Интеграция в общую систему управления оборудования

Гост р мэк 62264-1-2014 интеграция систем управления предприятием. часть 1. модели и терминология, гост р от 26 ноября 2014 года №мэк 62264-1-2014

Интеграция в общую систему управления оборудования

ГОСТ Р МЭК 62264-1-2014

ОКС 25.040

35.240.50

Дата введения 2016-01-01

1 ПОДГОТОВЛЕН ООО “НИИ экономики связи и информатики “Интерэкомс” (ООО “НИИ “Интерэкомс”) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 100 “Стратегический и инновационный менеджмент”

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2014 г. N 1874-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62264-1:2013* “Интеграция систем управления предприятием. Часть 1.

Модели и терминология” (IEC 62264-1:2003 “Enterprise-control system integration – Part 1: Models and terminology”).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 62264-1-2010

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8).

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе “Национальные стандарты”, а официальный текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”.

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя “Национальные стандарты”.

Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт содержит описание основных функций предприятия в сфере производства и контроля, а также общие сведения об информационном взаимодействии в данных сферах.

Другие части комплекса стандартов МЭК 62264 устанавливают способы наиболее надежного, защищенного и экономически эффективного обмена информацией, обеспечивающие целостность всей системы.

В рамках настоящего стандарта сфера производства и контроля включает в себя системы управления производственными процессами, системы управления производством и другие связанные с ними системы и оборудование, связанное с производством.

Термины “предприятие”, “управление”, “технологический контроль” и “производство” используются в самом общем смысле и подходят для их применения к большому числу отраслей промышленности.

Комплекс стандартов МЭК 62264 состоит из нескольких частей и определяет интерфейсы между функциями предприятия и управляющими воздействиями. В настоящем стандарте приведены стандартные модели и терминология, необходимые для описания интерфейсов между производственными системами предприятия и системами управления технологическими процессами. Модели и терминология, представленные в настоящем стандарте, служат следующим целям:

a) отражают успешный практический опыт интеграции автоматизированных систем управления с управленческими системами предприятия на протяжении всего жизненного цикла систем;

b) могут быть использованы для расширения существующих возможностей интеграции управленческих и производственных систем предприятия;

c) могут быть применены независимо от исходной степени автоматизации предприятия.

В частности, в настоящем стандарте предложены стандартная терминология и непротиворечивое множество принципов и моделей для интегрирования систем управления с производственными системами, что должно улучшить возможности взаимодействия между всеми участниками процесса управления. Такая интеграция должна:

a) сократить временные затраты на достижение проектных объемов выпуска новых видов продукции;

b) создать поставщикам благоприятные условия для поставки соответствующих инструментальных средств интеграции систем управления с производственными системами предприятий;

c) позволить конечным пользователям лучше определять свои реальные потребности;

d) сократить затраты на автоматизацию технологических процессов;

e) оптимизировать цепочки поставок;

f) уменьшить затраты на проектные работы в течение жизненного цикла систем.

Настоящий стандарт предназначен для тех, кто:

a) принимает участие в проектировании, строительстве или эксплуатации промышленных предприятий;

b) отвечает за определение взаимодействия между системами управления производством и технологическими процессами и другими системами коммерческого предприятия;

c) принимает участие в разработке, создании, маркетинге и внедрении средств автоматизации, используемых для обеспечения взаимодействия производственных процессов и бизнес-систем;

d) принимает участие в определении, разработке и управлении созданием продукции, ее движении и хранении на промышленных предприятиях.

Настоящий стандарт не содержит:

– предложений по единственному способу интеграции систем управления с производственными системами предприятия;

– принуждения пользователей настоящего стандарта к отказу от применяемых ими методов интеграции, или

– ограничений на ведущиеся разработки в области интеграции систем управления с производственными системами предприятия.

В разделе 5 описаны иерархические модели видов деятельности, связанных с промышленными предприятиями, где в общих чертах рассмотрены те виды деятельности (работ), которые связаны с производственными процессами и управлением (контролем), а также существующие на уровне материально-технического обеспечения. В этом разделе описана иерархическая модель оборудования, связанного с производственными процессами и управлением. Раздел 5 также содержит определения формата моделей и терминологию.

В разделе 7 подробно представлена информация, которая содержится в информационных потоках, рассмотренных в разделе 6, с целью создания единой терминологии для обмениваемых информационных элементов. В разделе 7 содержатся формальные определения моделей и терминология, атрибуты и свойства которых формально не определены в данном разделе настоящего стандарта.

В разделе 8 приведено описание категорий информационных структур, которыми обмениваются между приложениями на уровнях 4 и 3, а также предоставлены информационные категории, которыми обмениваются между приложениями в пределах уровня 3.

В разделе 9 приведены заключения относительно совместимости реализаций, соответствия спецификациям (техническим требованиям), полноты этих спецификаций и реализаций согласно настоящему стандарту.

В приложении А рассмотрены взаимосвязи между комплексом стандартов МЭК 62264 и другими публикациями по стандартизации в сфере производства.

В приложении В предоставлен перечень стандартов, в целом связанных с интеграцией предприятия.

В приложении С описаны факторы развития бизнеса и ключевые показатели эффективности, которые являются причинами обмена информацией между бизнес-функциями и функциями управления.

В других частях комплекса стандартов МЭК 62264 рассмотрены способы наиболее надежного, защищенного и экономически эффективного обмена информацией, обеспечивающие целостность всей системы.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на принципы организации интерфейсов между функциями управления технологическими процессами и другими функциями предприятия.

В настоящем стандарте установлено описание домена управления производственными процессами (уровень 3) и их видов деятельности, а также интерфейс взаимодействия и связанные с ними операции уровня 3 и между уровнями 3 и 4.

Подобное описание позволяет производить объединение доменов производственных процессов и управления (уровни 3, 2, 1) с доменом предприятия (уровень 4). Интерфейс взаимодействия между уровнями 3 и 2 рассмотрен достаточно кратко.

Целью настоящего стандарта является унификация и повышение терминологической совместимости, связанной с интерфейсом взаимодействия, снижением рисков, стоимости и ошибок. Настоящий стандарт можно использовать для облегчения реализации нового ассортимента продукции. Целью данного стандарта также является создание систем на уровне предприятия и систем управления, которые будут совместимыми между собой и легко интегрироваться.

Настоящий стандарт распространяется:

a) на наглядное представление совокупности производственных операций и границ системы управления;

b) рассмотрение структуры основных активов предприятия, вовлеченных в производственный процесс;

c) определение перечня функций, обеспечивающих сопряжение функциональной структуры управляющей системы с функциональной структурой предприятия;

d) описание информации, которую одновременно используют и в производственной системе предприятия, и в системе управления.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*, которые необходимо учитывать при использовании настоящего стандарта. В случае ссылок на документы, у которых указана дата утверждения, необходимо пользоваться только указанной редакцией.

В том случае, когда дата утверждения не приведена, следует пользоваться последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним:_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке.

– Примечание изготовителя базы данных.

МЭК 61512-1:1997 Управление периодическими (технологическими) процессами. Часть 1. Модели и терминология (IEC 61512-1:1997, Batch control – Part 1: Models and terminology)

МЭК 62264-2 Интеграция системы управления предприятием. Часть 2. Объект и атрибуты для интеграции системы управления предприятием (IEC 62264-2, Enterprise-control system integration – Part 2: Object and attributes for enterprise-control system integration)

МЭК 62264-3 Интеграция системы управления предприятием. Часть 3. Модели деятельности управления технологическими операциями (IEC 62264-3 Enterprise-control system integration – Part 3: Activity models of manufacturing operations management)

МЭК 62264-5 Интеграция систем управления предприятием. Часть 5. Операции “бизнес-производство” (IEC 62264-5, Enterprise-control system integration – Part 5: Business to manufacturing transactions)

ИСО/МЭК 19501:2005 Информационные технологии. Открытая распределительная обработка. Унифицированный язык моделирования (UML). Версия 1.4.2 (ISO/IEC 19501:2005, Information technology – Open Distributed Processing – Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2)

ИСО 15704:2000 Системы промышленной автоматизации. Требования к архитектуре эталонных предприятий и методологии (ISO 15704:2000, Industrial automation systems – Requirements for enterprise-reference architectures and methodologies)

3 Термины, определения и аббревиатуры

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Термины и определения

3.1.1 работа (деятельность), функция (activity, function): Совокупность заданий, которую можно классифицировать как обладающую единой целью.

3.1.2 производственный участок (area): Физическая, территориальная или логическая группа объектов, определяемая в рамках производственной площадки.

3.1.3 доступная мощность (available capacity): Производственная мощность, которая могла бы быть использована, но пока не доступна для выпуска текущей или будущей продукции

3.1.4 ведомость материалов (bill of material): Полный перечень сборочных узлов, деталей или материалов, которые используют при выпуске промышленного изделия, с указанием необходимого количества по каждой позиции.

Примечание – Термин “изделие” может относиться как к конечной продукции, так и к полуфабрикатам.

3.1.5 номенклатура ресурсов (bill of resources): Полный перечень ресурсов, потребляемых при выпуске промышленного изделия, с указанием времени и места их использования в производственном процессе.

Примечание 1 – Этим перечнем также может быть список основных ресурсов, необходимых для изготовления изделия, привязанный к производственным участкам и часто используемый для прогнозирования влияния изменений календарного плана выпуска продукции на поставку ресурсов.

Примечание 2 – Номенклатура ресурсов обычно не содержит расходных материалов.

3.1.6 способность, возможность (capability): Способность к выполнению действий, характеризуемая определенной квалификацией и мерой производительности.

3.1.7 производительность (capacity): Мера способности к выполнению определенных функций, элемент оценки способностей.

Примечание – Более подробную информацию по этому термину см. в приложении F.

Пример – Меры производительности, расхода, массы или объема.

3.1.8 зафиксированная производительность (committed capacity): Используемый или запланированный к использованию показатель производительности.

3.1.9 расходные материалы (consumables): Ресурсы, которые обычно не включают в ведомости материалов и не учитывают отдельной строкой в конкретных производственных заявках.

3.1.10 предприятие (enterprise): Одна или несколько организаций, имеющих определенное назначение, общие цели и задачи по выпуску конкретной продукции или предоставлению определенных услуг.

Источник: http://docs.cntd.ru/document/1200118645

Интеграция систем противопожарной защиты с АСУ ТП

Интеграция в общую систему управления оборудования

Интеграция систем противопожарной защиты с АСУ ТП

В данной статье рассматриваются вопросы построения автоматической системы противопожарной защиты (АСПЗ) для крупных индустриальных объектов, а также интеграции АСПЗ с автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП) нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.

Современная АСПЗ организуется по трехуровневому принципу построения:

  • Полевой (объектовый) уровень
  • Уровень управления
  • Уровень диспетчеризации

Собственно говоря, по такому же принципу строится и АСУ ТП. Причем интеграция АСПЗ с АСУ ТП может производиться на любом из указанных уровней.

Автоматическая система противопожарной защиты

Рассмотрим состав, назначение и способы взаимодействия уровней АСПЗ.

На полевом уровне размещаются извещатели, исполнительные устройства управления, оповещения и пожаротушения.

Для производственных помещений без требований к взрывозащищенности чаще всего применяются адресно-аналоговые точечные дымовые и тепловые извещатели, адресные ручные пожарные извещатели, адресные свето-звуковые оповещатели.

Применение адресных устройств позволяет повысить надежность работы системы, снизить затраты на кабели шлейфов сигнализации и упростить техническое обслуживание.

В условиях большого предприятия возможность удаленной автоматической диагностики состояния оборудования является определяющей для эксплуатационных служб. Например, адресно-аналоговые дымовые пожарные извещатели имеют возможность передачи в ППК (прибор приемно-контрольный пожарный) значение параметров запыленности дымовой камеры. На основании этих данных может быть составлен план предупредительного технического обслуживания.

Для открытых производственных площадок и взрывоопасных зон применяется термокабель – линейный тепловой пожарный извещатель для монтажа во взрывоопасных зонах.

Для обнаружения открытых очагов возгорания применяются оптические инфракрасные или ультрафиолетовые извещатели пламени, способные обнаруживать возникновение источников возгорания углеводородного, водородного, гидроксидного топлива, легко воспламеняемых металлов и неорганических материалов в поле зрения извещателя.

Извещатели пламени размещают в местах установки технологического оборудования резервуарных парков, наливных эстакад и т.д. Извещатели во взрывозащищенном исполнении подключаются к адресным расширителям через барьер искрозащиты.

Адресный расширитель, в свою очередь, включается в общий адресный шлейф наряду с другими адресными устройствами. Для защиты от короткого замыкания в адресном шлейфе должны быть предусмотрены специальные модули, размыкающие шлейф при обнаружении КЗ.

Для сохранения работоспособности после срабатывания модуля КЗ, а также для защиты от обрыва адресный шлейф имеет кольцевую топологию. Двухпроводный адресный шлейф служит для передачи данных между адресными устройствами и ППК , а также одновременно используется для подачи электропитания на устройства в шлейфе.

Уровень управления для АСПЗ строится на базе специализированных приемно-контрольных приборах (ППК), которые обеспечивают обработку данных от извещателей и выдачу команд управления на исполнительные устройства.

Как правило, данное оборудование размещается в контроллерных – специальных помещениях для управляющего оборудования АСУ ТП.

Для включения в общую систему ППК должны иметь соответствующие интерфейсы (Ethernet, RS-485), а также поддерживать распространенные протоколы (Modbus RTU, Modbus TCP, OPC).

На уровне диспетчеризации организуются автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов и администраторов АСПЗ. Связь между ППК и верхним уровнем реализуется чаще всего через сеть Ethernet.

Применение Industrial Ethernet решений позволяет получить резервированное подключение между уровнями управления и диспетчеризации.

Многие крупные нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия подпадают под требования 188-ФЗ, что означает обязательное применение российского программного обеспечения для решения задач по организации уровня диспетчеризации.

Это касается как прикладного, так и системного программного обеспечения, прежде всего операционных систем. Исходя из личного опыта и сравнительной эксплуатации нескольких отечественных ОС (МСВС, Astra Linux, Эльбрус) могу отметить, что в настоящий момент наиболее развитой и совершенной российской защищенной операционной системой является Astra Linux SE релиз «Смоленск» производства АО «НПО РусБИТех».

Автоматизированная система управления технологическими процессами

Автоматизированная система управления технологическими процессами промышленного предприятия (АСУ ТП) – это человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятыми критериями по технологии и безопасности.

АСУ ТП строятся на основе отказоустойчивых промышленных логических контроллеров управления (ПЛК) для долговременной круглосуточной эксплуатации на технологических объектах, для которых последствия отказа представляют серьезную угрозу для оборудования, для жизни и здоровья людей.

Современный комплекс АСУ ТП включает в себя две основные составляющие: распределенную систему управления (РСУ) и систему противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).

РСУ, в свою очередь, представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА), программируемых логических контроллеров (ПЛК), интерфейсов связи и человеко-машинного интерфейса (станция оператора, станция инженера, станция инженера КИПиА).

РСУ – система управления, характеризующаяся построением распределённой системы ввода вывода и децентрализацией обработки данных. РСУ, как правило, применяются для управления непрерывными технологическими процессами.

К непрерывным процессам можно отнести те, которые должны проходить днями и ночами, месяцами и даже годами, при этом останов процесса, даже кратковременный, недопустим.

То есть, под непрерывными процессами подразумеваются те, останов которых может привести к порче изготавливаемой продукции, поломке технологического оборудования и даже несчастным случаям, а также те, возобновление которых после останова связано с большими издержками.

Если рассматривать иерархическое построение АСУ ТП в сравнении с АСПЗ, то распределение по уровням выглядит следующим образом:

Полевой уровень – это датчики, исполнительные устройств и измерительные приборы КИПиА. Устройства полевого уровня включаются в промышленную сеть или, как чаще говорят, в полевую шину.

В основном применяют подключения на базе витой медной пары, существует большое количество стандартов организации физического уровня и протоколов полевых шин. Пожалуй самыми распространенными являются Modbus и Profibus.

Modbus – это открытый промышленный протокол передачи данных, реализуемый поверх интерфейса RS-485 (Modbus RTU) или Ethernet (Modbus TCP). Profibus (Process Field Bus) – открытая промышленная сеть, первая реализация которой была разработана компанией Siemens для своих промышленных контроллеров Simatic.

На основе этого прототипа разработаны международные стандарты IEC 61158 и EN 50170. Поддержкой, стандартизацией и развитием сетей стандарта Profibus занимается Profibus Network Organization (PNO).

Уровень управления организуется на базе программируемых логических контроллерах (ПЛК).

Если ППК в АСПЗ имеют во многом предопределенную функциональность, то ПЛК предполагает свободную реализацию алгоритма работы контроллера под конкретную задачу.

Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК (IEC) стандарта IEC61131-3. Среди них самыми распространенными являются LD (Ladder Diagram) – язык релейных схем и

D (Function Block Diagram) – язык функциональных блоков. Как уже говорилось выше, устройства нижнего уровня связаны с ПЛК через полевые шины. Между собой контроллеры также могут быть объединены в сеть через аналогичные интерфейсы полевых шин или через индустриальный Ethernet.

Так как РСУ предполагает децентрализованную архитектуру, то сеть ПЛК должна быть одноранговой – организована без выделенного сервера. В такой сети все узлы, в данном случае ПЛК, равноправны и при выходе из строя любого контроллера работоспособность остальных устройств сохранятся.

Вообще, при проектировании отказоустойчивой АСУ предъявляются требования, что единичный выход из строя любого компонента не должен приводить к сбою в работе системы. Конечно, плата за такие требования – резервирование оборудования и каналов передачи данных, в следствие этого избыточность и повышение стоимости системы.

Тем не менее для ответственных применений такой подход безусловно оправдан и является единственно верным. Помимо резервирования компонентов РСУ на потенциально опасных объектах обязательной к применению является и система ПАЗ, которая в свою очередь также подстраховывает основную АСУ на случай сбоя или отказа в обслуживании.

Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы противоаварийной защиты.

Уровень диспетчеризации в АСУ ТП традиционно строится на базе специального ПО SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных).

SCADA-системы решают следующие основные задачи: обмен данными с ПЛК, отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для человека форме, ведение базы данных реального времени с технологической информацией, аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями, подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.

Интеграция систем АСПЗ и АСУ ТП

Интеграция систем АСПЗ и АСУ ТП может быть выполнена на каждом из трех уровней. Взаимодействие на полевом уровне характерно прежде всего для ПАЗ. Система противоаварийная защиты реализуется максимально независимо от других систем.

Как правило, система ПАЗ получает данные о состоянии объекта от собственных дублированных датчиков.

Одной из самых надежных схем считается «2оо3», когда срабатывание любых 2 из 3 датчиков, установленных на одной контрольной точке, считается необходимым условием для срабатывания защитной блокировки. Также ПАЗ управляет своими резервированными исполнительными механизмами.

Конечное оборудование не зависит от оборудования РСУ и АСПЗ, к примеру, если сложилась аварийная ситуация и для ее предотвращения нужно закрыть клапан, то при возникшей ситуации сработает исполнительный механизм системы ПАЗ.

Вообще, все оборудование ПАЗ должно выполнять требования ГОСТ Р МЭК 61508 по функциональной безопасности систем. Согласно данному стандарту системы по уровню безопасности делятся на 4 уровня, в зависимости от допустимой частоты отказа системы и величины вероятного ущерба при возникшем отказе:

Уровень SIL1 (Safety integrity level – уровень полноты безопасности)

Возможный ущерб: оборудование, продукция.

Допустимое число отказов: 1 на 0.1 млн. часов

Уровень SIL2

Возможный ущерб: Травматизм персонала

Допустимое число отказов: 1 на 1 млн. часов

Уровень SIL3

Возможный ущерб: Гибель персонала или населения

Допустимое число отказов: 1 на 10 млн. часов

Уровень SIL4

Ущерб: Общая техногенная катастрофа

Допустимое число отказов: 1 на 100 млн. часов

При проектировании ПАЗ задается требуемый уровень безопасности и все оборудование должно быть сертифицировано на выбранный уровень SIL.

Если выбран SIL3, то все контроллеры, датчики и исполнительные механизмы ПАЗ должны быть не ниже SIL3. Возможно повышение уровня безопасности отдельных элементов за счет их дублирования.

Если два взаимно резервируемых датчика имеют SIL1, то их общая сборка может дать уже уровень SIL2.

Системы ПАЗ для нефтеперерабатывающих и нефтехимических объектов являются в прямом смысле последним рубежом обороны, за которым происходят уже неконтролируемые действия: разрушение технологического объекта, взрыв, выброс опасных веществ и связанные с этим угрозы для жизни людей.

Также на полевом уровне может быть организовано взаимодействие между АСПЗ и РСУ. Извещение о пожаре в этом случае передается в РСУ через «сухие контакты». Как это ни покажется странным, до сих пор встречаются требования о передаче между системами важных сигналов, куда относится конечно и извещение о пожаре, только через по выделенным физическим проводам – для каждого сигнала свой провод.

При большом количестве сигналов для передачи между системами может быть задействован уровень управления (что не отменяет передачу критических сигналов «сухими контактами»). В этом случае оборудование АСПЗ работает с РСУ через информационные каналы передачи данных.

Например, ППК может быть подключен к ПЛК распределенной системе управления через Modbus TCP.

В объеме автоматизации РСУ сигналы от АСПЗ занимают значительное место, так как при опасности возгорания практически все участки технологического процесса должны реагировать на пожароопасную ситуацию с целью перевода объекта в максимально безопасное состояние.

Также как при построении самой АСУ ТП, при решении задачи интеграции с АСПЗ, такую же важную роль играет надежность стыковки этих систем. Поэтому требования к резервированию распространяются и на интерфейсы передачи данных между АСПЗ и РСУ.

На объекте может быть реализован единый уровень диспетчеризации. В этом случае на базе SCADA системы организуются как технологические АРМ, так и рабочие места операторов АСПЗ.

Типовая схема подключения оборудования к SCADA системе предполагает применение технологии OPC (OLE for Process Control).

Со стороны оборудования выступает OPC-сервер, который позволяет любое оборудование представить унифицированным образом и предоставить данные для OPC-клиента, которым, по сути, является SCADA-система.

В настоящее время все еще распространены OPC серверы, разработанные на базе технологии DCOM компании Microsoft. Однако в современных проектах все чаще используется новая технология OPC UA (Unified Architecture), главное достижение которой, это отвязка архитектуры OPC от Windows, что позволяет реализовать OPC UA сервер на хосте под управлением Unix/Linux систем.

Как мы видим, АСПЗ и АСУ ТП тесно связаны на всех уровнях, так как противопожарная защита и своевременное реагирование на пожарную опасность является важнейшей задачей обеспечения безопасного функционирования сложных технологических объектов.

Источник: https://www.rubicon.ru/company/articles/79/

Система интеграции инженерного оборудования предприятия по производству микроэлектромеханических систем

Интеграция в общую систему управления оборудования

Сидоренков В. С. Система интеграции инженерного оборудования предприятия по производству микроэлектромеханических систем // Молодой ученый. — 2019. — №14. — С. 16-19. — URL https://moluch.ru/archive/252/57741/ (дата обращения: 11.02.2020).



Транзистор — пожалуй, одно из самых значимых изобретений XX столетия. Именно оно повлекло за собой создание полупроводников и в последствии привычных нам сейчас микросхем. Нашу жизнь уже невозможно представить без электронных систем, они проникли во все отрасли современного рынка — энергетику, транспорт, связь, здравоохранение.

Пожалуй, ни одна отрасль уже не сможет эффективно без них функционировать. Какие бы задачи не ставились: масштабирование приборов, повышение производительности и т. д., полупроводниковая промышленность каждый раз решает любую проблему. Микроэлектронная промышленность — ключевая, стратегически наиважнейшая отрасль для всех стран мира.

Ее доля составляет ~3,5 % от мирового ВВП. В России, в частности, была разработана и выполняется государственная программа «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013–2025 годы».

Согласно программе, в самое ближайшее время планируется освоение 45 нм технологии производства, а к 2025 планируется освоение 10 нм технологии.

Проблема, рассматриваемая в данной работе — повышенные производственные издержки, вызванные сбоями в работе оборудования и систем снабжения производства сырьем по различным причинам, которые нельзя отследить удаленно — превышение количества частиц в воздухе, изменение температуры, влажности, отказ систем подачи производственных газов, остановка нейтрализации химических отходов, отказ систем увлажнения и умягчения воздуха, остановка создания ультрачистой воды и т. д. Все эти проблемы в свою очередь отражаются на качестве выпускаемой продукции, а также на простаивании производства в целом. Опыт современных промышленных микроэлектронных предприятий показывает, что единственным и эффективным методом является внедрение системы промышленной автоматизации; в данном случае создание системы интеграции обслуживающего оборудования и технических систем с возможностью частичного удаленного управления.

1. Системы промышленной автоматизации

В узком смысле, информационная инфраструктура предприятия представляет собой программно-аппаратный комплекс, который предназначен для обеспечения различных внутренних и внешних процессов организации.

В настоящее время под информационной инфраструктурой понимается не только локальная сеть, состоящая из автоматизированных рабочих мест сотрудников предприятия, сетевого и серверного оборудования, но также телефонная сеть и системы жизнеобеспечения офиса.

Рис. 1. Концепция построения информационной инфраструктуры предприятия на основе концепции «тотальной интеграции».

В данном случае нас интересует нижний уровень этой концепции, а именно системы промышленной автоматизации.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — группа решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях.

Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

Под АСУ ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию основных операций технологического процесса на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие. Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

2. Концепция жизненного цикла системы интеграции обслуживающего оборудования

При создании сложных систем, подобных рассматриваемой, требуется четкое понимание жизненного цикла системы.

Для декомпозиции ЖЦ требуется разложить модель ЖЦ на взаимосвязанные стадии, которые будут объединены в единую систему. Тогда, при управлении ЖЦ нашей целевой системы, можно будет выделить последовательность различных проектов, которые влияют на целевую систему на каждой стадии (рис. 2).

Рис. 2. Проекты в полном жизненном цикле целевой системы

Перед каждым этапом ЖЦ создается или преобразуется виртуальная система. Она становится физической по мере такого, как система создает реальный продукт, который может быть использован на последующих стадиях ЖЦ.

Так, изначально создается первая версия последующей целевой системы — виртуальная система возможностей, которая должна удовлетворять установленным требованиям (рис. 3). На основе первой версии создается вторая — система потребностей, которая отражает функциональные запросы к будущей целевой системе.

В свою очередь на ее основе создается третья версия системы — система функций, которая отражает функционал, доступный после введения в работу целевой системы, и т. д. Конечной системой будет являться система извлеченных уроков.

Рис. 3. Преобразования на протяжении жизненного цикла

На момент подготовки доклада работа по разработке системы интеграции обслуживающего оборудования находится на этапе разработки. А именно — сформирована система требований, отражающая функциональные запросы, которые диктуются необходимыми возможностями по контролю и управлению обслуживающим оборудованием.

3. Структура команды на этапах разработки, производства и ввода в эксплуатацию

Эффективная работа управляющего и команды проекта являются залогом успешной реализации проекта. Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с взаимоотношениями между людьми в зависимости от ролей, которые они выполняют при реализации проекта, а также организационные структуры предприятий, реализующих подобные проекты.

Подобные проекты обычно выполняются различными специализированными предприятиями, количество и состав которых изменяются от проекта к проекту. Предприятия являются свободными хозяйствующими субъектами, организационно не зависящими друг от друга в процессе реализации проекта. Действия всех этих предприятий объединяет замысел — реализация проекта.

От правильного выбора состава участников зависит эффективность управления проектом. Несмотря на многообразие исполнителей и заинтересованных лиц, можно представить общий состав участников и схему взаимодействия между ними (рис. 4).

Рис. 4. Структура команды вовлеченной в создание системы

Заключение

Основываясь на приведенной выше исследовательской работе, мной был разработан документ (приложение А) “Request for quotation for Manufacturing Execution System” (“Запрос цены на систему интеграции вспомогательного производства”).

Новизна данной работы заключается в применении новых научных методов системного инжиниринга, применении концепции жизненного цикла сложных технических систем.

При выполнении данной работы были сформированы исходные требования к системе. Основываясь на применяемом оборудовании, был разработан структурный состав системы и были исключены взаимосвязи между различными видами оборудования. Для систем, уже обладающих контроллерами, были выявлены интерфейсы для подключения, для еще не обладающих контроллерами были подобраны подходящие ПЛК.

Были описаны требуемые функциональные возможности для всех элементов системы с указанием типов реализации. Были разработаны система и карта проверки работоспособности установленной системы для этапа ввода в эксплуатацию. Следующим этапом согласно концепции жизненного цикла сложных технических систем, которая была проведена выше, будет является этап разработки и ввода в эксплуатацию.

Литература:

  1. Захарова И. Б. Физические основы микро- и нанотехнологий. — Санкт- Петербург: Издательство Политехнического университета,2010. –201 с.
  2. Инновационный менеджмент: Учебник для вузов / С. Д. Ильенкова, Л. М. Гохберг, С. Ю. Ягудин и др.; Под ред. Проф. С. Д. Ильенковой. — 2-е изд., М.: ЮНИТИ-ДАНА, 200. — 343 с.
  3. Сейсян Р. П. Нанолитография в микроэлектронике // Журнал технической физики. ‒ 2011.No8 ‒12 дек.
  4. Управление инновационными проектами: учебное пособие / Г. Э. Ганина, С. В. Клементьева. — Москва: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 36 с.
  5. Управление проектами: Учебное пособие. — 2-е изд. — М.: Изд-во АСВ; Спб.: СПбГАСУ, 2006.
  6. Фалько С. Г., Иванова Н. Ю. Управление нововведениями на высокотехнологичных предприятиях: Учебник. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — 256 с.
  7. Lercel M. // Future Fab. Int. 2009. N 28.
  8. Troxler Peter. Libraries of the Peer Production Era // Open Design Now. Why Design Cannot Remain Exclusive. — Bis Publishers, 2011. — ISBN 978–90–6369- 25

Основные термины(генерируются автоматически): целевая система, обслуживающее оборудование, система, жизненный цикл, промышленная автоматизация, этап разработки, технологический процесс, информационная инфраструктура предприятия, реализация проекта, структура команды.

Источник: https://moluch.ru/archive/252/57741/

Закон для всех
Добавить комментарий