УДК 004.722.2
А. О. ТАРАСОВ
A.O. TARASOV
ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕОБЕСПЕЧЕНИЯ С УЧЕТОМ РОССИЙСКИХ СПЕЦИФИК
PROBLEMS OF BUILDING AUTOMATION SYSTEMS VIEW OF THE RUSSIAN OIL SUPPLY SPECIFICS
В данной статье автор освещает проблему проектирования системы автоматизации с учетом специфики российской промышленности. Предлагается набор наиболее важных по мнению автора критериев, которые необходимо учитывать, а так же описываются варианты значений.
Ключевые слова: методика; протокол взаимодействия; проектирование; промышленные интерфейсы; регламенты операций.
In this article the author highlights the problem of design automation systems, taking into account the specifics of the Russian industry. A set of the most important criteria according to the author, which must be considered, as well as descriptions of their options values.
Key words: methods; communication protocol; design; industrial interfaces; operations regulations.
Системы автоматизации управления производством в настоящее время получают всё большее распространение. Не только крупные, но также средние и мелкие предприятия проявляют интерес к подобного рода системам. Внедрение систем автоматизации позволяет повысить качество управленческих решений и достигнуть следующих целей:
· Повысить эффективность управленческих решений и контроля технологических процессов
· Оптимизировать затраты сырья, а так же снизить потери на этапах приема, хранения, перемещения продукции за счет увеличения точности измерений и учета
· Получить доступ к своевременной и корректной информации о производстве и состоянии материально-технической базы
· Повысить эффективность работы персонала
· Увеличить надежность и срок эксплуатации оборудования
· Повысить уровень безопасности на производстве
Следует отметить, что приведен достаточно общий список функциональных возможностей систем автоматизации управления, и в конкретном решении может быть иным.
Однако при внедрении таких систем на предприятие может возникнуть ряд проблем, связанных со спецификой отрасли, конкретного производства, региона.
Многие существующие зарубежные решения не учитывают в полной мере специфики российского производства в целом. К таким специфичным особенностям можно отнести следующие:
· Используемое оборудование
· Существующая инфраструктура
· Интегрирование с уже используемыми решениями.
· Регламенты проведения операций
· Метрология операций приёмки и отпуска продукта
Зачастую, программные решения удовлетворяют одному или двум перечисленным критериям. В связи с этим, на момент внедрения возникают значительные трудности.
Одним из путей выхода из данной ситуации является реализация собственной системы автоматизации, отвечающей поставленным требованиям заказчика. Однако для разработки продукта, необходима четкая методика, учитывающая все нюансы проекта.
В данной статье будут рассматриваться аспекты создания методики реализации MES-системы для предприятий нефтепеработки. Нефтяная промышленность в первую очередь отличается непрерывным циклом производства. Основными критериями для непрерывного производства является необходимость управления и мониторинга технологического процесса в реальном времени, и возможность поддержания его стабильной эффективности.
Каждая внедряемая MES‐система, как правило, требует некоторой степени настройки. Потому как в различных отраслях промышленности, для различных продуктов и даже у разных клиентов есть свой собственный определенный набор требований.
Ввиду этого, при разработке систему проектируют двумя различными способами: либо делают узкоспециализированной, применимой лишь в определенных областях, но требующей минимальной настройки и затрат на внедрение. Например, системы управления ресурсами библиотеки. Данная система предназначена исключительно для автоматизации и управления ресурсами библиотеки, однако такая система практически не требует настройки и затрат на внедрении в любую библиотеку.
Второй вариант проектирования систем автоматизации и контроля – проектирование с избыточным функционалом, но имеющей более широкую область применения. Недостатком такого подхода является то, что конечному пользователю значительно труднее освоить такого рода продукты. Огромное количество функционала, которое не используется пользователем, затрудняет проектирование, обучение и внедрение подобного рода систем. Решением данной проблемы является принцип модульности.
Система разрабатывается таким образом, что существует «ядро» и его «оболочка», которая в свою очередь состоит из подключаемых модулей. Модули могут поставляться как в составе продукта, так и отдельными продуктами. В результате система имеет большую область применения, но каждый пользователь в отдельности имеет тот функционал, который необходим.
При проектировании системы автоматизации, разработчикам необходимо учитывать все нюансы, связанные с предметной областью. Одни и те же процессы, протекающие в разных областях промышленности, могут разительно отличаться по своему содержанию. За основу анализа операций учета нефтепродуктов необходимо использовать документ «ИНСТРУКЦИЯ О ПОРЯДКЕ ПОСТУПЛЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ, ОТПУСКА И УЧЕТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА НЕФТЕБАЗАХ НАЛИВНЫХ ПУНКТАХ И АВТОЗАПРАВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ СИСТЕМЫ ГОСКОМНЕФТЕПРОДУКТА СССР» по состоянию на июль 2011 года.
В этом документе описываются регламенты проведения операций учета продуктов, а так же дается четкое описание используемым единицам и способам измерения. Также представлены описания используемых отчетов (сменных, прихода, ухода, перемещения) и порядка их заполнения.
Каждая технологическая операция (приём, отпуск, снятие остатков) имеет свои особенности:
· Прием продукта осуществляется из ж. д. цистер, опломбированных пломбами. Он производится по документам, в которых указаны масса и другие характеристики продукта. Даные по количеству продукта зависят от способа учета, который применялся у организации-поставщика. В основном, на большинстве НПЗ масса продукта при наливе цистерн рассчитывается по теоретически рассчитанной таблице вместимости цистерн. Однако, имеют место потери за счет испарения, остатка на стенках цистерны, деформации самой цистерны. Таким образом, для достоверности учета при приёмке необходимо проводить фактическое измерение количества принимаемого продукта;
· Отпуск продукта из резервуаров при загрузке автоцистерн осуществляется через наливные установки имеющие измерители массы или объема. Однако необходимо постоянно контролировать точность оборудования путем контрольных проливов;
· Снятие остатков продукта производится на основе данных об измерении уровня продукта и калибровочной характеристики вместимости резервуара. Однако, измерение средней плотности продукта при текущей температуре представляется проблематичной задачей, по этому произвести достоверную величину снятия остатков в единицах массы невозможно.
Так же необходимо учитывать, что сетевая инфраструктура может быть представлена различными видами протоколов.
Протоколы, обеспечивающие взаимодействие на административном уровне производства представлены достаточно большим множеством, однако наиболее известны из них два:
· MAP (Manufacturing Automation Protocol) Принцип MAP достаточно прост - различные устройства должны иметь возможность общаться друг с другом, используя общие протоколы
· TOP (Technical Office Protocol) - протокол автоматизации технического и административного учреждения.
В настоящее время не существует стандартных технологий организации взаимодействия на более низких уровнях, называемых field level, или промышленных уровней.
На данном уровне, наиболее распространенными в России являются следующие протоколы передачи информации (представлены в порядке убывания популярности):
· Modbus
· Profibus
· Canbus
При проектировании системы автоматизации уровня MES и ниже, используемые протоколы играют значительную роль, которую необходимо учитывать.
Так же, следует понимать, что полевые устройства могут использовать различные интерфейсы подключения, и в зависимости от этого, иметь определенные специфики доступа к данным. Наиболее распространенными интерфейсами подключения являются:
· RS-232C
· RS-422
· RS-485
Зачастую, на предприятиях уже внедрены системы автоматизации бухгалтерского учета, и при внедрении разрабатываемой MES-системы необходимо учитывать необходимость интеграции с существующими системами. Основные системы, используемые на российских предприятиях:
· 1С
· SAP
· Парус
· Босс-Корпорация
Таким образом, при проектировании системы автоматизации управления, необходимо учитывать используемое на предприятии оборудование, сетевую инфраструктуру, а так же регламенты производственных процессов, специфичные для предметной области.
Одной из особенностей российской промышленности является то, что в настоящее время руководители не готовы вкладывать значительные ресурсы в средства комплексной автоматизации, покрывающими всё производство. Более распространена «лоскутная автоматизация», внедряемая на одном из участков или отделов. В такой ситуации наиболее логичным будет проектирование модульной структуры разрабатываемого продукта. Каждый модуль будет выполнять определенный специфичный функционал. В таком случае, будет возможность постепенного внедрения всего программного пакета.
Учитывая все описанные аспекты российского производства в целом, и нефтеобеспечения в частности, делается возможным проектирование продукта, учитывающим большинство особенностей того, или иного производства, а так же в полной мере отвечающим поставленным требованиям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Загидуллин машиностроительным производством с помощью систем MES, APS, ERP.[Текст] : учебник для высш. учеб. зав. / — Старый Оскол: ТНТ, 2011. — 372 с.
2. Певзнер, автоматизации нефтегазопроводов и нефтебаз [Текст] : учебник для сред. спец. учеб. зав. / . — Москва : Недра, 1975. — 240с.
3. Хранение нефти и нефтепродуктов: Учебное пособие [Текст] / Под общей редакцией . – Тюмень: Вектор Бук, 2002.
4. Исакович, производственных процессов в нефтяной и газовой промышленности [Текст] / , , . – М.:Недра, 1983.
ФГБОУ «Госуниверситет – УНПК»
Магистрант
8 (9
*****@***ru
Основные порталы (построено редакторами)