Модернизация АСУ ТП – Modern Power Systems

Мы являемся ключом к запуску без проблем, и мы знаем это, потому что делали это много раз раньше!

Когда вы нанимаете одного из членов нашей команды, вы получаете человека, готового к любой задаче, которую вы можете ему бросить, и он быстро станет человеком, которому вы будете доверять и на которого будете больше всего полагаться при выполнении работы.

Строительство? Мы можем справиться с этим!
Введение в эксплуатацию? Мы сделали это!
Техническое обслуживание и устранение неполадок? Это тоже!
Значит, вы просили, не так уж много мы не можем урегулировать.

Что отличает нас от конкурентов? Серьезный тест для начала, но больше всего нас отличает менталитет людей, которых мы нанимаем. Мы не нанимаем последователей; мы набираем лидеров. Мы нанимаем целеустремленных людей, которые находят решения, а не препятствия.

Мы хотели изменить то, как в настоящее время отрасль видит техника по КИПиА. Несколько лет назад мы решили создать что-то, что дало бы клиентам больше отдачи от затраченных средств, чем типичный специалист по АСУ ТП, который ежедневно принимал заказы и пытался их выполнить. На заводе, где есть четкие и краткие инструкции, а документация — не что иное, как идеальная, техник — это все, что вам нужно. Но что, если ваш объект пострадал от многолетнего забвения. Пренебрежение в виде сотрудников, не выполняющих обновление критически важной документации, такой как P&ID, чертежи контуров, спецификации, схемы управления двигателем и т. д.? Вероятно, на большинстве объектов существует неправильное представление о том, что эти документы актуальны и точны, потому что никто не слышит иного от своих сотрудников, но на самом деле многие сотрудники думают, что если они нашли это таким, это не их работа. исправь это. Иногда вы получаете сотрудника, который не поддается давлению со стороны коллег, чувствует, что может изменить ситуацию, и делает все возможное, чтобы все исправить и обновить, но это не является нормой, поэтому мы дали нашим специалистам по ИТ некоторые новые навыки и переименовали их в специалистов.

Итак, какую работу некоторые из наших специалистов по АСУТП выполняли для клиентов?

Наши специалисты по КИПиА обучены делать множество вещей, которые типичные специалисты по КИПиА не делают или даже не могут делать. Наши специалисты АСУТП выполнили следующие функции для наших клиентов:

Разработанный объем

• Проанализированы журналы аварийных сигналов DCS, чтобы оценить критичность аварийных сигналов, приоритизировав их, а также определить дальнейшие действия для корректирующих действий для каждого аварийного сигнала на уровне системы и компонента.
• Проанализированы контрольно-измерительные приборы, чтобы определить, могут ли установка и состояние контрольно-измерительных приборов привести к неожиданному сбою или отключению блока, и разработаны планы по замене таких выявленных контрольно-измерительных приборов.
• Проведена проверка заводской системы учета в резервуарах на наличие потенциальных точек отказа и разработаны планы корректирующих действий.
• Проанализирована инфраструктура предприятия Fieldbus на предмет возможных сбоев и разработан план корректирующих действий.
• Разработан объем циклов профилактического обслуживания различных узлов и оборудования, который включал определение типа работ, которые должны быть выполнены, указание деталей, заказ деталей, создание пакета для всех элементов, определенных в объеме, и предоставление документации для ввода в эксплуатацию и контроля качества отработанных элементов.
• Проанализированы складские запасы по сравнению с полевыми установками, а также сужено количество отдельных моделей приборов, используемых на месте, что привело к корректировке практики заказа, чтобы гарантировать наличие деталей в случае отказа прибора, предотвращая как подавляющее количество запасов, так и ограничивая простои. время из-за отсутствия запасных частей.

Запланированная работа

• Выполнил подробный обход КИПиА по оборудованию и/или участкам предстоящего капитального ремонта, разработал список элементов, требующих удаления для других судов, элементов, требующих периодической проверки, и элементов, нуждающихся в ремонте или замене.
• Преобразование разработанных рабочих списков/объемов в пакеты с рабочими деталями, которые включали контрольные листы циклов, спецификации, чертежи контуров, электрические схемы, P&ID для положительной идентификации компонентов, идентификационные фотографии, расположение деталей и журналы незавершенной работы, а также время. -линии для выполнения этой работы.
• Взаимодействие с поставщиками для заказа деталей, а также разработка MOC для устаревших деталей.

Выполнено критическое устранение неполадок

• Выполненная работа в системах SIS или IPF, которая включала извлечение всей документации (процедуры, формы хранения данных, формы проверки, логические чертежи, P&ID, письменный план смягчения последствий и т. д.), необходимые для выполнения работы до ее начала, предварительное рассмотрение процедур соответствия на наличие ошибок к началу работы, понимание процедуры в целом, проведение инструктажа перед началом работы с эксплуатацией, обеспечение наличия плана по смягчению последствий на время обхода системы, выполнение работы без непреднамеренного сбоя или отключения блока, ремонт вышедшего из строя контрольно-измерительного оборудования, возврат перевести систему с байпасной на нормальную и заполнить все нормативные документы, требуемые сайтом и государственными органами.
• Выполненная работа на сложных контурах, которая включала идентификацию такого оборудования перед выполнением работ, поиск документации (описания сложных контуров, P&ID, листы спецификаций, чертежи контуров, копии контрольных чертежей и т. убедиться, что блок не отключится или не выйдет из строя, отремонтировать критически важные приборы и вернуть их в эксплуатацию.
• Выявлено множество установок, которые были установлены неправильно, что могло помешать правильному функционированию приборов и, возможно, привести к катастрофическому отказу.
• Выявлены и исправлены многочисленные инженерные ошибки, которые привели к тому, что контрольно-измерительные приборы никогда не работали с момента их первоначальной установки или работали ненадежно.

Написание процедуры

• Иметь письменные процедуры для реализации MOC.
• Имейте письменные процедуры для работ с критическими шагами.
• Имейте письменные процедуры для рабочих процессов, которые сосредоточены на производительности человека и безошибочной работе.
• Имейте письменные процедуры для комплексного ввода в эксплуатацию таких элементов, как средства управления двигателем, которые могут включать многочисленные блокировки либо с защитными реле, либо с системой управления.

QC

• Обеспечение установки в соответствии с отраслевыми стандартами, а также местными и национальными нормами.
• При необходимости создавайте документацию по контролю качества для клиентов.
• Все сотрудники обучены правильному ведению документации.
• Обеспечьте соблюдение проектных и инженерных методов клиента.

Опытный с многочисленным программным обеспечением, используемым в промышленности.

• Intools-Создание новых лупов и тегов в базе данных, а также создание спецификаций.
• KMS-Создание MOC, прикрепление документации и создание элементов действий для выполнения элементов, требующих соблюдения Управления изменениями с самого начала, через реализацию, до проверки безопасности перед запуском и на всем пути до ввода в эксплуатацию. .
• Electronic Dата MПРАВЛЕНИЕ Systems — Поиск документации для устранения неполадок, определения области действия и т. д.
• Уведомления SAP и/или Passport-Creating для создания рабочих заданий и истории, планирования рабочих заданий (добавление операций, рабочей силы, затрат, заказ деталей, создание заявок на покупку и т. д.), ведение складского запаса путем обеспечения того, чтобы запас отражал полевые требования, использование исторических данных для выявления злоумышленников и т. д.
• Microsoft Office-Excel для часто используемых форм, таких как FCO, временные базы данных и/или отслеживание и т. д.
• Базы данных, включающие политики, процедуры и паспорта безопасности (ранее MSDS).
• AutoCAD — для обновления P&ID и других документов САПР.
• Adobe Pro-For используется для создания примечаний или пометок к документам, используемым в рабочих пакетах.
• Программы AMS и/или PRM-Asset Management, используемые для ввода в эксплуатацию и калибровки контрольно-измерительных приборов вместе с другими подключаемыми модулями производителя.

Управление изменениями

• Использование процесса MOC для замены устаревших контрольно-измерительных приборов, что требует указания соответствующей замены, которая будет одобрена инженерами управления технологическими процессами, инженерами-технологами, инспекторами по материалам и группами по охране окружающей среды.
• Использование процесса MOC для дальнейших инженерных модификаций для исправления неправильных установок и/или неправильных приложений.
• Начиная с идеи, создавая концептуальный проект для утверждения комитетом MOC до создания полного пакета, который включает в себя выбор правильного приложения, разработку инженерных чертежей для установки, разработку объема работ для строителей, запрос предложений от поставщиков и подрядчиков. , а также от установки до ввода в эксплуатацию вплоть до ввода новых конструкций в эксплуатацию.
• Проектирование от концепции до реализации установок, которые варьируются от обновленных и модернизированных контрольно-измерительных приборов до совершенно новых проектов, а также создание соответствующей документации, которая часто включает P&ID, чертежи контуров, электрические схемы, спецификации и т. д.

Ввод в эксплуатацию новых контрольно-измерительных и электрических систем с точки зрения одного из наших менеджеров по АСУ.

Одной из самых важных частей проекта является этап ввода в эксплуатацию, нет, позвольте мне перефразировать это… самая важная часть проекта — этап ввода в эксплуатацию. Ни для кого не секрет, что есть много так называемых ремесленников, которые на самом деле не лучшие в своем деле. У меня есть глубокое знание этого, как с точки зрения клиента, так и с точки зрения менеджера по найму.

После того, как мне предложили работу по долгосрочному контракту с клиентом в Иллинойсе, они спросили меня, можно ли найти технических специалистов по АСУ ТП, которые могли бы работать на высоком уровне, поскольку подрядчики, которые в настоящее время находились на месте, не соответствовали ожиданиям клиент. В 2001 году я решил воспользоваться возможностью и попытаться найти техников, которые соответствовали бы ожиданиям клиента, но это оказалось сложнее, чем я думал.

Тест, который я создал, состоял не более чем из того, что, по моему мнению, должен знать опытный специалист по АСУТП. Проблема с этим предположением заключалась в том, что опытные технические специалисты I&C, которых я интервьюировал и тестировал, не обладали базовыми знаниями, которые, как я знал, необходимы для успешного устранения неполадок. На это ушло много времени и сил, но в итоге нашлись кандидаты, прошедшие проверку, и мы, наконец, смогли собрать команду. Результаты до и после были днем ​​и ночью.

В этот момент мы также поняли, почему у многих проектов были проблемы с запуском, а подразделениям часто было трудно продолжать работу. Качество работы, необходимое для успешного первого запуска, не могло быть выполнено большинством подрядчиков.

Итак, вы хотите знать, в чем разница, верно? Вот разница. Давайте поговорим о том, как обычно управляется проект.

Во-первых, объем работ разрабатывается либо заказчиком, либо назначенным инженерным подрядчиком. Затем он выставляется на торги, где компании будут пытаться заключить контракты на эту работу, часто на основе самой низкой ставки. Затем предложения присуждаются, и вскоре после стартовых совещаний начинается строительство. На данный момент есть два пути. Авеню А — это подрядчик, который строит, проверяет и заказывает свою работу, а затем передает завершенный проект клиентам.

Вариант B будет состоять из подрядчика, выполняющего свою работу под бдительным наблюдением клиента или назначенного им представителя. Возможная передача и ввод в эксплуатацию систем будут осуществляться одним из двух способов. Клиент и/или его представители будут руководить вводом в эксплуатацию, чтобы убедиться, что оборудование проверено таким образом, который подтверждает функциональность оборудования, или клиент и/или представители клиента будут выполнять ввод оборудования в эксплуатацию самостоятельно.

Почему я предлагаю вам ехать по авеню Б? Потому что последнее, что вы хотите сделать, это думать, что вы вот-вот успешный запуск, только чтобы узнать, что запуск будет сталкиваться с многочисленными задержками.

Откуда я знаю, что это произойдет? Потому что я видел это снова и снова и помню, что за последние 18 лет я тестировал и опрашивал многих людей, работающих в области АСУ ТП, поэтому я знаю, кто там и на что они способны. Суть в том, что подрядчик, которого вы наняли для строительства и ввода в эксплуатацию, может действительно делать все возможное. Они действительно могут пытаться дать вам хороший продукт. Их электрики и техники могут делать все, что они считают правильным, и если на работе есть хороший парень из отдела контроля качества, он/она будет дергать провода в распределительной коробке, он/она собирается убедиться, что есть низкий уровень стока в кабелепроводе и наличие достаточного уклона в технологической трубке преобразователя и т. д., но очень маловероятно, что он распознает проблему конструкции.

При крупномасштабных работах вам в конечном итоге придется нанимать людей, которые знают немного больше, чем то, как имитировать сигнал для DCS. Этот же человек не будет смотреть на спецификацию датчика уровня перепада давления и думать о том, имеет ли смысл указанный в таблице диапазон, прежде чем он/она смоделирует сигнал на плате.

Вы будете удивлены, сколько установок мы находим с неправильными диапазонами, и тому есть простая причина. Дизайнер придумал диапазон, основанный на том, где будет установлен передатчик, и техник проверяет, настроен ли диапазон в передатчике, но на что никто не обратил внимания, так это на то, что передатчик установлен не точно там, где он изначально предназначался. быть. Его установили чуть ниже, и левее, потому что там, где изначально предполагалось его крепление, был поручень. Никто этого не улавливает, и в день запуска вы получаете сигнал об отклонении, потому что из-за этой маленькой ошибки ваш передатчик отключения отключился на несколько процентов, а поскольку это передатчик отключения, все в режиме ожидания. Теперь вы пошлете техника, чтобы посмотреть на передатчик, и, к удивлению, они найдут его идеально откалиброванным. Нет проблем — это то, о чем они сообщают в отдел эксплуатации, потому что они не обнаружили проблем. Диапазон правильный, и калибровка верна для большинства техников. Что теперь?

Запомни этот номер, который я тебе сейчас назову. Более девяноста пяти процентов специалистов по КИПиА, которых я тестировал с 2001 года, не смогли рассчитать диапазон простого датчика уровня перепада давления. Это простое оборудование, и теперь оно стоит вам денег, потому что вы не можете запустить его. Сколько еще подобных вещей ждет своего открытия при запуске? Знал ли техник, который пошел и смоделировал сигнал на магнитном расходомере, что расходомерная трубка была установлена ​​с электродами вертикально, а не горизонтально? Если нет, вы выключите это новое оборудование, чтобы изолировать его, слить воду и повернуть счетчик. Есть так много причин, почему бы не пойти по авеню А.

Наши специалисты по КИПиА постоянно сталкиваются с подобными вещами, потому что это часть их повседневной работы. Они находят такие вещи, потому что мы говорим о них каждый день. Они находят такие вещи, потому что мы проверяем их знания практически по всем аспектам приборостроения.

В нашем последнем проекте количество проблем с дизайном и установкой, выявленных нашей командой, просто шокировало бы вас, если бы мы показали вам нашу базу данных отслеживания.

Обоснование необходимости модернизации АСУ ТП

Чтобы обеспечить безопасность, надежность и низкую стоимость атомных станций на протяжении всего срока их службы, руководство коммунальных предприятий должно внести существенные изменения в парадигму эксплуатации станции и организационной структуры. В частности, каждая станция должна определить свое собственное оптимальное сочетание обслуживания существующих систем контроля и управления и модернизации с модернизацией цифровых систем. Терри Богард, Westinghouse Electric Company, Монровилль, США

Цифровые технологии могут помочь решить проблемы устаревания систем и снижения производительности, от которых страдают многие устаревающие системы управления и контроля. Это может позволить руководству снизить затраты и увеличить производительность предприятия и операционную прибыль. Он устраняет значительный риск, связанный со старением оборудования, за счет внедрения современной открытой архитектуры. Цифровые технологии минимизируют затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание предприятия благодаря стандартизированной цифровой платформе. Это упрощает работу завода. И, выбрав ограниченное количество решений СКУ, организация сможет лучше разделить риски и выгоды от эксплуатации электростанции в нерегулируемой электроэнергетической отрасли.

Выбор правильного времени и правильного уровня

Конечно, все существующие АСУ ТП не нуждаются в модернизации до окончания срока службы станции. Разумная программа модернизации должна быть сосредоточена на логической поэтапной замене отдельных АСУ ТП станции. Новые передовые цифровые системы имеют смысл, когда:

они создают оправданные с точки зрения затрат улучшения безопасности станции;

модернизация повышает производительность предприятия за счет большей доступности или надежности; или же

когда система старения не может поддерживаться до конца жизни растения.

Инициирование программы логической модернизации дает и другие преимущества. Дальновидный подход с эффективной интеграцией информационных технологий с современными контрольно-измерительными приборами может повлиять на весь производственный цикл предприятия за счет повышения надежности предприятия, автоматизации процессов и оптимизации персонала.

Принятие решения о соответствующем уровне модернизации АСУ ТП требует определенной степени объективного самоанализа и критической оценки вашей текущей ситуации.

Вы должны хорошо понимать текущую технологию АСУ ТП вашего предприятия, а также оценивать ее ремонтопригодность. Существуют практические ограничения на устаревающие системы контроля и управления. Истории эксплуатации многих заводов показали, что по мере старения оборудования наступает момент, когда количество отказов оборудования начинает значительно увеличиваться. Прежде чем эта точка будет достигнута, требуется модернизация.

Кадры – смежный вопрос. Содержать обслуживающий персонал СКУ для обслуживания существующего аналогового оборудования будет все труднее. В отрасли ощущается нехватка стареющих квалифицированных специалистов для обслуживания устаревшего аналогового оборудования.

Очевидные преимущества цифровой информации и технологий управления по сравнению с существующими системами АСУ ТП могут потребовать модернизации, даже если существующие системы работают в соответствии с проектом и при ранее принятых уровнях затрат. Если завод модернизируется, чтобы использовать преимущества более передовых технологий, инициирование процесса модернизации до того, как завод испытает увеличение затрат на техническое обслуживание, позволяет руководству использовать варианты, которые обеспечат наибольшую отдачу от инвестиций.

Вы должны учитывать влияние интеграции информационных технологий и технологий КИПиА на интеграцию предприятия в масштабах всего предприятия и предприятия. Интегрированные системы контроля и управления могут включать в себя компьютерные и информационные системы станции, не связанные с безопасностью ядерные системы подачи пара и управления балансом станции, системы диагностики и мониторинга систем безопасности, а также широкий спектр специальных ядерных приложений, таких как управление стержнями, картирование потоков и ядерные приборы. .

Замена и модернизация СКУ подразделяются на пять уровней реализации, от самого простого до самого сложного (см. рис. 1). Утилита может внедрять в темпе, согласующемся с операционными изменениями, и набираться опыта перед переходом на следующий уровень. Модернизация завода с наибольшим краткосрочным эффектом может быть реализована во время первых нескольких простоев, чтобы получить немедленную отдачу от инвестиций.

Нет сомнений в том, что модернизация АСУ ТП может снизить стоимость кВтч. Но одного этого недостаточно. Чтобы решить, следует ли продвигать программу модернизации СКУ, руководство предприятия должно решить два ключевых вопроса:

Во-первых, оправдывается ли модернизация традиционным анализом затрат и выгод? Предыдущие анализы большого количества заводов показывают, что модернизация с участием Уровней 1 и 2 имеет приемлемый срок окупаемости. Эта окупаемость достигается за счет сокращения запасов и обучения, повышения эффективности работы и расширенных возможностей микропроцессорной технологии с точки зрения диагностики, калибровки и надежности. Срок окупаемости будет короче, поскольку ежегодный рост затрат на обслуживание аналоговых систем становится все более и более нелинейным. Поэтапный подход с минимальным количеством решений СКУ от одного поставщика для обслуживания аналогового оборудования и модернизации системы обычно приводит к стратегии с наименьшими затратами и минимальными рисками.

Во-вторых, может ли ваш завод позволить себе риск конкуренции на нерегулируемом рынке с устаревшими аналоговыми системами? Придет время, когда частота отказов станет неприемлемой как с экономической, так и с точки зрения производительности. Мало того, что обслуживание аналогового оборудования будет более дорогостоящим, так еще может быть сложно содержать персонал с необходимыми навыками. Эти угрозы могут сделать атомную станцию ​​неконкурентоспособной по сравнению с другими электростанциями.

Экономический анализ также показывает, что внедрение Уровней 3, 4 и 5 обеспечивает технологию, позволяющую руководству предприятия управлять снижением затрат, усовершенствованием процессов и повышением производительности во всех других областях деятельности предприятия. Например, внедрение Уровня 1 позволит оптимизировать штат сотрудников отдела КИПиА, а внедрение Уровней 2–5 дает возможность оптимизации персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию предприятия. Это является результатом автоматизации необходимых периодических контрольных испытаний, автоматизации заводских процессов, сокращения времени обучения и корпоративного управления общезаводскими системами контроля и управления.

Стоимость модернизации системы АСУ ТП основывается на стоимости заменяемого оборудования и сметных затратах на установку. Поэтапное внедрение позволяет руководству предприятия свести к минимуму технические риски и сразу же реализовать преимущества технологии систем управления и контроля.

Использование стандартизированной системы контроля и управления может снизить затраты и напрямую улучшить работу предприятия. Затраты снижаются за счет сокращения потребностей в техническом обслуживании и эксплуатации, минимизации требований к обучению и потребности в меньших объемах запасов. Эксплуатация предприятия напрямую выигрывает от эффективности и результативности, достигаемой за счет использования стандартного человеко-машинного интерфейса, в то время как сложность обслуживания системы снижается благодаря единой платформе для понимания и обслуживания.

Конечно, любое изменение парадигмы эксплуатации предприятия должно сопровождаться подробным финансовым анализом, чтобы оправдать крупномасштабные капиталовложения в модернизированные системы контроля и управления. Westinghouse создала модель затрат/выгод, чтобы помочь оценить затраты, как в годовом, так и в совокупном выражении, на эксплуатацию и техническое обслуживание систем управления и контроля.

Модель позволяет проводить исследования чувствительности различных сценариев реализации, таких как замена систем, обслуживание систем, поэтапный график замены, затраты поставщиков и коммунальные услуги. Модель определяет точку безубыточности для установки предлагаемой программы модернизации СКУ.

На рис. 2 показана чувствительность точки безубыточности к ожидаемому увеличению стоимости обслуживания аналоговых систем в будущем. Для программы модернизации стоимостью 100 миллионов долларов точка безубыточности составляет от 1.5 до 6.5 лет после завершения поэтапной установки, когда увеличение затрат на техническое обслуживание составляет от 5 до 10 процентов в год. Инвестиции в размере 100 миллионов долларов выравниваются в течение периода поэтапной замены.

На рис. 3 показано, как поэтапная программа замены максимизирует стоимость капитальных вложений и снижает точку безубыточности. По сути, существенная экономия достигается быстрее во время и сразу после завершения установки.

Прогнозируется, что почти во всех случаях ключом к получению экономической выгоды будет стандартизация нескольких платформ систем управления и контроля для будущих замен. Дополнительный экономический эффект достигается за счет рентабельных поэтапных планов модернизации, дополненных интегрированным планом АСУ ТП и информационными технологиями, а также за счет оптимизации штатного расписания в масштабах предприятия.

Коммунальные предприятия должны уделять больше внимания модернизации КИПиА в масштабах всей станции, чтобы поддерживать оставшиеся цели жизненного цикла станции и сохранять открытыми варианты продления срока службы. Планы конкретных предприятий следует рассматривать в свете сегодняшней интеграции СКУ и информационных технологий для создания системы управления предприятием. Анализ затрат и результатов может помочь операторам станции оценить уровень модернизации АСУ ТП, а также ее влияние на безопасность, надежность станции, общезаводские затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание и выработку электроэнергии.

Коммунальные предприятия США планируют направление установки цифровых систем управления и контроля для замены устаревшего аналогового оборудования.

Например, компания Wisconsin Electric Power модернизирует компьютерную систему технологических процессов на заводах Point Beach 1 и 2, включая систему оценки безопасности. Westinghouse предоставляет функциональный эквивалент существующей системы для электростанции и ее системы обучения, используя самые современные технологии, которые будут соответствовать потребностям станции в 21 веке.

Другие коммунальные предприятия выбирают оптимальный маршрут для полной модернизации станции, обычно основанный на поэтапном подходе с 5-10 отключениями, стандартизирующем единую контрольно-измерительную платформу. Проект в Южном Техасе, один из крупнейших из когда-либо реализованных проектов по модернизации контрольно-измерительных приборов, завершен. Новая система, называемая интегрированной системой управления, берет на себя функции компьютера предприятия и системы аварийного реагирования и может быть легко расширена в соответствии с будущими потребностями управления предприятием.

Между тем, в Швеции Westinghouse недавно начала работу над комплексной пятилетней программой полной модернизации контрольно-измерительных и информационных систем на Рингхалс-2. из самых безопасных, экологически чистых и конкурентоспособных по цене заводов в Европе.