1. Название компании: ООО «Транс Нафта Газдобыча»
2. Название компании интегратора: ЗАО «ТМ-Сервис»
3. Отрасль промышленности: Газовая промышленность, подготовка до требований ПАО «Газпром».
4. Местонахождение: Березовский район, ХМАО, Тюменская область.
5. Название, описание проекта (объекта):
Рисунок 1
«Обустройство Озерного и Шухтунгортского месторождений с обеспечением развития промысла» (См. рисунок 1).
6. С какими проблемами столкнулись? Что именно привело к решению внедрения новой системы?
- Обустройство месторождений (Озерного и Шухтунгортского) требовало создания современной системы управления.
- Требовалась высокоэффективная система для мониторинга, диспетчеризации и управления высокотехнологичным оборудованием.
- Необходимость соответствия требованиям ПАО «Газпром», подразумевающим высокую надежность, стандартизацию и качество управления процессами.
- Проект включает не только запуск, но и обеспечение развития промысла, что требует масштабируемой и гибкой системы управления.
7. Почему именно выбор остановился на решении от “МПС софт” и MasterSCADA?
- Простота проектирования и внедрения: Ключевой фактор. Решение MasterSCADA позволило ускорить и упростить процесс создания системы управления для нового объекта.
- Широкие возможности интеграции: Система предоставила гибкость в выборе средств сбора данных с разнообразного оборудования нижнего уровня (контроллеры, датчики, приводы).
- MasterSCADA была признана оптимальным решением для требуемых функций: мониторинга, диспетчеризации и управления высокотехнологичным оборудованием.
8. Какая продукция “МПС софт” используется в данном проекте? MasterSCADA 4D
9. Область применения / процесс.
- Система применяется для автоматизации технологических процессов подготовки газа на Озерном и Шухтунгортском месторождениях.
- Основные процессы включают: сепарацию, осушку, очистку газа, контроль его количества и качества, поддержание заданных технологических параметров (давление, уровень, расход).
- Цель – подготовка газа до требований, позволяющих его перекачку в магистральную газотранспортную систему ПАО «Газпром».
10. Задачи новой системы.
1. Сбор данных с различных источников:
- Шкафа управления подготовки газа;
- Шкафа управления «узла подключения»;
- С систем измерения количества и качества газа (СИКГ);
2. Ведение журналов событий (аварийных, предупредительных, оперативных).
3. Архивирование технологических данных для анализа и отчетности.
4. Обеспечение масштабируемости системы для дальнейшего развития и модернизации.
Система построена по двухуровневой архитектуре:
Средний уровень:
- шкаф НКУ;
- шкаф системы электрообогрева;
- шкаф управление вентиляцией;
- шкаф управления узлом подключением;
- шкаф управления на базе резервируемого ПЛК REGUL500, осуществляющий управление технологическим процессом подготовки газа: автоматическое поддержание заданного уровня, давления и расхода.
Верхний уровень:
- АРМ с средой исполнения MasterScada 4D
Передача данных со среднего на верхний уровень осуществляется по промышленным сетям. Используемые протоколы:
- OPC DA количество передаваемых тегов 2200;
- ModbusTCP количество переменных 250.
12. Операционная технология и практическое применение в проекте.
Проект был разработан автоматизированным методом с использованием скриптов написанных на языке С#. Для тиражирования однотипных объектов технологического процесса была создана библиотека типовых объектов (аналоговые и дискретные сигналы, агрегаты управления и исполнительные механизмы). Привязки параметров к тегам так же были реализованы автоматизированным способ при помощи скриптов.
Обзорная мнемосхема (См. Рисунок 2). Выведена общая схема объекта с основными параметрами технологического процесса. Статусы сигналов (аварийные, предупредительные, достоверность сигнала и симуляция сигнал) реализованы путем формирование фона под значением сигнала, код программы обработки сигнала и формирования цвета реализован на языках C# и ST.
Рисунок 2
Подробная мнемосхема узлов. (См. Рисунок 3). На подробные мнемосхемы выведены отдельные узлы с агрегатами управления. Управление агрегатами и изменение параметров аналоговых и цифровых сигналов осуществляется всплывающими окнами, которые так же созданы в библиотеке и растиражированы автоматизированным путем.
Рисунок 3
13. Технические преимущества, полученные в результате применения продуктов “МПС софт”.
Использование MasterScada 4D для реализации проектов позволило создать SCADA с широкими функциональными возможностями и масштабируемостью. Благодаря возможности автоматизации проектирования значительно сократилось время создания и отладки проектов. Наличие встроенных протоколов и серверов для передачи данных позволило отказаться от установки дополнительного программного обеспечения, что сказывается на производительности АРМ. Программы, написанные на языках МЭК 61131-3 и C# в структуре объекта позволили значительно расширить возможности визуализации и обработки данных.
14. Коммерческие преимущества, полученные в результате применения новых продуктов “МПС софт”.
- Значительное сокращение сроков и трудозатрат на разработку и внедрение проекта благодаря автоматизации проектирования.
- Снижение рисков ошибок конфигурирования за счет использования типовых, предварительно отлаженных объектов и скриптов.
- Гибкая лицензионная политика MasterSCADA 4D позволяет легко наращивать функционал (добавлять новые лицензии) или интегрировать новые системы в будущем.
- Возможность модернизации и расширения работающей системы без необходимости остановки технологического процесса, минимизируя простои и потери производства.
- Снижение затрат на сопровождение благодаря единой, хорошо интегрированной платформе и отсутствию необходимости в дополнительном ПО для связи.
15. Описание инженерных подсистем
15.1. Блок входных гребенок
● Назначение: Мониторинг параметров газа, входящего с месторождений. Формирование информации для учёта и предотвращение аварийных ситуаций.
● Основные объекты: Входной трубопровод с предохранительными и регулирующими клапанами.
● Логика управления: Регулирование давления газа на входе в сепаратор С1.
● Мнемосхема представлена на рисунке 4.
Рисунок 4
15.2. Блок сепаратора пробкоуловителя.
● Назначение: Мониторинг параметров газа в сепараторе: температуры, давления, уровня. Формирование управляющих сигналов для клапанов, регуляторов и задвижек.
● Основные объекты: Сепаратор пробкоуловитель С-1.
● Логика управления: Регулирование уровня конденсата в сепараторе.
● Мнемосхема представлена на рисунке 5.
Рисунок 5
15.3. Блок теплообменника ТО-1.
● Назначение: Контроль температуры и давления газа, поступающего из сепараторов С1 и С2 в теплообменник ТО-1 и контроль параметров газа на выходе из теплообменника.
● Основные объекты: Теплообменник ТО-1.
● Мнемосхема представлена на рисунке 6.
Рисунок 6
15.4. Блок низкотемпературной сепарации.
● Назначение: Контроль и мониторинг параметров газа, поступающих в сепаратор, контроль уровня, температуры и давления в сепараторе С-2
● Основные объекты: Низкотемпературный сепаратор С-2.
● Логика управления: Регулирование уровня конденсата в сепараторе С-2, регулирование давления газа поступающего в сепаратор С-2.
● Мнемосхема представлена на рисунке 7.
Рисунок 7
15.5. Блок буферной ёмкости.
● Назначение: Мониторинг параметров газа на площадке буферной ёмкости БЕ-1.
● Основные объекты: Теплообменник ТО-4, буферная ёмкость БЕ-1.
● Логика управления: Регулирование уровня конденсата в буферной ёмкости БЕ-1, регулирование давления газа, поступающего в буферную ёмкость БЕ-1.
● Мнемосхема представлена на рисунке 8.
Рисунок 8
15.6. Блок дозирования реагента.
● Назначение: Контроль расхода и давления реагентов. Мониторинг состояния и управление дозирующими насосами и задвижками.
● Основные объекты: Емкость реагента ЕМ-1.
● Логика управления: Регулирование производительности дозирующих насосов НД-1, НД-2. Управление задвижками КЭз 5.1.1, КЭз 5.1.2.
● Мнемосхема представлена на рисунке 9.
Рисунок 9
● Назначение: Контроль уровня, температуры и давления конденсата в дренажной ёмкости, параметров работы насоса НП-1.
● Основные объекты: Дренажная ёмкость ЕД-1.
● Логика управления: Управление насосом НП-1.
● Мнемосхема представлена на рисунке 10.
Рисунок 10
15.8. Блок подготовки газа с СИКГ-2.
● Назначение: Контроль
параметров газа с СИКГ-2.
● Основные
объекты: Теплообменник ТО-3.
● Мнемосхема
представлена на рисунке 11.
Рисунок 11
15.9. Блок учёта газа с СИКГ-1.
● Назначение: Контроль
параметров газа с СИКГ-1
-
Мгновенный
расход
-
Накопительный
расход
-
Температура
измеряемого параметра
-
Давление
измеряемого параметра
● Мнемосхема
представлена на рисунке 12.
Рисунок 12
15.10. Загазованность и сигнализация.
● Назначение: Непрерывный
контроль концентрации углеводородов в воздухе на всех технологических площадках
для обеспечения безопасности персонала и оборудования.
● Основные
объекты: Датчики загазованности, установленные по периметру емкостей,
теплообменников, насосных и др. площадках.
● Логика
управления: Формирование общезаводских предупредительных и аварийных
сигналов, автоматический останов технологического оборудования и закрытие
задвижек при срабатывании аварийной сигнализации.
● Мнемосхема
представлена на рисунке 13.
Рисунок 13
15.11. Площадка скважин.
● Назначение:
Контроль давления газа в трубопроводе с месторождений и в трубопроводе
магистральной линии, управление задвижками.
● Основные
объекты: Месторождение МКШ №1, МКО №1.
● Мнемосхема
представлена на рисунке 14.
Рисунок 14
15.12. Узел подключения.
● Назначение: Контроль
параметров газа на узле подключения в магистральный трубопровод.
● Мнемосхема
представлена на рисунке 15.
Рисунок 15
В рамках разработки проекта был задействован широкий функционал платформы MasterSCADA 4D, что позволило создать гибкую, производительную и безопасную систему управления.
16.1. Автоматизация проектирования с помощью C# скриптов.
● Механизм: активно использовались скрипты на языке C#, исполняемые на этапе конфигурирования (Design Time).
● Результат: была автоматизирована массовая генерация типовых элементов проекта, что позволило программно создавать:
- объекты технологических процессов.
- таблицы переменных и тегов, обеспечив единообразие и исключив ошибки ручного ввода.
● Преимущество: Значительное ускорение разработки, упрощение поддержки и модификации проекта.
16.2. Универсальная интеграция с оборудованием.
● Реализованные протоколы: для сбора данных с нижнего уровня использовались встроенные промышленные протоколы:
- ModBus TCP: для подключения к ПЛК, частотным преобразователям и интеллектуальным датчикам (~ 270 тегов).
- OPC (DA/UA): для взаимодействия с другими системами АСУ ТП, серверами OPC и устройствами, поддерживающими этот стандарт (~ 2100 тегов).
● Преимущество: Обеспечена надежная и стандартизированная связь с разнородным оборудованием.
16.3. Централизованное архивирование данных.
● Механизм: Настроена запись исторических данных во внешнюю реляционную базу данных (PostgreSQL).
● Архивируемая информация:
- Значения параметров: История изменений технологических переменных.
- Тренды: Графики изменения параметров во времени.
- События и аварии: Журнал всех системных и технологических событий.
- Действия оператора: Протоколирование всех команд и изменений, вносимых пользователями.
● Преимущество: Создана надежная основа для анализа работы системы, формирования отчетов и посменного учета.
16.4. Система разграничения доступа.
● Механизм: Реализована иерархическая модель безопасности с настройкой прав доступа для различных категорий пользователей.
● Функционал: Разграничение касается как просмотра данных на мнемосхемах, так и возможности управления технологическим оборудованием.
● Преимущество: Обеспечение безопасности технологического процесса и предотвращение несанкционированного доступа.
16.5. Масштабируемость и распределённая визуализация.
● Механизм: к одной среде исполнения (Run-Time серверу) успешно подключены два независимых клиента визуализации.
● Преимущество: Данная архитектура позволяет организовать:
- Резервированные рабочие места операторов.
- Разделение интерфейсов (например, основной пульт и диспетчерский мониторинг).
- Легкое масштабирование системы путем добавления новых клиентских мест без изменения серверной части.