CC BY
7Фёдоров А. В., Семериков А. В.
ИНТЕГРАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТОЙ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ
В статье отражена концепция и основные принципы создания автоматизированной системы управления противопожарной защитой в составе интегрированной информационно-управляющей системы потенциально опасных предприятий на примере Московского нефтеперерабатывающего завода. Приводится схема обобщённой структуры и структуры внешнего окружения интегрированной информационно-управляющей системы объектов нефтепереработки. Даётся описание и состав основных элементов автоматизированной системы управления противопожарной защитой.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, система противопожарной защиты, техническое обслуживание, интегрированная информационно-управляющая система.
Fyodorov A., Semerikov A.
INTEGRATION OF AUTOMATED CONTROL SYSTEMS FOR FIRE PROTECTION OF OIL PRODUCTION
The article reflects the concept and basic principles create of automated control system of fire protection as part of an integrated information management system (IIUS) of potentially hazardous enterprises as an example of the Moscow Refinery. Showing a scheme of a generalized structure and the structure of the external environment integrated information management system refining facilities. Showing a description and composition of the basic elements automated control system for fire protection.
Keywords: automated control system, fire protection system, maintenance, integrated information management system.
Сложность и потенциальная опасность нефтеперерабатывающего предприятия как объекта управления и защиты обусловливает необходимость создания комплекса автоматизированных систем управления (АСУ) - предприятием (АСУП), технологическими процессами (АСУТП), противопожарной защитой (АСУПЗ), качеством окружающей среды (АСУКОС), научными исследованиями (АСНИ), проектирования (САПР) [1].
Анализ процесса создания и функционирования АСУ показал, что каждая из указанных автоматизированных систем разрабатывается обычно изолированно, несогласованно; перед каждой системой ставятся локальные цели, не связанные друг с другом, хотя конечная цель этих систем одна - обеспечить выпуск качественной продукции при экологической, взрыво- и пожарной безопасности производства. Такое положение отрицательно сказывается на эффективности производственного процесса и приводит к несогласованности управления отдельными системами, информационными потоками
и массивами, дублированию информации автоматизированных систем различного назначения, разнотипности применяемых ЭВМ и невозможности их комплексирования в единую систему, снижению эффективности автоматизации управления предприятием и его безопасности.
Выходом из такого положения является создание в рамках крупных промышленных предприятий, производственных и научно-производственных комплексов многоуровневых интегрированных информационно-управляющих систем (ИИУС) на базе отдельных автоматизированных систем различного назначения.
Проводимые исследования подтверждают необходимость использования в основе построения АСУ противопожарной защитой нефтеперерабатывающих объектов как элемента интеграции следующих основных принципов [2]:
- принцип системного подхода, заключающийся в одновременном проектировании и создании как самого защищаемого объекта, так и взаимоувязанных между собой необходимых автоматизированных систем и предусматривающий разбивку объекта на зоны, установку дополнительных элементов противоаварийной и противопожарной защиты (газоанализаторов, пожарных извещателей, модулей пожаротушения, паровых и водяных завес и т. п.), а также в разработке отдельных обеспечивающих подсистем АСУПЗ [3];
- принцип новых задач, заключающийся в том, что при внедрении АСУПЗ нельзя перекладывать на управляющий вычислительный комплекс (УВК) традиционно сложившиеся задачи управления, необходимо совершенствовать их с учётом возможностей вычислительной техники;
- принцип непрерывного развития системы, состоящий в том, что в ней должна быть заложена возможность её развития, выражающаяся в резервных объёмах памяти и устройствах связи с объектом;
- принцип максимально разумной типизации: разрабатываемые решения при минимальных изменениях должны подходить не только для разрабатываемого объекта, но и для других объектов. Основной путь реализации принципа - разработка типовых решений и широкое использование их при разработке данной АСУПЗ;
- принцип единой информационной базы: создание на машинных носителях общей информационной базы для всех задач, решаемых системой, с целью исключения дублирования информации, разночтения и создания условий формирования рабочих массивов для конкретных задач управления в интеграционной среде;
- принцип согласованности пропускных способностей системы: система должна создаваться из элементов с равноценными пропускными способностями. С одной стороны, устройства связи с объектом должны соответствовать числу датчиков и исполнительных механизмов, а с другой - вычислительным мощностям УВК, объёмы памяти должны соответствовать информационной мощности объекта и т. д.
Главная цель создания АСУПЗ и её интеграция в ИИУС нефтеперерабатывающего завода - повышение уровня пожаровзрывобезопасности потенциально опасных производств.
Рис. 1. Структура интегрированной информационно-управляющей системы (ИИУС) нефтеперерабатывающего производства
Интегрированная информационно-управляющая система НПЗ не является изолированной системой, и её функционирование в значительной степени определяется другими системами, являющимися взаимосвязанными.
Координированное функционирование этих автоматизированных систем, взаимодействующих в составе ИИУС, обеспечивается за счет объединения в комплексы целевых задач, применения совместимых и взаимосвязанных технических средств, программного, информационного и организационного обеспечения.
Рис. 2. Структура внешнего окружения ИИУС нефтеперерабатывающего завода
Развитие и поддержание функционирования ИИУС осуществляет комплекс средств и систем, образующих её внешнее окружение (рис. 2). Функции систем этого уровня заключаются в организации взаимодействия ИИУС с системами более высокого ранга, исследовании влияния параметров отдельных звеньев производственных и организационных процессов на показатели, характеризующие достижение целей производства (система исследования параметров объекта), организации изменений в составе выполняемых функций ИИУС с учётом складывающейся обстановки на основе данных, получаемых из системы исследования (система управления конфигурацией ИИУС).
Одним из важнейших аспектов обеспечения пожаровзрывобезопасности производства является совершенствование системы и методов управления потенциально опасным предприятием. Оптимально организованная структура управления позволяет рационально обеспечить пожарную безопасность технологических установок и предприятия в целом.
Комплексный подход к решению проблемы повышения уровня пожаровзрывобезопасности объектов нефтепереработки определил необходимость дальнейшего развития концепции АСУПЗ во взаимосвязи с интегрированной информационно-управляющей системой завода. Основные требования, закладываемые в данную концепцию: обеспечение надёжности, доступности, защищённости, управляемости и наращиваемости всех компонентов; эффективность и автоматизация обработки, передачи, хранения, представления и поиска информации, включая проведение необходимых расчётов; автоматизация управления технологическими процессами через диспетчерские узлы.
В соответствии с перечисленными требованиями АСУПЗ в составе ИИУС нефтеперерабатывающего комплекса включает программно-аппаратную
платформу, сетевую операционную систему, маршрутизаторы, топологию сети предприятия и логические связи между компонентами, операционную систему серверов, операционную систему клиента, файловые серверы, серверы баз данных и приложений, рабочие станции, систему управления базами данных, пакет АСУП R/3, систему диспетчерского управления SCADA.
Практическая реализация результатов проводимых исследований в области создания интегрированных АСУ проводится в настоящее время на Московском НПЗ.
Сетевая операционная система определяет идеологию построения и управления компьютерной сетью, которая является основой для автоматизированной системы управления производством и противопожарной защитой. Единая компьютерная сеть обеспечивает возможность для пользователя с рабочего места видеть ресурсы (диски, принтеры, других пользователей и т. д.) всей сети, возможность для администратора с любого рабочего места осуществлять управление сетью, то есть контролировать загрузку сетевых узлов, сетевой график, управлять сохранением и восстановлением информации, создавать и удалять новых пользователей, присваивать им права, контролировать выполнение задания и т. д.
Для сетевых АСУПЗ реального времени в качестве основной магистрали выбрано FDDI кольцо infinicor CL 2000 Corning со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, которое образовано волоконно-оптическим кабелем с двумя све-топроводящими волокнами LEAF. Подключение к кольцу центральных серверов осуществляется через фибероптический концентратор, позволяющий организовать каналы подключения со скоростью 100 Мбит/с (FDDI, CDDI или Fast Ethernet). Стандартное подключение рабочих групп осуществляется через переключающие концентраторы (LANplex 2500), позволяющие отсекать внутренний трафик рабочих групп от FDDI кольца, не перегружать основную магистраль, и далее через хабы рабочих групп (Link Builder FMS II) следует разводка непосредственно по рабочим местам. Магистралью для хабов за пределами кольца служит Ethernet Backbone на Thick Ethernet, что позволяет сделать проводку по многоэтажным зданиям и технологическим установкам с максимальной адаптацией к реальным условиям. Всё сетевое оборудование имеет управляющие модули (SNMP) и управляется единым администратором сети.
Результаты исследований и предложенный комплекс технических средств АСУПЗ позволяют значительно повысить эффективность противопожарной защиты нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абросимов А. А, Топольский Н. Г., Фёдоров А. В. Автоматизированные системы пожаров-зрывобезопасности нефтеперерабатывающих производств. - М.: Академия ГПС МВД России, 2000.
2. Топольский Н. Г., Федоров А. В. Принципы построения автоматизированных систем управления противопожарной защитой потенциально опасных производств // Материалы VII междун. конф. «Системы безопасности СБ-1998». - М.: МИПБ МВД России, 1998. - С. 16-17.
3. Федоров А. В., Лукьянченко А. А., Ломаев Е. Н., Чан Донг Хынг. Автоматизированная система управления противопожарной защитой. Патент на полезную модель № 84717. Приоритет полезной модели 29 декабря 2008 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 20 июля 2009 г. Срок действия патента истекает 29 декабря 2018 г.
