CC BY
37
УДК 621.644.011.56:331.45
Е.Р. Мошев, О.И. Мухин, Н.М. Рябчиков, Г.С. Мырзин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
В.Г. Власов
ООО «УралПромБезопасность»
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
Приведем ¡pamKüe ünucaHue KüH-цепции, интерфейса и функции aemüMamu3upüeaHHüu системы для HenpepbieHüU UHâüpMaîUüH-Hüú nüддepжкu mexнüлüгuчecкux mpyôünpœüdüe, mpyôünpüeüdüe napa и гüpячeй eüdbi.
В периодической печати [1-4] все чаще поднимается проблема использования программных продуктов, обеспечивающих непрерывную информационную поддержку сложных производственных объектов на протяжении всего их жизненного цикла (ЖЦ).
Концепция непрерывной информационной поддержки ЖЦ продукции или CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support) основана на использовании единого информационного пространства (интегрированной информационной среды). Данная концепция призвана обеспечивать единообразные способы информационного взаимодействия всех участников ЖЦ и реализована посредством нормативных документов, регламентирующих правила указанного взаимодействия преимущественно посредством электронного обмена данными [5]. В соответствии с концепцией в информационном пространстве создаются модели объектов, увязанные в единую структуру для создания комплексного представления об управляемой системе, необходимого для решения сложных технических задач. Использование такой концепции подразумевает, что созданные однажды модели многократно уточняются, достраиваются в рамках метамодели объекта, используются для решения задач «вопрос-ответ» на протяжении ЖЦ всеми его участниками. При этом форма и со-
держание электронной информации представлены так, чтобы любой участник процесса мог решать требуемые задачи с высокой достоверностью и минимальными затратами времени. Организация информации в виде единого структурированного комплекса обеспечивает наглядность и визуализацию больших массивов данных. При этом, чем дольше эксплуатируется информационный продукт, созданный в соответствии с CALS, тем больше накапливается информации об объекте и тем рентабельней становится его использование.
Применительно к трубопроводам непрерывная информационная поддержка может быть реализована в соответствии со схемой на рис. 1, где обмен информацией между этапами осуществляется автоматически. Таким образом, созданные на этапе проектирования документы (представленные в виде информационных моделей) с минимальными потерями времени и точности могут передаваться на последующие этапы, где будет осуществляться их корректировка и пополнение на протяжении всего ЖЦ.
Единое информационное пространство
1. Проектирование создание чертежей и изометрических схем
I
Проектная
организация
чертежи, схемы I
1
t,т пни 2. Монтаж Г Л Монтажная
корректировка изометрических схем, организация v У
создание исполнительной документации
чертежи, схемы,
. ^ОП_шшительная_ документадия.
3. Эксплуатация корректировка схем, создание и ведение паспорта, ведение текущих документов
Владелец
трубопровода
чертежи, схемы, исполнительная документацияпаспорт, документы
4. Утилизация списание трубопровода в архив
Владелец
трубопровода
Рис. 1. Принципиальная схема информационной поддержки
трубопроводов
Разумеется, что процесс создания автоматизированных систем (АС), реализующих информационно-компьютерную поддержку ЖЦ изделий является достаточно затратной процедурой, как по стоимости, так и по времени. Дополнительно при разработке таких интегрированных приложений необходимо учитывать организационно-производственную структуру и состояние сетей информационных коммуникаций конкретного предприятия, которые формируют свои определенные требования к архитектуре реализации АС. Однако, несмотря на перечисленные сложности, нельзя не согласиться с авторами [2], которые отмечают: «Тем не менее, создание информационных систем - единого информационного пространства, включающего (в идеале) все стадии жизненного цикла продукции (услуг) от разработки до утилизации (включая обратную связь производителя с потребителем) - давно назревшая проблема».
Как правило, системы информационной поддержки ЖЦ содержат очень большое количество нормативной и текущей информации, которую целесообразно использовать не только для нужд проектирования и эксплуатации (в частности трубопроводов), но и для решения смежных задач, например экспертизы промышленной безопасности. Реализация комплексного подхода к формированию интегрированной информационной системы не только вооружит предприятия важной для эксплуатации трубопроводов информацией, одновременно она упростит, ускорит и повысит качество выполнения работ, связанных с инспекцией трубопроводов органами Ростехнадзора и проведением технического диагностирования экспертными организациями.
С учетом сказанного коллективом разработчиков (при участии авторов) была разработана и внедрена на нескольких предприятиях химико-технологического профиля АС для информационной поддержки и экспертизы промышленной безопасности технологических трубопроводов (ТТ). При создании системы разработчики постарались по мере своих сил и возможностей учесть требования CALS.
Назначение системы - автоматизация текущей работы подразделений, ответственных за безопасную эксплуатацию трубопроводов.
Область применения системы:
♦ информационная поддержка ТТ, трубопроводов пара и горячей воды;
♦ экспертиза промышленной безопасности ТТ до условного давления 10 МПа.
Потенциальные пользователи системы:
♦ лица, ответственные за безопасную эксплуатацию трубопроводов;
♦ специалисты: технического надзора и службы главного механика предприятия; проектно-конструкторского отдела; монтажных и ремонтных организаций; Ростехнадзора и экспертных организаций.
Заложенные в систему принципы:
Экспертная направленность. Осуществление автоматической проверки в режиме диалога выбранных пользователем группы, категории, атрибутов элементов и других параметров трубопровода на соответствие требованиям нормативно-технической документации.
Интегрированность. Осуществление связи между подсистемами, а также возможности связи с другими программными продуктами и инструментами посредством интеграции с БД.
Сетевая поддержка. Реализация сетевой поддержки позволяет выполнять работу одновременно нескольким пользователям с разных рабочих мест.
Возможность дальнейшего развития. АС в дальнейшем может быть развита путем включения новых подсистем или внешних систем и организации связей между ними и БД.
Возможность обновления и корректировки нормативно-справочных данных. Выполнение обновлений, дополнений и корректировки нормативно-справочных данных позволяет поддерживать постоянную часть БД в актуальном состоянии.
Описание подсистем и архитектуры сетевых решений. АС построена по архитектуре «клиент-сервер», включает в себя БД, семь логических подсистем и является открытой для обмена данными с внешними программными системами (рис. 2).
В качестве сервера БД используется СУБД Oracle, при необходимости может быть выполнен переход на другую СУБД.
Сетевая поддержка организована через централизованную БД на сервере предприятия, что повышает доступность и актуальность предоставляемой информации; исключает противоречивость, искажение и дублирование данных при одновременном обеспечении доступа к АС широкого круга специалистов (рис. 3).
База данных. Назначение: ввод, хранение, защита и обработка данных; осуществление внутренней связи между подсистемами; организация связи с внешними программами. Условно состоит из постоянной и переменной частей.
Рис. 2. Архитектура АС
Рис. 3. Реализация сетевой поддержки
Постоянная часть содержит в формализованном виде данные из стандартов, нормативов и руководящих документов, включая сведения о комплектующих изделиях и материалах. Изменение этой части происходит только при добавлении новых нормативных данных или корректировке существующих и в текущей версии системы производится силами разработчика.
Переменная часть содержит данные, характерные для конкретного предприятия, и может изменяться пользователем в ходе работы с системой.
Электронный паспорт. Назначение: ввод в режиме диалога, модификация и обработка фактической информации по трубопроводам, включая паспортно-технические данные.
Внесенная средствами подсистемы информация хранится в переменной части БД, используется при работе всех подсистем и формировании отчетов.
С целью повышения оперативности работы и минимизации количества ошибок ввод нормативной информации производится путем ее выбора из постоянной части БД.
Отчетыы. Назначение: формирование типовых отчетов и бланков в виде текстовых документов на основе информации, содержащейся в БД. Внешний вид отчетов выполнен с учетом требований предприятий и действующей нормативно-технической документации. Генерация отчетов предусмотрена на уровнях «Трубопровод» и «Установка».
Изометрия. Назначение: создание и редактирование изометрических схем трубопроводов; формирование спецификаций. Создание схем производится посредством встроенного графического редактора, внешний вид схем соответствует требованиям действующих нормативных документов. Подсистема поддерживает трехмерную модель трубопровода, что позволяет генерировать его объемное изображение на основе уже построенной изометрической схемы.
Данные, внесенные в рамках подсистемы, используются при генерации большинства отчетов, а также файлов открытого формата, которые передаются в программу «Старт» (программа расчета на прочность и жесткость трубопроводов - разработчик НТП «Трубопровод») и систему материально-технического снабжения «И/3» (разработчик 8ЛР Лв).
Экспертиза. Назначение: проверка по параметрам рабочей среды (давление, температура, определяющий компонент) правильности выбора пользователем:
♦ группы и категории трубопровода;
♦ атрибутов элементов трубопровода;
♦ типов и исполнений фланцев;
♦ прокладочных материалов;
♦ теплоизоляции;
♦ давления испытаний и некоторых других параметров.
Предусмотрено два режима экспертизы: оперативный и контрольный. Оперативный режим действует на этапе заполнения или изменения пользователем электронного паспорта. При внесении новых данных система одновременно предлагает варианты, рекомендуемые нормативно-технической документацией. Таким образом, сразу выявляется несоответствие внесенной пользователем информации требованиям нормативных документов. При вводе данных по транспортирующим рабочую среду элементам автоматически выполняется расчет их отбраковочной толщины стенки. При внесении информации пользователь может выбрать и не рекомендуемые подсистемой параметры, однако в этом случае результаты контрольного режима экспертизы будут отрицательными.
Контрольный режим действует после заполнения электронного паспорта и создания изометрической схемы. Назначением контрольного режима является формирование отчета о соответствии параметров трубопровода и его элементов требованиям нормативно-технической документации.
Сварка. Назначение: выбор в режиме диалога параметров сварки, необходимых для формирования технологической карты ремонта трубопровода: тип и марка электродов, способ подготовки кромок, режим сварки и термообработки сварных швов. Выбор параметров осуществляется в зависимости от материала, диаметра и толщины стенки элементов трубопровода по алгоритмам, разработанным на основе действующих нормативных документов.
Ресурс. Назначение: определение гамма-процентного остаточного ресурса и скорости коррозионно-эрозионного износа трубопровода. Расчет выполняется по результатам замеров (как однократным, так и многократным) толщины стенки элементов трубопровода. Результаты замеров находятся в БД и вводятся пользователем в подсистеме «Электронный паспорт». В основу расчета положены методики [6, 7].
Изоляция. Назначение: выбор материала теплоизоляции трубопровода, расчет его толщины и объема; выбор материала покрытия теплоизоляции трубопровода и расчет его площади. По результатам расчета генерируется отчет.
Наиболее значимые функции системы:
♦ формирование паспортно-технической документации;
♦ построение изометрических схем трубопроводов и формирование спецификаций;
♦ подбор и расчет тепловой изоляции;
♦ расчет остаточного ресурса по результатам замеров толщины стенки в реперных точках и вероятностно-статистическим методом;
♦ формирование технологической карты ремонта (выбор электродов и режима сварки);
♦ выполнение экспертизы материального исполнения элементов трубопровода;
♦ формирование различных отчетов и бланков по трубопроводам (более 40 типов);
♦ передача данных в другие программные системы (SAP R/3, PCMS, «Старт»).
В основном диалоговом окне системы (рис. 4) приведен перечень производственных объектов, расположенных в соответствии с иерархической структурой предприятия. На уровнях «Предприятие», «Производство» и «Установка» в диалоговом окне «Статистика по трубопроводам» автоматически отображаются сводные данные по количеству технологических трубопроводов, а также трубопроводов пара и горячей воды с указанием их типа, категории, группы и принадлежности к межцеховым коммуникациям. Кроме того, для каждого из уровней имеются набор специфичных функций и комплект создаваемых системой документов.
На уровнях «Предприятие» и «Производство» предусмотрены функции: просмотр и редактирование атрибутов предприятия и производств; добавление и удаление производств. В перечень создаваемых на этих уровнях документов входят отчеты: «Комплектация трубопроводов»; «Отбраковочная толщина и скорость коррозии трубопроводов»; «Перечень технологических трубопроводов»; «План-график диагностирования трубопроводов» «План-график ремонта трубопроводов по техническому состоянию»; «План-график ревизий и испытаний трубопроводной арматуры», «План-график ревизий и испытаний трубопроводов».
Перечисленные отчеты формируются в автоматическом режиме, при этом пользователь может самостоятельно сделать выборку параметров по трубопроводу, назначить сортировку по выбранным параметрам и установить ограничения на вывод данных с помощью операторов сравнения и логических операторов. Отчеты создаются в формате Microsoft Word и могут быть сохранены в БД с привязкой к конкретному
901
1 pj Установка -S12 ^jnjxj
Файл Установка Отчеты Помощь
В ООО «ЛУКОИЛ-Пермнефтеоргсинтез»
614055, г. Пермь, ул. Промышленная, 84
Ё КГПН Комплекс глубокой переработки нефти
0 ГДА и PK 510GDA Стариков В. О.
0 Пр-во водорода 521 СедининД.А.
В 510 510GK Фролов В.В.
В 512 512 Белов С.В.
0040
134 03.10.2000
136 12.09.2000
445 21.11.2001
542 01.01.2004
±J______
Ready
№ à.
Название
Категория Г руппа
Среда
Давление, кгс/см2 Температура, С
Ароматические экстракты(л.230/1) от ст.№17 до резервуара Р-4 I
А(а)
Ароматические экстракты 28
75
Труба
Труба
Труба
Отвод
Отвод
Отвод
Отвод
Отвод
Врезка
Врезка
Врезка
10
12
13
14
15
1-МЦК
2-МЦК
Размеры
57x3,5
108x5
159x6
76°-159x6
90*- 108x6
90°-159х6
90° 159x6
90°’159x6
57x3,5-159x6
108x5-159x6
159x6-159x6
Сталь Отбраковочная толщина, г
20
20
20
20
20
20
20
20
20, 20
20, 20
20, 20
Количество
1.5
0.3 м.
Статистика по трубопроводам
*1
2.5
2.5
1.5-2.5
2-2.5
2.5-2.5
Ароматические экстракты(л, 230/3) от насосое
Темная некондиция (л,48/2) с выкида насосов
Темная некондиция и вакуумные газойли (л.ЗС
Газойли коксования (л.130/1. 1^ 130/1.2,130/3,
Г азойли коксования (л. 130/3)от насосов Н-2А,
Дизельное топливо прямогонное (л.175/5,175;
Параметры выбора На установках (шт.) МЦК (шт.) Всего (шт.)
Е Общее количество трубопроводов 15 10 25
Е 3 Технологические 13 10 23
i ТВД 0 0 0
I Категория 4 2 6
II Категория 3 2 5
III Категория 5 5 10
IV Категория 1 0 1
V Категория 0 1 1
Е 3 - Паропроводы 2 0 2
I Категория 0 0 0
II Категория 0 0 0
III Категория 1 0 1
IV Категория 1 0 1
Вакуумный газойль (л.30/4,30/4.2) от насосов
Г азойли коксования (л. 130/2) от резервуара Р
OK
Дизельное топливо (л. 175/7) от резервуара Р-5 до насоса Н-4
Дренажная система резервуарного парка (тит.512) до ст.№14
Легкий газойль каткрекингов КК-1,2 (л. 130/1.3) от ст.№17 в л. 12
Паровой конденсат от резервуаров Р-1,2,3,4,5, емкости Е-1 в ко/
Пар-15 от ст.N917 до резервуаров Р-1,2,3,4,5, гидрозатвора Г-1,
Коллектор парового конденсата резервуарного парка от Г-1 до с
Темная некондиция (л.48/1) от гидрокрекинга(тит,510) до тит.51
Темная некондиция (л.48/2) от тит.512 (ст.№17) до Va ряда
III
III
III
III
Б<6)
Б(б)
Б(б)
5(6)
Б(б)
Дизельное топливо
Дизтопливо, газойли коксо
АГ азойль каткрекингов
Паровой конденсат
Пар водяной
Паровой конденсат
Темная некондиция
Темная некондиция
5,5
10
10
15
31
34
50
90
80
170
300
170
90
90
NUM
Л
Рис. 4. Основное диалоговое окно системы
объекту. Таким же образом можно сохранять и файлы, не созданные средствами системы.
На уровне «Установка» в виде таблицы, аналогичной по форме отчету «Перечень технологических трубопроводов» [8], отображаются все трубопроводы выбранной установки. Для ускорения поиска требуемого трубопровода реализована функция сортировки по каждому из столбцов таблицы. Также предусмотрены следующие функции:
♦ просмотр и редактирование атрибутов установки;
♦ поиск трубопровода по названию, выделение трубопроводов и снятие выделения;
♦ просмотр и редактирование прикрепленных файлов (текстовых и графических документов, отчетов) по установке;
♦ добавление трубопровода в текущую установку;
♦ удаление установки;
♦ сортировка трубопроводов в соответствии с требованиями отчета «Перечень технологических трубопроводов»;
♦ перенос установки со всеми атрибутами в другое производство;
♦ экспорт информации по трубопроводам в программные системы 8ЛР Я/3 и «Старт».
В комплект создаваемых на этом уровне документов входят отчеты: «Комплектация трубопроводов», «Отбраковочная толщина и скорость коррозии трубопроводов»; «Перечень технологических трубопроводов»; «План-график ремонта трубопроводов по техническому состоянию»; «План-график ревизий и испытаний трубопроводной арматуры»; «План-график ревизий и испытаний трубопроводов», а также бланк «Акт ревизии и отбраковки». Все отчеты, за исключением акта ревизии и отбраковки, формируются в автоматическом режиме. Режим формирования акта ревизии и отбраковки - полуавтоматический, так как требует диалога с пользователем.
На уровне «Трубопровод» представлена информация по конкретному трубопроводу. Здесь предусмотрены следующие функции:
♦ загрузка графического редактора в целях создания новой или редактирования существующей изометрической схемы;
♦ внесение и корректировка паспортно-технической информации по трубопроводу;
♦ просмотр и редактирование записей о ремонте, ревизии, испытаниях;
♦ просмотр, редактирование, добавление файлов, относящихся к трубопроводу;
♦ внесение результатов замеров толщины стенки;
♦ определение остаточного ресурса по результатам замеров толщины стенки в реперных точках и вероятностно-статистическим методом;
♦ удаление трубопровода;
♦ экспорт спецификации и параметров по трубопроводу в программные системы 8 АР Я/3 и «Старт»;
♦ настройка вида таблицы с параметрами трубопроводов, отображаемой в основном диалоговом окне; настройка осуществляется посредством добавления новых или удаления существующих столбцов в таблице, а также изменения порядка следования столбцов.
Внесение и корректировка паспортно-технической информации по трубопроводу (базовая функция) осуществляются посредством диалогового окна, представленного на рис. 5. Окно содержит четыре закладки: «Основные параметры»; «Информация о проекте»; «Атрибуты схемы»; «Перечень элементов». Первые три закладки используются для ввода
Паспортмо-техническая информация по трубопроводу
Основные параметры | Информация о проекте | Атрибуты с
Перечень элементов
Элемент Типоразмер Стандарт I Материал Отбр. толщина Количество
Труба 57x3,5 ГОСТ 8734-75 20 1.5 0.3 м.
Труба 108x5 ГОСТ 8732-78 20 2 | 3.8 м.
Труба 159x6 ГОСТ 8732-78 20 2.5 107.8 м.
*J
Отвод
Отвод
Врезка
Врезка
Врезка Переход Фланей
Фланец
Фланец
Фланец
Опора
Бобышка
Шпилька
Шпилька
Шпилька
Шпилька
Гайка
Гайка Г айка Гайка
Диафрагма
Л
Основные параметры Информация о проекте | Атрибуты схемы | Перечень элементов | Параметры сварных соединений
|Ручная дуговая сварка Данные о сварке
р ФИО сварщика
Марка электрода Тип электрода Стандарт на эпект|
Род сварки
Коэффициент прочности сварного шва
|НазыроеР.П.
Паспортно-техническая информация по трубопроводу
*]
Задвижка
Задвижка
Клапан отсекающий
nvuiKa повооотнс
Параметры ислыт* Пробное давление на прочность [кгс/<
Вид испытаний Информация о про Разработчик проек Название проекта Номер рабочего че Проект на опоры и Информация о мо* Монтажная орган Температура мон № разрешения ні Дата выдачи разі
Перечень документ
| Исполнительные с
Основные параметры | Информация о проекте | Атрибуты схемы 1 Перечень элементов | Общая информация Название трубопровода
Ароматические экстракты!л.230/1] от ct.N*1 7 до резервуара Р4
Назначение трубопровода
Т ранспортировка ароматических экстрактов от ст. №17 до Р-4
Короткое название R3 |Аромат экстр, л.230/1 от сг.№17до Инвентарный
Регистрационный N1 ГТТН | № по перечню [Ї
Рабочая среда Название Рабочее давление |кгс/см2] Избыточное
Вакуум
Рабочая температура [°С]
Т емпература кипения ГС]
Т емпература вспышки паров [*С] Удельная плотность [кг/1 м3) Удельный расход [мЗ/час] Определяющий компонент Тип среды
Т ребование стойкости к МКК
юмагические экстракты
№
Дата ввода в эксплуатацию J 01 09.2004 МЦК Г
Параметры Тип трубопровода
И
легкие нефтепродукты
г
3
"3
Группа и подгруппа трубопровода
Категория трубопровода Условный диаметр (основной) Материал (основной)
Расчетное давление [кгс/см2] Скорость коррозии [мм/гся] Проектный ресурс (год) Остаточный ресурс [год] Межремонтный пробег [год] Расчетное число пусков Сведения о стилоскопировании Периодичность ревизии [год]
Т ехнологический
і--------3 F
“3 И
Id
150
"3
ЛІ
Сохранить Отменить
Рис. 5. Диалоговое окно для внесения общих данных по трубопроводу
данных, последняя закладка служит для отображения параметров элементов, имеющихся на изометрической схеме. Данные вводятся (редактируются) с клавиатуры или выбираются из списков, предлагаемых БД. Значения таких параметров, как тип, группа, категория, пробное давление и периодичность ревизии трубопровода, определяются автоматически. Автоматическое определение параметров не запрещает пользователю их корректировать. Текущие записи, формируемые на протяжении всего периода эксплуатации трубопровода с регламентированной периодичностью, вносятся в БД посредством эксплуатационного журнала, содержащего несколько диалоговых окон. В эксплуатационном журнале имеется возможность выборочного просмотра и сортировки сделанных ранее записей. Вся внесенная по трубопроводу информация автоматически вставляется в паспорт и другие отчеты при их генерации.
В комплект создаваемых на уровне «Трубопровод» документов входят:
♦ отчеты: «Комплектация трубопровода»; «Отбраковочная толщина и скорость коррозии трубопроводов»; «Паспорт трубопровода»; «Расчет остаточного ресурса»; «Расчет тепловой изоляции»; «Спецификация»; «Технологическая карта ремонта»; «Экспертиза материального исполнения трубопровода»;
♦ бланки: «Акт ревизии и отбраковки трубопровода»; «Заключение о проверке качества сварных стыков»; «Заключение по радиографическому контролю»; «Заключение по ультразвуковой дефектоскопии»; «Заключение по цветной дефектоскопии»; «Протокол замера твердости деталей»; «Протокол замера твердости сварных соединений после термообработки»; «Протокол металлографических исследований»; «Протокол механических испытаний контрольного сварного соединения»; «Протокол механических испытаний металла»; «Протокол по спектральному анализу металла»; «Удостоверение о качестве ремонта трубопровода».
Отчеты «Комплектация трубопровода», «Отбраковочная толщина и скорость коррозии трубопровода», «Экспертиза материального исполнения трубопровода» формируются в автоматическом режиме. Остальные отчеты продублированы в графическом редакторе и будут рассмотрены ниже. Формирование бланков, за исключением акта ревизии и отбраковки трубопровода, происходит также автоматически.
Для построения и редактирования изометрических схем создан специализированный графический редактор (рис. 6).
^|Ш<1
Файп Вид Ре.чпм редактировать Добавить элемент Тернозашита Трубопровод Сервис
Рис. 6. Основное окно графического редактора
Загрузка редактора происходит путем вызова пункта «Изометрическая схема» раздела меню «Трубопровод» (см. описание уровня «Трубопровод»). Одновременно с запуском редактора загружаются и автоматически вписываются в штамп будущей схемы все необходимые параметры трубопровода (если они были внесены до загрузки редактора).
Редактор содержит более 25 типов (не считая модификаций) условных обозначений элементов трубопровода и теплоизоляции. Построение схем может производиться как во фронтальной изометрической, так и в изометрической проекциях. В процессе построения выбранные элементы добавляются в центр экрана, поворачиваются пользователем относительно осей координат на заданный угол и перемещаются в место соединения с трубопроводом. При сближении элемента с местом соединения происходит его автоматическая привязка, при этом направление элемента в месте соединения всегда может быть изменено. В результате построения схемы создается параметрическая модель, описывающая трубопровод в виде единой пространственной кон-
^ Редактор изометрическим схем Ароматические зкстракты(л.23и/1) От стЛ917 до резервуара Р-1
струкции, поэтому поворот или перемещение любого элемента автоматически изменяют положение всех соединяемых с ним участков. Для каждого элемента и сварного стыка имеется меню с окном свойств, в которое вводятся все необходимые параметры (материал, тип, размеры, стандарт, марка электродов, ФИО сварщика и т.п.). Для удобства пользователя ввод большинства параметров осуществляется путем выбора из списков, сформированных по нормативной БД, при этом рекомендуемые нормативной документацией параметры подсвечиваются зеленым цветом, не рекомендуемые - красным. Подсветка параметров позволяет пользователю производить оперативную проверку правильности вводимых данных.
С целью упрощения построения схем графический редактор снабжен большим набором сервисных функций, включая:
♦ копирование и вставку через буфер обмена выделенных фрагментов схемы и свойств элементов;
♦ отмену выполненных операций;
♦ автоматическое отображение пересечений труб;
♦ автоматическую расстановку номеров позиций элементов и сварных соединений;
♦ автоматическое построение штриховки для труб, направление которых не совпадает с направлением осей координат;
♦ определение линейного размера между двумя произвольно указанными пользователем узловыми точками;
♦ отображение трубопровода в режиме 3Б.
По желанию пользователя рассчитываются отбраковочная толщина стенки элементов, с учетом внутреннего давления, и масса труб. Для оптимальной компоновки протяженных трубопроводов имеется возможность вставки условных разрывов, изменения длины проекции труб, изменения форматов (А1-А4) и количества листов схемы. Для облегчения зрительного восприятия информации в редакторе предусмотрено пять графических режимов (слоев): схема; схема и позиции элементов; схема и позиции сварных стыков; схема и размеры; схема и реперные точки. Пользователь может использовать любые комбинации перечисленных режимов.
После построения изометрической схемы из интерфейса редактора (раздел меню «Трубопровод») можно сформировать отчеты: «Спецификация», «Паспорт трубопровода», «Расчет тепловой изоляции», «Расчет остаточного ресурса» и «Технологическая карта ремонта». Три первых отчета формируются в автоматическом режиме, остальные -
в полуавтоматическом. Отчет «Спецификация» содержит стандартные параметры, отбраковочную толщину стенки и массу элементов, представленных на изометрической схеме. Внешний вид отчета «Паспорт трубопровода» полностью соответствует требованиям действующих нормативных документов. Отчет «Расчет тепловой изоляции» содержит расчетные данные по толщине, объему и площади покрытия теплоизоляции для каждого из элементов и всего трубопровода. Расчет тепловой изоляции проводится исходя из условия соблюдения требований по максимально допустимой температуре поверхности покрытия.
Перед созданием отчета «Расчет остаточного ресурса» необходимо посредством диалогового окна, вызываемого через пункт «Замеры» раздела меню «Трубопровод», внести результаты измерения толщины стенки. Окно «Замеры» содержит два раздела: «Сессия замеров» и «Замеры». В первый раздел вносятся параметры, связанные с датой проведения замеров, во второй - значения замеров. При этом все поля второго раздела за исключением номера позиции, номера реперной точки и толщины стенки после ввода номера позиции заполняются автоматически и носят справочный характер. Внесенная информация записывается в БД и используется при генерации паспорта и расчете остаточного ресурса.
Отчет «Расчет остаточного ресурса» формируется из одноименного диалогового окна, которое содержит четыре закладки (рис. 7): «Замеры»; «Ресурс по реперным точкам»; «Гамма-процентный ресурс» и «График гамма-процентного ресурса».
Для удобства работы в каждом из разделов закладки «Замеры» предусмотрен механизм отключения дат и замеров. Это позволяет пользователю перед выполнением расчета сформировать любую выборку исходных данных. Результаты расчета общего остаточного ресурса и отдельных элементов трубопровода выводятся в табличном и графическом виде и автоматически вписываются в формируемый системой отчет вместе с исходными данными.
Загружаемое при создании отчета «Технологическая карта ремонта» диалоговое окно содержит пять закладок:
1. «Данные трубопровода» - служит для вывода краткой справки по выбранному трубопроводу, содержит поля для внесения температуры окружающего воздуха и существа ремонтных работ, а также кнопку «Схема» - для вставки фрагмента изометрической схемы с участком трубопровода, подлежащим ремонту.
Рис. 7. Диалоговые окна для внесения замеров и расчета остаточного ресурса
2. «Элементы» - для выбора свариваемых элементов. При выборе достаточно указать только номера позиций элементов на изометрической схеме, остальные параметры выводятся автоматически путем их считывания с БД.
3. «Форма подготовки кромок» - для интерактивного выбора из списков типа сварного соединения и типа сварного шва, а также вывода (для справки) их графических изображений и конструктивных размеров.
4. «Электроды и режимы сварки» - для интерактивного выбора из списков: марки электродов, монтажных параметров сварного шва (поворотный, неповоротный) и расположения оси трубопровода (горизонтальная, вертикальная).
5. «Подогрев и термообработка» - для вывода справочной информации о необходимости выполнения подогрева и термообработки сварного стыка.
После ввода данных автоматически генерируется отчет «Технологическая карта ремонта», в который вписывается вся введенная в диалоговом окне информация.
Опыт освоения системы показал, что специалисты, хорошо знающие предметную область, начинают эффективно работать в среднем через два дня обучения.
Результаты промышленного использования системы показали следующее:
1) сократились затраты времени на формирование и корректировку паспортной и текущей технической документации;
2) снизилась вероятность появления ошибок, недоработок, искажения и дублирования информации;
3) повысилась объективность оценки результатов работ;
4) упростились и перешли в новое качество процессы обработки, систематизации и анализа информации;
5) повысилась оперативность доступа к паспортно-технической документации;
6) упростился контроль со стороны органов надзора и экспертных организаций за соблюдением условий безопасной эксплуатации трубопроводов.
Список литературы
1. Ярославцева Е.Н. Компьютерные системы в рамках проекта «Охрана труда, промышленная безопасность и экология» // Безопасность труда в промышленности. - 2004. - № 5. - С. 66-68.
2. Кузнецова И.А., Колтунов В.В. Информационная поддержка систем качества: проблемы и перспективы // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2004. - № 11. - С. 32-35.
3. Красковский Д. Обзор состояния рынка систем PLM/TDM/ PDM/Workflow // САПР и графика. - 2004. - № 12. - С. 14-21.
4. Докучаев Д., Каменнова М., Новожилов О. Внедрение информационной системы как способ совершенствования бизнес-процессов предприятия // САПР и графика. - 2005. - № 4. - С. 34-38.
5. ГОСТ Р 50.1.031-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Терминологический словарь. - Ч. 1. Стадии жизненного цикла продукции.
6. Методика вероятностной оценки остаточного ресурса технологических стальных трубопроводов / НТП «Трубопровод». - М., 1995.
7. Инструкции по определению скорости коррозии металла корпусов сосудов и трубопроводов на предприятиях Миннефтехимпрома СССР. - Волгоград, 1983.
8. РД 38.13.004-86. Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10 МПа (100 кгс/см ). - М.: Химия, 1988. - 288 с.
Получено 20.06.2012
