Система противопожарной защиты «Диалог Pro» как автоматизированная система управления технологическим процессом

Д.С. Фёдоров, Ведущий инженер по АСУ ТП АО «Эридан», fyodorov@eridan.ru 
А.В. Веретехин, Инженер 1-й категории по АСУ ТП АО «Эридан», va@eridan.ru
 

СПЗ «Диалог Pro» представляет собой адресную систему противопожарной защиты опасных производственных объектов с широкими возможностями интеграции в структуру автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) предприятий. СПЗ «Диалог Pro» благодаря высокой степени автоматизации и применению уникальных режимов работы позволяет осуществлять гибкую настройку алгоритма обнаружения пожара с учетом особенностей технологического процесса, повысить помехоустойчивость и защиту от ложных пусков огнетушащих веществ, и, как следствие, снизить возможные издержки от остановок и повторных пусков технологического процесса из-за ложных срабатываний.

1. Система СПЗ «Диалог Pro» с точки зрения АСУ ТП

АСУ ТП — это комплекс программно-технических средств и организационных мер, предназначенных для автоматизации управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.

В классическом понимании, АСУ ТП состоит из 3 основных уровней:

• нижнего/нулевого (уровень полевого оборудования: контрольно-измерительных приборов (КИП) и исполнительных механизмов);
• среднего/первого (уровень программируемых логических контроллеров (ПЛК) и панелей операторов);
• верхнего/второго (уровень серверов данных, автоматизированных рабочих мест).

СПЗ «Диалог Pro» является системой с территориально и функционально распределенной структурой, поэтому в ней также могут быть выделены все вышеперечисленные уровни.

Структура СПЗ «Диалог Pro»

Нулевой уровень СПЗ «Диалог Pro»

Нулевой уровень СПЗ «Диалог Pro» состоит из КИП (представленных различными извещателями), исполнительных механизмов (оповещателей, насосов, противопожарных клапанов, запорной арматуры и т.д.) и устройств сопряжения. Данный уровень реализует функции сбора и первичного преобразования информации о текущем состоянии пожарной обстановки в контролируемой зоне, а также непосредственного воздействия на процесс для предотвращения пожароопасных ситуаций в случае необходимости.

В качестве пожарных извещателей преимущественно используется оборудование производства АО «Эридан», с проприетарным интерфейсом «адресная линия связи шлейфа адресного» (АЛС ША). АЛС ША обеспечивает:

• высокую скорость передачи информации;
• наличие приоритетной передачи тревожных событий;
• возможность использования различных топологий (звезда, шлейф, кольцо) для построения пожарных шлейфов.

В качестве исполнительных механизмов может применяться как оборудование АО «Эридан», представленное оповещателями (с проприетарным интерфейсом АЛС ША), так и оборудование сторонних производителей.

 Устройства сопряжения УС-07 производства АО «Эридан» поддерживают следующие интерфейсы и протоколы:

• АЛС ША;
• Ethernet (Modbus TCP);
• RS-485;
• стандартные дискретные и аналоговые сигналы ввода/вывода.

Устройства сопряжения представляют собой однокомпонентный прибор, выполненный в одном корпусе с классом взрывозащиты типа Exd, в том числе с применением дополнительных функциональных модулей, устанавливаемых в корпус прибора. В качестве функциональных модулей могут использоваться различные устройства: модули (блоки) ввода-вывода, источники питания, адресные метки и расширители, устройства пуска, изоляторы, клеммные узлы, платы коммутации и подключения и т.д.

Устройства сопряжения обеспечивают следующие возможности:

• построение эффективной пожарной сигнализации;
• управление системами дымоудаления, вентиляции, пожаротушения, оповещения;
• соединение и разветвление электрических цепей общего и специального назначения (контрольных и силовых кабелей систем автоматики, цепей управления, охранной сигнализации, волоконнооптических линий связи и т.д.) во взрывоопасных зонах или зонах общепромышленного назначения.

Перечень устройств сопряжения применяемых в построении СПЗ «Диалог Pro» представлен в разделе «Приборы и устройства».

Первый уровень СПЗ «Диалог Pro»

Первый уровень СПЗ «Диалог Pro» состоит из ППКУП «Диалог Pro» (на базе ПЛК производителей Реглаб, RealLab, ОВЕН, Инкомсистем, Weintek; с возможностью горячего резервирования), шкафов управления системами пожаротушения и противодымной вентиляции. Основными задачами данного уровня являются анализ, логическая обработка информации, полученной от КИП, выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы нулевого уровня, постоянная диагностика состояния устройств, входящих в состав СПЗ.

На данном уровне также обеспечена возможность объединения до 127 ППКУП в единую сеть Ethernet. Взаимодействие между ППКУП осуществляется с помощью технологии Ethernet с использованием проприетарного протокола связи, основанного на протоколе UDP.

Подключение устройств нулевого уровня к ППКУП «Диалог PRO» осуществляется с помощью:

• АЛС ША;
• Ethernet (Modbus TCP);
• RS-485 (Modbus RTU);
• стандартных дискретных и аналоговых сигналов ввода/вывода.

Интерфейсы (за исключением стандартных дискретных и аналоговых сигналов) могут быть организованы по кольцевой топологии, что обеспечивает устойчивость к единичной неисправности.

Интерфейсы поддерживают возможность контроля линии связи на обрыв и короткое замыкание.

На первом уровне взаимодействие между ППКУП СПЗ «Диалог Pro» и шкафами управления системами пожаротушения, противодымной вентиляции, а также смежными системами автоматизации и безопасности может быть организовано посредством Ethernet (протокол Modbus TCP), RS-485 (протокол Modbus RTU), АЛС ША (только для шкафов системы пожаротушения и противодымной вентиляции) или стандартных сигналов ввода/вывода.

Второй уровень СПЗ «Диалог Pro»

Второй уровень представляет собой серверы данных и рабочие станции, прикладное ПО которых построено на базе программного комплекса Alpha.Platform. Основной задачей данного уровня является предоставление в удобном виде информации для оперативного персонала с функцией индикации (без управления).

Для передачи данных между первым и вторым уровнями СПЗ «Диалог Pro» используются:

• Modbus TCP;
• OPC UA.

На данном уровне взаимодействие со смежными системами автоматизации и безопасности может быть организовано посредством протоколов и технологий передачи данных, поддержка которых реализована в Alpha.Platform (OPC DA/UA, Modbus TCP, SNMP, SQL, S7 и т.д.).

2. Интеграция с АСУ ТП предприятия

Поскольку АСУ ТП охватывает все этапы технологического процесса, включая мониторинг, управление и диагностику объекта управления, то в случае возникновения нештатной ситуации может быть организована передача информации в СПЗ для предотвращения ложного срабатывания и выпуска огнетушащего вещества, тем самым обеспечена минимизация ущерба на промышленных объектах.

Типичная для АСУ ТП трехуровневая архитектура, используемая в СПЗ «Диалог Pro», просто и широко интегрируется в АСУ ТП предприятия, и, как следствие, передает больший объем информации с задействованием меньшего количества кабельной продукции.

Гибкий подход к разработке программного обеспечения и большой набор поддерживаемых протоколов обеспечивают более гибкий подход и к вопросам передачи данных. Благодаря этому реализуются широкие возможности интеграции СПЗ «Диалог Pro» в АСУ ТП предприятия для обеспечения пожарной безопасности, что не противоречит требованиям нормативных документов..

Заключение