРЫ SIEMENS). ОБЫЧНО ЭТИМИ ВОПРОСАМИ ЗАНИМАЕТСЯ НАЧАЛЬНИК СЛУЖБЫ КИПиА/АСУТП ИЛИ ИНЖЕНЕР АСУТП. НУЖНО ОБЯЗАТЕЛЬНО УЗНАТЬ ИХ ПРЕДПОЧТЕНИЯ. ПОЧЕМУ? ПОТОМУ ЧТО КОНКРЕТНАЯ МОДЕЛЬ ДАТЧИКА ИЛИ КОНТРОЛЛЕРА ТРЕБУЕТ СВОИХ РАЗЛИЧНЫХ НАСТРОЕК, И ИНЖЕНЕРАМ ПРОЩЕ ВОЗИТЬСЯ С ТИПОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ КОТОРОЕ УЖЕ УСТАНОВЛЕНО У НИХ НА ОБЪЕКТЕ, НЕЖЕЛИ ИЗУЧАТЬ НАСТРОЙКИ НОВЫХ ТИПОВ ДАТЧИКОВ ИЛИ КОНТРОЛЛЕРОВ.
6. После программирования контроллер (он же ПЛК) может управлять оборудованием – сам без участия оператора. Почему? Потому что программист в него записал один раз условия работы, и он работает - запрограммирован. Теперь встаёт вопрос о том нужен ли верхний уровень. Чем он отличается от нижнего? Тем что условия по которым работает контроллер, могут изменяться на основе принятого решения оператором. Т.е. оператор принял решение в определенную секунду закрыть задвижку независимо от того, какие условия были написаны в контроллере (например, авария и ещё что-то). По факту если ты программируешь контроллер, то ты не можешь посмотреть в нём текущее состояние всего тех процесса.
Программирование верхнего уровня происходит несколько другим образом, компьютер или ноутбук подключается к контроллеру про кабелю (как к роутеру по своему протоколу и со своими интерфейсом). Компьютер с помощью драйверов и программы написанной для контроллера получает с него данные. Далее в программе «среда разработки» на подобии фотошопа (упрощаю), рисуется мнемосхема тех процесса и оживляются элементы с помощью (GIF анимации или же простой смены изображений), добавляются окна вода информации и окна отображения информации, различные таблицы и графики (как в Excel). Мнемосхема может быть в виде стенда с физическими кнопочками. И уже на основании параметров, полученных с контроллера эта информация обновляется на мнемосхеме в реальном времени. В общем этот процесс-отдельная тема и это называется ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ и выглядит он примерно, как на рисунке ниже. Т.е. оператор уже всё видит визуально весь процесс работы оборудования на объекте. Но по факту все операции всё равно проходят через контроллер! Бывают случаи, когда все датчики минуя контроллер выводятся через преобразователь на коммутатор и на компьютер, но этот вариант лучше не рассматривать.
Интеграция в существующую систему. На многих объектах, построенных и работающих автоматизация уже есть. И Заказчик говорит, зачем мне новый компьютер для управления вашим компрессором с отдельной мнемосхемой, если я хочу видеть его в уже существующих мнемосхемах. Получается, что программист помимо того, что должен запрограммировать верхний уровень, он ещё и должен изучить, и понять логику человека, написавшего до этого какую-то программу и все настройки, для того что бы вписать свою программу в уже существующую, не нарушая работы технологического процесса. Как там работает существующий тех процесс? Ага, а его на бумаге и нет - смотри пункт 4 выше. Кстати в некоторых местах ещё существует управление тех процессом без помощи визуализации на компьютер. Это управление идёт по месту со шкафа или выносные пульты, рычажки, частотные преобразователи и пр.
После того, как ты начал понимать суть автоматизации, нужно обобщение, как и что нужно сделать на первичных этапах проектирования:
· Получение исходных данных (техсхема + информация выше) + максимум фото нормальных, а лучше видео.
· Если имеется существующая система верхнего уровня (то обязательно нужно взять все руководства на неё, если она писалась на коленке, то интеграция очень сложный процесс и чаще всего привлекают того, кто писал до этого и он дописывает). Но по-хорошему вся документация должна у них быть.
· Требования, предъявляемые к авторизации пользователей.
· Планы помещений, планы трасс существующих с расположением коммуникаций и предметов внутри помещений. Замеры нужны для установки шкафов или АРМов (АРМы это автоматизированное рабочее место оператора), если у них ещё их нет и пр.
· Требования или хотелки заказчика по максимум узнать (в том числе на всё оборудование существующее нужно описание и документы). + Взять весь проект по существующей автоматизации.
· Какую систему они используют для верхнего уровня, версия программы (в какой среде программирования они делали программу).
· Узлы подключения для электрики, длины кабелей ну это, само собой. Кабельный ввод в здание и пр.
Бывает Заказчик не даёт сразу все документы, для этого ты должен понимать конкретный набор, который необходим для нормального процесса проектирования автоматизации.
Что бы определиться с ценой, нужно понимать какую часть (этап) нужно делать и сложность работы.
- Проект (бумага). Требования заказчика, разбор существующей документации, черчение схем, планов, кабельных журналов, подбор оборудования спецификация и пр.
- Монтаж (сварка бобышек, закручивание, установка шкафов, монтаж кабелей и пр.)
- Пуско-наладочные работы.
· Подключение оборудования (по схемам бумажным этапа первого). Сюда
можно отнести подключение кабелей к оборудованию и проверка связи.
· Программирование нижнего уровня
· Программирование верхнего уровня.
· Написание руководства для оператора, программиста, администратора.
· Исполнительная документация.
Любой из этапов делается одной организацией. Но не должно быть такого что один и тот же этап делается двумя организациями. Учти, что на конкретный вид работы должны быть допуски на объект по промышленной/пожарной безопасности.
Главное это определиться с объёмом работы и начать её делать и всё получится.
Часть 1 можно прочитать тут
Подпишись на канал и вступай в группы телеграмма: