Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений является неотъемлемой частью современных производств, поскольку обеспечение контроля за всеми параметрами работы технологического объекта задействовав лишь человеческие ресурсы является невозможным [1].
Функциями СМИС являются автоматический и оперативный мониторинг характеристик технического состояния контролируемого объекта, а также оповещение оперативного и диспетчерского персонала объекта и города о наблюдаемых изменениях в состоянии подконтрольных объектов. Одними из систем контролируемых СМИС являются: теплоснабжение; системы вентиляции и кондиционирования; электроснабжение; системы связи и пожарной сигнализации [2].
Задачей СМИС является своевременно оповещать о существенных изменениях состояния объектов наблюдения и обеспечивать обоснованное принятие решений о безопасной их эксплуатации, необходимости технического обслуживания и ремонта или прекращении работы технологического оборудования.
Система мониторинга и управления инженерными системами должна обеспечивать:
1. Контроль за параметрами технологического процесса, что в свою очередь позволит осуществлять прогнозирование и предупреждение аварийных ситуаций;
2. Непрерывный сбор, хранение и передачу информации о текущих значениях параметров технологического процесса, информировать оперативный персонал об отклонениях параметров технологического процесса от нормативных;
3. Передачу и хранение информации о чрезвычайных ситуация в единую систему диспетчерского контроля;
4. Автоматический запуск системы оповещения и эвакуации при возникновении чрезвычайных ситуаций;
5. Осуществление автоматических противоаварийных защит, подразумевающих автоматическую остановку технологического процесса либо включение систем обеспечивающих безаварийную остановку основного и вспомогательного оборудования;
6. Осуществлять полное сохранение и архивацию информации об аварийных событиях, а также параметры работы и остановки системы в оперативный журнал [3].
Для проектирования системы мониторинга инженерных сооружений необходимо определить объем мониторинга опасного производственного объекта. При проведении анализа необходимо руководствоваться специфическими условиями эксплуатации для каждого конкретного блока технологического процесса.
Система контроля несущих конструкций и оборудования (СМИК), являющаяся одной из подсистем СМИС предназначена для постоянного мониторинга состояния несущих конструкций и технологического оборудования с целью своевременного обнаружения эксплуатационных дефектов, способных привести к предаварийным состояниям авариям и пожарам [4].
Подконтрольными СМИК объектами являются статичные строительные конструкции технологических установок (фундаменты зданий и сооружений, основания насосных агрегатов, подверженные постоянной динамической нагрузке ввиду воздействия вибрации) и динамическое оборудование (магистральные насосы и электродвигатели, элементы вентиляционных систем). Статические нагрузки - основной фактор разрушаемости статических конструкций, вызванный постоянным механическим воздействием на конструкцию либо сооружение.
Дополнительными факторами, влияющими на разрушаемость конструкций являются агрессивные химические свойства нефти, подвергающие коррозии технологические трубопроводы. Одним из способов борьбы с коррозией является электрохимическая защита, в основе которой лежит подача на подверженные разрушению коррозией участки постоянного тока, при котором меняется электродный потенциал металла.
Также наиболее подвержены разрушениям динамические элементы технологических узлов и установок, такие как подшипниковые магистральных насосных агрегатов и электродвигателей, разделительные стенки и мембраны механо-технологического оборудования, разгерметизация которых во взрывоопасных зонах способна привести к взрыву и возгораниям.
Под изменением пространственного положения конструкций и сооружений понимают отклонение фактического положения конструкции от его проектного положения, вследствие внешних воздействий, проседания грунта, статических и динамических нагрузок.
Результатами использования системы СМИС на производственном объекте является предупреждение аварийных и предаварийных состояний, благодаря возможности раннего выявления отклонений в работе технологического оборудования и систем, что в свою очередь позволит минимализировать повреждения рабочего оборудования и его безопасную остановку в чрезвычайных ситуациях. Также система СМИС позволит осуществлять автоматический мониторинг разрушения несущих конструкций зданий и сооружений, а также основных узлов механо-технологического оборудования.
В результате создания СМИС на технологическом объекте создается возможность раннего выявления аварийных и предаварийных ситуаций, что позволяет либо полностью предотвратить наступление чрезвычайной ситуации, вызванной дестабилизирующими факторами, либо значительно минимизировать их последствия [5].