CC BY
38В.Д. Грахов
ОСОБЕННОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА НЕФТЕГАЗОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
Вопросам автоматизации промышленных предприятий в настоящее время уделяется значительное внимание, это отражает актуальность темы статьи. Автор рассмотрел специфику внедрения автоматизации операционных процессов на предприятиях нефтегазовой промышленности, представил причины, а также преимущества автоматизации операционных процессов в развитии производственной системы предприятия.
В большинстве предприятиях нефтегазового комплекса автоматизация развивается стихийно, проекты финансируется из разных источников, разработки ведутся несвязанными между собой командами разработчиков. И это приводит к отсутствию совместимости операционных систем, коммуникаций, прикладных задач, форматов хранения и управления данными.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, технологический процесс, информационная технология, повышение эффективности, контроллер.
В настоящее время, в технологических процессах существует большое количество разнородных и малосвязанных между собой автоматизированных систем, выполняющих свои локальные задачи. Это вызвано, прежде всего, значительной удаленностью технологических объектов друг от друга. В итоге этого, единый технологический процесс управляется несколькими не связанными между собой системами. Воздействуя на какую-то часть технологического процесса, мы оказываем влияние на весь процесс в целом.
При установке новой системы часто возникает необходимость принять или отправить данные в давно работающую систему. При модернизации существующих систем зачастую бывает невозможно (или технически нецелесообразно) заменять всё устаревшее оборудование. Возникают также задачи стыковки с новейшим оборудованием при автоматизации новых, строящихся объектов. Собранную комплексом информацию часто требуется передать в действующую АСУ предприятия.
Основная часть
Для эффективного решения этих проблем применяется концепция «промышленного интеллекта». Основой для разработки инструментальных средств, позволяющих строить системы с «промышленным интеллектом», служит новая, которая дает возможность быстро и эффективно создавать программные продукты и добиваться скоординированного функционирования всех приложений, производственных систем и подсистем автоматизации на всех уровнях. Концепция «промышленного интеллекта» включает в себе следующие:
Главная задача PLC (Programmable Logic Controller) обеспечение эффективное управление технологическим процессом. В промышленной автоматизации устройства программируемого логического контроля программируются с помощью специальной техники. Некое количество входных логических состояний комбинируется с использованием алгебры Буля для формирования логического выходного состояния. Если в первом поколении систем PLC для этой цели использовалась релейная техника, то в современных аппаратных устройствах, конечно же, используется микропроцессорная технология. Несмотря на эту эволюцию, программирование PLC по-прежнему ведется с помощью ассемблер подобного синтаксиса, состоящего, в основном, из логических и целочисленных операций. Операции с плавающей запятой ввести чрезвычайно сложно [1].
С другой стороны, эргономика и условия техники безопасности сегодняшнего дня требуют применения графических интерфейсов и сетевых структур. Современные технологии не могут удовлетвориться классическими PLC. По традиции стоимость установки систем на базе PLC рассчитывается как множество точечных установок PLC. Следовательно, введение новой концепции PLC возможно только при том условии, если стоимость на точку не выходит из приемлемого для традиционных PLC диапазона. Спектр продукции, предлагаемой сегодня, чрезвычайно широк. Все они построены по магистрально модульному
© Грахов В.Д., 2021.
Научный руководитель: Бакановская Людмила Николаевна - кандидат технических наук, доцент, Тюменский индустриальный университет, Россия.
принципу, монтируются на панель, работают от напряжения +24 В, поддерживают протоколы обмена Fieldbus, имеют широкий набор модулей:
•модули дискретных входов/выходов; •коммуникационные модули; •модули аналогового ввода/вывода; •модули терморегуляторов; •модули позиционирования; •модули ПИД-регулятора. •модули контроля движения и т.д.
Что бы определить полную картину технологического процесса, необходимо вручную собрать и обработать данные с десятков различных автоматизированных систем [2]. О реальном масштабе времени и речи быть не может. Это приводит к ошибкам в управлении, повышению аварийности и увеличению затрат. Выход из этого положения целенаправленное и тщательно спланированное построение единого информационного пространства предприятия. Инструмент для решения этой задачи - база данных реального времени. Такая, например, как Industrial SQL. Этот продукт становиться все более популярным и имеет развитые возможности для построения клиентских приложений для обработки, анализа и отображения производственной информации необходимой диспетчерам, технологам, геологам, механикам. Экономический эффект от интеграции разнородных автоматизированных систем - снижение потерь вследствие принятия более верных и своевременных решений. Своевременное получение информации об авариях в любом месте снижает потери.
Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мере эволюции технических средств и программного обеспечения [3].
Сегодня практически любое промышленное предприятие эксплуатирует системы АСУТП и использует программное обеспечение класса HMI/SCADA. На рынке представлен целый ряд достойных продуктов, и конечному пользователю, да и разработчикам систем есть из чего выбирать. При этом требования, предъявляемые заказчиками к вновь внедряемым системам управления постоянно растут в ногу с развитием ИТ, т.е. быстро. Недостаточно просто вывести на локальный АРМ оператора данные о ходе технологического процесса требуется обеспечить или предусмотреть на перспективу использование единого ресурса производственной информации и взаимодействия между технологическим и бизнес-уровнем управления через Ethernet/Internet. Ситуация, когда на предприятии используется большое количество компьютеров, физически объединенных локальной сетью, но зачастую неспособных согласовано решать задачи управления, только способствует желанию заказчика искать новые подходы в области автоматизации. Концепция единого информационного поля подразумевает наличие сквозного вертикального потока данных между системами управления отдельными процессами на уровне оператора до системы обеспечения принятия управленческих решений.
Конечно, решение такого широкого круга задач, особенно на больших предприятиях, не может быть обеспечено только за счет использования ПО класса HMI/SCADA в их традиционном понимании. Но базой любой информационной системы промышленных предприятий были и останутся программные продукты, предназначенные для сбора и первичной обработки технологических
Используя спецификацию ОРС, производитель аппаратных средств имеет возможность разработать программу-сервер, обеспечивающую доступ к данным программам-клиентам различных производителей программного обеспечения. В свою очередь, производители программного обеспечения имеют возможность получать данные для обработки от нескольких различных систем по стандартному интерфейсу. Заключение
Одной из причин отставания в области информационных технологий от развитых стран является недостаток знаний в этой области у производственного персонала и руководителей предприятий. Часто на информационные технологии смотрят как на что-то модное, необязательное в условиях дефицита инвестиций и создающее отлаженному, как им кажется, производству лишние проблемы. Особенно это характерно для служб механиков и технологов. Вместо того, чтобы быть инициаторами внедрения новых информационных технологий, которые могут значительно облегчить их деятельность, они в лучшем случае проявляют пассивность. В результате их проблемы остаются в стороне и не учитываются при выборе приоритетов автоматизации, постановке наиболее актуальных и экономически эффективных задач.
Для исправления ситуации очень важно организовать обучение этих категорий специалистов новым современным методам работы на основе информационных технологий. В этом плане могут помочь современные методы дистанционного обучения, которые позволяют получать дополнительное образование без
отрыва от производства. Уровень информационных технологий производства, разработанных лидерами в промышленной автоматизации, сейчас очень высок, но заложенный в программных продуктах потенциал используется еще с низкой эффективностью.
Повышая уровень автоматизации производства, не нужно забывать и о повышении уровня знаний специалистов и руководителей всех рангов нефтегазовой компании в области информационных технологий.
На этапе выбора информационных технологий и конкретных средств автоматизации в нефтегазовой промышленности важно руководствоваться не только размером необходимых капитальных затрат, но и учитывать стоимость владения этими информационными технологиями.
Используя спецификацию ОРС, производитель аппаратных средств имеет возможность разработать программу-сервер, обеспечивающую доступ к данным программам-клиентам различных производителей программного обеспечения
Повышение уровня грамотности в области информационных технологий для работников всех служб предприятия - обязательное условие для понимания возможностей современных систем автоматизации для повышения эффективности производства.
Бибилиографический список
1.Ремизевич Т.В. Современные программируемые логические контроллеры. Приводная техника / Т.В. Ремизе-вич - Москва: РГБ, 2007. - 228 с. — Текст: непосредственный.
2.Борездонков, Н.И. Плюсы и минусы комплексного подхода к автоматизации производства / Н.И. Борездон-ков - Текст : непосредственный // Автоматика в промышленности - 2005. - № 3.
3.Кузнецов А. Genesis for Windows - графическая SCADA-система для разработки АСУ ТП. / А. Кузнецов — Текст: электронный — URL: https://wwwxta.ru/cmsf7326716.pdf (дата обращения: 17.04.2021).
ГРАХОВ ВЛАДИСЛАВ ДЕНИСОВИЧ - магистрант, Тюменский индустриальный университет, Россия.
