АСУ ТП - Автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Цели создания АСУ ТП ?

Техническая база производства в большинстве отраслей промышленности достигла в настоящее время такого уровня развития, при котором эффективность производственного процесса самым непосредственным и существенным образом зависит от качества управления технологией и организации производства. Поэтому на первый план выдвигается задача оптимального управления технологическими процессами, решить которую без развитой АСУ ТП невозможно.

Главной целью комплексной автоматизации производства в различных отраслях промышленности, является оптимизация технологических процессов, увеличение производительности оборудования, экономия топливно- энергетических ресурсов, снижение простоев оборудования за счет предотвращения аварий и исключения ошибок персонала при управлении технологическими процессами (влияния человеческого фактора).

Сколько стоит создание АСУ ТП?

Создание АСУ ТП является сложной научно-технической и организационно-экономической задачей, решение которой требует значительных трудовых, материальных и финансовых ресурсов. Стоимость реализации эффективной, надёжной и полномасштабной АСУ ТП , по технико- экономическим расчетам специалистов, может достигать до 21% от полной стоимости автоматизируемого технологического оборудования. Срок окупаемости АСУ ТП, за счёт снижения аварийности оборудования, достижения максимальной производительности, снижения расходов топливных и энергетических ресурсов, снижение затрат на производство, снижения расходов на содержание избыточного технологического персонала, может составлять от 2-х до 5 лет.
Приблизительный расчет стоимости базовых АСДУ

Существует ли возможность снижения стоимости АСУ ТП?

Стоимость АСУ ТП зависит от многих факторов. Вот некоторые из них : количество каналов отображения аналоговой и дискретной информации, количество каналов управления, сложности алгоритмов управления и противоаварийных защит, требуемой надёжности АСУ ТП, от применяемого оборудования , сложности разработки и применяемой SCADA-системы.

Нельзя забывать, что «бесплатный сыр бывает только в мышеловке» - экономия на надежности, на применении нелицензированного оборудования и нелицензионного программного обеспечения, или дешевого и как правило с низкой надёжностью, оборудования- неминуемо ведёт к получению ряда проблем, которые в свою очередь приведут к осознанию, что придётся платить ещё раз за создание настоящей АСУ ТП – «скупой платит дважды».

Однако, всёже есть пути снижения стоимости АСУ ТП для Заказчика за счёт:

• выполнения монтажа кабельных систем силами своих подготовленных для выполнения этих работ монтажников.
• Приобретение, метрологическая поверка в аккредитованной лаборатории и монтаж датчиков на технологическом оборудовании, своим подготовленным персоналом.

В этом случае необходимо закупать оборудование (датчики, запорную и регулирующую арматуру с электро или пневмо приводами, другие исполнительные механизмы) строго согласно согласованной с разработчиком спецификации, обращая внимание на буквы и цифры в шифре модификации оборудования! Все вопросы по разделению обязанностей при выполнении монтажных работ можно оговаривать в Договоре. Часто, в таких случаях, ещё в Техническом Задании на проектирование указываются границы проектирования. Соответственно этим границам и составляется спецификация оборудования.

Термины «Промышленная автоматизация» и «АСУ ТП» это одно и то же?

Промышленная автоматизация, включает в себя роботизированное оборудование, различные станки с числовым программным управлением, контроллеры автономных инженерных систем и т.п. Огромный сегмент в промышленной автоматизации занимают - Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами или сокращённо - АСУ ТП.

Есть ли альтернатива контроллерам в промышленной автоматизации?

Сегодня уже вряд ли можно найти специалиста в любой сфере промышленного производства, который бы сомневался в необходимости и важности автоматизации промышленных процессов или попросту в необходимости промышленной автоматизации. Чем сложнее процесс промышленного производства - тем острее испытывается необходимость в его автоматизации. Промышленным контроллерам не грозит усталость и рассеивание внимания, им не свойственно ошибаться - они работают строго по заложенной в них программе, им не может надоесть монотонный или часто повторяющийся процесс. У контроллеров нет семейных и личных проблем влияющих на производительность труда, у них не бывает плохих настроений. Они не требуют перерывов на отдых. При всём этом системы промышленной автоматизации на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК) могут одновременно управлять десятками объектов и получать информацию от тысяч источников. АСУ ТП на основе ПЛК играют в промышленной автоматизации значительную, если не сказать огромную роль.
Вот так выглядит упрощенная структурная схема АСУ ТП:
Упрощенная структурная схема АСУ ТП

Какое оборудование является наиболее часто применяемым для автоматизации в промышленности?

В настоящее время на рынке средств для промышленной автоматизации на основе свободно программируемых логических контроллеров (ПЛК)  конкурируют десятки производителей различного оборудования и программного обеспечения (ПО). Наиболее известные в России производители оборудования для промышленной автоматизации (АСУ ТП): Siemens, Rockwell Automation (Allen-Bradley) Schneider-Electric, Beckhoff, Mitsubishi Electric и другие. К сожалению отечественные разработки ПЛК занимают очень небольшой сегмент в промышленной автоматизации. В настоящее время, ПЛК отечественной сборки выпускаются несколькими заводами в СНГ, в основном –для собственных нужд и небольшими партиями- на внутренний рынок.

От каких факторов зависит качество создаваемых АСУ ТП?

Качество создаваемых АСУ ТП зависит не только от применяемых контроллеров, блоков ввода-вывода информации. В большой степени на качество создаваемых систем промышленной автоматизации, в частности АСУ ТП, влияют такие компоненты как блоки питания, контакторы, пакетные переключатели, провода, кабельная система, датчики и т.п. Немаловажным фактором надёжности АСУ ТП является качество сборочных и электромонтажных работ, особенно важно применять качественные компоненты и профессиональный инструмент. Например важный компонент - гильзы для наконечников проводов под  пружинные или винтовые контакты клеммных колодок. На качество автоматизированных систем диспетчеризации и управления влияет и качество обжима гильз наконечников. При плохом обжатии гильз со временем ослабляется контактное соединение, что приводит к сбоям и даже к выходу из строя составных устройств АСУ ТП. Применение качественных материалов, комплектующих и профессионального инструмента - залог создания качественных систем промышленной автоматизации. А начинается качество АСУ ТП с профессионального создания Рабочего Проекта (РП) в котором учитывается всё до мелочей. Создание качественного проекта- сложный процесс. В создании проекта принимает участие, как правило, инженер- проектировщик, инженер- программист   АСУ ТП и инженер АСУ ТП.  Иногда все необходимые знания сочетаются в одном специалисте, но это уже о талантах…

Как можно подсчитать точную стоимость создания АСУ ТП?

В результате разработанного, на основании технического задания (ТЗ), Рабочего Проекта АСУ ТП, составляется подробная спецификация оборудования. А на основании подробной спецификации составляется смета. И только после подготовки Сметы можно точно узнать стоимость оборудования, материалов и затрат на работы по созданию АСУ ТП. До завершения процесса проектирования системы автоматизации, можно только предположить сколько приблизительно будет стоить оборудование, материалы и работы. Это является особенностью создания систем АСУ ТП по сравнению с созданием других слаботочных систем, например видеонаблюдения, СКУД . Особенно сложно представить коммерческое предложение на создание систем диспетчеризации и управления для сферы автоматизации и диспетчеризации инженерных систем строящихся зданий, когда потенциальный Заказчик не может представить точный перечень необходимых сигналов для диспетчеризации и автоматизации оборудования, алгоритмов управления, принципиальных схем и даже типов оборудования которое предстоит автоматизировать.  В лучшем случае называют системы: вентиляция, холодоснабжение, тепло-водоснабжение, освещение и т.п. При этом Заказчик хочет знать точную стоимость АСДУ. Не зная количества входных и выходных дискретных и аналоговых сигналов АСУ ТП или АСДУ, какие инженерные системы и сети необходимо автоматизировать, не зная точного расположения этих систем на архитектурных планах, типов блоков управления инженерными системами,- невозможно подсчитать количество модулей и правильно выбрать контроллеры и другое оборудование. Согласование типов блоков управления инженерными системами  с фирмой-разработчиком системы автоматизации и диспетчеризации, должно проводиться на этапе выбора инженерного оборудования. Это обеспечит возможность дистанционного управления и выдачи необходимых сигналов для диспетчеризации на АСДУ.

Из каких основных составных частей состоит АСУ ТП или АСДУ?

Среди специалистов промышленной автоматизации принято условно делить АСУ ТП на три основных части или уровня:

Верхний уровень- Автоматизированное Рабочее Место (сокращенно АРМ) оператора системы – компьютер (обычно промышленного исполнения) , специальное программное обеспечение (ПО) для системы визуализации и управления- SCADA.

Средний уровень- программируемый логический контроллер, модули ввода-вывода информации, интерфейсные модули, блок бесперебойного питания, клеммники, соединительные провода. Всё перечисленное оборудование конструктивно размещается в одном или в нескольких шкафах, в зависимости от количества входных и выходных сигналов.

Нижний уровень - его ещё называют «Полевое оборудование» - первичные преобразователи (датчики, устройства КИП и А), кабельная система.