Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 

Для чего внедряют PI System в Ро

Дульнева В. В. – рук. отдела агресс. маркетинга,

 

Сюч Э.О. – инженер-разработчик отде-ла внедрения информационных систем

 

ООО “ИндаСофт”
Рассматриваются вопросы повышения эфф. управления предприятиями нефтегазовой отрасли с помощью построения Информационной системы производства на базе пакета программных средств PI System фирмы OSIsoft.

 

В современном мире каждое предприятие стремится к повышению эфф. производства, как залогу устойчивого положения на рынке. Опираясь в своих действиях на современные информационные технологии, многие предприятия внедряют бизнес-системы в надежде обеспечить успех, повысить свою конкурентоспособность, увеличить объем прибыли. Но не затраченные средства оборачиваются значительным ростом эфф. производства. Для достижения этой цели, прежде всего, необходимо эффективное управление предприятием, т. е. принятие правильных и своевременных управленческих решений, основанных на оперативной и достоверной информации о работе производства.

 

К сожалению, на множественных предприятиях это оказывается невозможным: важная технологическая информация о Ра-боте производства приходит из всевозможных источников, часто с опозданием, информация может быть противоречивой либо искаженной. Причиной такого положения вещей стало стремительное развитие информационных технологий в промышленности, приведшее к повсеместному внедрению систем АСУТП, управляющих отдельными участками производства и работающих автономно.

 

В целях повышения эфф. управления производством, необходимо объединить эти “острова автоматизации” в единую Информационную систему, обеспечивающую доступ главных специалистов и производственных моду-лей бизнес-систем к полной и достоверной технологической информации по всему предприятию в целом [1].

 

PI System - Информационная система производства

 

Лидирующим продуктом для построения Информационной системы производства (ИСП) является Plant Information (PI) System американской компании OSIsoft (www.osisoft.com). изучим, каким образом в PI System решаются три основные задачи ИСП (рис 1.): горизонтальная интеграция локальных АСУТП; предоставление доступа главным специалистам к производственной информации в удобном для анализа виде; вертикальная интеграция объединенного уровня АСУТП с производственными модулями бизнес-систем и аналитическими приложениями.

 

Горизонтальная интеграция. Задачу сбора и приведения к единому виду (унификации) технологических данных с различных АСУТП решают специализированные программные модули – PI-интерфейсы. В настоящее время имеются более 300 специализированных PI-интерфейсов ко всем известным западным СА. Также имеются PI-интерфейсы к стандартным средствам обмена информацией – OPC, DDE, ODBC, OLEDB, XML и набор инструментов для разработки PI-интерфейсов к системам, не распространенным на западе и не поддерживающим стандартные средства обмена данными.

 

Центральное звено всей Информационной системы – архив – выполняет сжатие данных по специализированным алгоритмам, обеспечивающим экономию дискового пространства и высокую v операций чтение/запись (100 000 операций/с). Важным является тот факт, что архив разрабатывался специально для работы с технологическими параметрами в режиме РВ [2].

 

Анализ производственных данных. В состав PI System входят более 15 специализированных клиентских продуктов, предназначенных для создания разного вида мнемосхем, отчетов и других форм представления данных. С их помощью PI System позволяет превратить разрозненные производственные данные в полезную информацию, удобную для дальнейшего анализа и принятия управленческих решений.

 

Обладая доступом к текущей и исторической информации обо всем производстве, главные специалисты значительно повышают эффективность своей работы: времени на сбор данных тратится все меньше и меньше, соответственно времени для их анализа становится больше. В результате – правильные и своевременные решения.

 

Вертикальная интеграция. на данный момент на каждом предприятии существуют системы, которым для выполнения своих функций необходимо иметь доступ к производственным данным: системы планирования, оптимизации, управления ресурсами предприятия и т.д. В этом вопросе развитие PI System шло по пути наибольшей открытости системы, т.е. есть полный набор средств доступа к данным PI System, в который входят: драйвер ODBC, провайдер OLEDB, средства программного доступа API/SDK, OPC-сервер исторических данных. Для связи с производственными модулями ERP-систем, такими как SAP R/3 и J.D. Edwards, разработан специализированный шлюз RLINK, сертифицированный перечисленными компаниями как наиболее предпочтительное решение в вопросе вертикальной интеграции.

 

PI System в нефтегазовой отрасли

 

В 1983 г фирма OSIsoft установила первую Информационную систему производства на базе PI System на нефтеперерабатывающем заводе. И хотя мощный инструмент построения ИСП востребован и на предприятиях других отраслей, многолетняя успешная практика показала, что PI System наилучшим образом выполняет задачи эффективного управления производством именно на предприятиях нефтегазовой отрасли. В настоящее время PI System используется в большинстве успешных нефтяных компаний мира и практически на всех нефтеперерабатывающих заводах для решения приводимых ниже задач[3].

 

На нефтяных терминалах PI System объединяет разнородные данные: о работе насосов, взливы и массы нефтепродуктов из систем измерения уровня в резервуарах;
о партиях отгруженных или полученных нефтепродуктов с наливных эстакад;
о показателях качества из лабораторий;
рассчитывает стоимость нефтепродуктов в РВ и т.д.

 

На нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах PI System: представляет унифицированные и обработанные измерения параметров ТП (например, информацию о работе производства за смену, отклонение от заданных технологических режимов по заводу, агрегированные ключевые показатели установок);
автоматизирует подготовку отчетов (например, сводного отчета о работе завода за сутки), создает отчеты о состоянии и простоях оборудования;
производит определение потерь и расчет массового, теплового и энергетического балансов, как отдельных установок, так и по заводу в целом за различные периоды времени;
выполняет мониторинг удельного потребления энергоресурсов по ТП и т.д.

 

На нефте- и газопроводах PI System: делает прозрачными данные из SCADA-систем на всех уровнях управления; выполняет расчет производительности оборудования удельного потребления энергоресурсов по всем объектам; классифицирует партии перекачки жидкости и газа и т.д.

 

На нефтяных и газовых месторождениях PI System: обеспечивает сбор и унификацию данных с множества удаленных объектов, предоставляя специалистам оперативную информацию по всему промыслу, месторождению или группе месторождений; дает принцип. возможность координировать действия служб нефтегазодобывающего предприятия в режиме РВ.

 

ИСП на основе PI System на предприятиях нефтегазовой отрасли

 

В мире ИСП PI System известна давно и применяется на множественных крупнейших предприятиях нефтегазовой отрасли, металлургии, энергетики, целлюлозно-бумажной, химической, пищевой промышленности, в водоснабжении и водоочистке. В России и СНГ PI System делает первые шаги, но за это короткое время ИСП была внедрена и успешно работает на предприятиях различных отраслей.

 

В нефтегазовой отрасли PI System используется на заводах компаний Сибнефть (Омский НПЗ), ЮКОС (Новокуй-бышевский, Куйбышевский, Сызранский НПЗ), ЛУКОЙЛ (ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез), Укртатнафта и др.

 

ЛУКОЙЛ – Пермнефтеоргсинтез

 

ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез – один из крупнейших НПЗ в России. Построен в 1958 г, и в настоящий момент его перерабатывающие мощности составляют 12 млн. т нефти в год. НПЗ производит целый ряд нефтепродуктов, включая бензин, реактивное топливо, масла и смазки, топочный мазут, электродный нефтяной кокс.

 

В 2001 г. предприятие объединяло 15 крупных производственных циклов, включающих 35 технологических установок, 10 из которых были оснащены не связанными м. собой РСУ, оставшиеся – оборудованы информационно–измерительными системами. Принимая важные управленческие решения, главные специалисты и менеджеры завода остро чувствовали отсутствие оперативной и достоверной технологической информации.

 

Проанализировав сложившуюся ситуацию, руководство пришло к заключению о необходимости создания на заводе Информационной системы производства РВ, объединяющей информацию со всех технологических установок. Рассмотрев различные варианты реализации системы, сотрудниками предприятия был выбран пакет PI System в качестве основы для построения Информационной системы. Определяющими факторами стали: лидерство данного продукта в своем классе;
широкая распространенность в мире (инсталляции – 10 тысяч серверов и 100 тысяч клиентских мест);
большое количество стандартных интерфейсов связи с различными СА (более 30 ;
техническая поддержка на территории России;
наличие в составе PI System специализированного модуля Sigmafine, предназначенного для согласования технологических данных и расчета балансов [4].

 

В конце 2001 г сервер PI System был инсталлирован в Пермнефтеоргсинтезе (ПНОС) на платформе Windows NT. Начались работы по установлению связей с различными системами локальной автоматизации, управляющими работой отдельных ТП и установок. К маю 2002 года к PI System было подключено 7 технологических объектов:
узлы учета нефти и пара (Intellution FIX3 ;
установки первичной переработки нефти АВТ-5, производства серной кислоты УПСК, замедленного коксования 21-10 (Fisher-Rosemount RS , селективной очистки 36-30;
узел учета топливного газа и мазута 60-60 (Siemens WinCC).

 

Собранные данные используются главным специалистами завода для анализа текущей производственной ситуации и принятия управленческих решений. Клиентские места системы установлены у главного инженера, главного технолога производств, главного энергетика, главного метролога, заместителя главного инженера по производству, инженеров и технологов производств и опытно-исследовательского цеха, главного диспетчера.

 

В этом году планируется подключение так же 10 технологических объектов к PI System. Также в планах ПНОС на 2003 г стоит реализация интерфейса с бизнес – системой SAP R/3, внедряемой на предприятии.

 

Самарская группа НПЗ (Новокуйбышевский, Куйбышевский, Сызранский), ЮКОС

 

Компании ЮКОС принадлежит крупнейший в России нефтеперерабатывающий комплекс, включающий три НПЗ в Самарской области: Куйбышевский, Новокуйбышевский и Сызранский. В общей сложности, группа способна перерабатывать до 27 т нефти/г.

 

С целью повышения прозрачности, оперативности и эфф. управления производством в 2001 был постав-лен вопрос о создании Информационной системы. Также, ставился вопрос о координации управления циклами производства на трех заводах. В результате проведенных исследований в качестве базы для создания Информационной платформы производства нефтеперерабатывающих заводов была выбрана PI System.Наибольшее влияние на такой выбор оказало ориентирование данного продукта на работу в составе больших корпораций, что подтверждено много-численными зарубежными примерами (BP, Shell, Exxon, Esso и т.д.).

 

В ходе внедрения в 2001 – 2002 гг., на трех заводах в единое информационное пространство были объединены 35 различных АСУТП установок. Отработаны технические решения по интеграции таких систем, как ABB MOD-300, Siemens WinCC, Siemens PCS-7, DAMATIC Xdi, Citect, DeltaV, Trace Mode, Intellution iFIX. Разработаны мнемосхемы и отчеты по всем подключенным ТП и установкам. На каждом заводе установлены рабочие места ведущих специалистов: технического директора, заместителя технического директора по развитию, главного технолога, начальника топливного производства, начальника ГКП, главного метролога, главного инженера “Сибинтек”, диспетчера завода, главного энергетика. Разработана и внедрена модель материальных потоков установки Л-35/6 Новокуйбышевского НПЗ, которая в настоящий момент используется для автоматического получения материального баланса данной установки. На на данный моментшний день информационной объем созданной ИСП трех систем в совокупности составляет примерно 4700 измеряемых и около 500 вычисляемых параметров.

 

Благодаря внедрению PI System повысилась рентабельность и эффективность производственных циклов трех нефтеперерабатывающих заводов самарской группы, что явилось следствием своевременных и правильных принимаемых управленческих решений на базе оперативной и достоверной технологической информации.

 

Пилотный проект ОАО «Самотлорнефтегаз», ТНК

 

В 2002 г Региональным техническим центром ТНК (г. Нижневартовск) был реализован пилотный проект по созданию Информационной системы производства ДНС – 26 СНГДУ-2 ОАО “Самотлорнефтегаз”. При выполнении пилотного проекта были интегрированы следующие системы: АСУТП газлифтного способа добычи нефти “Регион 2000”, АСУТП механизированного способа добычи нефти “СКАТ-95”, АСК ТП подготовки и перекачки нефти “Горизонт” (ДНС-26, ДНС-1 , АСК энергообъектов “Омь”, АСК ТП кустовой насосной станции “Космотроника” (КНС-2 , Ин-формационная система геологии OilInfoSystem.

 

Информационная система создавалась для решения следующих задач: контроля и оперативного управления цикла-ми добычи и подготовки нефти, согласования данных и расчета материальных балансов по нефти, газу, воде, мониторинга потребления энергоресурсов, управления качеством, обеспечения данными других приложений – текущего и оперативного планирования, моделирования ТП, планирования технического обслуживания технологического оборудования.

 

В результате успешной реализации пилотного проекта появились возможности:
интеграции действующих АСУТП в ИСП без затрат на их модернизацию;
замены программных продуктов различных систем АСУТП на рабочем месте специалиста одним приложением PI System, предоставляющим оперативные данные по всему производству;
индивидуальной настройки рабочего места каждого специалиста в зависимости от его профессиональных обязанностей без привлечения разработчиков АСУТП;
замены центральных серверов систем АСУТП одним единым архивом данных;
получения непротиворечивого материального баланса по нефти, газу и воде;
повышения достоверности технологической информации (представления сбалансированной информации для бизнес-систем, расчета технологических параметров, не измеряемых напрямую);
улучшения качества функционирования измерительных систем (определения систематических погрешностей в измерениях; увеличения точности измерений путем приоритетного обслуживания измерительных приборов, оптимизации расстановки измерительных приборов для сведения баланса);
снижения возможных технологических потерь.

 

По результатам пилотного проекта были сделаны следующие выводы:
PI-интерфейсы позволяют организовать сбор технологической информации со всех определенных в пилотном проекте АСУ, в единый архив данных;
архив данных PI System имеет принцип. возможность реализовать хранение технологической информации с минимальными аппаратными требованиями к серверу;
клиентские приложения PI System предлагают гибкий инструмент представления информации и позволяют разрабатывать ее формы в соответствии с требованиями специалистов заказчика без привлечения разработчиков АСУ;
разработка одной мнемосхемы занимает в среднем около 4 – 5 ч рабочего времени.

 

На основании оценки технических характеристик и функциональных возможностей PI System предлагается использование данного программного продукта для построения (ИСП) нефтегазодобывающих предприятий ТНК.

 

Месторождение Troika, BP, SHELL, MARATHON

 

Использование PI System позволило достичь значительного роста эфф. производства на нефтяном месторождении Troika, расположенном на шельфе в 150 милях от Луизианы в Мексиканском заливе. Месторождением в равных долях владеют компании BP, SHELL и MARATHON, причем нефтедобычу ведет BP.

 

PI System была установлена на месторождении Troika в конце 1997 г для сбора информации о функционировании многочисленных скважин. Источники технологических данных располагаются в скважинах примерно на глубине 4500 м ниже уровня моря. Все данные по каждой скважине собираются на подводном коллекторе управления, установленном на каждом кусте. Подводный коллектор управления передает данные по электрическим кабелям на главную станцию управления, установленную на головной платформе, откуда информация поступает на береговую станцию мониторинга в группу операционной поддержки, расположенную в офисе BP в Хьюстоне. Группа поддержки отвечает за принятие оперативных решений, связанных с производственными задачами, проверкой скважин и функционированием системы. Помимо данных о подводной среде накапливаются также основные сведения о специализированном оборудовании, находящемся на головной платформе.

 

Использование PI System позволило решить задачи:
распределения круглосуточной нагрузки;
оценки производительности скважин;
мониторинга нарастания давления в пространстве м. обсадной трубой и бурильной колонной;
моделирования пласта на основе данных PI;
поиска и устранения неисправностей в подводных скважинах и трубопроводах.

 

принцип. возможность ведения мониторинга состояния месторождения и производительности пласта в РМВ позволила осуществить анализ данных о параметрах пласта. Группа поддержки BP получила принцип. возможность принимать эффективные управленческие решения, что позволило повысить эффективность производства.

 

НПЗ FINA, PetroFina

 

FINA – подразделение компании PetroFina – межнациональной нефтяной и нефтехимической группы со штаб-квартирой в Брюсселе (Бельгия). Нефтеперерабатывающее предприятие в Порт-Артуре (Техас) – один из двух нефтеперерабатывающих заводов, принадлежащих FINA на территории США. Завод перерабатывает около 8 млн. т нефти в год и в основном выпускает транспортное топливо – бензин, дизельное топливо, авиационный бензин, и производные химические продукты: бензол, толуол и ксилол.

 

Завод внедрил ИСП на базе PI System в середине 90-х г.г. С помощью PI System была проведена интеграция всех технологических и лабораторных данных комбината. Являясь информационным ядром, содержащим все технологическую информацию о производстве, PI System ежедневно снабжает данными заводскую систему составления балансов по заводу, основанную на Sigmafine – системе согласования данных, и систему отчета об экологической обстановке на заводе. Кроме того, многие сотрудники завода используют клиентские приложения PI для анализа и составления отчетов по технологическим данным. Так около 40 отчетов по технологическим установкам и заводу в целом автоматически генерируются каждое утро и отправляются на страницу web-сервера для анализа управленческих действий перед началом смены.

 

В целом на НПЗ используются два вида интерфейсов. Один – специализированный интерфейс для текстовых фай-лов собирает данные из систем обработки лабораторных анализов LIMS, другой – интерфейс к распределенным системам управления Honeywell TDC-300 Интерфейс PI с Honeywell позволяет не только считывать данные в систему PI, но и записывать данные из PI в другие прикладные программы. Для завода было важно иметь принцип. возможность передавать данные из системы обработки лабораторных данных в АСУТП. Эта передача реализована путем считывания и хранения в PI лабораторных данных с последующей пересылкой их в РСУ в виде уст * . Затем лабораторные данные используются для необходимой корректировки моделей, применяемых для вычисления качественных показателей продукции.

 

PI System интегрирует лабораторную и управляющую части, которые не могут взаимодействовать напрямую. Эти возможности PI System позволяют решить весьма трудоемкую задачу, устраняют риск случайных ошибок ввода данных и избавляют от необходимости разрабатывать специальную программу связи.

 

Columbia Gas

 

Внедрение ИСП на основе PI System позволило корпорации Columbia Gas Transmission повысить эффективность своих операций за счет предоставления доступа к текущим и историческим производственным данным различным подразделениям компании.

 

На газопроводе Columbia Gas установлены разнообразные SCADA-системы, которые занимаются мониторингом и управляют более чем 500 устройствами для измерения, регулирования и сжатия газа. Системы электронного измерения собирают данные один раз в час с более чем 80 участков газопровода. До внедрения PI System все эти данные были доступны только группе Контроля газа, а остальные подразделения были вынуждении тратить время на составление запроса и получ. информации. После внедрения ИСП в первый же год каждый пользователь сэкономил около 300 часов рабочего времени.

 

На на данный момент день информационная мощность сервера PI System составляет 7 000 тегов. Собираются следующие ти-пы данных:
давление в трубопроводе;
расходы;
суммарные объемы;
положения клапанов;
состояния компрессоров;
сигналы тревог на станциях;
качество газа.

 

Пользователями ИСП являются более 100 сотрудников Columbia Gas. В данном примере, PI System позволяет решить проблему объединения производственных данных из разнородных источников, создать единый архив технологической информации и обеспечить к нему удобный доступ различным подразделениям и руководству предприятия.

 

Заключение

 

Внедрение PI System на нефтегазовом предприятии позволяет решать перечисленные выше функциональные задачи, существенно повышающие эффективность производства. По данным ведущих экспертов журнала Chemical Engineering срок возврата вложенных инвестиций в создание ИСП на базе PI System составляет от нескольких месяцев до полугода. Также экспертами рассчитан ряд общих предпосылок экономического эффекта:
увеличение производительности на 2-5%
снижение себестоимости на 0,5-1,0%
увеличение продуктивности работы персонала предприятия на 10-50%

 

но не эффект от решения некоторых задач, например, повышения технологической дисциплины или снижения числа аварий, возможно точно подсчитать. Но для некоторых задач можно документально подтвердить полученный эффект: так, например, получ. непротиворечивого материального баланса и обнаружение потерь позволяет на НПЗ Imperial Oil сократить расходы на переработку нефти на 5 млн. долл. США в год.

 

Список литературы: Терлецкий М.Ю., Шапиро И.Я. Проблемы создания интегрированных систем управления // Приложение IT-решения в нефтегазовой отрасли к журналу Нефть и Капитал. 200 № 6.
Левин И.К. Plant Information System - интерфейс м. производством и бизнесом // RM Magazine. 200 № 5.
Левин И.К., Шапиро И.Я. Применение PI (Plant Information) System в нефтепереработке // Нефтяное хозяйство. 200 № 10.
Тюриков А.А., Шевченко Д.А. Средство согласования данных и расчета балансов – SigmaFine // Промышленные АСУ и контроллеры. 200 № 11.

 

Источник: http://www.indusoft.ru/osi

 



Пути реализации программы дальнейшего энергосбережения в московском строительстве. Министерство энергетики Российской Федерации. Учет сточных вод в Санкт-Петербу. 2.

На главную  Теплоизоляция и экономия энергии 





0.0101
 
Яндекс.Метрика