Схематическая диаграмма процесса в центре проектирования систем управления

Передатчик уровня подключен к шаблону MA (LT040239,) расположенному в контроллере C18. Высокий уровень сигнала (BXH) запускает шаблон насоса SBE (PA0001A39) с помощью подключения к приоритету запуска 1 (XP1H). Низкий уровень сигнала (BXL) останавливает насос (XP1L). На электродвигатель центра управления (MCC) передаются сигналы управления страт (YH) и стоп (YL). Помимо нормального управления, в этой схеме предусмотрено измерение безопасного уровня посредством шаблона MA (LST040139), расположенного в контроллере P21, в котором предупреждающий сигнал об аварийно низком уровне (ALL) подключен к отдельному двоичному блоку управления (SB). Выходной сигнал подключается непосредственно к МСС, но также разделяется (S) вниз, чтобы заблокировать шаблон SBE и перевести его в режим ручного управления с помощью низкого уровня сигнала (LSL), поступающего на двигатель

Логические и арифметические функции распределенных систем управления (РСУ), заложенные их поставщиком для выполнения требуемой функциональности, как правило, достаточно точны, однако они также принадлежат этому поставщику. Для понимания доступных функций РСУ и их взаимосвязей необходимо глубокое знание системы. Конечно, не существует какой-либо интуитивной связи между системой управления и протеканием самого процесса.

В результате отсутствия такой связи между функциями, реализованными в РСУ, и определением протекания процесса с помощью потоковых и приборных диаграмм (P&ID), возможности конструктора в части проверки полноты учета всех аспектов процесса при разработке системы управления являются ограниченными.

Использование диаграмм управления системы (system control diagram –SCD) – структурной методологии, не зависящей от поставщика или проектировщика, – позволяет устранить влияние этой недостающей связи.

Концепция SCD

Концепция SCD, основанная на ядре P&ID – схематической диаграмме процесса, – по существу исключает всю информацию, не требующуюся для проектирования системы управления. SCD акцентирует внимание на представлении системы и функциональных взаимосвязей, а также документирует функции управления процессом на высокоуровневом базисе. Помимо этого, концепция содержит также определение функций и метода работы.

Функции управления в SCD представлены ограниченным числом высокоуровневых шаблонов. Взаимное соединение этих шаблонов позволяет реализовать сложное управление и взаимосвязанные стратегии. Могут использоваться дополнительные элементарные логические и арифметические функции. Стандартом также задается набор определений, состояний и правил перехода в функциональной блок-схеме.

Примером стандарта SCD может служить стандарт NORSOK SCD, который определяет набор шаблонов, не зависящих от поставщика. В этом стандарте 85% разработанной логики управления процессом базируется на пяти следующих основных блоках: контроль аналогового сигнала (MA), контроль двоичного сигнала (MB), управление электрическим оборудованием (двигателями), управление пневматическим/гидравлическим оборудованием, таким как клапаны (SBV) и регулирующее управление, такое как ПИД (CA).

Применение подхода NORSOK SCD позволяет переносить решения по функциональному контролю и системам управления из одного проекта разработки в ряд других, даже если для выполнения функций применяются разные технические поставщики или системы управления.

Рассмотренная методология SCD использовалась в большинстве разработок для больших норвежских прибрежных нефтяных/газовых платформ, выполненных за последние десять лет. Она стала фактическим стандартом, применяемым операторами, техническими подрядчиками и поставщиками РСУ. Все основные поставщики систем, представленные на норвежских платформах, такие как Honeywell, ABB и Siemens, разработали функциональные блоки в составе их служебных библиотек в соответствии с шаблонами SCD, определенными стандартом NORSOK SCD.