CC BY
34
ЗАО «НПФ «Система-Сервис» разрабатывает, изготавливает и внедряет системы автоматизации на объектах нефтегазовой промышленности и малой энергетики. Основной упор в своей работе фирма делает на комплексную автоматизацию крупных технологически сложных объектов, состоящих из большого количества подсистем и отдельных установок. Основная задача при этом заключается в организации управления всеми подсистемами объекта с единого однородного пульта без постоянного присутствия персонала в технологических цехах.
ЗАО «НПФ «СИСТЕМА-СЕРВИС»
СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ
г. Санкт-Петербург
Joint-stock research & production company «System-Service» designs, produces and introduces automation systems at oil-and-gas and small-scale power generation plants. Complex automation of large, technologically complicated objects comprising a large number of subsystems and separate units is the main emphasis of the company's activity. In this regard the main task is to organize the control of all subsystems of an object from the unified homogeneous control panel without the permanent presence of staff in technological workshops.
JOINT-STOCK RESEARCH & PRODUCTION COMPANY «SYSTEM-SERVICE» COMPLEX AUTOMATION SYSTEMS
The company puts in its products the knowledge and experience gained for over three decades of intensive work:
1976 - «GSKB SKA» (State Union Design Bureau of Control and Automation Means) designed automatic control system (ACS) A705-15 for gas turbine compressor GTK 10-1, produced by Nevsky Plant for the needs of the Soviet gas industry.
For its time the system was a true break-through in the field of technological processes automation. It was developed for 20 years and it still keeps functioning at some of JSC «Gazprom» units.
1982 - «GSKB SKA» (reorganized to the Scientific Production Association «Electromash») designed a new generation of the system - A705-15-M. (i.e. «microprocessor-based»). A705-15M passed the tests and became the country's leading automation system for a long time. The total number of A705-15 and A705-15M accounted for thousands of systems.
1992 - MSKU - control and operation multiple-processor system for gas compressor unit (GCU) was designed. For the first time the system was placed in the instrument block box. This helped to place the automation facilities in the immediate proximity to the automatically operated object and minimized the failures due to connection faults, simplified the mounting and made the system more independent and stable.
1994 - large-scale tests of MSKU were conducted at Sergievskaya compressor station («Sa-maratransgaz»). The system was recognized as potentially productive and accepted for the automation of JSC «Gazprom» units.
1994 - the research & production company «System-Service» JSC was established.
1996 - «System-Service» designed the advanced MSKU released under the brand of «MSKU 4510». It was tested at «Igrinskaya» compressor station («Permtransgaz»).
MSKU 4510 used the hardware produced by Octagon, Analog Device, Grayhill companies, and its own original designs. Due to the more powerful processor, complicated control algorithms
В продукцию фирмы вложены знания и опыт, накопленные за три с лишним десятилетия интенсивной работы:
1976г. - в «ГСКБ СКА» (Государственное союзное конструкторское бюро средств контроля и автоматизации) разработана система автоматического управления А705-15 для газотурбинного компрессора ГТК 10-1, производимого Невским заводом для нужд советской газовой промышленности. Система явилась для своего времени настоящим прорывом в области автоматизации технологических процессов. Она производилась в течение 20 лет и до сих пор работает на ряде объектов ОАО «Газпром».
1982г. - в ГСКБ СКА (к тому времени преобразованное в НПО «Электронмаш») разработано новое поколение системы А705-15-М. (т.е. «микропроцессорная»). А705-15М прошла испытания и надолго стала ведущей системой автоматики в стране. Суммарный тираж А705-15 и А705-15М составил тысячи систем.
1992г. - разработана МСКУ - мультипроцессорная система контроля и управления газоперекачивающими агрегатами. Система впервые размещена в приборном блок-боксе. Это позволило расположить средства автоматики в непосредственной близости от автоматизируемого объекта и свело к минимуму отказы автоматики по обрывам связи, упростило
монтаж, сделало систему более автономной и живучей.
1994г. - на компрессорной станции Сергиевская в «Самаратрансгазе» прошли масштабные испытания МСКУ Система признана перспективной и принята для автоматизации объектов ОАО «Газпром».
1994г. - создана научно-производственная фирма ЗАО «Система-Сервис».
1996г. - в «Системе-Сервис» разработана модернизированная МСКУ вышедшая в свет под маркой «МСКУ4510». Проведены испытания на компрессорной станции «Игринская» в «Пермтрансгазе».
МСКУ4510 использовала технические средства фирм Octagon, Analog Device, Grayhill и собственные оригинальные разработки. Более мощный процессор позволил реализовывать сложные алгоритмы управления и объединить в одной системе управление технологическим оборудованием и управление газотурбинным двигателем. В МСКУ4510 были применена антипомпажная защиты компрессора, разработанная специалистами «Си-стемы-Сервис». С этого момента развитие систем управления пошло в основном в сторону наукоемких технологий. Совершенствовалась самодиагностика системы, с помощью специальна алгоритмов повышалась надежность входных каналов, совершенствовалась ►
5/Н (73) октябрь 2008 г. ЭКСПОЗИЦИЯ
программа управления газотурбинными двигателями, увеличивался парк моделей газоперекачивающих агрегатов. С 1998г. в МСКУ интегрирована функция электронного топливного регулирования газотурбинным двигателем, выполняемая до этого отдельной независимой системой, поставляемой комплектно с двигателем.
Попутно фирмой осваивалось направление систем пожаро- и газобезопасности. В 1997г. был разработан и сертифицирован контроллер автоматической системы пожаротушения ПК4510-01. Контроллеры, построенные на аппаратно-программной базе, полностью унифицированной с аппфатно-программной базой МСКУ, выступили логичным дополнением к последней.
Полностью оснастив несколько компрессорных цехов агрегатной автоматикой, фирма сделала следующий шаг - освоила выпуск систем автоматизации для общецехового оборудования (узлы подключения, установки очистки газа, подготовки газа, охлаждения газа и т.п.). Для этой задачи была разработана модификация МСКУ 4510 - «МСКУ 4510 КЦ». Данная модификация использовала все архитектурные, аппаратные и программные наработки МСКУ 4510 для ГПА, но в отличие от последней она учитывала функционально-и географически-распределенный характер объекта управления. За каждую отдельную технологическую установку (узел) отвечала отдельная локальная интеллектуальная станция (ЛИС). В совокупности, набор ЛИС обеспечивал полнофункциональное управление всем комплексом общецехового оборудования.
Подключение САУ ГПА и САУ КЦ к единому центральному пульту управления позволило обеспечить полную однородность и завершенность всего комплекса автоматизации объекта. В 2000г. на КС «Сызранская» в «Самаратрансгазе» была запущена и прошла испытания комплексная система автоматического управления компрессорным цехом. Впервые в «Газпроме» управление всем компрессорным цехом осуществлялось единым комплексом, построены на базе одной системы с единого пульта управления.
В состав функций, исполняемых САУ КЦ, вошла функция цехового регулирования, т.е. согласованного управления режимами работы
всех ГПА в цеху для обеспечения заданных технологических параметров работы (расход, давление газа) всего объекта в целом. При этом обеспечивается равномерное распределение нагрузки между работающими ГПА, оптимизируется расход топливного газа.
Параллельно с развитием функциональности МСКУ «Система-Сервис» продолжала развивать и ее базовые аппаратно-программные решения. Значительная веха в этой области была установлена в 2002г. на испытаниях САУ ГПА нового поколения - МСКУ 5000. Это более современное исполнение МСКУ базировалось на программно-аппаратной базе фирмы SIEMENS. Переняв весь алгоритмический и математический аппарат от МСКУ 4510, новая система получила большие информационные возможности, более гибкую интеграцию с другими системами, полнее соответствовала мировым стандартам в части всех базовых решений. В тесном взаимодействии с фирмой SIEMENS стандартные базовые решения, принадлежащие последней, были адаптированы под использование для нужд автоматизации сложных технологических объектов нефтегазовой отрасли. Фирма SIEMENS крайне высоко отметила мастерство и опыт инженерных проработок «Системы-Сервис». Российская фирма принимает большое участие в выпуске новых программных продуктов SIEMENS. А сближает сотрудничество то, что SIEMENS вступил в число акционеров «Системы-Сервис».
Начиная с 2002 года «Система-Сервис» делает основной упор на развитие и распространение МСКУ 5000. На МСКУ автоматизированы десятки типов двигателей (авиационных, судовых, стационарных) в составе сотен типов различных технологических установок. За 2000-2007 годы «Система-Сервис» внедрила комплексные системы автоматизации более чем на 80 объектах. Общее количество объектов, где установлены системы МСКУ перевалило за 250. А количество отдельных локальных САУ ГПА, ЛИС и ПК приближается к 2,5 тысячам единиц. МСКУ внедряются в России, Белоруссии, Казахстане, Турции, Иране. Кроме газокомпрессорных цехов на средствах МСКУ были автоматизированы станции охлаждения газа (СОГ), газодобывающие и га-зоперабатывающие комплексы, подземные ►
could be realized, and processing equipment control and gas turbine engine control could be united in a single control system. Anti-surge compressor protection, created by the specialists of «System-Service», was used in MSKU 4510. From that moment the ACS development became focused mainly on science intensive technologies. The self-diagnostics of the system was enhanced; special algorithms contributed to the increased inlets reliability, the program of gas turbine engine control was improved, the park of GCU models was enlarged. Since 1998 MSKU integrated the function of electronic fuel regulation of the gas turbine engine which was earlier implemented by a separate independent system supplied with the engine.
At the same time the company developed a line of fire and gas safety systems. In 1997 the automatic fire fighting system controller PK4510-01 was designed and certified. The controllers produced on the hardware and software basis, fully unified with MSKU 4510, became a logical supplement to the latter.
After the company equipped completely several compressor workshops (CWS) with GCU ACS, it made the next step - the mastering of the production of ACS for general workshop equipment (junction points, gas treating and cooling plants, etc.). For this task a new modification of MSKU 4510, «MSKU 4510 CS», was designed. This modification used all MSKU 4510 architectural, hardware and program best practice for gas compressor units, but unlike the latter, it considered the functional and geographically distributed mode of a control object. The separate local intellectual station (LIS) was responsible for each separate processing plant (unit). The aggregated LIS set provided a full-range control of the whole general workshop equipment complex.
The linking up of the GCU ACS and the CWS ACS to the unified central control panel ensured the full uniformity and completeness of the whole object automation complex. In 2000 a complex compressor workshop automatic control system was launched and it passed tests at «Syzrans-kaya» compressor station («Samaratransgaz»). For the first time in «Gazprom» the whole compressor workshop was controlled by a common complex produced on the basis of one system from the unified control panel.
The functions fulfilled by the CWS ACS included that of the workshop regulation, i.e. coordinated control of the operating regimes of all GCU in the workshop to provide the set process variables (consumption and pressure) of the whole object. At the same time an even load distribution between the running GCU is ensured, the consumption of fuel gas is optimized.
Along with the development of the ACS functionality, «System-Service» continued developing its basic hardware and software solutions. The year 2002 was marked by an important milestone in this field in the tests of MSKU 5000, a new generation of GCU ACS. This more modern modification of MSKU rested on hardware and software basis by SIEMENS. Comprising all the algorithmic and mathematical tools from MSKU 4510, the new system had more powerful intelligence, more flexible integration with other systems, higher compliance with international standards with regard to all basic solutions. In close cooperation with SIEMENS, the standard basic solutions, belonging to the latter, were adjusted for the needs of automation of complicated processing units of oil and gas industry. SIEMENS highly appreciated the skills and experience of engineering by «System-Service». The Russian company takes an active part in the production of new SIEMENS software products. And the fact that SIEMENS has become one of «System-Service» shareholders makes the cooperation even closer.
Starting from 2002 «System-Service» places the main emphasis on the development and
distribution of MSKU 5000. MSKU has become the basis for automation of dozens of engine types (air, marine and stationary engines) within the hundreds of types of different GCU. For the period from 2000 to 2007 «System-Service» introduced complex automation systems at more than 80 objects. The total number of objects where MSKU are installed exceeds 250. The number of separate local GCU ACS, LIS and PK approaches 2,500 units. MSKU are introduced in Russia, Belorussia, Kazakhstan, Turkey, and Iran. Apart from gas compressor workshops, MSKU means were used for the automation of a gas cooling station, gas producing and gas processing complexes, underground gas storage facilities, gas stations and other objects.
Besides, since 2004 MSKU 5000 started to appear on the small-scale power generation plants. The experience of CWS automation was successfully used for the complex automation of power stations with gas turbine power units with the capacity of 2.5 - 6 MW. The following tasks were fulfilled: control of active and reactive load; support of concurrent power unit operation; synchronization of power units with the external network. The development of ACS of power stations and separate power units is one of the development priorities for «System-Service».
«System-Service» is actively developing supervisory control systems allowing to control large processing plants comprising many workshops and units. At the same time, apart from the questions of the automation of technological processes, the company seeks for the ways of ACS integration with the supervisory solutions support systems and the enterprise resource planning and management systems. Supervisory control systems of this level of development by «System-Service» are used in Mostransgaz, Samarat-ransgaz and Volgogradtransgaz.
Today, along with further development of the control systems for compressor shops and electric power stations, «System-Service» is active in developing dispatcher control systems which allow control over a large technological enterprise consisting of many shops and facilities. In the meantime, apart from the issues of automating a production process proper, the Firm is searching for ways of integrating the automatic control system with the systems supporting dispatcher decision making, with the systems for planning and managing the enterprise's resources. The dispatcher systems of such a level of development by «System-Service» are being introduced at «Mostransgas», «Samartransgas», «Volgogradt-ransgas». Further development of these systems is associated by the Firm with ensuring regulation (of the load distribution) among separate shops, both in terms of technological criteria (performance of the plan assignment) and in terms of economic criteria (cutting back on the use of resources, i.e. production cost, with fulfillment of the plan assignment).
Today «System-Service» Scientific Production Firm has organized a powerful serial production facility which manufactures automation systems. The focus on boosting the production volumes has required rigid standardization and commo-nization of the software and hardware solutions used, strict functional operation-by-operation demarcation of duties within the Firm. However, at the same time, the Firm is constantly taking care that its products are developed in line with scientific and technical challenges. Research is being pursued to create automatic control systems using the components made by other manufacturers (including Yokogawa, Alan Bradley, etc.). Promising work is being done to integrate control systems with a system of parameter diagnostics for the manufacturing equipment. Intensive research is being carried out into the possibility of using MSKU developments in related industries, i.e. petrochemical industry, «big time» energy sector, etc.
хранилища газа (ПХГ), автомобильные газозаправочные станции (АГНКС) и другие объекты.
Кроме того, уже с 2004г. МСКУ 5000 начали появляться на объектах малой энергетики. Опыт автоматизации компрессорных цехов был с успехом применен для комплексной автоматизации электростанций с газотурбинными энергоблоками мощностью 2,5-6 МВт Реализованы задачи управления активной и реактивной нагрузкой, поддержания параллельной работы энергоблоков, синхронизации энергоблока с внешней сетью. Развитие САУ электростанций и отдельных энергоблоков является одним из приоритетных направлений развития для «Системы-Сервис».
Сегодня, наряду с дальнейшим развитием систем управления компрессорными цехами и электростанциями, «Система-Сервис» ведет активную разработку систем диспетчерского управления, позволяющими управлять крупным технологическим предприятием, состоящим из многих цехов и объектов. При этом, кроме вопросов собственно автоматизации технологического процесса, фирма ищет пути интеграции САУ с системами поддержки принятия диспетчерских решений, с системами планирования и управления ресурсами предприятия. Диспетчерские системы такого
уровня разработки «Системы-Сервис» внедряются в «Мострансгазе», Самартрансгазе, «Волгоградтрансгазе». Дальнейшее развитие этих систем фирма видит в обеспечении регулирования (распределения нагрузки) между отдельными цехами как по технологическим критериям (выполнение планового задания), так и по экономическим критериям (снижение расхода ресурсов, т.е. себестоимости, при выполнении планового задания).
Сегодня в НПФ «Система-Сервис» организовано мощное серийное поточное производство по выпуску систем автоматизации. Погоня за объемами производства потребовала жесткой стандартизации и унификации используемых программно-аппаратных решений, жесткого функционального пооперационного разделения внутри фирмы. Но вместе с тем фирма постоянно заботится и о научно-техническом развитии своей продукции. Ведутся проработки САУ с применением элементной базы других производителей (в том числе Yokogava, Alan Bradley и др. Ведется перспективная работа по интеграции системы управления с системой параметрической диагностики технологического оборудования. Ведутся интенсивные проработки возможности использования наработок МСКУ в смежных сферах промышленности - нефтехимии, большой энергетике и др. ■
