Метрологічне забезпечення АСУТП знаходиться у стадії становлення - методи і засоби практично не розроблені. Це обумовлено перш за все тим, що АСУТП як об'єкт МЗ є оригінальним комплексом, до якого не застосуємо традиційний підхід, загальноприйнятий в метрології.
З погляду МЗ АСУТП можна виділити наступні основні ознаки:
- індивідуальність цільових і алгоритмічних функцій АСУ ТП одного типу;
- органічний нерозривний зв'язок комплексу технічних засобів вимірювання, регулювання, обчислювальних комплексів, людини-оператора з конкретним технологічним об'єктом управління;
- малосерійного і одноразового виконання для більшості АСУ безперервних технологічних процесів. В той же час виробу, що комплектують АСУТП, - засоби вимірювань і засобу автоматизації - є серійними виробами, до яких пред'являються загальноприйняті технічні вимоги і які повинні мати технічні умови, передбачені Гостами;
- АСУТП на відміну від комплексу технічних засобів ГСП в більшості випадків не проходять стадій макетування, лабораторної перевірки, періодичних і типових випробувань в повному комплекті, а відразу ж після проектної розробки комплектуються і вмонтовуються безпосередньо на конкретному технологічному об'єкті управління;
- елементи, що становлять, АСУТП - об'єкт управління, засоби вимірювання, канали зв'язку, регулятори, виконавчі механізми, обчислювальні комплекси в більшості випадків віддалені один від одного (іноді на значні відстані), знаходяться в різних умовах експлуатації і схильні до дії різноманітних впливаючих чинників. Ці впливи настільки істотні, що можуть звести до нуля очікувану економічну ефективність від впровадження автоматизованої системи.
Умови експлуатації всіх технічних засобів на реальних об'єктах, як правило, не можуть бути змінені і приведені до визначених, наприклад, нормальним умовам. Це виключає можливість при випробуваннях АСУ ТП визначати або контролювати ті метрологічні характеристики (МХ) каналів вимірювання і точні характеристики каналів управління, які нормуються на стадії проектування для нормальних умов. Тому часто ці характеристики АСУ ТП визначають розрахунковими методами. Ефективність таких розрахунків цілком залежить від достовірності початкової інформації, обгрунтованості методик розрахунку, досвідченості і кваліфікації проектувальників систем.
Канали АСУ ТП нерівноцінні по своєму функціональному призначенню. Найважливішими є ті, які забезпечують безпечні для обслуговуючого персоналу умови експлуатації і безаварійне протікання технологічного процесу. Вторинними по значущості є канали, що забезпечують задану кількість і якість "найвагоміших" (у економічному плані) матеріальних і енергетичних потоків, що беруть участь у виробництві. При обстеженні ряду АСУ ТП в металургійній, хімічній і енергетичній промисловості виявилось, що тільки 10-15 % каналів є - самими значущими і дорогими, а 90-85 % доводиться на «маловагомих».
Розробка метрологічного забезпечення конкретною АСУ ТП тісно пов'язана з розробкою всіх інших її основних складових і може бути проведена в повному об'ємі тільки за наступних умов: визначенні узагальненого техніко-економічного критерію управління) обґрунтуванні раціонального об'єму первинної інформації, що поступає з об'єкту і, забезпечує задану якість продукції опрацьовуванню кількісної оцінки величини економічного ефекту, що отримується від впровадження комплексів управління з урахуванням ступеня адекватності об'єктів управління, точних характеристик і метрологічних характеристик технічних засобів, що входять в склад АСУТП.
Особливу увагу необхідно приділити відробітку метрологічного забезпечення АСУ ТП, коли в її створенні беруть участь організації багатьох відомств, що мають різний науковий і технічний рівень. Тоді виникають ситуації, при яких різні комплекси системи створюються і працюють відповідно до технічних умов різних розробників і досягнення необхідних точностних і технічних характеристик системи в цілому ускладнене. Єдиний вихід з положення, що створилося, - максимальна увага питанням метрологічного забезпечення на стадії технічного завдання і технічного проектування системи.
Аналіз АСУ ТП, як об'єкту МЗ, дозволяє сформулювати деякі загальні принципи організації робіт по метрологічному забезпеченню АСУ ТП.
1. Метрологічне забезпечення АСУ ТП повинне охоплювати всі види перетворення інформації і сигналів в системах. Це можливо здійснити, базуючись при розробці структурних схем систем на коректному обстеженні об'єкту автоматизації, за допомогою атестованих методик виконання вимірювань, або його моделюванні.
2. В даний час вимоги МЗ АСУТП можна, в основному, розповсюдити на технічні засоби систем і інформаційні для вимірника канали. Специфічні труднощі виникають тут при детальнішому розгляді систем, що мають в своєму складі як засоби вимірювань, так і пристрої, що не відносяться до них(обчислювальна техніка). Розповсюдження ж вимог метрології на канали і пристрої, які здійснюють функції, що управляють, коли буде розроблена відповідна нормативна база.
3. Метрологічне забезпечення АСУ ТП повинне містити єдиний комплекс нормованих МХ і показників точності для всіх ланок системи в цілому повинен відображати випадковий характер похибок що виникають в АСУ ТП, і забезпечувати можливість обґрунтованої оцінки розрахунковим шляхом МХ ланок, а також оцінки показників точності результатів вимірювання, контролю управління, здійснюваних системами, з урахуванням дії на різні ланки систем різних по характеру і величині впливаючих чинників.
4. Метрологічне забезпечення АСУ ТП повинне містити три складові частини:
- методики проведення робіт;
- технічні засоби МЗ;
- структуру організації робіт по МЗ, що особливо важливе при метрологічній атестації систем.
При організації робіт по МЗ АСУ ТП слід більш повно враховувати як конкретні властивості систем, так і деякі особливості їх проектування і експлуатації, які зводяться до наступного:
1. Оскільки у ряді випадків не забезпечується єдиний підхід до проблем нормування МХ засобів вимірювань, контролюючих технологічні процеси і сировину, а також окремих компонентів системи, що приводить до метрологічної несумісності при їх використанні у вимірювальних каналах (ПК) АСУ ТП, необхідно максимально використовувати що випускаються в рамках ГСП агрегатовані комплекси, мінімально урізноманітнити вживані методи вимірювань, що зведе до мінімуму відмінності в номенклатурі МХ використовуваних систем вимірювання і методів їх нормування.
2. Оскільки наявні відомості про характеристики вимірюваних величин різних технологічних процесів часто недостатні для науково обґрунтованого проектування системи, то при вирішенні питань застосування конкретних технічних засобів на стадії розробки ТЗ і технічного проекту АСУ ТП необхідно проводити додаткові дослідницькі роботи по уточненню методик виконання вимірювань, а якщо буде потрібно, то і їх атестації.
3. У тих випадках, коли методики розрахунку МХ вимірювальних каналів по МХ їх ланок і інших розрахункових методиках неможливо застосувати для розрахунку МХ вимірювального каналу АСУ ТП в цілому, слідує такий розрахунок проводити для окремих частин каналу з подальшою стиковкою для отримання МХ каналу в цілому. При неможливості проведення і таких розрахунків слід визначити МХ експериментально на макетах ПК або в процесі дослідної експлуатації АСУ ТП.
4. Методики випробувань і перевірки ПК АСУ ТП повинні бути орієнтовані на використання зразкових СІ, що випускаються в країні. Бракуючі зразкові СІ повинні бути розроблені і атестовані до початку випробувань СІ.
5. Нормативно-технічна документація, що регламентує порядок проведення випробувань будь-якого вигляду (внутрішніх, відомчих, міжвідомчих), метрологічну експертизу систем і метрологічний нагляд за ними в процесі експлуатації, повинна бути розроблена як мінімум на рівні стандартів підприємства.
Метрологічна атестація (МА) систем - дослідження, направлене на визначення дійсних МХ даного екземпляра або типу системи в реальних умовах експлуатації складання документа, який засвідчує МХ, визначені в процесі МА.
Відповідно до основоположних рекомендацій ВНІЇМІУС підприємство, що експлуатує систему, зобов'язане представити організації, провідною МА, відомості експлуатаційних властивостях систем, які повинні враховуватися при організації досліджень МХ конкретних ПК.
Найбільш істотними з них є:
- характеристики перешкод, що діють на окремі агрегатовані СІ, що входять систему, і способи захисту від них; номенклатура зовнішніх впливаючих величин;
- наявність штатних (вбудованих в систему) засобів перевірки і контролю окремих ПК;
- можливості проведення перевірки і контролю окремих ПК;
- можливості проведення перевірки окремих каналів системи перед початком і під час експлуатації;
- можливості автоматичного введення поправок на систематичну складову погрішності при експлуатації системи; можливість поблочної перевірки агрегатних СІ.
Дослідженню або метрологічній атестації передує розробка програми МА, яка, як правило, складається з наступних розділів:
- цілі і завдання МА АСУ ТП;
- вимоги до формування ГИК, належних МА;
- вимоги до зразків і допоміжні МІ;
- вимоги до технічної документації і експериментальних досліджень ГИК;
- методика проведення МА;
- порядок організації і розподіл робіт.
Основним результатом, який повинен бути отриманий в процесі МА, є встановлення реальних МХ, що нормуються і визначуваних для каналу в цілому. Їх можна встановлювати на основі експерименту, а також шляхом розрахунку по МХ агрегатованих СІ, що входять в систему.