CC BY
12АВТОМАТИЗАЦИЯ
М.И.Перцовский, А.В.Маслюк, «Лаборатория автоматизированных систем (АС)»
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ПРЕДПРИЯТИЙ ТРАНСПОРТА ГАЗА
(на примере ООО «Тюментрансгаз»)
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ООО «ТЮМЕНТРАНСГАЗ»
«Тюментрансгаз» является предприятием, обеспечивающим транспорт газа от месторождений района Обской губы (Уренгой, Ямбург, Заполярное и т.п.) до Уральского региона. Линейная часть насчитывает до 15 ниток магистральных газопроводов, средняя протяжённость которых превышает 1400 км, порядка 4000 линейных и более 8000 дополнительных кранов. В составе предприятия 35 компрессорных станций, содержащих около 240 компрессорных цехов и более 1100 газоперекачивающих агрегатов, суммарная эксплуатируемая рабочая мощность которых составляет порядка 4 ГВт. Производительность газотранспортной системы достигает 60 миллионов кубических метров газа в час.
С повышением потребляемых объёмов природного газа и, соответственно, ростом добываемых объёмов, растут требования к оперативности и качеству диспетчерского управления. В связи с этим растут требования к оперативности и точности данных, получаемых диспетчерами всех уровней иерархии управления газотранспортной сетью, и к оперативности управления. Внедрение данной системы позволяет решить эту задачу в необходимом объёме. Информационно-управляющая система (ИУС) (рис.1) охватывает несколько уровней автоматизации и предоставляет заказчику следующие возможности:
• контроль за текущим состоянием газотранспортной системы в реальном масштабе времени (цикл обновления изменившегося параметра составляет порядка 2 - 3 секунд без учёта систем — источников данных);
• анализ архивов данных;
• управление линейной частью магистральных газопроводов;
• интеграция с существующими и новыми системами предприятия.
В функции ИУС входит:
• автоматизация процессов сбора данных с различных источников;
• обработка поступающих данных и приведение их к единому для всей системы формату (разработана единая унифицированная система именования параметров и объектов);
• накопление архива данных, обеспечение отказоустойчивости хранилища данных и независимости от качества каналов передачи данных;
• отображение оперативных данных на технологических схемах и архивных данных на графиках, обеспечение различных интерфейсов для пользователя;
• стыковка с внешними информационными системами (существующая система 2 часовых сводок, расчётная модель «Астра», система паспортизации, передача данных в вышестоящие организации и т.п.).
В результате внедрения диспетчерская служба получает возможность контролировать все доступные параметры объектов газотранспортной сети в реальном масштабе времени и принимать оперативные решения на базе точных данных, полученных без влияния человеческого фактора.
Уровни организации информационно-управляющей системы. В качестве источников данных выступают различные системы автоматизации нижнего уровня:
• системы управления газоперекачивающими агрегатами (ГПА): ССС, МСКУ;
• системы управления компрессорным цехом (КЦ): ШКС-04М;
• системы телемеханики: УНК-ТМ, СТН-3000, Магистраль-2;
• система автоматического сбора информации с аналоговых систем ИНФО-КЦ (интегрируется с аналоговыми системами управления А-705, Вега, SpeedTronic и др.).
Первая ступень консолидации данных — автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера линейно-производственного управления (ЛПУ), объединяющего несколько компрессорных станций (КС), каждая из которых включает ряд компрессорных цехов (КЦ). АРМ реализовано на базе SCADA-системы (Supervisory Control and Data Acquisition) InTouch фирмы Wonderware. Для сопряжения с источниками данных и представления полученной информации используются как фирменные компоненты Wonderware, так и модули, и драйверы, разработанные в «Лаборатории автоматизированных систем (АС)® (например, см. [4]). Основные экранные формы АРМ диспетчеров представляют собой технологические схемы различного охвата (ЛПУ в целом, КС/линейная часть, КЦ, ГПА) с соответствующим уровнем детализации и набором выводимых пара-
18 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № 12 \\ декабрь \ 2006
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 12 \\ декабрь \ 2006
метров. Диспетчеры ЛПУ имеют возможность в реальном времени наблюдать за режимом работы и параметрами ГПА, цехов и линейной части своего ЛПУ, а также соседних ЛПУ. Для получения целостной картины, а также для обеспечения расчётов, необходим некоторый минимальный набор данных по каждому объекту, поэтому недостающие данные (которые нельзя получить автоматически) вводятся на АРМ диспетчера раз в 2 часа вручную. В случае обеспечения со стороны системы телемеханики, диспетчер ЛПУ имеет возможность управлять положением кранов линейной части своего ЛПУ. Все существенные изменения в работе ЛПУ (изменение положения кранов линейной части, изменение состояния ГПА и т.д.), как и аварийные события, записываются в централизованный журнал событий. Для обеспечения необходимого уровня надёжности АРМ диспетчера установлен на два идентичных, взаимодействующих между собой компьютера. Это обеспечивает возможность проведения регламентных и ремонтных работ на АРМ без прерывания работы системы в целом. Резервирование работает по двум направлениям: перехват передачи данных на верхний уровень пассивным АРМом при отключении активного АРМа, и буферизация данных локально АРМа при отказе связи с верхним уровнем. Верхний уровень хранения и представления данных получает информацию со всех ЛПУ по региональной сети передачи данных (РСПД), охватывающей всё предприятие. Основной канал передачи информации — выделенные 64 кбит потоки в радиорелейной системе связи предприятия; запасной канал — спутниковый. Данные объединяются и архивируются на отказоустойчивом сервере базы данных реального времени (БДРВ) (кластер из двух серверов HP DL380 G3 + дисковый массив; MS SQL + Industrial SQL (Wonderware)) в центральном диспетчерском пункте (ЦДП). На этом же сервере хранится централизованный журнал событий. Данная технология (Industrial SQL) позволяет накапливать данные по большому числу параметров (до 100 000) с высокой (для стандартного SQL) частотой сбора (до 1 Гц/канал); при этом обеспечивается доступ ко всему архиву данных через стандартный SQL, что даёт широкие возможности для дальнейшей ин-
теграции. Сбор данных осуществляется по протоколу - быстродействующий протокол разработанный Wonderware c меткой времени и на базе TCP/IP, предназначенный для обмена WW ПП. Для расчёта сложных интегральных параметров газотранспортной сети используется внешняя система — расчётная модель «Астра», позволяющая получить как статическую, так и динамическую картину распределения давлений и потоков газа в многониточном газопроводе. Для этого был разработан специализированный модуль взаимодействия и преобразования данных в формат данной системы и обратно. Диспетчеры центральной производственно-диспетчерской службы (ЦПДС), могут просматривать текущие параметры объектов со всех ЛПУ, анализировать архивные данные за период до одного года и более (в зависимости от конфигурации дисковой подсистемы сервера), просматривать паспорта объектов (интеграция с внешней системой паспортизации), просматривать журнал событий. Также диспетчер ЦПДС имеет возможность управлять кранами линейной части на любом ЛПУ. Для повышения наглядности состояния столь крупной системы, в центральной диспетчерской установлена видеостена, отображающая общую технологическую схему газотранспортной системы в верхней части, и дополнительные, выводимые автоматически либо по команде диспетчера, окна в нижней (отдельные укрупнённые схемы, журнал событий, схемы связи и т.п.). Все настройки и управление работой видеостены вынесены на АРМ диспетчера. Сотрудники служб, непосредственно связанных с транспортом газа, также могут обращаться к оперативным и архивным данным системы ИУС с помощью АРМ, реализованного на базе Web-технологии Wonderware SuiteVoyager, и доступного с любого компьютера на предприятии (доступ ограничивается на уровне пользователей). В отличие от АРМ диспетчера, реализованного на базе InTouch, данная технология даёт возможность работы без установки какого-либо дополнительного программного обеспечения (так называемые «тонкие клиенты»: необходима любая версия Windows и Internet Explorer 6.х). С другой стороны, данная технология сильно снижает оперативность действий и обновления данных, а также лишает приложение части функций,
необходимых на АРМ диспетчера. Для повышения оперативности управления всеми эксплуатационными предприятиями в ОАО «Газпром» существует собственная диспетчерская служба, в которой собираются данные со всех предприятий. При появлении оперативных данных, связанном с переходом на новую информационную систему, для передачи данных в Газпром используется новая технология, позволяющая передавать обновления с интервалом в 1 минуту и чаще. Для взаимодействия с коммуникационным ПО Газпром был разработан модуль взаимодействия и преобразования данных, установленный непосредственно на сервере БДРВ.
Для оперативного отслеживания состояния системы был разработан специализированный диагностический АРМ, расположенный в ЦДП, который выполняет следующие функции:
• отслеживание состояния сервера БДРВ;
• отслеживание состояния компонентов взаимодействия с внешними системами;
• отслеживание состояния АРМ ЛПУ и связи с ними.
Все изменения состояний записываются в журнал событий. При создании данной системы ввиду масштабности предприятия и гетерогенной архитектуре потоков данных, были применены нестандартные способы использования возможностей SCADA-системы и разработан целый ряд алгоритмов и модулей межсистемного взаимодействия, что дало фирме богатый опыт в разработке систем такого класса.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В том виде, как описана в данной статье, информационно-управляющая система внедрена «Лабораторией автоматизированных систем (АС)» на ООО «Тю-ментрансгаз» в 2004 г. В настоящее время идет интенсивное развитие системы как функционально, так и структурно -увеличивается ее территориальный охват. При реализации этого проекта получили дальнейшее развитие решения по комплексной автоматизации крупных промышленных объектов, полученные «Лабораторией автоматизированных систем (АС)» ранее [1-4].
Тел.: (495) 730-36-32 (многоканальный) e-mail: [email protected] www.actech.ru
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ АВТОМАТИЗАЦИЯ \\ 19
