Отсутствие комплексного подхода к проблемам автоматизации технологических процессов приема, хранения, отпуска и коммерческого учета нефти, нефтепродуктов в резервуарных парках ведет к повышению затрат на проектирование, излишнему многообразию принимаемых технических решений и выбору оборудования, отсутствию единого подхода к метрологическому учету и унификации принципов измерения. В конечном итоге все эти факторы негативно сказываются на эффективности инвестиций в реконструкцию и строительство новых товарных парков, проблемами сведения балансов при учете и определении причин потерь нефтепродуктов при транспортировке и хранении.
Для решения этих проблем и комплексной автоматизации товарных парков нефти, нефтепродуктов ООО «ASU-Engineering» разработал ПТК «АСУ Парк» на базе SCADA «Integrator». ПТК «АСУ ПАРК» имеет открытую архитектуру с поддержкой современных технологий для интеграции и свободного доступа к данным - OPC (OPC DA, OPC HDA, OPC AE), ODBC, ModBus, HART.
Под комплексной автоматизацией товарного парка здесь понимается создание единой (интегрированной)системы оперативного контроля и управления от технологических процессов до учета всех товарных потоков (прием, хранение, отгрузка) с обеспечением документооборота движения нефти и нефтепродуктов.
ПТК «АСУ ПАРК» реализован как гибкая, унифицированная, свободно надстраиваемая модульная) позволяющая комплексно автоматизировать технологические процессы товарных парков.
Основные технологические объекты управления и контроля ПТК «АСУ Парк»:
- резервуарные парки;
- сливо-наливные эстакады;
- насосно-компрессорные станции;
- весоизмерительные системы;
- узлы учета;
- вспомогательные системы: канализационные насосные станции, система вентиляции, пожаротушения, освещение, АСКУЭ и др.
«АСУ ПАРК» представляет собой интегрированную систему состоящую из:
- АСУТП Парка;
- Автоматизированная система товарного учета продуктов (АСТУ).
В ПТК «АСУ Парк» каждая подсистема нижнего уровня является законченным продуктом и может применяться самостоятельно на любых PLC-контроллерах ("Альбатрос", "Siemens", и т.д.) и весовых терминалах.
В настоящее время в большинстве товарных парках промышленных предприятий Республики Узбекистан реконструкция происходила поэтапно, поэтому перечисленные подсистемы (АСУТП, АСТУ) внедрялись независимо, изготовлены были на разных ПТК, в связи с чем возникла серьёзная проблема интеграции их в единую информационно-управляющую систему оперативно-диспетчерского управления.
Для решения проблем интеграции и создан был ПТК «АСУ Парк». Например, если в товарном парке предприятия внедрены раздельно и независимо подсистемы АСУТП резервуарного парка (SCADA Trace Mode), АСУТП эстакады налива (например SCADA WinСС), весовые системы ( TVSKODA ), АИИСКУЭ(Энеросфера), то ПТК «АСУ Парк» может интегрировать эти подсистемы в единую информационно-управляющую систему, построив качественно новую систему комплексного управления.
АСУ Парк интегрируется с любыми финансово-экономическими системами предприятия (например 1С и т.д.), что позволяет качественно и оперативно готовить финансово-экономические документы.
АСУТП ПАРК
Каждая подсистема АСУТП Парк (резервуарный парк, эстакада, насосно-компрессорная станция) имеет следующую иерархическую структуру:
Нижний уровень(полевой) системы включает датчики КИП и А, а также исполнительные устройства управления, пульты сигнализации и местного управления, которые расположены на территории парка.
Средний уровень (контроллерный PLC) включает программируемые логические контроллеры (ПЛК) для связи с технологическими объектами управления. ПЛК монтируются в шкафах автоматики управления и, как правило, размещаются в помещении операторной.
Верхний уровень (операторный) включает в себя - АРМ-операторов, сервера ввода/вывода на базе программного пакета SCADA “Integrator”.
АСУТП РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА (АСУТП РП)
Автоматизированная система управления резервуарным парком (АСУТП РП) предназначена для дистанционного измерения и оперативного контроля уровня, температуры и давления нефти и нефтепродуктов хранящихся в группе резервуаров, управления запорной арматурой, а также для технологического учета количества продуктов в резервуарных парках.
АСУТП РП выполняет:
- контроль уровней, температуры продуктов и воды в резервуарах, расчёт объёма, плотности и массы продуктов и воды в резервуарах;
- контроль состояний основного технологического оборудования (насосов, электроприводных задвижек);
- контроль текущих расходов продуктов приема с расходомеров замерных узлов;
- контроль эстакады налива и слива нефти, нефтепродуктов, посредством интеграции с АСУТП ЭС;
- автоматическое и дистанционное управление электроприводными задвижками наполнения и слива резервуаров. В режиме автоматического управления система сама оптимально выбирает резервуары для загрузки и выгрузки;
- управление насосно–компрессорным станциями, посредством интеграции с САУ НК;
- противоаварийную автоматическую защиту;
- отображение и архивирование сигнализаций и событий;
- отображение мнемосхем и графиков динамики переменных;
- цветовая и звуковая сигнализация отклонений переменных технологического процесса от допустимых границ;
- формирование отчетов(например: суточная добыча), справок, балансов в заданном формате.
В качестве нижнего и среднего уровня АСУТП РП используется оборудование ЗАО “Альбатрос” (www.albatros.ru Россия).
АСУТП РП является верхним уровнем управления всеми технологическими процессами товарного парка и является интегрируемой системой с АСУТП ЭС, САУ НК, АСУ Пожаротушения, АСУ вентиляции.
АСУТП ОБЪЕКТОВ ЭСТАКАДЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЛИВА И НАЛИВА ПРОДУКТОВ (АСУТП ЭС)
Налив продуктов в железнодорожные, автомобильные цистерны (далее цистерны) производится по заданному весу с использованием автоматизированной системы взвешивания. В состав АСУТП ЭС входят пульты управления реализующиех программу автоматического управления процессом налива в цистерны.
АСУТП ЭС эстакады обеспечивает управление технологическим процессом налива нефти, нефтепродуктов на основании данных по отгрузке (номер и тип цистерн, и др.), поступающих от системы учета отгрузки (АСТУ) посредством вычислительной сети парка. Указанные данные поступают как задания в PLC –контроллеры АСУТП ЭС для налива. После окончания процесса налива данные о весе продукта, отгруженного в каждую цистерну, поступают из PLC в сервер ввода/вывода АСУТП ЭC и далее по вычислительной сети парка в систему учета отгрузки (АСТУ).
АСУТП ЭС выполняет функции:
- измерение массы отгружаемого нефтепродукта ;
- измерение плотности и температуры отгружаемого нефтепродукта;
- вычисление объема отгружаемого нефтепродукта;
- контроль состояния задвижек;
- контроль заземления;
- дистанционное управление оперативными задвижками (открыть, закрыть, стоп);
- управление расходом налива нефтепродуктов при наливе: «малый» в начале и в конце периода налива - для уменьшения испарений и обеспечения точности заданной массы налива в цистерну, «большой» - для обеспечения требуемой скорости заполнения цистерны, посредством управления насосно-компрессорными станциями через САУ НК;
- автоматическое закрытие задвижки после налива заданной массы нефти, нефтепродукта;
- оформление товарно-транспортных накладных;
- сигнализация загазованности и пожара на эстакаде.
Функции управления и контроля налива могут быть реализованы на базе контроллеров поставляемых комплектно с технологическим оборудованием или по выбору Заказчика.
Системы автоматического управления насосно-компрессорных станций (САУ НК)
САУ НК насосные-компрессорные станции слива и налива нефти, нефтепродуктов выполняют функции:
- контроль состояния насосных агрегатов (вкл./выкл.);
- дистанционное и местное управление насосными агрегатами, обеспечение плавного пуска и останова двигателя насоса;
- оптимальное регулирование загрузкой насосно-компрессорными агрегатами;
- контроль давления на входе и выходе насоса, температуры подшипников и вибрации;
- сигнализация загазованности и пожара в насосном блоке;
- защита насосного агрегата при минимальном давлении на всасывании и нагнетании, минимальном давлении в системе охлаждения насоса, превышения температуры подшипников, электрическая защита двигателя при перегрузках и потери фазы и др.;
- контроль состояния задвижек (открыто, закрыто);
- дистанционное управление оперативными задвижками (открыть, закрыть, стоп);
- контроль состояния приточно-вытяжной вентиляции;
- автоматическое управление приточно-вытяжной вентиляцией при загазованности в насосном блоке;
- автоматическое отключение всех механизмов в случае загазованности и пожара.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТОВАРНОГО УЧЕТА (АСТУ)
Автоматизированного система товарного учета (АСТУ) предназначена для реализации оперативного управления и учета (технического, коммерческого) товарных потоков(прием, хранение, отгрузка), путем предоставления оперативных товарных отчетов и товарных балансов в электронном и бумажном виде.
АСТУ состоит из 2-х подсистем:
- верхний уровень АСТУ. Хранилище данных и АРМ – операторов учета является клиентом хранилища и выполняет функции контроля дисбаланса, формирует отчеты по товарным потокам всего парка (прием, хранение, отгрузка).
- нижний уровень АСТУ являются следующие подсистемы:
Автоматизированная система учета продукции статическим взвешиванием (АСУ Учет)
АСУ Учет предназначена коммерческого учета продукции путем автоматизации процесса прямого статического взвешивания массы железнодорожных и автомобильных цистерн на электронных весах.
АСУ Учет позволяет полностью автоматизировать процесс взвешивания массы продуктов и позволяет:
- автоматическое (после принятия веса он автоматически сохраняется в БД с весового терминала,тем самым исключается человеческий фактор) оформление товарно-транспортных накладных;
- учет повторных взвешиваний для расчета естественных потерь при операциях налива;
- контроль действий оператора не позволяет выполнять неправильные или противоречивые операции, протоколирование действий оператора и возникающие внештатные ситуации;
- ведение баз данных предприятий-клиентов, грузов и станций отправления/назначения;
- контроль времени нахождения вагонов, автомобилей на территории предприятия;
- ведение весовой книги с подробностями выполняемых операций;
- удобная распечатка весовой книги с выборкой информации по дням и сменам;
- возможность автоматического экспорта данных в АСТУ обо всех операциях взвешивания.
Система учета продукции с замерных узлов при приеме (СУ ЗУ)
Локальная система СУ ЗУ осуществляет учет продукции с замерных узлов, путем непрерывного опроса массовых расходомеров (кориолисовые расходомеры Rotomass,PROMAS) по протоколам HART, ModBus и выполняет функции:
- измерение массы, плотности и температуры поступающих нефти,нефтепродуктов;
- измерение давление в измерительных линиях;
- вычисление объема поступающих нефти, нефтепродуктов;
- контроль состояния задвижек (открыто, закрыто) при приеме (байпасная линия);
.- дистанционное управление оперативными задвижками (открыть, закрыть, стоп), с системы АСУТП РП;
- определение массы поступающих нефтепродуктов по партиям;
- автоматический отбор пробы поступающих нефтепродуктов с локальных подсистем анализа;
- сигнализация загазованности и пожара.
Верхний уровень АСТУ
Посредством ЛВС строится вычислительная сеть товарного парка и хранилище данных осуществляет сбор и обработку данных с подсистем:
- системы статического взвешивания продукции АСУ Учет;
- замерные узлы учета приема продукции с расходомеров СУ ЗУ;
- АСУТП ЭС;
- АСУТП РП.
Учет приема продукции осуществляется на основе данных с подсистем технологического приема продукции СУ ЗУ, АСУТП ЭС слива, АСУ Учет.
Учет хранения продукции осуществляется на основе данных с подсистем технологического хранения продукции АСУТП РП, АСУТП ЭС налива. С данных АСУТП РП метод косвенных измерений массы (уровень, объем, плотность, температура)вычисляется масса продуктов в каждом резервуаре и на всем складе. C АСУТП ЭС налива контролируются параметры (масса, объем) текущей загрузки цистерн пока не отгруженных.
Учет отгрузки продукции осуществляется на основе данных с подсистем технологической отгрузки АСУ ЭС налива, АСУ Учет.
Во всех технологических операциях прием, хранение, отгрузка система АСТУ ведет учет естественных потерь продукции на основании “Нормативов технологических потерь”.
АСТУ непрерывно ведет контроль суточного дисбаланса массы продуктов между технологическими операциями приема, хранения, отпуска продукции.
Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления парком (АСОДУ).
АСОДУ Парка предназначена для автоматизации следующих основных функций Диспетчера - централизованного мониторинга, диспетчеризации и управления оборудованием инженерных систем.
АСОДУ Парк обеспечивает:
- получение оперативной информации о состоянии и параметрах работы оборудования всего парка для дальнейшего анализа эффективности его работы;
- повышение надёжности, безопасности и качества функционирования оборудования;
- автоматизация диагностики и контроль за периодичностью обслуживания оборудования ;
- обеспечение оперативного взаимодействия эксплуатационных служб, планирование проведения профилактических и ремонтных работ парка;
- документирование и регистрация технологических параметров работы и действий операторов , диспетчеров инженерных служб;
- расчет основных технико-экономических показателей;
- организацию учета энергоресурсов АСКУЭ;
- ведение автоматизированного учёта эксплуатационных ресурсов инженерного оборудования и своевременность его технического обслуживания;
- взаимодействие с центральной диспетчерской системой предприятия.
АСОДУ создается с помощью вычислительной сети парка и организацией Хранилища данных.
Хранилище данных формирует информационное взаимодействие со следующих подсистем парка:
- АСУТП РП ;
- АСУТП ЭС ;
- АСТУ;
- АСКУЭ;
- АСУ Пожаротушения;
- АСУ видеонаблюдения и охраны.
АСОДУ гарантированно обеспечит :
- сокращение затрат на обслуживание оборудования;
- сокращение затрат на энергоресурсы;
- эксплуатационные затраты, путем уменьшение времени диагностирования неисправностей различного инженерного оборудования;
- сократит на 10%-20% потери продукции за счет прозрачного и точного учета продукции на всем производственном цикле(прием,хранение,отгрузка).
Организация работ по внедрению ПТК АСУ Парк
– организация количественного учета нефтепродуктов в товарном парке (поступление, внутреннее перемещение, хранение, реализация, смешение, зачистка резервуаров, учет отработанных, потери);
– документальное оформление хозяйственных операций по нефтепродуктам;
– организация инвентаризации нефтепродуктов;
– график документооборота;
– перечень форм первичных документов и отчетности по коммерческому учету.
Внедрение АСУ Парк гарантированно обеспечит:
• повышение безопасности технологического процесса и обеспечения безаварийной и бесперебойной работы;.
• снижения потерь на этапах приема, хранения и отгрузки за счёт повышения точности измерения и автоматизации учета продуктов;
• получение оперативной и достоверной информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования;
• повышение эффективности управления и контроля технологических процессов;
• повышение эффективности работы эксплуатационного персонала;
• повышение надежности и долговечности эксплуатации технологического оборудования.
