7.5. Експлуатація асу тп.

Широке застосування АСУ ТП в промисловості робить досить актуальним завдання раціональної експлуатації даних систем. Велика кількість складних і різноманітних технічних засобів, що входять до складу АСУ ТП, наявність розвиненого програмного і організаційного забезпечення, велика кількість користувачів інформації, що виробляється в системі, істотний взаємозв'язок між ефективністю АСУ ТП, її надійністю і способами експлуатації, необхідність у продуманій еволюції кожної АСУ ТП - все ці особливості таких систем приводять до того, що організація і проведення експлуатації АСУ ТП стає складною і різнобічною проблемою, що вимагає для свого вирішення, проведення ряду робіт у всіх стадіях її створення, значних коштів і великої кількості людей. Так, наприклад, в даний час цехи теплової автоматики і вимірювань на теплових електростанціях, до складу яких входить персонал, ведучий експлуатацію АСУ ТП, є одними з самих великих на електростанціях. Чисельність таких цехів на великих теплових станціях досягає 200 чоловік і більше, а в перекладі на 1 МВт встановленої потужності становить близько 0,4 чол. / МВт.

Основними завданнями, що вирішуються при підготовці та проведенні експлуатації АСУ ТП, є: забезпечення споживачів різноманітною інформацією, що виробляється системою; вибір організаційній структурі підрозділу, який здійснює експлуатацію АСУ ТП; проведення оптимального технічного обслуговування комплексу технічних засобів; постачання запасними частинами і матеріалами та ін.

Вихідною інформацією для вирішення цих завдань, про програмне та організаційному забезпеченні, є дані про експлуатаційну надійність АСУ ТП і її компонентів.

а) Експлуатаційна надійність АСУ ТП

Під надійністю АСУ ТП розуміється здатність останньої виконувати задані функції протягом необхідного інтервалу часу при визначених умовах експлуатації і певному технічному обслуговуванні. Надійність АСУ ТП визначається в основному її безвідмовністю і ремонтопридатністю.

Безвідмовність характеризує здатність системи функціонувати без вимушених переривів. Це найбільш важлива складова надійності АСУ ТП; вона визначається якістю компонентів, структурою системи, функціональність, конструктивними та алгоритмічними особливостями, а також умовами експлуатації.

Ремонтопридатність, або пристосованість АСУ ТП до попередження, виявлення та усунення відмов і пошкоджень шляхом проведення технічного обслуговування і ремонтів, обумовлюється схемно - конструктивними особливостями АСУ ТП, зокрема наявністю надлишковості і контрольно-діагностичної апаратури, а також властивостями використовуваних компонентів.

У процесі створення і експлуатації АСУ ТП повинен встановлюватися і забезпечуватися необхідний рівень надійності системи. При цьому необхідно враховувати наступні обставини:

1. АСУ ТП є багатофункціональними системами, до складу яких входить велика кількість технічних засобів, а також оперативний персонал. У виконанні тієї чи іншої функції АСУ ТП беруть участь технічні засоби та оперативний персонал; один і той технічний засіб може брати участь у виконанні декількох функцій. Внаслідок цього для опису і вивчення надійності АСУ ТП зазвичай застосовують функціональний підхід, причому надійність АСУ ТП розглядається в наступних взаємозв’язаних аспектах: надійність АСУ ТП в цілому при здійсненні заданих функцій, надійність окремих підсистем АСУ ТП при виконанні ними функцій, надійність реалізації кожної окремої функції. Функціональний підхід дозволяє врахувати структуру алгоритмів управління і факт участі людини-оператора у функціонуванні АСУ ТП.

2. АСУ ТП зазвичай є відновлюваними і обслуговуючими системами, розраховані на тривале функціонування.

3. АСУ ТП в багатьох випадках володіють апаратурним, інформаційним, тимчасовим і функціональним надлишком, в результаті чого надійність всієї системи може бути вище надійності окремих пристроїв.

4. Наявність оперативного персоналу в системі може, як збільшувати загальну надійність виконання заданих функцій, коли людина є резервною ланкою управління, так і зменшувати результуючу надійність АСУ ТП, коли оперативний персонал є необхідною ланкою в ланцюзі управління.

5. Надійність АСУ ТП істотно залежить від особливостей програм і алгоритмів, що реалізуються технічними засобами і (або) оперативного персоналу АСУ ТП.

В якості показників безвідмовності АСУ ТП використовуються: ймовірність безвідмовної роботи АСУ ТП в цілому, її підсистем, каналів і функцій протягом заданого часу; напрацювання на відмову (середній час безвідмовної роботи) або параметр потоку відмов АСУ ТП (підсистем, функцій, каналів).

Показниками ремонтопридатності служать середній час відновлення АСУ ТП (підсистем, функцій, каналів) і (або) ймовірність такого відновлення протягом заданого часу.

Крім зазначених показників, що характеризують одну зі складових надійності, використовуються також комплексні показники, що відображають спільно безвідмовність і ремонтопридатність. До них відносяться коефіцієнт готовності, коефіцієнти оперативної готовності і ін.

Вибір виду показника надійності функції проводиться виходячи із тимчасових особливостей її виконання і характеру зв'язку надійності та ефективності АСУ ТП. Так, параметр потоку відмов застосовується для опису надійності безперервно виконуваних функцій (наприклад, автоматичного регулювання, контролю), коли показники ефективності лінійно залежать від числа відмов, а коефіцієнти готовності - у тих випадках, коли показники ефективності пропорційно тривалості відключення функції. Для функцій, виконуваних протягом короткого часу після візових (наприклад, сигналізації, реєстрації спрацьовування захистів тощо), показником надійності може бути коефіцієнт оперативної готовності.

Вимоги, що пред’являються до надійності виконання різних функцій, істотно відрізняються один від одного. Залежно від цих вимог функції можна класифікувати таким чином: відмовні, які призводять до пошкодження або відключення обладнання (наприклад, технологічний захист, деякі канали регулювання); відмовні, які погіршують якість ведення технологічного процесу (регулювання, контроль найбільш важливих параметрів та ін.); відмовні, які погіршують звітність або зв'язок з АСУ вищих рівнів (наприклад, розрахунок неоперативних техніко – економічних показників); відмовні, які погіршують умови роботи і підвищують трудовитрати персоналу (наприклад, контроль за виклик більшості параметрів).

АСУ ТП в процесі експлуатації знаходиться під впливом великого числа різноманітних факторів: впливу технологічного об’єкта управління, умов навколишнього середовища (температура, вібрації і т. д.), впливів від ремонтного персоналу, що не входить в склад АСУ ТП, впливу систем управлення вищого рівня ієрархії і т. п. Облік цих факторів, як і внутрішніх властивостей самої АСУ ТП, при визначенні показників надійності аналітичним шляхом і моделюванням є складним. Тому, показники надійності, отримані експериментально в процесі експлуатації АСУ ТП у складі автоматизованого технологічного комплексу (їх іноді називають показниками експлуатаційної надійності АСУ ТП), більш точно відображають дійсний рівень надійності систем.

Як приклад наведено значення цих показників для деяких функцій АСУ ТП енергоблоку, описаного в § 4.1.

Показники безвідмовності каналів функцій АСУ ТП енергоблоку