Терминал приёма хранения и отгрузки нефти и нефтепродуктов

Требовалась высокоэффективная система для мониторинга, диспетчеризации и управления высокотехнологичным оборудованием.

Система внедрена на промышленном объекте с высокими требованиями к безопасности и точности управления. Обеспечивает:

• Мониторинг критических параметров (давление, температура, расход) в реальном времени.
• Автоматическое управление исполнительными механизмами (задвижки, насосы) по заданным алгоритмам.
• Аварийную сигнализацию и защиту при отклонениях от нормы.

Выбор остановился на решении от "МПС софт" и MasterSCADA

• Простота проектирования и внедрения - ключевой фактор. Решение MasterSCADA 4D 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 4D была признана оптимальным решением для требуемых функций: мониторинга, диспетчеризации и управления высокотехнологичным оборудованием.

Задачи новой системы

Обеспечивается автономная реализация следующих функций:

• измерение, первичное преобразование и первичная обработка технологических параметров;
• контроль состояния оборудования, исполнительных механизмов;
• обеспечение управления и защиты в соответствии с установленным алгоритмом;
• технологическая защита – автоматический переход в безопасный режим при аварийных ситуациях;
• автоматическая сигнализация по месту и на АРМ оператора.

Принятые технические решения по автоматизации имеют цель:

• повышения качества ведения технологического процесса и его безопасности;
• повышения оперативности действий технологического персонала;
• сокращения потерь и улучшение экологической обстановки;
• повышения надежности работы системы автоматизации;
• повышения точности измерения и регулирования технологических параметров;
• оповещения персонала об изменении состояний технологического оборудования и аварийных ситуациях.

Концепция системы

Система построена по трехуровневой архитектуре:

1. Полевой уровень – датчики и исполнительные механизмы.
2. Контроллерный уровень – уровень контроллеров, ЛСУ, УСО, осуществляющие преобразование, обработку поступивших от датчиков сигналов
3. Верхний уровень – резервированный сервер и АРМ с программной средой MasterSCADA 4D.

Структурная схема части системы показана на рисунке 1

Ключевые особенности:

• Единая база тегов для всех уровней.
• Резервированный сервер обеспечивает непрерывность работы системы даже в случае сбоев, дублируя критически важные данные и процессы.
• АРМ операторов оснащены интуитивно понятным интерфейсом, позволяющим в реальном времени контролировать параметры оборудования, управлять процессами и оперативно реагировать на аварийные ситуации.
• Гибкие права доступа для разных групп пользователей.

Передача данных с контроллерного на верхний уровень осуществляется по промышленным сетям через протокол ModbusTCP.

Рисунок 1 - Структурная схема

Операционная технология и практическое применение в проекте

12.1 Автоматизированная разработка на C#

Для ускорения процесса конфигурации были разработаны скрипты на C#, автоматизирующие:

• Генерацию тегов (аналоговых, дискретных).
• Привязку параметров к оборудованию (импорт из Excel, CSV).
• Обработку данных.

Это позволило сократить рутинные операции и минимизировать человеческий фактор при настройке.

12.2 Библиотека типовых объектов

Создана база готовых компонентов (насосы, задвижки, клапаны, сигнализации), включая:

• Логику управления (автоматический/ручной режим, блокировки).
• Визуализацию (стандартные иконки, анимация работы).

12.3 Интеллектуальная визуализация

• Цветовая индикация статусов (авария/предупреждение)
• Подробные мнемосхемы с иерархией: Обзорная мнемосхема (см. Рисунок 2).
• Всплывающие окна управления: Созданы шаблоны в библиотеке, которые позволяют операторам быстро менять уставки, режимы работы, сбрасывать аварии (см. Рисунок 3).

12.4 Гибкая настройка прав доступа

• Разные уровни для: операторов, инженеров, администраторов.
• Запрет на изменение критических параметров без авторизации.

12.5 Обеспечение отказоустойчивости

• Резервированный сервер гарантирует бесперебойную работу системы даже при выходе из строя одного из узлов.
• АРМ операторов дублируют ключевые функции, обеспечивая непрерывность управления технологическими процессами.

Рисунок 2 - Обзорная мнемосхема

Рисунок 3 - Всплывающее окно

Описание инженерных подсистем, тегов и точек ввода-вывода

Подсистема управления резервуарным парком

• Назначение: непрерывный мониторинг уровня, температуры и состояния нефтепродуктов в резервуарах (РГС №1-6, РВС №1-4), формирование информации для учёта и предотвращение аварийных ситуаций.
• Основные объекты: резервуары горизонтальные стальные (РГС №1-6), Резервуары вертикальные стальные (РВС №1-4).
• Контролируемые параметры и теги (для 1 резервуара):
  • Аналоговые теги (AI): Уровень продукта (1-2 шт.), температура продукта (1 шт.).
  • Дискретные теги (DI): Сигнал максимального аварийного уровня (1-3 шт.), сигнал минимального аварийного уровня (1 шт.), сигнал предаварийного уровня (1 шт.).
• Логика управления: Автоматическая блокировка насосов и закрытие задвижек при достижении аварийных уровней в РВС.
• Сводные данные по подсистеме:
  • Всего аналоговых тегов (AI): ~ 25
  • Всего дискретных тегов (DI): ~ 55
  • Итого точек на подсистему: ~ 80

Рисунок 4 - РГС

Рисунок 5 - РВС

Подсистема управления перекачкой и насосными станциями

• Назначение: Автоматизированное и дистанческое управление насосными агрегатами, защита оборудования от работы в аварийных режимах, контроль параметров технологической линии.
• Основные объекты: Насосная перекачки (Н-1.1- Н-1.4), Насосная слива из А/Ц (Н-2.1 - Н-2.3, Н-3, Н-4), Насосы дренажных емкостей (НП-1.1 - НП-1.5).
• Контролируемые параметры и теги (на 1 насосный агрегат):
  • Аналоговые теги (AI): Давление на выкиде (1 шт.), температура подшипников (1 шт.), перепад давления на фильтре (для основных насосов).
  • Дискретные теги (DI): Статус "Работа/Стоп" (1 шт.), статус "Авария" (1 шт.).
  • Дискретные теги (DO): Команда "Пуск" (1 шт.), команда "Стоп" (1 шт.).
• Логика управления: Автоматический останов насоса при максимальном давлении на выкиде, превышении температуры подшипников, достижении аварийного уровня в связанном резервуаре или при срабатывании защиты по загазованности.
• Сводные данные по подсистеме:
  • Всего аналоговых тегов (AI): ~ 35
  • Всего дискретных тегов (DI/DO): ~ 70
  • Итого точек на подсистему: ~ 105

Рисунок 6 – Насосная перекачка нефти и нефтепродуктов

Рисунок 7 - Автослив

Подсистема налива/слива на железнодорожной и автомобильной эстакадах

• Назначение: Управление и контроль операций налива в железнодорожные цистерны и автоцистерны, обеспечение строгого учёта и безопасного проведения работ.
• Основные объекты: Ж/Д эстакада (УНЖ-1…16, УСН-1…16), Автоэстакада (АСН-1, АСН-2).
• Контролируемые параметры и теги (на 1 устройство):
  • Аналоговые теги (AI): Мгновенный и суммарный расход (1-2 шт.), давление в коллекторе.
  • Дискретные теги (DI): Положение задвижек/заслонок (1 шт.), гаражное положение трапа (1-2 шт.), состояние заземления (1 шт.), сигнал с датчика уровня в цистерне (1 шт.).
  • Дискретные теги (DO): Команда на открытие/закрытие задвижек и заслонок.
• Логика управления: Комплексная блокировка и прекращение налива/слива при нарушении заземления, срабатывании датчиков уровня, гаражного положения, загазованности или по команде оператора.
• Сводные данные по подсистеме:
  • Всего аналоговых тегов (AI): ~ 45
  • Всего дискретных тегов (DI/DO): ~ 350
  • Итого точек на подсистему: ~ 395

Рисунок 8 – ЖД эстакада слива/налива мазута

Рисунок 9 - ЖД эстакада слива/налива нефти

Рисунок 10 – Площадка налива автоцистерн

Подсистема управления дренажными емкостями и канализацией

• Назначение: Контроль уровня и автоматическое управление насосами дренажных ёмкостей (ЕД-1.1 - ЕД-1.5) и канализационной ёмкости.
• Основные объекты: Емкости дренажные ЕД-1.1 - ЕД-1.5, Канализационная емкость.
• Контролируемые параметры и теги (на 1 емкость):
  • Аналоговые теги (AI): Уровень (1 шт.).
  • Дискретные теги (DI): Сигнал максимального и минимального уровня (1-2 шт.).
• Логика управления: Автоматический пуск/останов дренажных насосов в зависимости от уровня в емкости.
• Сводные данные по подсистеме:
  • Всего аналоговых тегов (AI): ~ 6
  • Всего дискретных тегов (DI): ~ 12
  • Итого точек на подсистему: ~ 18

Подсистема контроля загазованности и противопожарной защиты

• Назначение: Непрерывный контроль концентрации углеводородов в воздухе на всех технологических площадках для обеспечения безопасности персонала и оборудования.
• Основные объекты: Датчики загазованности, установленные по периметру резервуаров, на насосных, эстакадах и др. площадках.
• Контролируемые параметры и теги:
  • Аналоговые теги (AI): Текущая концентрация ДВК (%НКПРП) с каждого датчика.
  • Дискретные теги (DI): Сигнал "Предупреждение" (20% НКПРП), сигнал "Авария" (50% НКПРП).
• Логика управления: Формирование общезаводских предупредительных и аварийных сигналов, автоматический останов технологического оборудования и закрытие задвижек при срабатывании аварийной сигнализации.
• Сводные данные по подсистеме:
  • Всего аналоговых тегов (AI): ~ 40
  • Всего дискретных тегов (DI): ~ 80
  • Итого точек на подсистему: ~ 120

Рисунок 11. – Загазованность и сигнализация