Принципы обеспечения и реализации процесса «жизненный цикл» для систем противоаварийной защиты объектов нефтегазодобычи

Настоящая статья рассматривает вопросы описания принципов обеспечения и описания «жизненного цикла» систем ПАЗ в среде АСУТП/РСУ.

Концепция полного жизненного цикла предусматривает, что нормативно установленные требования к функциональной безопасности систем ПАЗ должны выполняться на всех стадиях и этапах работ по созданию и применению каждой такой системы: начиная с этапа формирования исходных требований, включая проектирование, реализацию и ввод системы ПАЗ в действие и заканчивая ее снятием с эксплуатации.

Стандартами серий ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК  61511 [1,2] определено, что требования к показателям функциональной безопасности электронных систем безопасности (следовательно, и систем ПАЗ) следует устанавливать на основе т.н. концепции риска. При этом принимается, что риск можно охарактеризовать сочетанием возможности (частоты) опасного события и тяжести его последствий. Такой подход диктует необходимость проведения специальной работы - анализа опасностей и рисков, свойственных определенному объекту или группе однотипных объектов, оснащаемых системами ПАЗ.

Состав работ, выполняемых при создании конкретной системы ПАЗ на определенном объекте нефтегазодобычи, зависит от организационно-технических условий их проведения, а также от степени новизны технических, программных и иных решений, намечаемых к применению в данной системе. По этим признакам каждая система ПАЗ, предназначенная для использования на объекте нефтегазодобычи, нефтепереработки или нефтепродуктообеспечения, может быть отнесена к одному из следующих основных видов:

• системы ПАЗ вида 1, которые создаются проектно-монтажным путем (обычно вместе с соответствующей АСУТП/РСУ) и строятся на базе ранее проверенных серийных технических и программных средств автоматики и вычислительной техники;
• системы ПАЗ вида 2, каждая из которых строится на основе специализированного программно-технического комплекса, изготавливаемого и комплектно поставляемого Заказчику как готовое изделие (обычно - вместе с соответствующим технологическим агрегатом).

К выполнению работ по созданию и применению систем ПАЗ следует привлекать специализированные предприятия (организации), обладающие необходимыми профессиональными кадрами, а также производственными и финансовыми возможностями. Типичный состав предприятий - участников этих работ и их роли, выполняемые в рамках жизненного цикла таких систем, указаны в таблице 1.

Таблица 1. Предприятия-участники работ, их роли при создании и применении систем ПАЗ на объектах нефтегазодобычи

Модель жизненного цикла конкретной системы противоаварийной защиты следует выбирать на стадии разработки концепции безопасности АСУТП (или другой системы автоматизации соответствующего технологического объекта управления) и при необходимости корректировать ее на этапе планирования работ по созданию системы ПАЗ. В ходе планирования и проведения работ по созданию и применению систем ПАЗ целесообразно наряду с моделью жизненного цикла такой системы (в целом) использовать модели жизненных циклов технического и программного обеспечения СПАЗ, раскрывающие состав и порядок выполнения соответствующих работ. Каждый этап жизненного цикла системы ПАЗ должен завершаться проверкой (верификацией) результатов соответствующих работ, позволяющей убедиться в том, что все установленные требования к процессу и результатам их проведения на данном этапе выполнены. Если такая проверка покажет, что хотя бы одно из этих требований не выполнено, соответствующие работы следует повторить или продолжить, скорректировав их содержание и результаты.

Работы, проводимые на этапах жизненного цикла СПАЗ, должны быть достаточны для достижения целей, указанных для каждого этапа в таблице 2.

Таблица 2. Обзор жизненного цикла систем ПАЗ

За основу процесса планирования работ по системе ПАЗ взят ГОСТ 34.601 [5] с учётом этапов жизненного цикла (ЖЦ) системы ПАЗ по ГОСТ МЭК 61511 [2].

Жизненный цикл любой системы противоаварийной защиты, применяемой на объекте нефтегазодобычи, нефтепереработки или нефтепродуктообеспечения, следует строить так, чтобы он соответствовал модели, схематически представленной на рисунке 2.

Рис. 2. Жизненный цикл планирования работ по ПАЗ

При выборе модели жизненного цикла технического обеспечения системы ПАЗ необходимо учитывать следующие обстоятельства:

• жизненный цикл отдельных устройств, входящих в состав технического обеспечения системы ПАЗ, хотя и может рассматриваться как составная часть жизненного цикла системы в целом, но на ряде этапов реализуется вне его, в своем темпе и по другим нормативно-методическим правилам;
• модель жизненного цикла технического обеспечения СПАЗ зависит от того, к какому виду (1 или 2) относится рассматриваемая система противоаварийной защиты.

Рекомендуемая модель основной части жизненного цикла технического обеспечения систем ПАЗ вида 1, охватывающей этапы, выполняемые на стадиях проектирования АСУТП и ее ввода в действие, показана на рисунке 3.

Рис. 3. Этапы жизненного цикла технического обеспечения СПАЗ вида 1 на стадиях проектирования и ввода в действие

Модель части жизненного цикла технического обеспечения системы ПАЗ вида 2, отображающая работы по проектированию (конструированию) технических средств такой СПАЗ, их изготовлению и вводу в действие, показана на рисунке 4.

Рис. 4. Этапы жизненного цикла технического обеспечения СПАЗ вида 2 на стадиях проектирования, испытаний и ввода в действие

Жизненный цикл программного обеспечения (ПО) систем ПАЗ представлен на рисунке 5.

Рис. 5. Жизненный цикл ПО системы ПАЗ

Заключение

Работы по созданию (модернизации) и применению систем ПАЗ на технологических  объектах  нефтегазодобычи  должны быть организованы в соответствии с единым порядком, описанным в работах [1,2,6,7,8], в настоящей статье и разработанном автором стандарте на процесс для ООО «ГПН-Развитие» [9].

Этот порядок выражается в виде совокупности общих требований, предъявляемых к предприятиям (организациям) и/или отдельным лицам, несущим ответственность за один или несколько этапов жизненного цикла систем ПАЗ, а также к порядку выполнения указанных работ. 

Литература

1. ГОСТ Р МЭК 61508-2012. «Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью». 
2. ГОСТ Р МЭК  61511-2011. «Безопасность функциональная. Системы безопасности приборные для промышленных процессов».
3. «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», 2013.
4. Федеральный закон №116-ФЗ от 05.05.2014 г.
5. ГОСТ 34.601-90.Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.
6. Федоров Ю.Н. Справочник инженера АСУ ТП: проектирование и разработка. − М.: Инфра-Инженерия, 2008.
7. Башлыков А.А. Принципы формирования требований к человеко-машинному интерфейсу для систем диспетчерского контроля и управления трубопроводными системами. - М: Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. ВНИОЭНГ. № 3/2014, стр. 11-19.
8. Башлыков А.А.  Когнитивное управление как новая парадигма построения интеллектуальных систем человеко-машинного управления сложными и экологически опасными объектами и технологиями. - М: Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. ВНИОЭНГ. № 2/2013, стр. 15-21.
9. Стандарт на процесс. Системы противоаварийной защиты (ПАЗ) для объектов нефтегазодобычи. Типовая архитектура интегрированной системы управления РСУ/ПАЗ. ООО «ГПН-Развитие», 2014.