Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

Оглавление


Введение

Глава 1. Средства/системы/технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности

.1 Характеристика организации

.1.1 Планирование производства

.1.2 Оперативно-диспетчерское управление

.1.3 Производственный учет и согласование материальных балансов

.1.4 Контроль качества

.2 Опциональный анализ системы АСУ ТП

.2.1 Цели создания АСУ ТП

.2.2 Основное назначение АСУ ТП

.2.3 Основных технологические участки управления и контроля АСУ ТП16

.2.4 Архитектура АСУ ТП

.3 АСУ ТП нефтеперекачивающих станций, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов

Глава 2. Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

.1 Краткий обзор технических средств для промышленной автоматизации

.2 Концепция построения информационной системы производства на базе Proficy

.3 Анализ разработки автоматизации узлов учета нефти автоматизированного рабочего места оператора нефтебазы

Глава 3. Анализ преимуществ внедренного комплекса информационной системы производства

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение


Актуальность. В настоящее время в России в эксплуатируется от 3,5 до 4 тысяч нефтебаз. Большая часть из них проработала 20-30 лет и более. Естественный физический износ оборудования, устаревшая технология, состояние очистных сооружений и пожарной безопасности неминуемо ставит перед владельцами вопрос о проведении реконструкции. Необходимость модернизации связана не только с требованиями по соблюдению экологической и производственно-технологической безопасности, но и с эффективностью (конкурентоспособностью) и безопасностью ведения бизнеса. К этому можно добавить, что первичная учетная информация о движении нефтепродуктов на нефтебазах и терминалах, зачастую, формируется вручную, а так же вручную осуществляется большинство технологических операций по проведению измерений. Ручная система проведения измерений и учета нефтепродуктов напрямую зависит от «человеческого фактора» и создает предпосылки как для ошибок, так и для несанкционированного вмешательства в процесс составления и представления отчетной информации о товарообороте предприятия.

Погрешность измерений при сливе и наливе нефтепродуктов в развитых странах мира сегодня не превышает 0,25%, в то время как ручные измерения обеспечиваются с точностью теоретически 0,8%, а практически 1,5% и сильно зависят от человеческого фактора. Простая оценка годовых потерь нефтебазы только за счет точности измерения убедительно показывает экономическую необходимость и целесообразность автоматизации.

С 1998 года надзор за нефтебазами осуществляет Госгортехнадзор России. Большинство нефтебаз, на тот момент, да и сейчас не соответствует требованиям Госгортехнадзора. Однако нефтебазы не закрывают, поскольку заменить их нечем. Предприятия постоянно платят штрафы, с большим трудом получают лицензии на свою деятельность и являются объектами пристального внимания со стороны природоохранных органов.

По мере строительства новых нефтебаз, проведения реконструкций на существующих предприятиях и увеличения конкуренции на рынке распределения и перевалки нефтепродуктов, перед технически и технологически устаревшими предприятиями все острее встает вопрос сохранения конкурентоспособности.

Все сказанное выше убедительно показывает необходимость проведения реконструкции нефтебаз, включающей в себя такие важнейшие части, как автоматизация технологических процессов и внедрение системы товарного учета с применением электронного документооборота.

Помимо значительного упрощения и ускорения технологических операций по приему и отпуску нефтепродуктов, снижаются потери за счет точности измерений и оперативности и достоверности ведения товароучетных операций.

Только применение современных средств автоматизации позволяют руководителям предприятия организовать эффективное управление и своевременно получать достоверную информацию о его работе.

Цель дипломной работы ? автоматизация рабочего места товарного оператора нефтебазы на основе автоматической системы управления технологическим производством (АСУ ТП) на примере ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

Задачи, требующие разработки:

-Охарактеризовать средства/системы/технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности;

-Спроектировать АРМ;

-Проанализировать повышение эффективности работы предприятия на основе систем автоматизации рабочего места оператора нефтебазы на примере ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

Глава 1. Средства, системы, технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности


.1 Эффективность производства

автоматизация рабочий оператор нефтебаза

1.1.1 Планирование производства

Наиболее интересная и перспективная на сегодняшний день область в сфере автоматизации нефтегазовой промышленности является, пожалуй, область автоматизации производственного процесса. В условиях жесткой конкурентной борьбы и быстроменяющейся рыночной ситуации ключевой областью деятельности требующего максимального пристального внимания становится эффективность производства. В данной статье пойдет речь о системах автоматизации направленные на повышение эффективности производства в нефтегазовой промышленности.

Как правило, под эффективностью производства подразумевается достижение оптимальности в показателях порой совершенно противоречащих друг другу - снижение себестоимости продукции, одновременно соблюдение все нормативов и сроков и непрерывное повышение качества. Именно для этих целей используются современные средства, системы и технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности - так называемые системы автоматизации класса MES (Manufacturing Executing System).

Существует "стандартное" определение MES, как автоматизированной системы управления и оптимизации производственной деятельности, которая в режиме реального времени инициирует, отслеживает, оптимизирует и документирует производственные процессы от начала выполнения заказа до выпуска готовой продукции (определение MESA International). Не умаляя данное определение, позволим себе определить MES в нефтегазовой промышленности как информационную систему, поддерживающую выполнение всех функциональных задач по планированию, контролю, учету и анализу всего производственного процесса на всех его этапах и направленную на достижение максимального экономического эффекта от производственной деятельности нефтегазового предприятия.

За более чем 10-летнюю историю успешной реализации проектов создания систем эффективного управления производством нефтегазовых предприятий выработана концепция, заключающаяся в автоматизации конкретных бизнес-процессов контроля, управления и анализа производства. Список выделенных бизнес-процессов эффективного управления производством выглядит следующим образом:

·Оперативно-диспетчерское управление

·Производственный учет и согласование материальных балансов

·Контроль качества

·Учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов

·Контроль состояния технологического оборудования

·Планирование производства

·Фактический анализ производственного процесса

Любой вид производственной деятельности начинается с составления планов. Для этих целей используются специализированные производственные модели. Планирование осуществляется в программном модуле I-OPP. В соответствии с объемным планом на месяц, ограничениями по свободным емкостям в резервуарных парках и текущим состоянием технологических установок рассчитывается суточный производственный план выработки компонентов и готовой продукции по каждой технологической установке (Рис.1). Модуль Оперативно-диспетчерского управления производством обеспечивает своевременную доставку информации о происходящих событиях и отклонениях от составленного оперативного плана. В результате все процессы, происходящие на производстве, становятся прозрачными.

Рис. 1. Оперативное планирование производства


.1.2 Оперативно-диспетчерское управление

Автоматизация бизнес-процесса оперативно-диспетчерского управления обеспечивает выполнение следующих функций:

·Мониторинг загрузки технологических мощностей, регистрация и оповещение об отклонениях технологического процесса от заданных режимов и нормативов

·Расчет отклонения факта от производственного плана в реальном времени

·Учет движения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию

·Контроль остатков в резервуарных парках

·Запись и контроль выполнения распоряжений диспетчера

·Формирование производственной отчетности

Для реализации приведенных функций базовый модуль диспетчерского управления аккумулирует производственную информацию с низового уровня автоматизации в реальном масштабе времени и преобразует их в имеющие смысл производственные события. Специализированный модуль учета движения нефтепродуктов I-OMS обеспечивает динамический учёт направлений и потоков передачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию, динамический учёт состояния резервуарных парков и предоставление сведений о незавершенном производстве.

Модуль контроля технологических режимов I-PDM реализует анализ всех зарегистрированных отклонений режимов от заданных и обеспечивает разделение отклонений на значимые и нет (Рис. 2). Определение значимости отклонений осуществляется по степени воздействия отклонений на ключевые показатели производства. Ключевые показатели производства определяются производственным отделом и во время эксплуатации системы могут быть изменены. К ключевым показателям производства относятся:

·Коэффициенты отбора продуктов из сырья по установкам

·Глубина переработки по предприятию, производствам, цехам

·Отклонение выработки полуфабрикатов и готовой продукции от плана

·Скорость изменения остатков сырья, полуфабрикатов и готовой продукции

·Удельное потребление всех видов теплоэнергетических ресурсов

·Отклонение качества выпускаемых полуфабрикатов и готовой продукции

·Запас качества по готовой продукции

·Величина безвозвратных потерь

Рис. 2. Контроль нарушений технологических режимов

RS - специализированный сервер отчетов обеспечивает формирование производственной отчетности на основе созданных шаблонов. Все отчеты автоматически обновляются с настраиваемой дискретностью. Существующие шаблоны отчетов:

·Режимные листы

·Сводные отчеты о работе предприятия

·Остатки на складах

·Отклонение от плана по технологическим мощностям

·Сводки по качеству

·Любые специализированные отчеты произвольной формы


.1.3 Производственный учет и согласование материальных балансов

Реализация функциональности производственного учета заключается непрерывном отслеживании выполнения производственных планов, согласования поступающих данных и расчет материальных балансов, формирование отчетов план/факт, включающие автоматизированный анализ причин отклонений за смену, сутки, месяц. (Рис. 3).


Рис. 3. Производственный учет и согласование материальных балансов


Помимо всего этого, выполняются следующие функции:

·Расчет согласованных материальных балансов за сутки, декаду, месяц и т.д.

·Расчет объемных и энергетических балансов

·Определения фактических потерь

·Обнаружение погрешностей измерения коммерческих приборов учета

·Планирование оптимальной модернизации приборов учета

·Обеспечения согласованным балансом соответствующие модули бизнес-системы


.1.4 Контроль качества

Качество готовой продукции наряду с себестоимостью является наиболее эффективным конкурентным преимуществом. Для целей непрерывного контроля и анализа качества используется модуль "Лабораторно-информационная система I-LDS" (Рис. 4.).

Рис. 4. Лабораторно-информационная система.

LDS обеспечивает:

·Автоматизацию бизнес-процессов деятельности лабораторий в соответствии с требованиями:

oк компетенции испытательных лабораторий (ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000);

oк точности (правильности и прецизионности) методов и результатов измерений (ГОСТ Р ИСО 5725-2002, ч. 1-6, включая МИ 2335-2003).

·Создание единого источника достоверных и оперативных данных по контролю качества продукции, передаваемой на различные уровни управления предприятием, на основе автоматизированной базы данных.

·Автоматизация управления данными лабораторного контроля:

oСокращение временных затрат сотрудников лабораторий на определение и обработку результатов испытаний, снижение вероятности ошибок при проведении этих операций.

oУскорение процесса передачи данных лабораторного контроля пользователям различных уровней.

oСнижение трудозатрат персонала лабораторий на ведение лабораторных журналов и формирование внутренних отчетов, а так же исключение за счет этого вероятности искажения информации при переносе ее из документа в документ.

oСнижение трудозатрат персонала лабораторий на формирование периодических отчетных документов, содержащих данные по качеству, и исключение дублирующих отчетных форм.

·Повышение надежности хранения данных по контролю качества и оперативности доступа к ним, минимизация неэффективного бумажно-курьерского и телефонного обмена информацией между подразделениями предприятия.

·Обеспечение данными о качестве других подсистем, включая АСУТП и АСУП.

Учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов В настоящие время стоимость теплоэнергетических ресурсов в структуре себестоимости готовой продукции занимает все большую часть - именно поэтому автоматизация бизнес-процессов учета и анализа производства и потребления теплоэнергетических ресурсов несет огромный экономический эффект. Модуль I-EMS реализует следующие функции:

·Интеграция разнородных и территориально распределенных источников информации о потреблении теплоэнергетических ресурсов.

·Ручной ввод информации по потреблению теплоэнергетических ресурсов (планиметрирование).

·Мониторинг производства и потребления энергоресурсов в режиме реального времени.

·Учет потребления теплоэнергетических ресурсов по видам и технологическим объектам.

·Расчет согласованного суточного и месячного баланса по видам теплоэнергетических ресурсов.

·Планирование потребление теплоэнергетических ресурсов.

·Ведение нормативно- справочной информации.

·Автоматизированное формирование отчетов.

·Представление оперативных и достоверных данных в бизнес систему.

Задача контроля состояния основного технологического оборудования включает в себя выполнения следующих функций:

·Учет наработки оборудования (моточасы) компрессоров, насосов, колон и др.

·Учет причин простоя оборудования

·Анализ предаварийных состояний оборудования по косвенным признакам

·Передача исходных данных для расчета плана ремонтов модули бизнес системы Решение этой задачи помогает приблизиться к проведению ремонтов и технического обслуживания оборудования "по состоянию", что также приносит ощутимый экономический эффект.

Наиболее значимой функциональностью решения является аналитика в реальном времени, проходящая сквозной нитью через все модули и функции. Во всех проектах использует подход к управлению производством на базе ключевых показателей эффективности, позволяющих по нескольким совокупным критериям следить за текущими тенденциями во всех областях производственного процесса. Так например, для выполнения финансового анализа затрат на выполнение производственных процессов успешно переменяется метод Activity Based Costing (ABC) суть которого состоит в том, что расходы предприятия привязываются к точкам его активности. Применительно к производству это означает привязку издержек к конкретным производственным процессам (контроль качества полуфабрикатов и готовой продукции, их транспортировка, технологические операции, контроль удельных показателей). Строится точная динамическая модель производства, обеспечивающая данные для калькуляции текущих затрат как в привязке к конкретным рабочим местам, так и в разрезе отдельных выполняемых заказов.


.2 Опциональный анализ системы АСУ ТП


.2.1 Цели создания АСУ ТП

? Повышение эффективности управления и контроля технологических процессов;

? Снижение потерь нефтепродуктов на этапах приема, хранения и отгрузки за счёт повышения точности измерения и учета;

? Получение своевременной и достоверной информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования;

? Повышение эффективности работы эксплуатационного персонала

? Оперативная локализация и блокировка аварийных участков и аварийного оборудования;

? Повышение надежности и долговечности эксплуатации технологического оборудования;

? Повышение безопасности технологического процесса и обеспечение безаварийной и бесперебойной работы нефтебазы.


.2.2 Основное назначение АСУ ТП

? Автоматическая противоаварийная защита и защита технологического оборудования;

? Автоматическая предупредительная сигнализация о предаварийных и аварийных ситуациях;

? Визуальное отображение подробной информации о ходе технологического процесса на экране рабочей станции оператора (диспетчера);

? Дистанционное автоматизированное и автоматическое управление технологическим процессом;

? Дистанционный мониторинг, контроль и регистрация изменений параметров технологического процесса и параметров нефтепродуктов.


.2.3 Основных технологические участки управления и контроля АСУ ТП

? Сливо-наливные эстакады и причалы для перевалки нефтепродуктов.

? Насосные станции.

? Резервуарные парки.

? Вспомогательные системы, такие как: канализационные насосные станции, система вентиляции, освещение и др.


.2.4 Архитектура АСУ ТП

АСУ ТП распределительных нефтебаз и перевалочных терминалов представляет собой трехуровневую систему (Схема 1).


Рис. 5. Архитектура АСУ ТП


Первый (нижний) полевой уровень системы автоматизации включает КИП и А, а также исполнительные устройства управления, пульты сигнализации и местного управления которые расположены на территории терминала.

Второй (средний) уровень состоит из 2-х подсистем:

? Подсистема противоаварийных защит (ПАЗ).

? Подсистема управления технологическим оборудованием.

Для связи с технологическими объектами управления в каждой подсистеме предусмотрены программируемые логические контроллеры (ПЛК). ПЛК монтируются в шкафах автоматики управления и, как правило, размещаются в помещении операторной.

ПЛК обеспечивают:

? сбор информации с полевого оборудования, входящего в АСУ ТП;

? обработку и передачу информации о состоянии объектов на верхний уровень системы;

? автоматическое регулирование и управление технологическим оборудованием и контроль его работы;

? прием информации с верхнего уровня управления и формирование управляющих воздействий на электроприводы исполнительных механизмов.

Третий (верхний) уровень включает в себя:

? автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов на базе персональных компьютеров со SCADA-системой операторского управления и сервера ввода/вывода, который требуется если количество АРМ больше 5-7 шт.;

? сервер баз данных (БД), если используется автоматизированная система оперативного или коммерческого учета.

В небольших системах управления функции сервера ввода/вывода и сервера базы данных выполняет один из персональных компьютеров АРМ оператора или диспетчера.

1.3 АСУ ТП нефтеперекачивающих станций, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов


Применение iFIX - программного обеспечение верхнего уровня, разработанное на основе SСADA-пакета FIX

Системный интегратор Эмикон. Используются ПЛК ЭК-2000.

·Нефтеперекачивающая станция (НПС) "Ухта-1" г. Ухта ОАО "Северные магистральные нефтепроводы"

·НПС "Коромыслово", ОАО "Верхневолжскнефтепровод"

·НПС "Самара", ОАО "Приволжские магистральные нефтепроводы"

·НПС "Демьянская - 4", АО "Сибнефтепровод"

·НПС "Родионовская-2", АО "Черномортранснефть"

·НПС "Кедровая-1", АО "Сибнефтепровод"

·НПС "Никольское-3", ОАО МН "Дружба"

·НПС "Махачкала", АО "Черномортранснефть"

·Система пожаротушения НПС "Муген", АО "Сибнефтепровод"

·НПС "Клин - 1", ОАО МН "Дружба""

·НПС "Занзеватка ", ОАО "Верхневолжские магистральные нефтепроводы"

·НПС "Москаленки, ОАО "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева"

·НПС "Юргамыш", ОАО "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы им. Д.А. Черняева"

·Тихорецкий резервуарный парк, АО "Черномортранснефть"

Системный интегратор Авитрон-Ойл. Используются ПЛК Modicon TSX Quantum

·Контроль и управление работой насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях

·"Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы"

·"Сибнефтепровод"

Системный интегратор Системотехника-НН. Используются ПЛК Modicon TSX Quantum

·Контроль и управление работой насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях

·"Северо-Западные магистральные нефтепроводы"

Система автоматизации НПС "Самара-1"

Ввод в эксплуатацию системы автоматизации нефтеперекачивающей станции (СА НПС) "Самара-1" является реализацией программы модернизации нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов, входящих в систему АК "Транснефть". Системы, аналогичные ниже описанной, действуют более чем на сорока НПС. СА разработаны, спроектированы и внедрены ЗАО "Эмикон" (Москва).

СА НПС предназначена для контроля, защиты и управления оборудованием головной НПС с емкостью - "Самара-1" нефтепровода Самара-Тихорецк, автономного поддержания заданного режима работы насосной станции и его изменения по командам с пульта оператора НПС и из вышестоящего уровня управления - районного диспетчерского пункта (РДП).

Функции системы

·анализ режимов технологического оборудования;

·контроль технологических параметров;

·управление (открытие, закрытие, стоп) и контроль станционных и агрегатных задвижек;

·контроль режимов перекачки, готовности магистральных и подпорных насосных агрегатов к запуску;

·обработка предельных значений параметров по агрегату;

·управление (программный и кнопочный пуск, программное и кнопочное отключение) и контроль магистральных и подпорных насосных агрегатов;

·задание уставок регулирования;

·регулирование давления на входе и выходе НПС;

·управление вспомогательными системами; управление (пуск, отключение) и контроль агрегатов вспомогательной системы и вспомогательных сооружений;

·контроль и сигнализация пожара;

·автоматическое пожаротушение;

·обработка измерений и контроль достоверности измеряемых параметров;

·отображение информации и документирование, формирование кадров отображения ТП, отображение информации от системы учета электроэнергии на панели оператора, табличных форм представления информации, форм печати оперативных сообщений, архивных данных, отчетных документов.

Состав системы

Нижний уровень включает в себя датчики и вторичные преобразователи, а также показывающие приборы и органы управления, устанавливаемые на приборных щитах и отдельно по месту.

В состав верхнего уровня входят ПЛК серии ЭК-2000 фирмы Эмикон, а также АРМ оператора на базе SCADA-системы FIX компании GE Fanuc. Контроллеры и ПК объединены в ЛВС.

Верхний уровень СА НПС обеспечивает:

·сбор информации от преобразователей сигналов нижнего уровня;

·фильтрацию, линеаризацию и масштабирование входных аналоговых сигналов;

·автоматическое управление технологическим оборудованием НПС;

·мониторинг ТП;

·оперативное управление ТП;

·архивацию событий нижнего уровня и действий оператора;

·связь с РДП.

Устройство и работа системы

СА является многофункциональным, многоканальным продуктом. Функции контроля обеспечивают непрерывный мониторинг значений технологических параметров, параметров состояния оборудования и окружающей среды в помещениях. Функции управления предусматривают программный пуск и остановку каждого магистрального и подпорного насосного агрегата, а также дистанционное и автоматическое управление вспомогательными системами, запорной и коммутационной аппаратурой. Функции защит предполагают отключение магистральных и подпорных насосных агрегатов, закрытие задвижек подключения НПС, отключение вспомогательных систем (маслосистемы, систем вентиляции, насосов откачки утечек и погружного насоса и др.) в зависимости от значений технологических параметров, параметров состояния оборудования и тревожной сигнализации.

Программное обеспечение верхнего уровня, разработанное на основе SСADA-пакета FIX, реализует отображение информации на экранах мониторов ПК (видеокадры, табличные формы, графики) для выполнения технологического мониторинга, формирования трендов по измеряемым параметрам, формирования архивной информации, файлов журнала событий и системного журнала, команд управления с пульта оператора-технолога.

Система автоматически сохраняет необходимые данные о технологических параметрах, поступивших сообщениях о событиях и действиях оператора для последующего анализа событий процесса. Время хранения истории событий - 182 дня. Кроме того система формирует необходимый набор сводок и отчетов о состоянии технологического оборудования, которые могут быть просмотрены на экране и, при необходимости, распечатаны. Система также обеспечивает сбор и долгосрочное хранение трендов всех технологических параметров. Все необходимые для работы программы включаются автоматически при запуске системы и не требуют вмешательства при работе.

АСУТП перекачивающих станций нефтепроводов и нефтепродуктопроводов.

АСУТП перекачивающих станций нефтепроводов и нефтепродуктопроводов предназначена для централизованного контроля, защиты и управления оборудованием НПС, обеспечения автономного поддержания заданных технологических параметров и их изменения по команде оператора или диспетчера районного диспетчерского пункта (РДП). Система разработана и внедрена компанией ОАО Нефтеавтоматика (Уфа).

Функции системы

·защита оборудования НПС;

·регулирование технологических параметров производственного процесса;

·контроль и анализ заданных режимов работы;

·отображение и регистрация информации;

·составление отчетов и сводок;

·ведение архива событий;

·обмен информацией с локальными автономными подсистемами автоматизации (вибрации, загазованности, пожаротушения);

·сбор данных с систем автоматизации объектов НПС - энерго-, тепло- и водоснабжения.

Архитектура системы

АСУТП перекачивающих станций нефтепроводов и нефтепродуктопроводов имеет трехуровневую структуру.

Нижний уровень включает в себя исполнительные механизмы, датчики технологических параметров со стандартным электрическим или цифровым выходом, вторичные преобразователи, регистрирующие приборы, блоки ручного управления, устройства световой и звуковой сигнализации.

Средний уровень (устройства связи с объектами) включает в себя программно-аппаратные модули на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК), устройства ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, искробезопасные барьеры, коммуникационные модули, сетевое оборудование.

Верхний уровень системы включает в себя автоматизированное рабочее место оператора с горячим резервом. Компьютеры объединены в локальную сеть Ethernet с возможностью подключения к системе дополнительных клиентских мест.

Программное обеспечение

Программное обеспечение выполняет функции сбора, обработки, хранения, управления, передачи и представления данных в соответствии с задачами системы автоматизации.

В состав ПО входит

·базовый комплект программ для разработки прикладного ПО (iFIX, Concept);

·прикладное ПО - базовый комплект программ, предназначенных для автоматизации описания параметров, набора стандартных логических и вычислительных функций, развитого визуально-графического инструментального пакета;

·операционная система Windows 2000, Windows 2003 Server.

Прикладное ПО обеспечивает

·функционирование распределенной системы с возможностью расширения выполняемых функций без изменения структуры программного обеспечения;

·работу системы автоматизации НПС автономно, в локальной сети и в составе многоуровневой автоматизированной системы управления транспортом нефти;

·поддержку 100% резервирования вычислительной части АСУТП НПС и коммуникационных каналов связи, заложенных конструктивно;

·поддержку сетевого обмена с оборудованием сторонних производителей по стандартным протоколам обмена данными.

Прикладное ПО подразделяется на ПО Управляющего контроллера и ПО АРМ Оператора.

ПО Управляющего контроллера обеспечивает

·концепцию единого типового проекта в рамках АК "Транснефть";

·использование конфигурирования с верхнего уровня для настройки аналоговых сигналов;

·диагностику исправности средств самой микропроцессорной АСУТП; регулирование давления по PID-закону;

·полный цикл управления и выявление неисправностей технологического оборудования;

·формирование оперативных сообщений.

АРМ Оператора обеспечивает

·прием информации о состоянии объекта с контроллера по резервированным полевым шинам Modbus Plus либо Ethernet;

·диагностику состояния оборудования, входящего в комплекс АСУТП;

·мониторинг и оперативное управление технологическим процессом;

·архивацию событий, действий оператора и команд управления, принимаемых с различных уровней АСУТП;

·формирование баз данных, текущих и архивных сводок технологических процессов;

·формирование трендов измеряемых параметров;

·предоставление оперативной справочной информации по функционированию ПО;

·возможность отображения в реальном масштабе времени всех автоматизируемых технологических схем на экране монитора в виде мнемосхем с изображением функционально объединенного участка или всего технологического процесса;

·система защиты доступа.

Глава 2. Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы


.1 Краткий обзор программных и технических средств для промышленной автоматизации


В области аппаратного обеспечения для систем промышленной автоматизации компания GE Fanuc серьезно расширила перечень выпускаемого оборудования и в соответствии с современным уровнем развития вычислительной и микропроцессорной техники обновила линейки уже популярных изделий. Теперь пользователю предлагается широкий перечень готовых решений для задач промышленной автоматизации: от компактных и экономичных программируемых логических микроконтроллеров до современных программируемых автоматизационных контроллеров и промышленных ПК с открытой архитектурой.

Линейка промышленных контроллеров GE Fanuc

Контроллеры Durus


является доступным контроллером нижнего уровня со встроенным операторским интерфейсом (LCD 4х12 символов, 8 программируемых клавиш, 17 пользовательских экрана). Компания GE Fanuc предлагает целый ряд ПЛК, коммуникационных опций и комбинаций каналов ввода/вывода: с наличием или отсутствием операторского интерфейса, возможностью подключения модулей расширения (до 3-х дискретного ввода, 1 аналогового и общим количеством каналов до 44), высокоскоростных счетчиков и выходов ШИМ.

Операторские панели DataPanel



Операторские панели VersaMax DataPanel идеальны для широкого диапазона приложений: начиная от доступа к простому таймеру/счетчику/регистру до отображения полнотекстовых сообщений с цифровой клавиатурой. Все панели VersaMax предварительно запрограммированы для быстрого доступа к ПЛК VersaMax Nano/Micro без пользовательского конфигурирования. Тип дисплея LCD с подсветкой. Рабочая температура 0…+50оС, исполнение NEMA 4, ПО DataDesigner.

Контроллеры PACSystems RX7i



Созданный на основе стандартной открытой архитектуры контроллер RX7i является первым из семейства программируеммых контроллеров PACSystems. RX7i совмещает единое ядро управления и универсальную среду программирования, чтобы обеспечить независимость приложений по отношению к различным аппаратным платформам. Предназначенный для поддержки приложений среднего и высшего уровня контроллер RX7i идеально подходит для интегрированных решений, требующих открытой архитектуры, большого объема памяти, распределенных систем ввода/вывода и высокой производительности.

В качестве ЦП контроллеров PACSystems RX7i используются процессоры Intel Celeron и Pentium III, которые имеют большой объем памяти, обеспечивают быстрое выполнение команд и возможность модернизации в соответствии с будущими технологиями. Имеющиеся ЦП контроллеров RX7i обладают памятью различных размеров, производительностью и улучшенными функциональными возможностями, включая программную конфигурацию памяти данных и программ. В ЦП контроллеров PACSystems наряду с энергонезависимой флэш-памятью также предусматриваются 1 или 8 Ггб оперативной памяти для сохранения данных и программ.

Крейты



Крейты контроллеров PACSystems RX7i задают темп развития новейших технологий в области ПЛК. Они поддерживают новые мощные модули питания и высокопроизводительные ЦП PACSystems. Шина VME64 обеспечивает полосу пропускания до 4 раз большую, чем у имеющихся систем на основе VME благодаря чему ввод/вывод данных осуществляются быстрее. Шина VME64 поддерживает все стандартные модули VME, в т.ч. модули ввода/вывода Series 90-70 и модули VMIC

QuickPanel View & Control

Панель оператора QuickPanel Control спроектирована таким образом, что комбинация яркого цветного или монохромного сенсорного экранов и широких коммуникационных возможностей в совокупности с программным обеспечением Proficy удовлетворяет всем необходимым требованиям приложений контроля и визуализации в среде ОС реального времени Windows CE.NET. Интерфейс оператора представляет собой сенсорный дисплей, совмещенный с ПО Proficy™ Machine Edition, что позволяет снизить время разработки, а наличие коммуникационных портов - подключаться к различным сетям.


Панель оператора



Панель оператора

QuickPanel Control сочетает визуализацию и управление в одной платформе для обеспечения максимальной производительности и ценовой эффективности. Посредством интеграции семейства сенсорных дисплеев QuickPanel View с ПО Proficy Machine Edition Development PC для Windows CE.NET QuickPanel Control сочетает гибкую масштабируемую производительность на мощной аппаратной платформе. Интуитивная оболочка программного обеспечения Proficy Machine Edition помогает уменьшить время разработки, при этом связь с другими устройствами упрощается благодаря интерфейсам Ethernet и Fieldbus. Защита передней панели IP65. Рабочая температура 0-50° С, влажность 5-95%

Система ввода/вывода VersaPoint

Распределенная система ввода/вывода VersaPoint обеспечивает максимум возможностей при своей компактности и гибкости и позволяет пользователям устанавливать точное количество каналов ввода/вывода, необходимое для каждого приложения. Оставаясь верным открытым стандартам связи, включая Ethernet, Profibus-DP и DeviceNet, VersaPoint легко связывается с широким диапазоном ПЛК, DCS (распределенная система управления) и систем управления на основе ПК.



Система ввода/вывода

Устройство сетевого интерфейса подсоединяет модули ввода/вывода VersaPoint к основному ПЛК или компьютеру через разные типы сетей, которые позволяют легко включить ввод/вывод VersaPoint в сеть Profibus-DP, Ethernet или DeviceNet. Устройство сетевого интерфейса (NIU) поддерживает до 63 модулей в одном узле и имеет светодиодную индикацию шины и питания.

Терминалы и сегменты питания

Терминалы питания подводят питание к основной цепи (UM). В дополнение он может быть использован в качестве модуля питания для сегмента цепи (Us). Терминалы сегмента используются для создания сегмента цепи питания внутри основной цепи питания 24 В постоянного тока.

Устройства распределенного ввода/вывода Genius

Предусматривая распределенное управление на производственном уровне, системы В/В Genius позволяют значительно сокращать время подключения и наиболее эффективно выявлять неисправности. Модули ввода/вывода Genius автоматически предоставляют диагностическую информацию о внешних подключениях, условиях электропитания и нагрузках, так же как и о состоянии сетей связи, модулей и цепей. Диагностика Genius резко уменьшает время, необходимое на начальное управление и отладку.

Модули дискретного В/В, Управляющее питание для модуля изолировано от входных/выходных напряжений

переменный ток подключенного устройства. Отдельного источника питания не требуется. Дополнительные возможности конфигурирования включают: импульсное тестирование выхода, изменяемое время входного фильтра от 10 до 100 мсек, состояние выходов по умолчанию при выключении питания, сохранение последнего состояния или состояние по умолчанию для выходов, каждый канал имеет электронный предохранитель.

Модули дискретного В/В, постоянный ток



К модулям дискретного В/В Genius постоянного тока можно подключать широкий диапазон устройств ввода, включая как 2-х так и 3-хпроводный электронный бесконтактный переключатель. Выходы могут управлять маломощными и индикаторными устройствами, такими как реле, контакторы и лампы. Эти блоки имеют идентичные дискретные схемы ввода/вывода, которые конфигурируются в качестве входа или выхода. Каждая схема содержит встроенную защиту при конфигурации канала, защищая схему во время кратковременных бросков напряжения и от коротких замыканий.

Модули аналогового ввода/вывода



Модули аналогового ввода Genius имеют 6 каналов токовых входов с расширенной диагностикой. Модули аналогового вывода Genius имеют 6 выходов (ток/напряжение) с расширенной диагностикой. Аналоговые комбинированные модули Genius имеют 4 входа и 2 выхода. Каналы могут быть сконфигурированы для тока или напряжения с расширенной диагностикой.

Система ввода/вывода VersaMax IP



VersaMax IP спроектирован для того, чтобы обеспечить надежность и «выносливость» стандартных систем ввода/вывода, установленных в стойку NEMA 4, без существенных затрат и усилий по монтажу. VersaMax IP относится к классу IP67 - таким образом, он может быть установлен в непосредственной близости от оборудования, которым он управляет, без необходимости установки данной системы в шкаф. Ввод/вывод, коммуникации и подключения питания сделаны в виде блоков с готовыми наборами шнуров, что значительно сокращает время установки и возможные ошибки разводки.

Модули VersaMax IP предназначены для распределенных задач автоматизации и использования в жестких условиях окружающей среды. Модули отвечают требованиям по защите IP65/IP67. Они позволяют обеспечивать прямое соединение сенсоров и исполнительных механизмов вблизи станции. Каждое устройство VersaMax IP напрямую подключается к шине Profibus D P. Рабочая температура: -25°C - +60°C, Влажность - до 95% с небольшой конденсацией вне корпуса. Тип соединения (M12) 2-х, 3-х, и 4-х проводный.

Модули VersaMax IP Modular предназначены для распределенных задач автоматизации и использования в жестких условиях окружающей среды. До 16 модулей расширения могут быть подсоединены к одному устройству сетевого интерфейса Profibus Master (NIU) VersaMax I P, поддерживающему до 136 цифровых или 64 аналоговых сигналов или их комбинацию. Рабочая температура: -25°C - +60°C, Влажность - до 95% с небольшой конденсацией вне корпуса. Тип соединения (M12) 2-х, 3-х, и 4-х проводный.

2.2 Концепция построения информационной системы производства на базе Proficy


Существование взаимосвязи между эффективностью производства и получаемой прибылью уже давно очевидно для руководителей предприятий во всем мире. Но в условиях постоянно возрастающей конкуренции даже наиболее успешные компании, сконцентрировавшись на получении прибыли, уделяют этой взаимосвязи недостаточно внимания.

Сейчас особенно высоки требования к темпам производственных операций, а также к их точности и соответствию заданным нормам. Эффективное управление производством в режиме реального времени становится необходимой предпосылкой прибыльности предприятия. Proficy - ключ к реализации этого требования.

Proficy - это основанный на открытых технологиях программный продукт, решающий задачи анализа, управления и автоматизации работы предприятия во взаимосвязи с бизнес-средой. Независимо от того, внедряется ли все приложение целиком или один из его модулей, решающий конкретную задачу, Proficy позволит оперативно находить правильные решения вне зависимости от существующего уровня автоматизации предприятия.

Результативность и быстродействие систем реального времени

Компания GE Fanuc прекрасно понимает, что промышленное производство сегодня находятся под большим давлением: ситуация на рынке требует постоянного повышения производительности и прибыльности.

Программное решение Proficy Интеллектуальное управление производством (ИУП) предлагает набор легких в использовании приложений, которые будут способствовать увеличению производительности вашего предприятия. Благодаря этой системе производственные процессы приобретают такое качество как "интеллектуальность" - система обеспечивает сбор, анализ и преобразование данных в информацию, а также предоставляет возможность принятия в режиме реального времени мер по оптимизации показателей.

Proficy объединяет производственные процессы, процессы принятия решений и бизнес-системы. Такой комплексный подход обеспечивает стабильность производства, увеличивает его эффективность и прибыльность.

Место системы Proficy Plant Applications в общей концепции Интеллектуального управления производством Proficy (см. Приложение1)

Программное обеспечение, входящее в состав Proficy

Информационный портал

Это приложение предоставляет в распоряжение руководителей данные и аналитическую информацию, которая необходима для быстрого принятия важных решений, способствующих увеличению производительности и эффективности работы.

Proficy Real-Time Information Portal

(infoAgent) - Web-портал, предназначенный для представления и анализа производственных данных из iHistorian, iFIX, реляционных баз данных (Oracle, MS SQL Server, DB2) и других источников (PI, OPC и др.)

Оперативное управление производством

Программное обеспечение этого класса представляет собой интегрированный набор программных пакетов, обеспечивающих новый уровень контроля за эффективностью производства и позволяющий руководящим работникам принимать компетентные деловые решения на основе поставляемой в режиме реального времени информации о работе завода.

  • Proficy Batch Execution (iBatch/iWorkInstruction) - программные пакеты для контроля и управления периодическими процессами
  • Proficy Batch Analysis - Plant Applications - ПО для анализа выпускаемой продукции по партиям
  • Proficy Efficiency - Plant Applications
  • -ПО для мониторинга производительности, отслеживания потерь
  • продукции и простоя оборудования
  • Proficy Production - Plant Applications
  • -ПО для оперативного управления производственными расписаниями и регламентами, отслеживания истории продукта
  • Proficy Quality - Plant Applications -ПО для управления качеством продукции
  • Proficy Shop Floor SPC (Visual SPC) -ПО для сбора и анализа информации о качестве продукции
  • Исторический архив данных
  • Proficy Historian (iHistorian) - ПО для ведения исторического архива технологических данных в масштабе предприятия
  • Управление оборудованием предприятия
  • Программные продукты этой группы позволяют значительно увеличить производительность оборудования за счет гибкой организации целенаправленного технического обслуживания. Технические специалисты и руководители получают возможность контролировать состояние техники, чтобы увеличить эффективность планирования и проведения ремонтов.
  • Proficy Enterprise Asset Management (EAM) - ПО для управления фондами и активами предприятия
  • Proficy Change Management (Manager) - программный пакет для совместной разработки и развития систем АСУТП
  • Управление производственными процессами (АСУТП)
  • Приложения этой группы обеспечивают операторов и инженеров-технологов возможностью управления производственными процессами. В результате предприятие может увеличить как объем выпускаемой продукции, так и улучшить ее качество, повысить эффективность работы и обеспечить соблюдение всех необходимых норм.
  • Proficy HMI/SCADA - iFIX - современный SCADA-пакет для построения автоматизированных систем управления на платформе Windows NT/2000/XP
  • FIX - HMI/SCADA - популярный SCADA-пакет для разработки автоматизированных систем управления на платформе Windows 9*/NT/2000/XP
  • iClientTS - ПО для поддержки многосеансовой и многопользовательской работы с iFIX на платформе Windows 2000/2003 Server
  • DataViews - программные средства разработки HMI-системы для нестандартных применений
  • OPC Server Toolkit - набор инструментальных средств для разработки драйверов ввода-вывода, являющихся ОРС серверами
  • Драйверы ввода-вывода - обширная библиотека драйверов ввода-вывода с поддержкой спецификации OPC обеспечивает работу ПО с различными программируемыми логическими контроллерами и другими устройствами
  • В течение долгого времени программное обеспечение разных уровней управления предприятием не было интегрировано в единое корпоративное решение. АСУ ТП занимались автоматизацией работы непосредственно установок и цехов. Бизнес-системы (ERP и АСУП) брали на себя планирование, бухучет, учет кадров и др. функции. Системы сбора технологических данных накапливали информацию. Руководитель того или иного уровня (мастер, технолог, начальник производства), будучи вынужденным осуществлять связь между системами планирования и АСУ ТП зачастую просто в голове, оказывался лишен средств автоматизированного управления производственной деятельностью в реальном времени. Ведь именно благодаря извлечению из производственных данных информации, значимой в бизнес-среде, у руководителя появляется возможность на основе этой информации оперативно влиять на производственные процессы. Именно поэтому со временем разработчики стали соединять разрозненные приложения в единую корпоративную систему автоматизации. В отличие от существовавшей ранее автоматизированной односторонней связи "снизу вверх" от уровня управления к уровню планирования, такая система гарантирует обмен информацией в обе стороны, что способствует повышению эффективности использования бизнес-систем и оперативности работы всей системы управления предприятием. Именно эту задачу связи между уровнями для управления производством в реальном времени и призваны решать системы MES.
  • Как определяет международная ассоциация производителей и поставщиков MES-решений (MESA International), MES (Manufacturing Execution Systems) - это автоматизированная система управления и оптимизации производственной деятельности, которая в режиме реального времени:
  • инициирует;
  • отслеживает;
  • оптимизирует;
  • документирует
  • производственные процессы от начала выполнения заказа до выпуска готовой продукции.
  • Используя данные уровней планирования и контроля, MES системы управляют текущей производственной деятельностью в соответствии с поступающими заказами, требованиями конструкторской и технологической документации, актуальным состоянием оборудования, преследуя при этом цели максимальной эффективности и минимальной стоимости выполнения производственных процессов.
  • Proficy Plant Applications
  • Для каждого руководителя производства ключ к раскрытию потенциала его предприятия лежит в возможности отслеживать ход производственных процессов и происходящие на производстве изменения в режиме реального времени. Получаемую информацию также необходимо предоставить сотрудникам, принимающим участие в выработке управленческих и технических решений, чтобы на ее основе предпринимать действия, которые положительно скажутся на производительности и в конечном итоге на уровне прибыли. Благодаря системе Proficy Plant Applications компании GE Fanuc Automation все это становится для вас более чем возможным!
  • Proficy Plant Applications - это уникальное программное решение, собирающее разрозненные данные, поступающие с производственных объектов, и интерпретирующее их в единой модели "виртуального предприятия", c которой Вы можете работать там, тогда и так, как вам это необходимо. Эту информацию Вы можете анализировать, отслеживая изменения ключевых показателей производительности в реальном времени. Предоставляя такие возможности, Proficy Plant Applications помогает получить четкое понимание происходящих на производстве процессов и значительно повысить их эффективность.
  • Proficy Plant Applications обеспечивает связь между ERP-системами и производством (см. Приложение 2)
  • Благодаря базовому набору масштабируемых модулей: Efficiency (Управление эффективностью), Quality (Управление качеством), Production (Управление производством) и Batch Analysis (Анализ партий), нацеленных на анализ наиболее важных аспектов производства, Proficy Plant Applications дает возможность подобрать такое их сочетание, которое наилучшим образом позволит решить конкретные задачи и окупить вложения.
  • При этом для каждого из модулей доступны и мощные аналитические возможности Web-отчетов, и ведение основных показателей производства (KPI), и служба оповещений, что позволяет ясно "видеть" текущую ситуацию и принимать оперативные решения в масштабах всего производства.
  • Самое главное - Plant Applications является компонентом комплексного программного решения Intelligent Production Solution и позволяет управлять производственной деятельностью на основе технологических данных в реальном времени, что расширяет возможности традиционной MES-системы.
  • Proficy Plant Applications: особенности и преимущества
  • Proficy Plant Applications помогает сосредоточиться на нескольких критически важных, взаимосвязанных аспектах вашего производства, позволяя повысить общую прибыльность и эффективность за счет:
  • лучшего использования ресурсов предприятия (персонал, оборудование и материалы) при помощи оценки общей эффективности оборудования (OEE);
  • повышения качества продукции, снижения ущерба, брака и затрат на отзыв продукции;
  • оптимизации производственных операций благодаря более полной информации о том, как фактически протекает процесс производства на предприятии;
  • обеспечения полного соответствия международным нормам, таким как требования FDA (правила Свода федеральных нормативных актов 21, часть 11, Управление по контролю за качеством продуктов питания и медикаментов - США), и другим требованиям.
  • Система Proficy Plant Applications была разработана для того, чтобы помочь осуществить значительные улучшения в этих ключевых сферах производства. Она предлагается в виде набора модулей, которые могут интегрироваться по отдельности либо как часть полностью готового решения, предоставляя предприятиям любого масштаба необходимое решение. Благодаря функциям Web-отчетности, предусмотренным во всех модулях, можно осуществлять анализ и распространение информации даже в масштабах территориально распределенного предприятия.
  • Постоянный рост конкуренции в условиях современного рынка заставляет производителей стремиться к непрерывному сокращению эксплуатационных расходов и совершенствованию производственных процессов. Эффективность производства в значительной мере зависит от возможности доступа, обработки и использования в полном объеме технологических данных предприятия.
  • Многие наиболее успешные и крупные производители во всем мире используют программное обеспечение Proficy iFIX компании GE Fanuc для всестороннего мониторинга, управления и распределения данных в масштабах производства.
  • Программное обеспечение iFIX представляет собой полный HMI/SCADA пакет для применения на любых предприятиях нефтяной, газовой, химической промышленности, энергетики, металлургии, в фармацевтической и пищевой отраслях, в водоочистке и водоснабжении, производстве упаковочных материалов и др.
  • iFIX - HMI/SCADA-система от ведущего мирового производителя программного обеспечения для автоматизации производства. iFIX позволяет организовать эффективный сбор данных, визуализацию и диспетчерское управление технологическими процессами в рамках всего предприятия. При помощи iFIX становится возможным контроль всех аспектов производства, использования оборудования и ресурсов, что неизбежно приводит к сокращению затрат, повышению качества продукции и сокращению времени продвижения новых продуктов на рынок.
  • В iFIX воплощены самые современные программные технологии и запатентованные ноу-хау, которые позволяют в значительной мере ускорить процесс принятия производственных и бизнес решений, что в свою очередь повышает эффективность производства и качество продукции.
  • Proficy iFIX: Технические достоинства
  • Распределенная клиент-серверная архитектура
  • Серверы iFIX обеспечивают сбор, обработку и распределение оперативных производственных данных
  • Несколько типов клиентских приложений iFIX обеспечивают визуализацию и управление. Среди них iClient ™, iClientTS ™ для Terminal Server и Web-интерфейсы (клиенты iWebServer и infoAgent)
  • Широкие возможности по масштабированию системы, в полной мере использующие преимущества архитектуры клиент-сервер
  • Быстрая разработка и внедрение системы
  • Разработка проекта в WorkSpace - удобной в использовании интегрированной среде разработки с интуитивно понятным пользовательским интерфейсом
  • Быстрое создание и развертывание приложений с использованием программных Экспертов
  • Использование программных приложений "третьих фирм" благодаря технологии Plug and Solve - уникальной разработке компании GE Fanuc
  • Разработка приложений и внесение изменений в проект в режиме on-line, без отключения системы от управления производством и перезагрузки приложений
  • Создание программных обработчиков событий, включая нажатие горячих клавиш, с помощью встроенного Редактора макросов
  • Богатые возможности по созданию и настройке как встроенных анимиро-ванных объектов, так и объектов ActiveX без программирования на языке VBA
  • Сокращение времени разработки приложений при использовании Редактора теговых групп, позволяющего динамически перенастраивать типовые экранные формы
  • Автоматическая обработка событий в основном и фоновом режиме с использованием Планировщика событий
  • Мнемосхема Proficy iFIX
  • Широкие функциональные возможности Proficy iFIX
  • Разработан для использования на платформах Windows NT/2000/XP/2003
  • Мониторинг процессов (HMI - человеко-машинный интерфейс)
  • Сбор данных и диспетчерское управление (SCADA)
  • SQL/ODBC API для простой и эффективной интеграции с реляционными базами данных
  • Многоуровневая система безопасности с регламентированием доступа отдельных пользователей или узлов SCADA. Возможность настройки и синхронизации с системой безопасности Windows
  • Вывод трендов по историческим данным и данным реального времени
  • Сбор и математическая обработка данных
  • Развитая подсистема генерации и управления тревожными сообщениями
  • Высокопроизводительная распределенная сетевая архитектура
  • Программные Эксперты с интуитивно понятным графическим интерфейсом для быстрой разработки и внедрения приложений
  • Разработка приложений в режиме on-line, без необходимости остановки процесса управления
  • Поддержка использования элементов управления ActiveX для организации обмена с внешними базами данных
  • Поддержка ODBC
  • Планирование обработки событий по времени и по событию
  • Сбор и отображение данных из исторических архивов
  • Наличие языка программирования Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)
  • Поддержка клиента и сервера OPC (OLE for Process Control)
  • Объектно-ориентированная графика Среда разработки WorkSpace
  • Поддержка Microsoft SQL 2000 Server
  • Расширенная архитектура Plug and Solve
  • Proficy iFIX: Экономический эффект от использования
  • Надежные инвестиции в будущее
  • Основываясь на современных технологиях и одновременно поддерживая уже существующие, iFIX представляет собой весьма привлекательный продукт с точки зрения надежности инвестирования средств. Созданный на основе открытых промышленных стандартов Microsoft, включая объектные модели COM/DCOM, ActiveX, VBA, Windows NT/2000/XP/2003 и OPC, iFIX является универсальным решением, способным защитить инвестиции в аппаратные средства и программное обеспечение.
  • Возможность использования электронных подписей и записей
  • Наряду с другими программными продуктами GE Fanuc, iFIX поддерживает использование электронных подписей и записей. Использование этого механизма обеспечивает ряд серьезных преимуществ, среди которых можно выделить:
  • Контроль целостности данных
  • Отслеживание и контроль действий оператора
  • Высокая эффективность
  • Организация управления производством в строгом соответствии с требованиями стандарта FDA 21 CFR Part 11, а также аналогичных европейских стандартов
  • Организация безбумажной системы документооборота и ведения отчетности.
  • Широкий набор интуитивно понятных графических инструментов, которыми обладает iFIX, помогает пользователю за короткое время освоить продукт и приступить к разработке систем АСУТП.
  • iFIX предлагает удобный инструментарий для качественной разработки систем любого размера и сложности. Гибкость и, как следствие, простота тиражирования и масштабирования приложений iFIX позволяет оптимальным образом использовать возможности предприятия по введению в строй новых систем и развитию уже существующих.
  • Распределенная клиент-серверная архитектура
  • Масштабируемость
  • Распределенная сетевая архитектура
  • Распределенная клиент-серверная архитектура iFIX обеспечивает максимальную гибкость при проектировании системы. Систему можно развернуть как на одиночном компьютере, на котором будет установлено локальное приложение iFIX, так и на производствах с многочисленными серверами и клиентскимии станциями.
  • Серверы HMI/SCADA
  • Сервер iFIX обеспечивает работу Базы данных процесса (Process Database), куда с помощью драйверов ввода-вывода в режиме реального времени поступают данные из ПЛК. База данных поддерживает большое количество типов тегов, среди которых: аналоговые и дискретные входы и выходы, теги вычислений, теги тревог, теги интегрирования входных величин, таймеры, непрерывные и статистические функции управления, команды SQL и т.д. Серверные приложения iFIX обеспечивают построение оперативных графиков, трендов, отчетов, управление серийными и циклическими производствами, управление в соответствии с регламентами и многое другое.
  • Варианты построения архитектуры
  • В отличие от обычных HMI/SCADA-систем с упрощенной организацией сети, распределенная клиент-серверная архитектура Proficy iFIX позволяет расширять систему путем простого подключения к сети новых узлов без проведения дополнительных настроек на соседних узлах системы. Добавление или изменение тегов базы данных приводит к автоматическому обновлению тегов во всей системе, при этом не создаются дополнительные ссылочные базы данных тегов и не происходит дублирования тегов на разных узлах. База данных любого узла сети iFIX доступна всем пользователям и не копируется на локальные компьютеры для организации обмена данными, передаются только те значения, которые актуальны для клиентского приложения в данный момент времени.
  • Обычная НМ1 Стандартное построение
  • Варианты распределенной клиент-серверной архитектуры iClient
  • iClient - это стандартный клиентский пакет iFIX. iClient предназначен для организации рабочего места оператора с доступом к удаленной или локальной Базе данных iFIX. Средствами iClient реализуются функции визуализации и диспетчерского управления, включая анимирование данных, построение трендов, генерацию тревог и отчеты в режиме реального времени. Кроме того, с клиентских мест возможна разработка графических приложений в режиме on-line без прекращения управления процессом или перезагрузки.
  • iClientTS
  • Для работы в терминальном режиме предусмотрен специальный тип клиента iClientTS. В качестве терминалов могут выступать маломощные компьютеры, бездисковые ПК, терминалы ввода-вывода, что позволяет существенно сократить затраты на обновление аппаратных средств. iClientTS дает возможность удаленного доступа и полноценной работы с компьютера, находящегося в сети предприятия или в любой точке земного шара, при этом нет необходимости устанавливать какое-либо специальное клиентское программное обеспечение.
  • iClient RO и iClientS RO
  • В состав семейства iFIX также входит специализированный клиент для отображения информации без возможности записи в базу данных -iClient RO и iClientTS RO (для работы в терминальном режиме). Этот тип клиента поддерживает VBA, ActiveX, планировщик.
  • Достоинства архитектуры iFIX
  • Распределенная клиент/серверная архитектура iFIX позволяет объединять в единую систему произвольные комбинации распределенных серверов (серверов SCADA) и распределенных клиентов (iClient, iClientTS, и/или infoAgent). С точки зрения пользователей iFIX выглядит как единая высокопроизводительная интегрированная система.
  • Создание приложений HMI/SCADA
  • Системное дерево
  • Системное дерево выступает в качестве основного навигационного инструмента разработчика приложений iFIX. Иерархическое представление проектов существенно упрощает процесс управления документами и объектами приложения. Помимо возможности манипуляции файлами проекта в системном дереве представлены все основные компоненты пакета iFIX, что позволяет загружать необходимые приложения из одного окна. Функциональность системного дерева можно существенно расширить, добавив ярлыки внешних приложений, папок и файлов, таким образом настраивая его под собственные нужды.
  • Набор инструментов разработчика
  • Для быстрого доступа к инструментам рисования, подпрограммам Экспертов и различным объектам анимации в среде WorkSpace предусмотрены различные панели инструментов, каждая из которых может быть сконфигурирована удобным для пользователя образом. Специальная панель Toolbox позволяет всегда иметь под рукой наиболее часто используемые инструменты. Также можно создавать собственные кнопки и панели инструментов.
  • Инструменты рисования и объекты
  • Входящие в iFIX графические инструменты предлагают разработчику широкие возможности по созданию экранных форм. Среди инструментов есть стандартные геометрические фигуры, кнопки, текстовые поля для отображения данных из базы iFIX и других источников, диаграммы, сводка тревог и т.д., которые позволяют быстро и легко создавать наглядные и функциональные мнемосхемы с необходимыми средствами управления.
  • Мастера и Эксперты
  • Встроенные подпрограммы Мастеров и Экспертов, во многих случаях устраняют необходимость написания программных кодов для задания поведения экранных форм и объектов на них. Это справедливо даже при разработке проектов большой сложности. Все эксперты выполнены в виде интуитивно понятных диалоговых окон. Результатом работы Экспертов и Мастеров являются скрипты на языке VBA, которые разработчик может дополнять или изменять по собственному желанию.
  • Также можно создавать собственные Эксперты для автоматизации рутинных операций, при этом за основу можно брать уже существующие решения и корректировать их под свои нужды.
  • Библиотека графических элементов и объектов Динамо
  • Альбомы Динамо представляют собой наборы готовых анимированных объектов или групп объектов, предназначенных для ускорения и упрощения создания экранных форм. Объектами в альбоме Динамо выступают различные технологические объекты и управляющие элементы, такие как резервуары, насосы, шкалы показаний датчиков, регуляторов и т.п. Если поставляемого по умолчанию набора элементов недостаточно для реализации поставленных задач, можно создавать собственные объекты и альбомы или воспользоваться разработками третьих фирм, в большом количестве предлагающих дополнительные библиотеки объектов.
  • Группирование объектов - удобный способ организации и повторного использования любых видимых элементов мнемосхем. Сгруппированные объекты удобно дублировать, менять назначать новые общие свойства, перемещать по мнемосхеме.
  • Настройка объектов в группе
  • Не разрушая группы, можно получить доступ к свойствам любого из ее элементов. При этом скрипты, созданные для группы, ее настройки, анимация сохраняются и не требуют перепрограммирования.
  • VisiconX
  • VisiconX - набор элементов управления ActiveX для организации доступа и представления данных по OLEDB из реляционных баз данных. Пользователи получают прямой доступ к базам данных SQL Server, Oracle, Sybase, Informix или DB2 простым щелчком мыши без программирования. Элементы VisiconX встраиваются и отображаются в приложении WorkSpace. Их настройка не требует знания SQL и методов работы с СУБД, что существенно сокращает время разработки приложений.
  • Связи между объектами
  • Наличие в iFIX Мастеров и Экспертов позволяет во многих случаях избежать ручного создания программного кода. Например, можно разместить на мнемосхеме элемент ActiveX, моделирующий шкалу датчика, затем, не прибегая к программированию, связать этот элемент с тегом базы данных iFIX и получить в результате анимированный объект.
  • Технология Drag and Drop
  • С помощью простой операции перетаскивания (Drag and Drop) графические объекты можно перемещать и копировать внутри WorkSpace, между WorkSpace и внешними приложениями, а также между несколькими приложениями.
  • Поддержка ActiveX
  • Среда WorkSpace поддерживает безопасное внедрение объектов ActiveX, предоставляя доступ ко всем их свойствам, методам и событиям. Кроме того, Workspace позволяет работать с ActiveX-документами, например, с файлами Word или Excel, которые можно напрямую перетащить из внешних приложений в WorkSpace. При этом будут автоматически отображены меню и инструментальные панели соответствующего приложения. Т.о. оператор может получить доступ к документам, работая в защищенной среде WorkSpace, не запуская офисные приложения в отдельном окне.
  • Теговые группы
  • Теговые группы позволяют сокращать время разработки проектов путем повторного использования элементов экранных форм. Связывая одну и ту же мнемосхему iFIX каждый раз с разными теговыми группами, можно обойтись одной мнемосхемой для отображения нескольких однотипных технологических участков.
  • Планировщик событий
  • Планировщик событий предназначен для организации выполнения задач в определенные моменты времени, через определенные интервалы времени или после наступления заданных событий. Например, можно запланировать печать отчета в конце смены или автоматически переключать мнемосхемы на экране оператора при достижении тегом заданной критической величины. Имеется возможность обработки событий как в основном, так и в фоновом режиме.
  • WorkSpace - интегрированная среда разработки iFIX, системное дерево для удобной навигации по проекту, панель инструментов, панель выбора цвета, стандартное VBA окно свойств объекта.
  • Горячие клавиши
  • Макросы для горячих клавиш позволяют задавать действия, которые должны произойти в системе после нажатия определенной комбинации клавиш. Макросы могут быть связаны с мнемосхемами iFIX, объектами, расположенными на рисунке, или со всей системой в целом. Встроенный редактор макросов используется для создания кода VBA в экспертном режиме или путем написания программного кода вручную.
  • On-line конфигурирование
  • Интерфейс интегрированной среды разработки iFIX
  • В iFIX реализована запатентованная технология внесения изменений в режиме on-line, которая позволяет манипулировать тегами базы данных и разрабатывать мнемосхемы без остановки процесса управления. Более того, все изменения вступают в силу немедленно без дополнительной перезагрузки системы или перекомпиляции проекта.
  • Архивные данные
  • По умолчанию iFIX поставляется с встроенной подсистемой сбора, хранения и визуализации исторических данных. Исторические тренды имеют широкие возможности по предоставлению, анализу и обработке технологических данных, что вместе с историческими архивами позволяет создавать системы в соответствии с отраслевыми требованиями.
  • Исторические тренды - удобный инструмент по отслеживанию изменений свойств продукта во времени и анализу производительности работы оборудования.
  • Диаграммы
  • Диаграмма iFIX допускает возможность конфигурирования любого числа перьев (трендов) для одновременного вывода на экран исторических и оперативных данных с различными шкалами времени и значений. В режиме выполнения приложения доступны все опции по настройке цвета, стиля отображения внешнего вида шкал X и Y для каждого пера, также как и общие свойства объекта Диаграмма.
  • Создание отчетов
  • Благодаря архитектуре iCore и технологии Plug and Solve в системе iFIX имеется возможность построения подсистем отчетов различными способами. Например, данные могут быть экспортированы во внешнюю реляционную базу данных при помощи интерфейса ODBC и языка построения запросов SQL. А наличие встроенных в iFIX библиотек Crystal Reports позволяет использовать в качестве мощного средства разработки и построения отчетов этот широко известный пакет.
  • Подсистема тревог
  • Подсистема тревог, встроенная в iFIX, позволяет создавать приложения, извещающие пользователя о возможных неполадках еще до момента их возникновения. При помощи механизмов распределенного управления тревожными сообщениями можно настроить неограниченное число поименованных зон тревог, управлять приоритетами, устанавливать фильтры на отображение, использовать счетчики тревожных сообщений и управлять тревогами удаленно по телефонным линиям.
  • Кэширование мнемосхем
  • Значительного увеличения производительности работы системы можно достичь благодаря использованию возможности кэширования мнемосхем в оперативной памяти компьютера. Объем кэша настраивается в зависимости от требований системы и может заполнятся на этапе старта и инициализации рабочих функций системы. Каждая из мнемосхем имеет атрибут включения/отключения кэширования для максимально эффективного использования объема памяти, отведенного под кэш.
  • Использование в архитектуре iFIX открытых программных стандартов в противовес системам, построенным на закрытых технологиях собственной разработки, отражается в исключительной простоте масштабирования системы и интеграции iFIX с внешними приложениями.
  • Глобальные переменные
  • Глобальные переменные iFIX предназначены для организации обмена данными между различными модулями приложения и для хранения общих настроек приложения. Помимо глобальных переменных можно определить глобальные таблицы значений, цветов, создать глобальные VBA-скрипты и т.д. Этот механизм значительно упрощает разработку проекта и экономит время, позволяя избежать многих рутинных операций.
  • Технология Plug and Solve
  • Разработанная на базе COM-архитекту-ры корпорации Microsoft, технология Plug and Solve позволяет организовать бесшовную интеграцию программ GE Fanuc и приложений третьих фирм-разработчиков.
  • Платформа iCore
  • Система iFIX базируется на открытой
  • платформе iCore, основанной на компонентных решениях. В платформе iCore используется сочетание уникальных технологий GE Fanuc и промышленных стандартов Microsoft DNA, а именно:
  • Visual Basic for Applications (VBA)
  • OLE for Process Control (OPC)
  • Component Object Model (COM)
  • ActiveX Controls
  • ODBC/SQL
  • Secure Containment
  • Backup and Restore
  • OPC (OLE for Process Control)
  • FIX является OPC-сервером для любого стандартного OPC-клиента. В то же время iFIX может выступать в роли OPC-клиента для любого стандартного OPC-сервера. Поддержка OPC в среде WorkSpace позволяет создавать мнемосхемы, на которых источниками данных напрямую выступают OPC-серверы. Таким образом, WorkSpace является графическим OPC-клиентом iFIX в полной мере поддерживает открытые стандарты организации обмена данными по ODBC, включая функцию сбора и передачи защищенных электронных записей в одну или несколько внешних реляционных баз данных. Очень просто организовать двусторонний обмен данными между реляционной базой данных и базой данных реального времени iFIX.
  • Мастер резервного копирования и восстановления системы
  • Мастер резервного копирования и восстановления системы, входящий в поставку iFIX, предназначен для создания резервных копий приложений на каждом узле iFIX. Функция резервного копирования выполняется в режиме online без остановки процесса или перезагрузки системы. Созданные подсистемой архивные файлы могут использоваться как для восстановления системы в случае возникновения сбоев, так и для переноса и быстрого развертывания приложения iFIX на идентичном по функциональности узле.
  • Система безопасности iFIX полностью управляет доступом к приложениям пакета, мнемосхемам, расписаниям, регламентам и даже отдельным тестам. Помимо этого iFIX может синхронизировать свою систему безопасности со стандартной системой безопасности Windows, что позволяет регламентировать доступ ко всем функциям операционной системы. Также может быть ограничен доступ к критическим программным функциям, таким, например, как перезагрузка базы данных процесса или доступ к ней для записи. Возможность блокировки системных горячих клавиш позволяет устанавливить запрет на перезагрузку Windows, переход к другим приложениям и др.
  • Интерфейс интегрированной среды разработки iFIX
  • Резервирование
  • В iFIX есть возможность резервирования SCADA-серверов, а также многих сетей и каналов связи с контроллерами. Все узлы iFIX при необходимости переключаются из одной локальной сети в другую, серверы также могут переключаться с основного контроллера на резервный, а клиенты с основного сервера на сервер-дублер.
  • Широкие возможности анимации и построения специфических форм позволяют реализовать задачи любой сложности.
  • 2.3 Анализ разработки автоматизации узлов учета нефти автоматизированного рабочего места оператора нефтебазы
  • ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» является ведущим российским нефтеперерабатывающим предприятием с объемом переработки около двенадцати миллионов тонн в год. Предприятие работает по топливно-масляному варианту и выпускает широкий ассортимент неэтилированных автомобильных бензинов, дизельного топлива, смазочных масел и других нефтепродуктов.
  • Нефтебаза ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» является одним из самых больших объектов в России в системе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» по промежуточному хранению нефти. Нефтебаза включает в себя:
  • резервуарный парк - подземные резервуары, резервуары с плавающей крышей;
  • технологическую насосную и насосную внутрипарковой перекачки;
  • узел контроля расхода и регулирования давления нефти;
  • узлы запуска и приема диагностирующих снарядов;
  • колодцы с задвижками;
  • технологический тоннель;
  • сливо-наливная эстакада.
  • До установки новой системы автоматики на нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» функционировала релейная система телемеханики, обеспечивавшая сбор и передачу информации от датчиков и преобразователей, а также дистанционное управление электроприводными задвижками и сигнализацию их состояния. Технологическое оборудование нефтебазы было обеспечено исправными первичными датчиками и преобразователями, обеспечивающими безопасную эксплуатацию объекта. Управление электроприводными задвижками осуществлялось из диспетчерской нефтебазы по существующей системе телемеханики через существующие щиты управления задвижками и щиты ячеек пускателей, установленные в помещениях местных пунктов управления (ПКУ, ЩСУ, площадки КИП, операторная насосной внутрипарковой перекачки).
  • Целью реконструкции являлась замена морально и физически устаревшей релейной системы телемеханики на новую систему управления, построенную на базе контроллеров. Первичные датчики и преобразователи, а также местные щиты управления в замене не нуждались.
  • Специалистами была разработана и внедрена трехуровневая система управления резервуарным парком нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт», которая включает:
  • Нижний уровень автоматизации. Датчики технологических параметров, исполнительные механизмы, системы автоматического регулирования, показывающие приборы. Нижний уровень на объекте представлен оборудованием различных фирм;
  • Средний уровень. Программно-аппаратные модули (блоки) на базе программируемых логических контроллеров. Вся система построена на тринадцати территориально распределенных узлах, где каждый узел состоит из ПЛК и распределенной системы ввода/вывода. Все узлы объединяются в единую сеть Ethernet на базе волоконно-оптической сети общей протяженностью около 12000 метров. Подключение каждого контроллера к сети производится через модуль связи Ethernet и коммутатор.
  • Связь локальных контроллеров с распределенными устройствами связи с объектами (УСО) реализована:
  • в пределах одного помещения - сеть через адаптер распределенного ввода/вывода с использованием кабеля «витая пара»;
  • в разных помещениях - сеть через адаптер распределенного ввода/вывода с использованием оптических повторителей и волоконно-оптического кабеля.
  • Информационный обмен между средним и верхним уровнями системы автоматизации осуществляется по сети Ethernet на основе протокола TCP/IP, что фактически является частным случаем реализации концепции Industrial Ethernet и шагом вперед в направлении унификации промышленных сетей а - Transparent Factory (прозрачное предприятие). Пропускная способность сети составляет 100 Мбит/с.
  • Программирование контроллеров осуществлялось с помощью инструментального пакета CONCEPT, обеспечивающего программирование на любом из пяти технологических языков в стандарте МЭК 1131-3. Программное обеспечение и взаимодействие между контроллерами (срабатывание общих по нефтебазе защит, передача команд и т.д.) построено таким образом, что отключение, неисправность или сбой в работе одного узла (ПЛК), никак не скажется на безаварийности работы всей системы в целом, что существенно увеличивает надежность работы системы автоматики;
  • - Верхний уровень представлен шестью АРМ диспетчера и инженеров технологов, двумя серверами ввода-вывода и одним ОРС-сервером. Операторный интерфейс - программный пакет SCADA - iFIX фирмы Intellution. Функциональные возможности пакета включают конфигурирование, оперативное управление, сбор и архивирование данных и событий, диагностику и отображение информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования.
  • Анализ структуры себестоимости выпускаемых продуктов показывает, что производство является материало- и энергоемким, следовательно, задача учета материальных и энергетических ресурсов для предприятия актуальна. С этой цель были построены два узла коммерческого учета - пара и нефти, на которых использован рассмотренный выше программный продукт.
  • В качестве датчиков расхода пара используются датчики рассмотренные в п.п. 2.1 данной работы, существует несколько линий подачи, на каждой из которых установлен такой датчик. Все датчики объединены одной токовой петлей, в которой протекает постоянный ток 4 мА, каждый датчик имеет свой адрес и передает по HART-протоколу три переменных: массовый расход пара, избыточное давление и температуру в линии подачи.
  • Сигналы от датчиков расхода по токовой петле передаются в контроллер ROC 412 Fisher-Rosemount. В контроллере выполняется ряд расчетов, таких интегрирование расходов за период и расчет количества тепла, полученного по каждой линии подачи. Для обеспечения возможности восстановления данных при сбое программной или технической части сервера контроллер хранит историю за последние 24 часа. Контроллер имеет последовательный интерфейс и посредством преобразователя RS 485/232 подключен к последовательному порту сервера.
  • Сервер Intel-платформы с установленной операционной системой Windows 2003 Server, драйвером ROC412-FIX32, пакетом FIX32 имеет две сетевых карты. Через одну карту подключена рабочая станция оператора, компьютер Intel-платформы, с установленной операционной системой Windows XP и пакетом FIX View (Plant TV), через вторую карту сервер подключен к локальной вычислительной сети. На сервере хранится вся история, мнемосхемы, отчеты и т. д.
  • Рабочая станция оператора, так же как и компьютеры других пользователей, подключенные через локальную вычислительную сеть с установленными пакетами FIX View (Plant TV), предназначена для просмотра мнемосхем процесса, отчетов, трендов и т. д.
  • В качестве датчиков измерения расхода нефти используются датчики Micro Motion Fisher-Rosemount. Существует несколько линий поступления нефти, на каждой из которых установлен такой датчик. Все датчики объединены в сеть с интерфейсом RS 482 и протоколом передачи данных Modbus RTU.
  • В качестве датчиков измерения давления нефти в линиях используются датчики 3051 GP Fisher-Rosemount, имеющие выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА и подключенные к входам контроллера ABB. В свою очередь, контроллер подключен к той же, что и датчики измерения расхода сети с интерфейсом RS 482 и протоколом передачи данных Modbus RTU. Посредством преобразователя RS 485/232 сеть подключена к последовательному порту сервера.
  • Сервер Intel-платформы с установленными операционной системой Windows 2003 Server, драйвером МВ1-FIX32, пакетом FIX32 имеет две сетевых карты. Через одну карту подключена рабочая станция оператора - компьютер Intel-платформы, с установленной операционной системой Windows XP и пакетом FIX View (Plant TV), через вторую карту сервер подключен к локальной вычислительной сети. На сервере хранится вся история, мнемосхемы, отчеты и т. д.
  • Рабочая станция оператора, так же как и компьютеры других пользователей, подключенные через локальную вычислительную сеть, с установленными пакетами FIX View (Plant TV), предназначена для просмотра мнемосхем процесса, отчетов, трендов и т. д.
  • Для контроля точности расчетов в системе нефтепродуктообеспечения руководством компании было решено все входящие в ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) и нефтебазы оснастить современными и надежными СА сбытовой деятельности. Одним из первых с поставленной задачей справился Надымское предприятие по обеспечению нефтепередачи ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».
  • АСУ узлов коммерческого учета нефтепродутов
  • Непременным элементом автоматизированной системы сбыта любого НПЗ являются узлы коммерческого учета отгружаемых нефтепродуктов.
  • Узлы коммерческого учета включают в себя не только первичные преобразователи, вторичные приборы с интерфейсом связи и управляющие контроллеры. Современные узлы коммерческого учета - это информационная система, представляющая собой часть управляющей заводской структуры по осуществлению товарно-коммерческих операций. В связи с этим, помимо непосредственного оперативного контроля на местах установки оборудования необходимо обеспечивать непрерывный централизованный сбор получаемой информации, ее долговременное хранение, аналитическую обработку и интеграцию всех полученных данных в общезаводскую систему управления предприятием.
  • АСУ коммерческого учета отгрузки состоит из трех уровней:
  • нижний уровень - полевое оборудование, вторичные приборы, установленные непосредственно на объекте, и управляющие ПЛК;
  • средний уровень - автоматизированное рабочее место оператора узла, включая управляющий контроллер для организации обмена информацией с ЦДП;
  • верхний уровень - установленное в заводоуправлении, интегрированное с заводской вычислительной сетью серверное ПО и клиентские приложения SCADA-системы, предназначенные для сбора, архивирования технологической информации с узлов учета, составления отчетов и сводок по отгрузке нефтепродуктов и передачи обработанных данных в бизнес-системы.
  • Как видно из структурной схемы, установка узлов коммерческого учета нефтепродуктов коснулась 6-ти ключевых объектов: нефтебаза 1 (ЗАО "Надым-Терминал"), нефтебаза 2 (ЛДПС "Надым"), причал, товарно-сырьевая база (ТСБ), железнодорожная наливная и ЦДП. Из перечисленных только 3 объекта находятся на территории завода - ТСБ, ЦДП и железнодорожная наливная; до нефтебаз около 40 км, до причала - примерно 5 км.
  • Привязка по месту узлов коммерческого учета и разработка проектной документации выполнена проектным институтом Самаранефтехимпроект - генеральным подрядчиком ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».
  • Программно-аппаратные средства
  • Оборудование КИП нижнего уровня АСУ узлов коммерческого учета, установленное по месту измерения, включает в себя:
  • на контрольных пунктах (КП) нефтебаз 1, 2 и причала - массовые расходомеры Micro Motion фирмы Fisher-Rosemount с сенсорами CMF-400 и трансмиттерами RTF-9739R, а также компьютеры коммерческого учета OMNI-6000;
  • на КП ТСБ - систему учета наличия нефтепродуктов в резервуаре на базе резервуарных датчиков Enraf и вторичного интерфейсного прибора Enraf CIU Prime;
  • на КП железнодорожной наливной установлена весовая платформа Mettler Toledo 7260 для измерения веса вагоноцистерн в движении с цифровыми датчиками веса под управлением контроллера 9411Е Jaguar.
  • Значительная удаленность объектов друг от друга и от ЦДП обусловила применение различных каналов связи для объединения объектов автоматизации в единую систему и выдвинула повышенные требования к достоверности передачи данных. В связи с этим в качестве ПЛК нижнего уровня были предложены удаленные терминальные устройства RTU (Remote Terminal Unit) Moscad производства фирмы Motorola.
  • Для связи со SCADA-серверами центрального диспетчерского пункта (ЦДП), включенными в заводскую локальную сеть Ethernet, применяется шлюз MCP-T Gateway. Архитектура шлюза MCP-T позволяет распределять технологические данные по обоим (основному и резервному) SCADA-серверам ЦДП и передавать команды управления обратно по всем RTU системы.
  • В рамках реализованной системы каждое RTU Moscad одновременно выполняет несколько задач:
  • сбор данных с сенсоров через собственные модули ввода/вывода;
  • контроль состояния и управление запорной арматурой на узлах учета отгрузки трубопроводным транспортом;
  • обмен данными со вторичными приборами (компьютер коммерческого учета OMNI на нефтебазах 1, 2 и причале; вторичный интерфейсный прибор Enraf CIU Prime на ТСБ; контроллер весов Mettler Toledo 9411E);
  • сбор и предварительная обработка данных от датчиков системы обнаружения утечек на трубопроводе;
  • обмен данными с АРМ операторов на базе SCADA-системы iFIX по протоколу Modbus;
  • постоянный обмен информацией с другими RTU системы;
  • обмен информацией с ЦДП (контора цеха 4) удаленно, по радио или через модем.
  • RTU Moscad, используя имеющиеся каналы связи: УКВ радиоканал для КП нефтебаз 1 и 2, выделенная аналоговая линия (телефонная пара) для КП ТСБ и причала, образуют сеть пакетной передачи информации. В данной сети используется фирменный сетевой протокол MDLC, являющийся одним из немногих протоколов, полностью реализующих семиуровневую модель OSI.
  • После обработки и преобразования собранные контроллерами Moscad данные передаются в ЦДП конторы цеха 4 на шлюз МСР-Т Gateway, где портируются в протокол ТСР/IP и помещаются в архив на двух мощных SCADA-серверах, которые идентичны и работают в режиме "горячего" резервирования. Совместно c АРМ локальных операторов узлов учета и клиентскими просмотровыми узлами SCADA-серверы образуют средний уровень АСУ.
  • Интерфейс локальных операторов, клиентские просмотровые SCADA-узлы и SCADA-серверы были реализованы на базе ПО iFIX версии 2.5 фирмы GE Fanuc.
  • Выбор SCADA-пакета был сделан в пользу iFIX по ряду причин. Во-первых, iFIX поддерживает работу на платформе Windows 2000, на сегодняшний день являющейся стандартной платформой для построения автоматизированных управляющих систем во всех областях промышленности.
  • Во-вторых, в среду разработки и выполнения проектов iFIX Workspace встроен язык программирования - Microsoft Visual Basic for Applications (VBA). Встроенный стандартный язык программирования, с одной стороны, предоставляет разработчикам неограниченные средства по реализации собственных алгоритмов обработки данных и вывода результатов, с другой стороны, в отличие от многих других пакетов в iFIX используется "настоящий" MS VBA, который повсеместно применяется в офисных приложениях компании Microsoft, что не требует дополнительного обучения специалистов. Все компоненты подсистемы отображения пакета iFIX Workspace предоставляют свои свойства, управляются и настраиваются непосредственно через VBA. С использованием языка VBA и математического обеспечения контроллеров Moscad специалистами отдела метрологии ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» была разработана и пущена в эксплуатацию уникальная система обнаружения утечек на нитке трубопровода, соединяющей ТСБ и нефтебазы. На базе VBA создана подсистема отчетов на каждом локальном узле и в ЦДП. В подсистеме осуществляется формирование суточных отчетов и отчетов за произвольный период по отгрузке каждого из видов товарных нефтепродуктов с передачей этих отчетов в офисные приложения MS Excel и MS Access.
  • В-третьих, iFIX полностью русифицирован и поставляется с документацией на русском языке, что немаловажно для широкого круга специалистов, не владеющих английским языком.
  • Результаты
  • За время использования программных продуктов FIX32, FIX View (PlantTV) фирмы GE Fanuc они зарекомендовали себя как исключительно надежные, простые в установке, настройке, конфигурировании и эксплуатации продукты.
  • К отличительным особенностями и преимуществам этих продуктов также можно отнести надежные и эффективные драйверы к устройствам и легкость, с которой обеспечивается удаленный доступ к FIX-серверу по локальной вычислительной сети для просмотра информации о процессе посредством FIX View (PlantTV).
  • В совокупности эти качества с успехом позволили использовать эти программные продукты на таких ответственных позициях как коммерческие узлы учета.
  • Глава 3. Анализ преимуществ внедренного комплекса информационной системы производства
  • Разработанный по заказу ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» комплекс мнемосхем, отчетов, форм просмотра исторических данных позволил в простом виде представить функционирование узлов коммерческого учета и в целом упростить контроль процесса отгрузки, что в свою очередь отразилось на повышении культуры производства на объектах. Упрощение схемы и автоматизация процесса коммерческого учета снизили аварийность на связанных со сбытовой деятельностью участках. Автоматизация составления накладных документов сократила общее время оформления отгружаемых нефтепродуктов, тем самым, сократив время простоев. Мониторинг процессов отгрузки на узлах учета, организованный в ЦДП, повышает оперативность управления предприятием в целом, сокращает время принятия решений в неординарных ситуациях, и, в конечном счете, позволяет добиться увеличения показателей эффективности производства.
  • Одним из основных требований, предъявляемых к новой системе, была высокая гибкость системы при ее модернизации. Обусловливалось это тем, что на нефтебазе очень часто меняется технология перекачки и хранения нефти - добавляются новые резервуары, трубопроводы, задвижки, убираются старые. В связи с этим требовалось максимально облегчить для обслуживающего персонала модернизацию, как аппаратной части комплекса, так и программной. Гибкость и простота модернизации аппаратной части комплекса была достигнута за счёт использования оборудования компании Schneider Electric, которое имеет такие функции как горячее резервирование, замена модулей ввода/вывода без отключения питания, систему быстрого монтажа кабелей подключения полевых датчиков и исполнительных механизмов и другие.
  • Благодаря широким возможностям среды разработки программное обеспечение было разработано так, что все изменения в системе автоматики потребуют не углубленного перепрограммирования системы, а лишь переконфигурирования модулей программного обеспечения, которое осуществляется с автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров.
  • Как происходит прием нефтепродуктов в большинстве случаев, порой даже на самых современных нефтебазах? Уровень измеряется при помощи метрштока, по градуировочной таблице вычисляется объем, берется температура и плотность нефтепродукта в резервуаре. Не оцениваются многие другие важные параметры, например объем подтоварной воды, влияющей на результаты измерения метрштоком. Вычисленная на основе таких данных масса нефтепродуктов записывается в журнал учета.
  • Как показывает практика, при подобном подходе измерение уровня дает погрешность от 2 мм до 1 см, при этом для горизонтального резервуара объемом 25 куб. м 1 см на метрштоке в середине составляет 100 литров.
  • Оценивая потери нефтепродуктов при перевозке в 1 % от объема, а при приеме и хранении на нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» в 0,4%, для нашей модели нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» получим ежемесячное количество неучтенного топлива на сумму 281 тыс. руб. Упущенная выгода при этом составляет более 70 тыс. руб. в месяц.
  • За счет внедрения автоматизированной системы описанной во второй главе данной работы, вышеуказанные погрешности могут быть сведены практически к нулю, таким образом, экономический эффект от ее внедрения составит более 70 тыс. руб. в месяц.
  • Отчетность
  • Другая не менее существенная возможность потерь возникает при отпуске нефтепродуктов с топливораздаточных колонок (ТРК) и махинаций с отчетностью при этом. Естественные потери по ГОСТ 9018 на этом этапе определяются основной погрешностью +/- 0,25% и дополнительной погрешностью - 0,04% на каждые 10'С.
  • Реально же для существующих нефтебаз ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» эта величина составляет +/- 0,5%. В результате технологические потери при отпуске нефтепродуктов на рассматриваемой нами нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» можно оценить суммой в 108 тыс. руб. в месяц за неучтенное топливо. Упущенная выгода при этом составляет более 27 тыс. руб. в месяц.
  • Подсистема автоматизированного отпуска топлива, входящая в АСУ ТП обеспечивает выполнение всех операций по отпуску нефтепродуктов в едином технологическом цикле, что позволяет свести данную основную погрешность к естественным 0,25%. Соответственно, экономический эффект от внедрения автоматизированной системы отпуска нефтепродуктов при этом составит 12,5 тыс. руб. в месяц.
  • Еще один из факторов, приводящий к потерям на нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт», - человеческий, его влияние может приводить к потерям в различной форме. В данном примере рассматриваются только потери от реализации стороннего бензина, не учитываемого с помощь ККМ, происходящие с ведома операторов и старших операторов нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт». В этих операциях могут участвовать (в различных сочетаниях): операторы нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт», водители, перевозчики, диспетчеры нефтебаз, и такие примеры не редки. ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» теряет деньги из-за уменьшения продаж именно своего топлива. Среднее (оценочное) значение снижения продаж составляет 1 % от объема. В результате расчетов по нашей нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» получаем более 200 тыс. руб. в месяц реализации стороннего топлива и упущенную выгоду от этого на сумму более 50 тыс. руб. ежемесячно.
  • Комплексная автоматизация нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» системой описанной во второй главе исключает возможность подобных ситуаций и позволяет свести влияние человеческого фактора практически к нулю. Соответственно экономический эффект при этом составит более 50 тыс. руб. в месяц.
  • Важно понимать, что этот эффект достигается только за счет комплексной автоматизации нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» - не интегрированные решения не позволяют перекрыть данный канал потерь, как и другие возможности для изобретательных сотрудников.
  • Технологическая оптимизация
  • Важной статьей дополнительных доходов может стать повышение эффективности работы сотрудников и ускорение выполнения технологических операций. Комплексная автоматизации нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» обеспечивает оператору нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» интегрированное рабочее место, где он максимально быстро выполняет все необходимые операции, что значительно повышает эффективность его работы и ускоряет выполнение многих функций. Опыт внедрения позволяет оценить время, которое экономится по отдельным операциям и в целом:
  • При расчете экономической эффективности от эксплуатации расчетных задач, очевидно, необходимо сопоставлять затраты на решение каждой локальной задачи при ручном методе ее решения с затратами, связанными с её автоматизацией и эксплуатацией при функционировании автоматизированных систем управления (АСУ).
  • Затраты при ручном решении (Зр) такого рода задач определяются, исходя из трудоемкости одноразового их решения, периодичности их решения в течение года и средней заработной платы инженерно-технических работников сферы управления. Расчет производят по формуле:
  • Зр = Тр * к * tr * n * R, (1)
  • где Тр - трудоемкость одноразового решения задачи вручную, чел. ч.;
  • к - периодичность решения задачи в течение года;
  • tr - среднечасовая ставка инженерно-технических работников сферы управления, руб.;
  • n - коэффициент, учитывающий премии и доплаты инженерно-техническим работникам сферы управления;
  • R - коэффициент, учитывающий отчисления от заработной платы инженерно-технических работников сферы управления.
  • Затраты на автоматизацию и эксплуатацию такого рода задач при функционировании в АСУ ТП складываются из расходов на их постановку в системе, капитальных и приравненных к ним затрат на каждую локальную задачу, а также текущих затрат на их эксплуатацию в АСУ ТП.
  • 1) Расходы на постановку такого класса задач (Зп.з.), как правило, определяются прямым счетом, исходя из трудоёмкости их постановки в АСУ ТП и средней заработной платы постановщиков с учетом всех видов доплат и отчислений.
  • Обычно эти затраты списываются на себестоимость годового выпуска продукции и определяются по следующей формуле:
  • Зп.з. = Тп.з. * к * Fм * tr * n * R, (2)
  • Тп.з. - продолжительность проектирования и постановки задачи на АСУ, мес.;
  • к - количество инженерно-технических работников, занятых проектированием и постановкой задачи на ЭВМ, чел.;
  • Fм - месячный фонд времени работы инженерно-технических работников, занятых проектированием АСУ, ч;
  • tr - среднечасовая ставка инженерно-технических работников, занятых проектированием АСУ, руб.;
  • n - коэффициент, учитывающий размер премий инженерно-техническим работникам, занятым проектированием АСУ, руб.;
  • 2) Капитальные и приравненные к ним затраты на задачу определяют по формуле:
  • где Тзi - время решения i-й локальной задачи управления на ЭВМ при функционировании АСУ, ч.;
  • Ф - годовой фонд времени работы всего парка ЭВМ, обслуживающего АСУ ТП, ч.;
  • С - показатель стоимости вычислительной техники, с помощью которой реализуется данная задача при функционировании АСУ ТП.
  • 3) Текущие затраты, связанные с эксплуатацией каждой локальной задачи в АСУ ТП (З т.) в свою очередь складываются из:
  • - основной и дополнительной заработной платы инженерно - технических работников, занятых обслуживанием системы в целом, с учетом отчислений на медицинское страхование и пенсионный фонд (Зитр);
  • - стоимости электроэнергии, расходуемой вычислительным центром (Зэл);
  • - амортизационных отчислений от стоимости зданий вычислительного центра и комплекса технических средств АСУ (А);
  • - стоимости запасных частей для технических средств (Сз.ч.);
  • - стоимости материалов, необходимых для обеспечения нормального функционирования вычислительного центра (См);
  • - затрат на текущий ремонт технических средств (Ср).
  • Следовательно, суммарные текущие затраты, связанные с эксплуатацией каждой локальной задачи в системе, в данном случае определяют по формуле:
  • Расходы на заработную плату инженерно-технических работников в свою очередь определяют как:
  • где Тмаш - затраты машинного времени на одноразовое решение данной локальной задачи в АСУ, ч;
  • к - периодичность решения локальной задачи при её эксплуатации в системе в течение года;
  • Фr - годовой фонд заработной платы инженерно-технических работников, обслуживающих вычислительную технику, с помощью которой решается весь комплекс функциональных задач в системе, руб.;
  • Fr - годовой фонд времени работы инженерно-технических работников, занятых обслуживанием вычислительной техники, с помощью которой решается весь комплекс функциональных задач в системе, ч.;
  • n - коэффициент, учитывающий размер премий инженерно-техническим работникам, обслуживающим вычислительную технику системы;
  • R - коэффициент, учитывающий отчисления от заработной платы инженерно- технических работников.
  • Амортизационные отчисления определяются следующим образом:
  • где Кз - капитальные затраты, приходящиеся на одну функциональную задачу, руб.;
  • а - норма амортизационных отчислений от стоимости основных фондов.
  • Затраты на электроэнергию определяются по формуле:
  • где Nэл - суммарная установленная мощность ЗВМ, на которой решается данная локальная задача, кВт/ч;
  • Тмаш - затраты машинного времени на одноразовое решение данной локальной задачи, ч;
  • к - периодичность решения данной локальной задачи в течение года;
  • Цэл - стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, руб.;
  • Кис - коэффициент использования электроустановок по мощности.
  • Затраты на запчасти, материалы и текущий ремонт определяют исходя из капитальных и приравненных к ним затрат, приходящихся на данную задачу, и коэффициента, учитывающего тот или иной вид расхода. Следовательно, стоимость запчастей, стоимость материалов и стоимость ремонта рассчитывают по формуле:
  • Сз.ч.м.р = Кз * Зз.ч,м,р, (8)
  • где Сз.ч.м.р - стоимость соответственно либо запасных частей, либо материалов, либо ремонта оборудования, руб.;
  • Кз - стоимость капитальных и приравненных к ним затрат, приходящихся на задачу, руб.;
  • Зз.ч.м.р - коэффициент, учитывающий соответственно либо стоимость запасных частей, либо стоимость материалов, либо стоимость ремонта оборудования, приходящихся на данную локальную задачу.
  • Годовую экономию (Зг) от эксплуатации каждой локальной задачи в АСУ рассчитывают по формуле:
  • Эг = Зр - (Зп.з. + Зт) (9)
  • годовой экономический эффект (Э) - по формуле:
  • Э = Эг - Ен * (Кз + Зп.з.), (10)
  • где Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных и приравненных к ним вложений - 0.44.
  • Кз - стоимость капитальных и приравненных к ним затрат, приходящихся на задачу, руб.;
  • Зп.з - расходы на постановку такого класса задач.
  • Срок окупаемости (Ток) рассчитывают по формуле:
  • а расчетный коэффициент экономической эффективности капитальных и приравненных к ним вложений (Ер) - по формуле:
  • Согласно отраслевым нормам в план работы оператора нефтебазы входит следующий комплекс задач:
  • 1) формирование планового расчёта учета топлива;
  • 2) формирование плана отгрузки нефтепродуктов;
  • 3) формирование плана приема нефтепродуктов;
  • 4) формирование посуточного плана отгрузки нефтепродуктов;
  • 5) формирование посуточного плана приема нефтепродуктов;
  • 6) формирование планового расчёта отгрузки нефтепродуктов по каждому резервуару;
  • 7) формирование плана приема нефтепродуктов по каждому резервуару;
  • 8) формирование плана учета топлива по каждому резервуару;
  • 9) формирование посуточного плана учета топлива по каждому резервуару;
  • 10) формирование посуточного плана отгрузки нефтепродуктов по каждому резервуару.
  • По каждой из десяти перечисленных задач составляются несколько вариантов проекта плана.
  • Согласно отраслевым нормам Нормативная трудоёмкость одноразового решения вручную приведённого комплекса задач соответственно составляет 32, 32, 32, 16, 16, 16, 16, 16, 8, 8 чел. ч..
  • Согласно отраслевым нормам трудоёмкость одноразового решения каждой задачи при автоматизированном методе соответственно равна 5, 5, 5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 2.5, 1.5, 1.5 ч. машинного времени вычислительной техники.
  • Задачи 1, 2, 3, 6, 7 и 8 решаются с годовой, квартальной и месячной периодичностью, остальные с месячной.
  • При ручном методе решения рассматриваемого комплекса задач учитываем суммарные затраты ручного времени по всем десяти задачам.
  • Такие затраты для первых шести задач равны:
  • Тр1 = 32 + 32 + 32 + 16 + 16 + 16 = 144 ч.,
  • а для остальных четырех - равны:
  • Тр2 = 16 + 16 + 8 + 8 = 48 ч.
  • Расчет значения Тр дифференцируем потому, что периодичность решения первых шести задач отличается от периодичности решения остальных четырех. Исходя из трудоёмкости затраты при ручном методе решения всех десяти задач. Они равны:
  • Зр = (Т1 * к1 + Т2 * к2) * tr * n * R = (144 * 17 + 48 * 12) * 15 000 * 1.7 * 1.7 * 1.5 * 1.39 = 273 323 484 руб.
  • Определим затраты при автоматизированном методе, состоящие из капитальных затрат, расходов на постановку задач на ЭВМ и текущих затрат.
  • Тз1 = 5 + 5 + 5 + 2.5 + 2.5 + 2.5 = 22.5 ч.
  • Тз2 = 2.5 + 2.5 + 1.5 + 1.5 = 8 ч.
  • Капитальные затраты на АСУ ТП, определяем по формуле (3). Они составят:
  • Расходы на постановку задач определяют по формуле (4) и для всего комплекса они равны:
  • Зп.з. = Тп.з. * к * Fм * tr * n * R = = 3 * 1 * 160 * 18 000 * 1.7 * 1.39= = 20 416 320 руб.
  • Следовательно, суммарные капитальные и приравненные к ним затраты для оцениваемого комплекса задач составляют:
  • Кз + Зп.з. = 1 500 000 + 20 416 320 = 21 916 320 руб.
  • Расходы на заработную плату инженерно - технических работников определяют по формуле (5):
  • Амортизационные отчисления определяют по формуле (6):
  • А = Кз * а = 1 500 000 * 0.12 = 180 000 руб.
  • Затраты на электроэнергию определяют по формуле (7):
  • Зэл = Nэл * Тмаш * к * Цэл * Кис = 0.12 * 478.5 * 200 * 0.8 = 9 187 руб.
  • Стоимость запчастей, стоимость материалов и стоимость ремонта рассчитывают по формуле (8):
  • Сз.ч. = Кз * Зз.ч. = 21 916 320 * 0.03 = 657 490 руб.
  • См. = Кз * Зм. = 21 916 320 * 0.03 = 657 490 руб.
  • Ср. = Кз * Зр. = 21 916 320 * 0.03 = 657 490 руб.
  • Текущие годовые затраты на решение представленного комплекса задач рассчитываем по формуле (8) подставляя в неё исходные, найденные и нормативные значения.
  • Зт = Зитр + А + Зэл + Сз.ч. + См + Ср. = 34 599 282 + 180 000 + 9 187 + + 2 191 632 + (657 490 * 3) = 38 952 571 руб.
  • Считая, что расходы по постановке комплекса задач на АСУ ТП списываются на объём первого годового выпуска продукции, находим суммарные годовые затраты:
  • Зп.з. + Зт = 20 416 320 + 38 952 571 = 59 368 891 руб.
  • Годовая экономия (9) от автоматизации комплекса задач составит:
  • Эг = Зр - (Зп.з. + Зт) = 273 323 484 - 59 368 891 = 213 954 593 руб.
  • Годовой экономический эффект (10) равен:
  • Э = Эг - Ен * (Кз + Зп.з.) = 213 954 593 - 0.44 * (1 500 000 + 20 416 320) = 204 311 412 руб.
  • Срок окупаемости (11) и коэффициент экономической эффективности (12) капитальных и приравненных к ним вложений соответственно составит:
  • Из полученных данных следует, что автоматизация оцениваемого комплекса задач с помощью данной вычислительной техники и программного обеспечения высокоэффективна: при нормативном коэффициенте эффективности капитальных затрат равном 0.44, расчетный составляет 9.76, а срок окупаемости всего немногим более месяца. Учитывая этапы прохождения плана и трудоёмкость расчетов при ручном методе, план мероприятий учету топлива на нефтебазе начинали составлять примерно в середине предшествующего месяца. Согласно данным анализа доли каждой функции на разных уровнях иерархической системы управления отводящим на процесс планирования (без применения ЭВМ) - 7%, организации - 33%, координации - 15%, контроля - 15% и стимулирования - 22% затрат рабочего времени, доля процесса планирования при автоматизации планирования снизится до 0.88%.
  • Что позволяет освободить высококвалифицированных ИТР от рутинной работы по многочисленным расчётам и неизбежным перерасчётам при внесении изменений в проект плана отделами объединения на этапах его утверждения.
  • Годовая экономия от перевода расчета плана автоматизации нефтебазы и работы оператора составляет 213 954 593 руб.
  • При использовании для плановых расчетов АСУ ТП, повышающих возможности по проведению расчетов и снижающих время процесса планирования, рассчитывают несколько вариантов плана (опорных планов), различающихся по использованию ресурсов, капитальных вложений и т. д. Это повышает уровень плановой работы в целом, так как гарантирует выбор оптимального варианта, рассмотрения всех имеющихся возможностей.
  • Т.е. получается, что по рассматриваемому проекту годовой экономический эффект только на уровне нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» и только при торговле нефтепродуктами равен целому месяцу работы всей нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».
  • Внедренная система:
  • соответствует современной концепции Transparent Factory («прозрачное предприятие»);
  • соответствует требованиям международных стандартов построения открытых систем;
  • может быть интегрирована в АСУ более высокого уровня;
  • имеет в своей основе распределенную структуру;
  • обладает гибкостью при модификации отдельных компонентов. А также система требует:
  • минимальных монтажных и наладочных работ;
  • минимального времени на переконфигурацию системы, осуществляемую на программном уровне;
  • сводит к минимуму риски потерь управления объектом в целом; Кроме того, обеспечивает:
  • кратное снижение расходов на средства связи;
  • возможность переналадки без полной остановки системы автоматизации;
  • возможность самодиагностики активных компонентов системы и поиск неисправностей;
  • облегчает интеграцию встроенных систем управления, поставляемых вместе с новым оборудованием (котлы, насосы, камеры приема-пуска скребка, системы сглаживания волн от давления и защита от гидроудара и пр.).
Распределенная система управления резервуарным парком нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт», информационная мощность которой составляет более 8000 сигналов, это уникальная по масштабности разработка с применением технологий Ethernet, реализованная на оборудовании компании Schneider-Electric в России и странах СНГ.

Заключение


Успешное достижение конечного результата - повышение экономической эффективности производственного процесса можно добиться только комплексно автоматизируя все аспекты производственной деятельности. Очень важно в таком случае правильно выбрать системы и технологии автоматизации, и не менее важен выбор опытного системного интегратора, за плечами которого многолетний успешный опыт внедрения подобных проектов в нефтегазовой отрасли.

Проанализированная информационная система производства реального времени, наилучшим образом обеспечивает сбор, хранение и представление технологических данных для их анализа в целом по ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

Сбор информации в реальном масштабе времени от действующих на заводе разнородных автоматизированных систем управления технологическими процессами производится через PI интерфейсы, которые обеспечивают надежную передачу данных от разнообразных источников данных (SCADA, DCS, ПЛК, устройств ручного ввода, заводских лабораторий и т.п.) в сервер в едином формате.

Проанализированная информационная система производства обеспечивает сжатие и архивирование полученных производственных данных по оригинальным алгоритмам, обработку больших объемов данных и быстрый доступ клиентских приложений к архиву. Выявляет грубые ошибки в полученных данных, производит согласование технологических измерений.

Клиентские инструменты предоставляют товарному оператору доступ к данным о работе всей нефтебазы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт». Они обеспечивают визуализацию исторических или реальных данных на мнемосхемах, быструю подготовку отчетов, доступ к информации через Internet/Intranet.

Проанализированная информационная система помогает преобразовать имеющиеся разрозненные производственных данные в полезную информацию обо всем производстве. Проанализированная информационная система встраивается в существующую информационную инфраструктуру предприятия, не требуя изменений действующих на нефтебазе ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт» автоматизированных систем управления.

Проанализированная информационная система передает производственные данные в систему управления бизнес-процессами предприятия посредством специальных интерфейсов.

Время, необходимое для инсталляция системы на обычном нефтеперерабатывающем заводе, не превышает одной недели. Именно быстрота развертывания системы и минимальные изменения в действующей инфраструктуре предприятия позволяет защитить ранее сделанные инвестиции в автоматизацию и сразу же начать получать отдачу от функционирования информационной системы ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

С первого дня установки системы, пользователи получают значительные преимущества: мгновенный доступ к единому информационному пространству текущих и архивных производственный данных, быструю и удобную настройку представления данных в виде трендов и мнемосхем, сигнализацию об аварийных ситуациях на предприятию, автоматизацию рутинных отчетов.

С помощью системы сотрудники предприятия получат доступ к производственным данным реального времени, которые охватывают все аспекты управления технологическим оборудованием, установками, цехами и предприятием в целом. Проанализированная информационная система трансформирует данные о производственном процессе в информацию, помогающую руководителям и операторам принимать решения, увеличивающие прибыльность и эффективность работы предприятия.

Список использованной литературы


.Альперович И.В. ВЕБ - представление производственной информации в демонстрационном проекте Proficy RTIP 2.6. //Промышленные АСУ и Контроллеры, 2007. № 6. С. 18

2.Альперович И.В. Демонстрационные проекты SCADA-пакета Proficy iFIX 4.0. //Промышленные АСУ и Контроллеры, 2007. № 4. С. 21

.Альперович И.В. Комплексный SCADA-пакет Proficy iFIX 4.0. //Автоматизация в промышленности, 2007. № 4. С. 37

.Бобров М.Н., Чеклецов А.Л. Совершенствование учета поставок природного газа потребителям. //Газовая промышленность, 2007. № 6. С. 24

.Вендров А. М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2007. 357 с.

.Гриневич П. В. Новая версия ЛИС I-LDS как реакция на изменения требований. //LIMS&MES. Сборник статей. 2008. № 4. С. 34

.Ефремова А. В. Аналитические возможности системы управленческого учета «ДИРЕКТ - КОСТИНГ». Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук. - М. 2002. 142 с.

.Маклаков С. В. Моделирование бизнес-процессов.- М.: Диалог - МИФИ, 2002. 312 с.

.Макаров Э.П. Внедрение ИС управления на предприятии. Человеческий фактор. По материалам статьи Некрасовой Е. Большая перемена. //CIO, 2005. № 5. С. 51

.Макаров Э.П. ИТ-арифметика. Насколько эффективны автоматизированные информационные системы управления. - Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2005. 264 с.

.Мантуров В.Ю., Подаусов С.В., Кровяков В.А. Единое информационное пространство в оперативном управлении производством. //Химия и технология топливных масел, 2008. № 2. С. 5

.Онищенко А. Г. Комплексная система Proficy для создания систем автоматизации управления технологическими процессами. //Rational Enterprise Management, 2007. № 6. С. 2

.Онищенко А. Г. Эффективное управление производством на базе Proficy. //Автоматизация в промышленности, 2008. № 9. С. 33

.Онищенко А. Г. Система оперативного планирования и диспетчеризации производства на базе MES HYDRA. //ИСУП, 2008. № 3. С. 42

.Плоткин А. Об оценке стратегической роли информационных систем. //PC WEEK Russian edition, 2004. № 12. С. 10

.Патрахин В.А. Комплексный подход к вопросам автоматизации в пищевой промышленности. //Автоматизация в промышленности, 2008. № 6. С. 15

.Проектирование экономических информационных систем: Учебник. /Г. Н. Смирнова, А. А. Сорокин, Ю. Ф. Тельнов; Под ред. Ю. Ф. Тельнова. - М.: Финансы и статистика, 2007. 452 с.

.Сюч Э.О. Эффективное управление производством в нефтегазовой промышленности. //Экспозиция Нефть Газ, 2008. № 10. С. 8

.Сюч Э.О. Средства и технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности. //ИСУП, 2008. № 6. С. 16

.Сюч Э.О. Автоматизированная система контроля и учета энергоресурсов. //ИСУП, 2008. № 4. С. 20

.Сюч Э.О. «Индасофт»: Эффективное управление производством. //Intelligent technologies, 2008. № 6. С. 4

.Сюч Э.О., Генаев А.С. Опыт компании «ИндаСофт» в создании MES-систем в различных отраслях промышленности. //Control Engineering, 2007. № 6. С. 3

.Сюч Э.О. MES - эффективное управление производством в металлургии. //Rational Enterprise Management, 2007. № 5. С. 20

.Экономическая информатика: Учебник / Под ред. П. В. Конюховского и Д. Н. Колесова. - СПб: Питер, 2006. 368 с.

Приложение 1


Приложение 2



Теги: Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы  Диплом  Информационное обеспечение, программирование
Просмотров: 129733
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы
Назад