Информационные каналы и каналы управления в АСУ ТП

Вопрос 1.
В связи с неоднозначной трактовкой определений основных понятий, данных в Сборнике ГЭСНп 2001-02 "Автоматизированные системы управления" просим дать ответ по следующим вопросам: попадают ли нижеследующие сигналы под определения "информационных каналов" и "каналов управления" , и если да, то к какой категории сложности они относятся?
Автоматизированная система состоит из:
  • интеллектуального программируемого устройства контроля и управления двигателем "SC" (Simocode Pro фирмы "Siemens"- программируемого контроллера "PLC" (Simatic S7-400H - резервированный)
  • Системы визуализации и архивирования данных "АРМ", состоящих из серверной станции и нескольких клиентских станций оператора,- "SС", "PLC", "АРМ" связаны между собой специализированными сетями (Ethernet, Profibus DP) Устройство "$С" имеет возможность управления электродвигателем в локальном режиме при помощи собственной программы и собственных дискретных входов, (к которым подключены кнопочный пост (пуск, стоп, режим управления), сигналы с концевых выключателей) и дискретного выхода, осуществляющего включение контактора двигателя.
Для связи с системой АСУТП в электронной памяти устройства "SC" имеются информационные сигналы (каждый сигнал имеет адрес):
  • Значения дискретных входов устройства "SC".
  • Токи двигателя по фазам.
  • Асимметрия фаз.
  • Статус. Привод включен.
  • Статус. Режим управления "ручной/автоматический".
  • Сбой - исполнение команды "Включить". 
  • Сбой - исполнение команды "Выключить".
  • Сбой - защита. Асимметрия.
  • Сбой - защита. Перегрузка.
  • Сбой - Блокировка ротора.
Для связи с системой АСУТП в электронной памяти устройства "SC" имеются сигналы управления (каждый сигнал имеет адрес):
  • Включить привод.
  • Выключить привод.
  • Сброс неисправности.
В контроллере "РLС" реализован алгоритм управления электродвигателем в составе технологической установки с использованием всех перечисленных информационных сигналов и сигналов управления.
Все вышеперечисленные информационные сигналы и сигналы управления отображаются на "АРМ".
Стоимость наладки устройства "SC" и электрической схемы управления электродвигателем (автоматический выключатель, контактор и пр.) определена по Сборнику №1, таблицам 05-028-05 "Программируемый микропроцессорный комплекс", 13-001-02 "Присоединение с количеством взаимосвязанных устройство 5 гит.".
Аналогичный вопрос с частотным преобразователем рассматривался ранее в выпуске журнала "Консультации и разъяснения " №1 2009 (вопрос 9.08), но, к сожалению, Заказчик не хочет принимать рекомендации из ответа на этот вопрос из-за некоторых функциональных различий между частотным преобразователем и устройством "Simocode".

Вопрос 2.
У нас возник спор с Заказчиком по поводу методики осмечивания наладки информационных сигналов поступающих от электротехнических устройств в систему АСУТП.
Автоматизированная система состоит из:
  • программируемого контроллера "РТС" (Simatic S7-400H - резервированный) с модулями ввода-вывода:
  • системы визуализации и архивирования данных "АРМ", состоящих из серверной станции и нескольких клиентских станций оператора.
К модулям дискретным модулям ввода контроллера подключены следующие входа:
  1. Сигнал работы вакуумного выключателя высоковольтного двигателя конвейера, сигнал — режим работы с контроллера (т.е. работа в дистанционном режиме) - (подключаются к блок-контактам вакуумного выключателя).
  2. Готовность схемы управления электропривода (подключается к двум последовательно подключенным блок-контактам двух автоматических выключателей: автоматического выключателя силовых цепей и автоматического выключателя цепей управления электропривода).
  3. Работа магнита железоотделителя (подключается к выходному реле блока управления магнитом).
  4. Наличие напряжения на вводе в ЩСУ (щит станций управления — низковольтное распределительное устройство), Включение ввода ЩСУ, Работа системы АВР (автоматического ввода резерва). Авария системы АВР (все сигналы подключаются к контактам промежуточных реле, участвующих в электрических схемах управления указанных устройств (вводных автоматов, системы АВР).
  5. Режим работы конвейера местный/дистанционный (подключается к контакту переключателя, установленного по месту вблизи привода конвейера).
Сигналы 1,2,3,5 участвуют в алгоритмах управления технологическим оборудованием, показывается на экране АРМ в виде условно-графических обозначений на мнемосхеме и в момент срабатывания — в виде аварийных или предупредительных сообщений, при этом сигналы 1,2,3 могут явиться, согласно алгоритма, причиной остановки оборудования.
Сигналы 4 показываются на экране АРМ в виде условно-графических обозначений на мнемосхеме и в момент срабатывания - в виде аварийных или предупредительных сообщений.
Заказчик требует исключить перечисленные сигналы 1,2,3,4,5 из сметы, поскольку, по его мнению, указанные сигналы не относятся ни к одной из групп каналов таблицы 8 Сборника №2
Можно ли рассматривать в общем случае любой дискретный сигнал, подключаемый на отдельный дискретный вход контроллера и имеющий визуализацию на АРМ оператора, как канал, (в зависимости от функционального направления ТОУ > КПТС или ОП > КПТС) относящийся ко второй или третьей группе таблицы 8 Сборника №2?
В этой же автоматизированной системе находятся также устройства контроля качества электрической энергии Sentron РАС (SP) фирмы SIEMENS, установленные на вводах ЩСУ.
"SP" и "РТС", связаны между собой специализированный сетью (Profibus DP)
Для связи с системой АСУТП в электронной памяти устройства "SP" имеются информационные сигналы (каждый сигнал имеет адрес). Данные сигналы показываются на мнемосхеме "АРМ" в виде цифровых значений:
  • Значение фазного напряжения UT-N на вводе - 3 шт.
  • Значение тока по фазе L на вводе - 3 шт.
  • Значение общей активной мощности на вводе Робщ.
  • Значение общей реактивной мощности на вводе Qобщ.
  • Значение общей полной мощности на вводе Sобщ.
  • Значение общего коэффициента мощности на вводе PFобщ.
  • Значение частоты сети на вводе f
  • Коэффициент нелинейных искажений (THD напряжения) THD-UL1 - 3 шт.
  • Коэффициент нелинейных искажений (THD ток) THD-IL1 — 3 шт.
  • Активная энергия потребление/отдача ±WLl ...3
  • Реактивная энергия потребление/отдача ±WqLl...3
Стоимость наладки устройства "SP", как электротехнического устройства определена по Сборнику №1, таблице 09-002-02 (Датчик бесконтактный с числом "вход-выход" до 10).
Можно ли считать сигналы, передаваемые из устройства "SP" в систему АСУТП как канат из 5-ой группы таблицы 8 Сборника №2?

Ответ
1. В систему АСУ ТП, по Вашему утверждению, входят программное устройство "Simocode" (SC),  контроллер "РLС" и многофункциональное устройство "Sentron Рак" (SP) с выходами на АРМ. Отсюда следует, что по Сборнику на пусконаладочные работы № 1 "Электротехнические устройства" не могут применяться такие позиции, как 09-002-02 (Датчик бесконтактный с числом "вход-выход" до 10) и дополнительно учитываться каналы 2 группы по Сборнику на пусконаладочные работы № 2 "Автоматизированные системы управления" по АСУ ТП, что резко увеличивает стоимость пусконаладочных работ. Аналогично не используется позиция Сборника № 1 05-028-05 (программно-микропроцессорный  комплекс и т. д.), учитывающий наладку комплекса "SC".
По Сборнику № 1 определяются пусконаладочные работы оборудования по электротехнической части проекта (электротехнической системе) и поэтому перенос из АСУ ТП в электротехническую часть неправомерен.
2. Вы пишите, что для связи с системой АСУ ТП в электронной памяти устройства "SC" имеется информационный сигнал, и каждый сигнал имеет адрес:
  • значение дискретных входов устройства (SC);
  • токи двигателя по фазам, активной и реактивной мощности и т.д.
Воздавая должное памяти устройства (SC), следует всё же отметить, что это внутренние связи АСУ ТП, которые не должны учитываться в качестве каналов 1,2,3,4, групп по Сборника № 2. 
Далее из Вашего письма:
- "для связи с системой в электронной памяти устройства (SC), имеются сигналы управления - включить привод, выключить привод, сброс неисправности". Приводимые выше сведения из технического описания, к сожалению, не являются исходным материалом для составления смет. Впрочем, можно догадаться, что АСУ ТП осуществляет управление электроприводом (в конечном плане исполнительным S механизмом), что оценивается как 1 канал по 1-ой группе каналов. В схеме исполнительных механизмов | также имеются органы воздействия (в количестве 3-х штук), учитывающиеся, как каналы информационные по 3-ей группе каналов (см. приложение 1 Сборника № 2 "Схема автоматизированного технологического комплекса (АТК").
Во всех практических примерах, приведенных в Пособии по составлению сметных расчётов (смет) на пусконаладочные работы по автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП), (издание второе, переработанное и дополненное, 2006 г.) подчёркивается, что внутренние связи комплексов системы АСУ ТП не учитываются, т.е. учтены нормами Сборника № 2. Не принимается во внимание номенклатура (в т.ч. импортного производства), количество и конструктивное исполнение промежуточных компонентов комплекса программных средств формирующих каналы и управления информации.
Учитываются только 5 групп каналов в соответствии с таблицей 8 (ГЭСНп № 2) и таблицей 7 (ФЕРп  № 2). Отсюда следует, что входной сигнал на вводе электротехнического устройства, где установлен (SP) учитывается как 1 аналоговый канал по 2-ой группе каналов, а значения фазного напряжения UL-N -  3шт., значение тока по фазе L на входе - 3 шт. и далее по Вашему списку материализуется через внутренние связи в виде дублирования отображения информации и учитывается по 4 группе каналов с коэффициентом 0,025 или 0,01. (По аналогии с примером № 17 Пособия "Расчёт стоимости пусконаладочных работ I по автоматизированной системе контроля и учёта электрической энергии АСКУ Э). 
3. Рекомендованный журналом № 1 за 2009 год (вопрос 9.08) ответ для схемы использования частотного преобразователя (ЧП) для регулирования скорости электропривода с постоянной скоростью вращения формируется аналоговое управляющее воздействие - 1 группа каналов по Сборнику № 2, сам же ЧП
с приводом оценивается по Сборнику № 1, как входящий в электротехническую часть проекта. Важно только при подсчёте коэффициента развитости управляющих функций системы правильно выбрать один из 3-х коэффициентов, характеризующих контур управления с использованием электропривода с постоянной скоростью вращения.
4. Относительно затруднений в определении каналов по группам каналов.
4.1. Что касается АСУ ТП, которая включает:
  • классический ИМ, например, MEOЛ МЭМ, МИМ и т.д. - 1 группа каналов;
  • измерительный преобразователь, сигнализирующий, в т.ч. контактный, путевой или конечный выключатель - 2 группа каналов;
  • орган воздействия на схему управления ИМ - 3 группа каналов;
  • дополнительные дублируемые отображения информации - 4 группа каналов с коэффициентом 0,025 или 0,01, то здесь нам, кажется, не должно возникнуть затруднений.
В данном случае по 1-ой группе каналов формируется воздействие на исполнительный механизм, который находится в АСУ ТП (Сб. № 2).
4.2. Если система АСУ ТП (Сборник № 2) взаимодействует с электротехнической системой (Сборник № 1) выполненной по отдельному проекту, и исполнительный механизм ИМ (катушка магнитного пускателя или его аналог) находится в электротехнической части проекта (Сборник № 1), формируемое АО ТП управляющее воздействие (1 гр, каналов) взаимодействует через сопряжение 2-х систем, сигналы которого принимаются в АСУ ТП (СБ. № 2), как каналы связи (взаимодействия) по 5 группе каналов. Поэтому в Сборнике № 2 используется условный термин "канал", как понятие виртуальное (воображаемое).
4.3. Для целей Сборника № 2 (для составления смет) число каналов управления (аналоговых и дискретных) - 1-ая группа каналов определяется по количеству исполнительных механизмов (управляющие воздействий) а не числом различных сигналов управления, в том числе и от органов воздействия, т.к. для целей Сборник № 2 органы воздействия в схемах управления исполнительного механизма ИМ учитываются как информационные каналы по 3-ей группе каналов.
Органы воздействия в других системах, отличных от систем управления исполнительными механизмами, например, сервисные, вспомогательные не учитываются (см. Пособие). В тех случаях, когда органа воздействия расположены в электротехнической части проекта, то учёт затрат на ПНР ведётся по Сборник № 1, а сигналы взаимодействия его с АСУ ТП учитывается , как информационный сигнал 5 группы каналов.
4.4. В тех случаях, когда контактный сигнализатор, путевой конечный выключатель, измерительный преобразователь расположены в электротехнической части проекта и оцениваются по Сборнику № 1 через сопряжение с АСУ ТП, то по Сборник № 2 эти сигналы взаимодействия учитываются по 5-ой группе информационных каналов.
4.5. В случае если отображение информации находится в электрической части проекта, то оцени идёт по аналогии с п.п. 4.3 и 4.4.
4.6. Следует отметить, что информационные сигналы 2, 3, 5 групп каналов имеют одинаковую "весовую" характеристику, а дублирующие информационные каналы используются с коэффициентами 0,025 и 0,01.
4.7. Информационные каналы связи (взаимодействия) 5 группы каналов учитываются по количеств) физических передач информации по принципу 1 физический канал - 1 канал взаимодействия.
Для не кодированного информационного сигнала связи (взаимодействия), например, через "сухой контакт" оценивается, как 1 дискретный канал 5-ой группы каналов.
1 физический канал кодированный (импульсный или цифровой) учитывается, как 1 аналоговый капал 5-ой группы каналов.
5. Для квалифицированного составления сметы используются таблицы параметров АСУ ТП. перечней технологических параметров, перечней сигналов контроля состояния электрооборудования и перечней сигналов управления электрооборудования, что позволяет предметно оценивать объём пусконаладочных работ.
6. Дополнительно информируем Вас, что нормы части 2 отдела 2 (приложение 3 приказа от 21.12.2010. № 747) в части настройки программных средств применяются в комплексах программно-технических средств ПТС вычислительных центров экономической информации, не связанной с технологическими процессами и для АСУ ТП не применяются.
7. Понятие категории технической сложности относится к системе в целом и не относится к информационным и каналам управления.
Категория технической сложности автоматизированной системы управления АСУ ТП зависит от характеристики системы (структуры и состава КПТС или КТС), и информация о категориях технической сложности приводится в таблице 1 и приложении № 2 "Термины и их определения, используемые в Сборнике" ГЭСНп-2001-02.
При наличии в системе программируемых контроллеров и АРМ, систему отнести к III категории технической сложности.
8. Практическое использование Сборника № 2 рекомендуется изучать совместно с Пособием по составлению сметных расчётов (смет) на пусконаладочные работы по автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП) (издание второе, переработанное и дополненное, Москва, 2006 г.).
Источник:  Консультации и разъяснения №1 2015 (77)
Короткая ссылка: https://smetnoedelo.ru/~LU4rV
Оцените