нефти на базе PI System

Участок нефтепровода Лазарево-Горький протяженностью 400 км эксплуатируется транспортным предприятием Верхневолжский магистральный нефтепровод (ВВНП). В состав этого объекта управления входят пять нефтеперекачивающих станций (НПС), узлы учета и другие технологические объекты.

Источниками производственно-технологических данных для СППР являются:

1.Система диспетчерского контроля и управления (СДКУ) «Сириус».

2.Автоматизированная система контроля и исполнения договоров с поставщиками и потребителями «АСКИД».

3.Система сбора данных c узлов коммерческого учета электрической энергии «Энергия-Модем».

Одной из главных задач, решаемой в системе, является задача объединения всей информации, находящейся в локальных системах автоматизации, действующих на уровне конкретных установок и технологических процессов.

Системы управления различными объектами нефтепровода (НПС, линейные участки, узлы учета и т. д.) реализованы на базе программно-телемеханического комплекса «Сириус» Российской фирмы ВИРА Реалтайм. СДКУ «Сириус» обеспечивает оперативный диспетчерский контроль и управление технологическим процессом перекачки нефти, реализуя при этом следующие функции:

- дистанционное управление магистральными и подпорными агрегатами НПС, задвижками, деблокировкой защит, вспомогательными системами НПС;

- автоматический сбор телесигналов о состоянии НПС, магистральных

и подпорных агрегатов, задвижек, вспомогательных систем;

- автоматическое отображение телесигналов на мониторах

(мнемосхемы);

- автоматический сбор (циклический и по запросу) аналоговых сигналов измерения давления в нефтепроводе и на НПС, мощности и нагрузок магистральных и подпорных агрегатов с отображением на мнемосхемах;

- формирование общего журнала оперативных сообщений (ТС, ТУ)

с указанием даты и времени события;

- формирование документов для вывода на печать:

оперативных сообщений, сменных и суточных диспетчерских

листов (по регламенту или по запросу).

Информация с объектов управления собирается в территориальном диспетчерском пункте (ТДП), находящемся в Нижнем Новгороде. Этот уровень управления реализован на базе программного обеспечения Сириус-QNX.

Хотя в электронном виде имеется информация о параметрах функционирования практически всех технологических объектов, существующая система управления не обеспечивает накопления этой информации с целью ее использования производственными службами.

Поскольку каждая АСУ имеет свою структуру, архитектуру и принципы функционирования, то для использования информации реального времени прежде всего необходимо решить задачу получения и унификации данных, а затем - ее представления специалистам.

Целью создания СППР является обеспечение руководства и специалистов ОАО ВВМН достоверной информацией реального времени, необходимой для контроля ключевых показателей деятельности и оперативного управления процессами транспорта нефти, автоматизированного анализа производственной информации с выдачей рекомендаций по ведению производственных процессов в соответствии с принятыми регламентами, алгоритмами, математическими моделями производства и экспертными знаниями.

СППР должна обеспечить:

- автоматический сбор информации реального времени (значений параметров технологических процессов) посредством интерфейсов к функционирующим АСУТП;

- ручной ввод данных о состоянии технологических процессов на объектах, не оборудованных программно-аппаратными средствами АСУТП;

- долговременное и надежное хранение данных в течение нескольких лет в едином хранилище (базе данных реального времени) на жестких дисках сервера и других носителях электронной информации;

- стандартный унифицированный доступ к данным:

· пользователям - посредством клиентских приложений;

· внешним автоматизированным системам - посредством интерфейса прикладного программирования или стандартных интерфейсов OPC, ODBC, OLEDB;

- автоматическую обработку и экспертный анализ значений параметров технологических процессов в соответствии с утвержденными алгоритмами и регламентами;

- оперативное планирование работ по устранению причин возникновения ошибок измерений параметров, выдачу рекомендаций по ведению производственных процессов в соответствии с принятыми решениями.

Архитектура СППР приведена на рис. 5.

Рис. 5. Архитектура системы поддержки принятия решения.

В СППР разнородная информация от разных типов источников объединяется в архиве PI-сервера.

В рамках системы поддержки принятия решения предполагается решение целого ряда задач. В данном примере предлагается рассмотреть одну из них - разработку АРМ технолога и АРМ энергетика. Назначение АРМов - представление специалистам всей необходимой информации и обеспечение интеллектуальной обработки данных, их анализа по утвержденным алгоритмам и регламентам.

В рамках организацииАРМ технологареализован следующий комплекс задач:

· Отображение данных о текущем состоянии технологического

оборудования нефтепровода.

· Отображение данных о текущей наработке технологического

оборудования нефтепровода с начала календарного месяца.

· Вычисление стабильных режимов работы магистральных агрегатов.

· Вычисление стабильных режимов работы линейных участков

трубопровода.

· Непрерывный расчет эффективного сечения линейных участков

трубопровода.

· Расчет и построение напорной характеристики магистральных

агрегатов за произвольный промежуток времени.

· Расчет и построение характеристики КПД магистральных агрегатов за

произвольный промежуток времени.

Для реализации задач использовались следующие клиентские приложения PI System:

1. PI Process book (для отображения мнемосхем и навигации по ним, построения трендов);

2. PI Module Database Editor (для построения дерева объектов АРМ Технолога, а также для организации взаимодействия между экранными формами);

3. PI DataLink и PI-SMT (для организации связи между СППР PI System и документами Microsoft Excel при построении отчетов);

4. Подсистема обработки данных PI Totalizer (для расчета средних и накопленных значений);

5. Вычислительная подсистема PI ACE (для ввода плановых значений).

Пример одной из форм отображения АРМ технолога - напорных характеристик агрегата и характеристик КПД, выполненной в клиентском приложении PI Process book, представлена на рис. 6.

Рис. 6. Пример экранной формы для АРМ технолога.

Функциональные возможности интерфейса:

· Выбор насосной станции и магистрального агрегата для анализа и расчета.

· Задание временного интервала расчета.

· Задание цвета серии точек.

· Расчет и отображение в графическом и табличном виде точек статистики по напорной характеристике и характеристике КПД.

· Масштабирование графика автоматическое и ручное.

· Поточечное прохождение графика.

· Печать графика и таблицы.

· Расчет коэффициентов аппроксимации кривых напорной характеристики и характеристики КПД.

· Отображение аппроксимированных кривых напорной характеристики и характеристики КПД на одном графике.

· Расчет эффективного сечения трубопровода.

· Отображение на одном графике точек разных серий (выборок) для анализа.

· Редактирование (удаление и добавление) точек в результаты выборок.

· Графическое отображение текущего состояния магистральных агрегатов и тегов-индикаторов стабильности.

В рамках организации АРМ энергетика реализованы следующие задачи:

1. Просмотр мнемосхем энергоснабжения НПС, с отображением состояний насосных агрегатов и масляных выключателей (PI Process book).

2. Просмотр показаний счетчиков энергопотребления, установленных на вводах, насосных агрегатах, высоковольтных линиях и трансформаторах собственных нужд НПС. Показания счетчиков отображаются в форме трендов, с периодом обновления информации 30 минут (PI Process book).

3. Обнаружение расхождений между показаниями счетчиков энергопотребления насосных агрегатов и датчиками активной мощности насосных агрегатов с целью выявления недостоверных данных (PI Process book).

4. Выявление расхождений между плановым и фактическим суточным энергопотреблением НПС.

5. Автоматическое заполнение отчетных форм Microsoft Excel по плановому и фактическому энергопотреблению НПС на произвольную дату (PI DataLink).

6. Отображение динамики процессов изменения параметров энергопотребления за произвольный промежуток времени с произвольной скоростью.

Пример отображения сводной формы суточных значений счетчиков энергопотребления НПС «Килемары» и формы состояния магистрального агрегата №2 НПС «Килемары», выполненных в клиентском приложении PI Process book, представлен на рис. 7.

Рис. 7. Сводная форма суточных значений счетчиков

энергопотребления НПС «Килемары».

В интерфейс АРМ энергетика включены также сводные формы получасовых значений счетчиков энергопотребления, с нарастающим итогом (с начала месяца) по каждой НПС, формы по сравнительному энергопотреблению магистральных агрегатов в виде трендов и т. п.

1.