что такое паз в промышленной безопасности
Что такое паз в промышленной безопасности
Основные задачи и функции СПАЗ
Основная задача любой системы СПАЗ — перевод процесса в безопасное состояние при возникновении каких-либо проблем в его работе (выход технологических процессов за установленные границы, отказ оборудования, нештатные ситуации).
Как правило, СПАЗ 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) и управляет «своими» резервированными исполнительными механизмами.
При создании и последующей эксплуатации СПАЗ, предназначенных для технологических объектов, следует соблюдать единый порядок управления комплексом необходимых работ, опирающийся на требования международных и национальных нормативно-методических документов. Такой порядок должен охватывать состав, содержание и способы (методы) проведения работ по проектированию, внедрению, эксплуатации и техническому обслуживанию СПАЗ.
Этот порядок должен обеспечивать выполнение всех требований, предъявляемых к свойствам и показателям качества функционирования СПАЗ. Главными из них являются требования, предъявляемые к функциональной безопасности любой СПАЗ, т.е. к ее способности правильно функционировать, обеспечивая безопасность соответствующего объекта автоматизации.
В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК 61511 функциональная безопасность СПАЗ как электронной программируемой системы определяется показателями качества выполнения ею функций безопасности, т.е. таких функций, содержанием которых является совокупность действий, направленных на снижение опасности, существующей и/или возникающей при функционировании управляемого объекта.
Основной функцией безопасности, для выполнения которой предназначена любая СПАЗ технологического объекта, является автоматическое изменение его состояния в сторону более безопасного, выполняемое рассматриваемой системой в случае появления потенциально опасного события (например, выхода параметров процесса за безопасные пределы). Содержанием этой функции является совокупность действий, включающих измерительное преобразование и/или контроль соответствующих параметров состояния объекта, а также формирование и передачу на объект такой последовательности заранее определенных управляющих воздействий, которые направлены на предотвращение или снижение вреда.
Введение в системы противоаварийной защиты объектов нефтегазодобычи
Известно, что возрастание числа аварий на объектах нефтегазодобычи наносит большой материальный ущерб, как самим объектам, так и окружающей среде. Одной из мер, служащих для обеспечения безопасности взрывопожароопасных технологических процессов, предусматриваются автоматические системы противоаварийной защиты (ПАЗ). Наличие таких систем позволяет предупреждать образование взрывоопасных и пожароопасных сред в технологическом оборудовании нефтегазодобычи при нарушении границ предельно допустимых значений параметров, характеризующих состояние технологического процесса, предусмотренных регламентом во всех режимах его функционирования и обеспечивающих безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе.
Система ПАЗ является компонентом распределенной системы управления (РСУ), которая в свою очередь является компонентом АСУТП объектов нефтегазодобычи.
Основные задачи и функции систем ПАЗ
При создании и последующей эксплуатации систем ПАЗ, предназначенных для технологических объектов нефтегазодобычи, следует соблюдать единый порядок управления комплексом необходимых работ, опирающийся на требования международных и национальных нормативно-методических документов [1,2]. Такой порядок должен охватывать состав, содержание и способы (методы) проведения работ по проектированию, внедрению, эксплуатации и техническому обслуживанию систем ПАЗ.
Этот порядок должен обеспечивать выполнение всех требований, предъявляемых к свойствам и показателям качества функционирования систем ПАЗ. Главными из них являются требования, предъявляемые к функциональной безопасности любой системы ПАЗ, т.е. к ее способности правильно функционировать, обеспечивая безопасность соответствующего объекта автоматизации.
В соответствии с серией российских стандартов ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК 61511 [1,2] функциональная безопасность системы ПАЗ как электронной программируемой системы определяется показателями качества выполнения ею функций безопасности, т.е. таких функций, содержанием которых является совокупность действий, направленных на снижение опасности, существующей и/или возникающей при функционировании управляемого объекта.
Основной функцией безопасности, для выполнения которой предназначена любая система ПАЗ технологического объекта, является автоматическое изменение его состояния в сторону более безопасного, выполняемое рассматриваемой системой в случае появления потенциально опасного события (например, выхода параметров процесса за безопасные пределы). Содержанием этой функции является совокупность действий, включающих измерительное преобразование и/или контроль соответствующих параметров состояния объекта, а также формирование и передачу на объект такой последовательности заранее определенных управляющих воздействий, которые направлены на предотвращение или снижение вреда.
Кроме основной функции система ПАЗ обычно выполняет ряд дополнительных функций, которыми в типичных случаях являются:
В соответствии с [3] на взрывоопасных объектах нефтегазодобычи применение систем, выполняющих функции противоаварийной защиты и/или блокировки при достижении критичных значений технологических параметров является обязательным. Выполнение указанных функций должно предупреждать образование взрывоопасной среды и другие аварийные ситуации, связанные с отклонениями технологического процесса от предусмотренных технологическим регламентом предельно допустимых значений параметров во всех режимах работы объекта, и, при необходимости, обеспечивать остановку объекта или иной его перевод в безопасное состояние.
Следует иметь в виду, что применение систем ПАЗ является не единственным способом достижения необходимого уровня промышленной безопасности производственных объектов. Наряду с электронными системами ПАЗ на них должны функционировать и другие системы и средства, обеспечивающие безопасность производства (служба пожарной охраны, системы автоматического пожаротушения, система оповещения о чрезвычайных ситуациях, предохранительные клапаны и др.). Совокупность таких систем и средств образует «многослойную» систему защиты (рис. 2) персонала, окружающей среды и имущества предприятия от возможных неблагоприятных событий на производстве и от их последствий.
Рис. 2. Типичные слои защиты и функции безопасности, применяемые для снижения рисков на объектах нефтегазодобычи
При определении состава и содержания работ по созданию и эксплуатации систем ПАЗ на объектах нефтегазодобычи необходимо учитывать ряд особенностей, характерных для таких объектов. Этими особенностями, в частности, являются следующие факторы и обстоятельства:
Современные системы ПАЗ, создаваемые и эксплуатируемые на объектах нефтегазодобычи, обладают рядом особенностей, влияющих на порядок их создания и применения. К таким особенностям, в частности, относятся:
Основными техническими компонентами, входящими в состав любой системы ПАЗ, являются не только соответствующий управляющий программно-логический контроллер (ПЛК), но и такие изделия, как датчики и исполнительные механизмы, необходимые для выполнения функций системы. Кроме того, в систему ПАЗ часто входят дополнительные устройства (линии связи, блоки питания и др.).
В ходе создания и применения систем ПАЗ необходимо иметь в виду, что их функционирование не только эффективно повышает безопасность работы соответствующих технологических объектов, но и само может способствовать появлению опасных событий и ситуаций (например, в случае такого отказа системы ПАЗ, который приводит к неблагоприятному воздействию на объект).
Роль и место систем ПАЗ в средствах автоматизации объектов нефтегазодобычи
РСУ должна применяться для управления непрерывными технологическими процессами. К непрерывным процессам относятся те, которые должны проходить круглосуточно, при этом останов процесса, даже кратковременный, недопустим. То есть, под непрерывными процессами понимаем те, останов которых может привести к прекращению нефтедобычи, поломке технологического оборудования и даже несчастным случаям, а также те, возобновление которых после останова связано с большими издержками.
Системы ПАЗ должна реализовывать функции безопасности на объектах нефтегазодобычи.
Архитектура средств автоматизации АСУТП/РСУ/ПАЗ представлена на рис. 3.
Рис. 3. Архитектура средств АСУТП/РСУ/ПАЗ
Архитектура средств РСУ+ПАЗ представлена на рис. 4.
Рис. 4. Архитектура средств РСУ+ПАЗ
Из этого следуют еще два требования к РСУ:
РСУ должны позволять охватывать множество территориально распределенных объектов. В действительности, расстояние между технологическими установками, объединенными в одну систему управления, порой достигает нескольких километров. Система должна позволять покрывать большие площади средствами современных сетей и шин передачи данных, таких как: Ethernet или специальная промышленная шина Profibus DP. При этом должно допускаться использование как медных кабелей, так и оптоволокна. Цифровая сеть должна позволять объединить разнесенные компоненты системы в единый программно-аппаратный комплекс.
Современные системы ПАЗ как элементы РСУ для опасных промышленных объектов являются разновидностью программируемых электронных систем безопасности. Общий порядок создания и применения таких систем, регламентированный международными и российскими стандартами [1,2], базируется на трех основных концепциях:
Тэги: АСУТП, ПАЗ, промышленная безопасность, противоаварийная защита, РСУ, системы ПАЗ, СПАЗ
Ростехнадзор разъясняет: Системы АСУТП и ПАЗ
Вопрос от 31.12.2017:
Прошу разъяснить, чем (каким нормативным или не нормативным актом) регулируется проведение комплексного опробования оборудования на предприятиях нефтегазового комплекса. Существуют ли специальные акты/регламенты/стандарты? В каких случаях для предприятий нефтегазового комплекса проведения комплексного опробования является обязательным? Можно ли применять СП 68.13330.2017 «СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения»?
Ответ: Управление Ростехнадзора, рассмотрев обращение по вопросу комплексного опробования оборудования предприятиях нефтегазового комплекса, сообщает следующее.
Характерные особенности организации и порядка проведения комплексного опробования технологической схемы и пусконаладочных работ по отдельным видам производств определяются технологическими регламентами, пусковыми инструкциями и планами-графиками, устанавливающими этапы, очередность и особые условия пуска и наладки. Указанные документы разрабатываются предприятиями совместно с проектными организациями.
Требованиями, изложенными в СП 68.13330.2017 «Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения» следует руководствоваться при приемке в эксплуатацию законченных строительством и реконструированных объектов капитального строительства производственного и непроизводственного назначения. Так же обращаем Ваше внимание, что СНиП 3.01.04-87 утратил законную силу 28 января 2018 года.
Вопрос:
В управление Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору поступил вопрос от гражданина об использовании в качестве исполнительного устройства системы ПАЗ автоматического регулятора уровня в технологическом блоке I категории при выполнении требования по быстродействию срабатывания?
В пункте 6.3.7 указано, что для объектов, имеющих в составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, не допускается использовать в качестве исполнительных устройств систем ПАЗ одни и те же устройства, которые предусмотрены в составе другой подсистемы АСУТП (например, в системе автоматического регулирования).
Пункт 5.6.3. ФНП устанавливает требования к системам регулирования соотношения горючих сред с окислителями для аварийного отключения и не противоречит требованиям пункта 6.3.7.
Системы ПАЗ функционируют независимо от системы управления технологическим процессом. Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ (п. 6.3.2.).
Выбор типа отключающих устройств и мест их установки, средств контроля, управления и ПАЗ, в соответствии с п.2.1 должны быть обоснованы в проектной документации результатами анализа опасностей технологических процессов, приведенного в соответствии с приложением №1 ФНП, с использованием методов анализа риска аварий на ОПО и должны обеспечивать взрывобезопасность технологического блока.
Разделы сайта, связанные с этой новостью:
Последовательность событий и новостей по этой теме
(перемещение по новостям, связанным друг с другом)
6.3. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ «ОБЩИЕ ПРАВИЛА ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ»
6.3. Системы противоаварийной автоматической защиты
6.3. Системы противоаварийной автоматической защиты 
6.3.1. Системы ПАЗ должны обеспечивать защиту персонала, технологического оборудования и окружающей среды в случае возникновения на управляемом объекте нештатной ситуации, развитие которой может привести к аварии.
6.3.2. Системы ПАЗ функционируют независимо от системы управления технологическим процессом. Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ.
6.3.3. Система ПАЗ выполняет следующие функции:
автоматическое обнаружение потенциально опасных изменений состояния технологического объекта или системы его автоматизации;
автоматическое измерение технологических переменных, важных для безопасного ведения технологического процесса (например, измерение переменных, значения которых характеризуют близость объекта к границам режима безопасного ведения процесса);
автоматическая (в режиме on-line) диагностика отказов, возникающих в системе ПАЗ и (или) в используемых ею средствах технического и программного обеспечения;
автоматическая предаварийная сигнализация, информирующая оператора технологического процесса о потенциально опасных изменениях, произошедших в объекте или в системе ПАЗ;
автоматическая защита от несанкционированного доступа к параметрам настройки и (или) выбора режима работы системы ПАЗ.
6.3.4. Системы ПАЗ для объектов, имеющих в составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, при проектировании должны создаваться на базе логических контроллеров, способных функционировать по отказобезопасной структуре и проверенных на соответствие требованиям функциональной безопасности систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью.
6.3.5. Методы создания систем ПАЗ должны определяться на стадии формирования требований при проектировании АСУ ТП на основании анализа опасности и работоспособности контуров безопасности с учетом риска, возникающего при отказе контура безопасности. Рациональный выбор средств для систем ПАЗ осуществляется с учетом их надежности, быстродействия в соответствии с их техническими характеристиками.
6.3.6. Для объектов, имеющих в составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, не допускается использовать в качестве источников информации для систем ПАЗ одни и те же датчики, которые применяются в составе других подсистем АСУТП (например, в системе автоматического регулирования, в системе технологического или коммерческого учета).
6.3.7. Для объектов, имеющих в составе технологические блоки I и II категорий взрывоопасности, не допускается использовать в качестве исполнительных устройств систем ПАЗ одни и те же устройства, которые предусмотрены в составе другой подсистемы АСУТП (например, в системе автоматического регулирования).
6.3.8. Контроль за текущими показателями параметров, определяющими взрывоопасность технологических процессов с блоками I категории взрывоопасности, осуществляется не менее чем от двух независимых датчиков с раздельными точками отбора, логически взаимодействующих для срабатывания ПАЗ.
6.3.10. Проектирование системы ПАЗ и выбор ее элементов осуществляются исходя из условий обеспечения работы системы в процессе эксплуатации, обслуживания и ремонта в течение всего жизненного цикла защищаемого объекта.
6.3.11. Показатели надежности, безопасности и быстродействия систем ПАЗ определяются разработчиками систем с учетом требований технологической части проекта. При этом учитываются категория взрывоопасности технологических блоков, входящих в объект, и время развития возможной аварии.
6.3.12. Время срабатывания системы защиты должно быть таким, чтобы исключалось опасное развитие возможной аварии.
6.3.13. К выполнению управляющих функций систем ПАЗ предъявляются следующие требования:
срабатывание одной системы ПАЗ не должно приводить к созданию на объекте ситуации, требующей срабатывания другой такой системы;
в алгоритмах срабатывания защит следует предусматривать возможность включения блокировки команд управления оборудованием, технологически связанным с аппаратом, агрегатом или иным оборудованием, вызвавшим такое срабатывание.
6.3.14. В системах ПАЗ и управления технологическими процессами любых категорий взрывоопасности должно быть исключено их срабатывание от кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник электропитания.
6.3.15. В проектной документации, технологических регламентах на производство продукции и перечнях систем ПАЗ взрывоопасных объектов наряду с уставками защиты по опасным параметрам должны быть указаны границы регламентированных значений параметров.
6.3.16. Значения уставок систем защиты определяются с учетом погрешностей срабатывания сигнальных устройств средств измерения, быстродействия системы, возможной скорости изменения параметров и категории взрывоопасности технологического блока. При этом время срабатывания систем защиты должно быть меньше времени, необходимого для перехода параметра от предупредительного до предельно допустимого значения.
Конкретные значения уставок приводятся в проекте и технологическом регламенте на производство продукции.
6.3.17. Для ОПО химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности предусматривается предаварийная сигнализация по предупредительным значениям параметров, определяющих взрывоопасность объектов.
6.3.18. В случае отключения электроэнергии или прекращения подачи сжатого воздуха для питания систем контроля и управления системы ПАЗ должны обеспечивать перевод технологического объекта в безопасное состояние. Необходимо исключить возможность случайных (незапрограммированных) переключений в этих системах при восстановлении питания. Возврат технологического объекта в рабочее состояние после срабатывания системы ПАЗ выполняется обслуживающим персоналом по инструкции.
6.3.19. Исполнительные механизмы систем ПАЗ должны иметь указатели крайних положений непосредственно на этих механизмах, а также устройства, позволяющие выполнять индикацию крайних положений в помещении управления.
6.3.20. Надежность систем ПАЗ обеспечивается аппаратурным резервированием различных типов (дублирование, троирование), временной и функциональной избыточностью и наличием систем диагностики с индикацией рабочего состояния и самодиагностики с сопоставлением значений технологических связанных параметров. Достаточность резервирования и его тип обосновываются разработчиком проекта.
6.3.21. Показатели надежности систем ПАЗ устанавливаются и проверяются не менее, чем для двух типов отказов данных систем: отказы типа «несрабатывание» и отказы типа «ложное срабатывание».
6.3.22. Технические решения по обеспечению надежности контроля параметров, имеющих критические значения, на объектах с технологическими блоками III категории взрывоопасности обосновываются разработчиком проекта.
6.3.23. Все программные средства вычислительной техники, предназначенные для применения в составе любой системы ПАЗ, подлежат обязательной проверке на соответствие требованиям, указанным в ТЗ, которая проводится их изготовителем или поставщиком по программе, согласованной с заказчиком системы ПАЗ.
6.3.24. Перечень контролируемых параметров, определяющих взрывоопасность процесса в каждом конкретном случае, составляется разработчиком процесса и указывается в исходных данных на проектирование.
6.3.25. На периоды пуска, останова и переключений технологических режимов установок при соответствующем обосновании в проектной документации и технологических регламентах на производство продукции должны быть предусмотрены специальные алгоритмы (сценарии) работы системы ПАЗ, при которых допускается ручное или автоматическое отключение отдельных блокировок. Контроль, индикация и регистрация параметров отключению не подлежат.
Общие требования к системе ПАЗ
М етоды и средства защиты технологических объектов выбираются на основе анализа опасностей и условий возникновения и развития предаварийных и аварийных ситуаций, особенностей технологических процессов и аппаратурного оформления.
Выбор конкретного поставщика системы защиты.
Выбор архитектуры системы безопасности и ее элементов осуществляется исходя из категории взрывоопасное™ технологического объекта, а также требований по эксплуатации, обслуживанию и ремонту в течение всего межремонтного пробега технологического объекта. Выбор конкретного поставщика оборудования системы ПАЗ организация-заказчик осуществляет по результатам конкурса (тендера).
Особенности объектов III категории взрывоопасности.
Для объектов III категории взрывоопасное™ функции защиты технологического процесса могут быть реализованы на стандартных контроллерах РСУ при выполнении следующих условий:
Резервирование датчиков и исполнительных элементов.
Надежность выполнения функций измерения и защиты для переменных, определяющих взрывоопасность процесса, на взрывоопасных объектах обеспечивается:
В системах ПАЗ запрещается мультиплексирование входных параметров, определяющих взрывоопасность процесса.
Значения уставок системы защиты.
Находятся под ответственностью Проектной организации. Значения уставок срабатывания системы защиты определяются с учетом погрешностей измерительных устройств, быстродействия системы, возможной скорости изменения параметров, и категории взрывоопасное™ технологического блока. Значения уставок определяются Проектной организацией и приводятся в проектной документации (технологическом регламенте).
Надежность и время срабатывания систем безопасности.
Надежность и время срабатывания систем противоаварийной защиты обосновываются Разработчиком АСУТП на основе требований технологической части проекта. При этом учитывается категория взрывоопасное™ технологических блоков, входящих в объект, и время развития возможной аварии. Время срабатывания системы защиты должно быть гарантированно меньше времени, необходимого для перехода параметра от предаварийного до критического значения. Надежность систем безопасности должна обеспечивается:
Достаточность резервирования и его тип определяются и утверждаются на специальном совещании по безопасности с участием Проектной организации, Разработчика АСУТП и Организации-заказчика.
Резервирование электропитания.
Электропитание оборудования АСУТП, включая и полевое оборудование КИПиА, должно обеспечиваться от двух независимых источников. На случай отключения основных источников электроэнергии в качестве третьего независимого источника должен быть предусмотрен источник бесперебойного питания (UPS), способный обеспечить электропитанием полевое оборудование КИПиА и основное оборудование РСУ и ПАЗ, чтобы произвести перевод технологического объекта в безопасное состояние в течение наперед заданного интервала времени.