Особенности внедрения системы измерения количества и качества нефти

1064 0 0

В статье описываются новые аппаратные и программные решения ГК «Аргоси» на базе продуктов SIMATIC, технологий ASP.Net и Silverlight, которые были применены при реализации системы обработки информации для системы измерения количества и качества нефти.

Михайлов Максим, Иванов Евгений, Милешин Дмитрий

Введение

В 2013–2014 годах ГК «Аргоси» были сданы в эксплуатацию несколько систем измерения количества и качества нефти (СИКН) на объектах ОАО «АК «Транснефть», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «Газпромнефть». Эти объекты стали очередными успешно выполненными проектами ГК «Аргоси» по внедрению систем учёта углеводородного сырья (рис. 1).

За время существования компании были спроектированы, реализованы и сданы в эксплуатацию десятки систем учёта нефти и газа в различной комплектации: от самых простых систем, размещённых в небольшом блок-боксе, до многофункциональных модульных комплексов, занимающих площади в сотни квадратных метров и решающих весь спектр задач учёта в нефтяной и газовой промышленности.

Наряду с проверенными и надёжными решениями в области изготовления основного оборудования были сделаны значительные шаги в части разработки и улучшения программного обеспечения (ПО), обновлённые и новые модули которого обрели свой окончательный вид. На них и будет акцентировано внимание в данной статье.

Оборудование автоматизации

Рис. 2. Структурная схема системы автоматизации

Условные обозначения: АРМ 01…04 – автоматизированное рабочее место; FB 1…4 – вычислитель FloBoss S600+; ШАЗС – шкаф аварийной защиты и сигнализации; шкаф ИВК – шкаф измерительно-вычислительного комплекса; шкаф УРСУ – шкаф узла резервной схемы учёта; шкаф ВА – шкаф вторичной аппаратуры; DATA – сервер отчётов; SRV – основной сервер; STBY – резервный сервер.

При построении СИКН (рис. 2) было использовано следующее оборудование:

основной и резервный вычислители расхода FloBoss S600+, работающие по схеме «горячего» резервирования (для основной и резервной систем учёта);
два вычислителя FloBoss S600+ для проведения поверки и контроля метрологических характеристик;
мастер-станция SIMA;
резервированные контроллеры SIEMENS S7-400H;
резервированные серверы со SCADA-системой WinCС;
сервер отчётов повышенной надёжности с MS SQL Server.

Проектные решения

В ходе выполнения проектов удалось применить ряд решений, сокращающих время разработки и внедрения средств автоматизации.

Использование специализированных промышленных решений вместо самостоятельной разработки прикладного ПО

При проектировании было принято решение об управлении запорно-регулирующей арматурой по резервированным интерфейсным каналам с использованием протокола Modbus RTU.
Аппаратные средства для решения этой задачи имелись. Теоретически дело оставалось только за реализацией в программируемом логическом контроллере. Расчёт показал, что при самостоятельной разработке данной функции появятся высокие риски, связанные с неопределённостью времени на разработку, отладку и, возможно, с дальнейшим сопровождением и устранением ошибок в программе. Было найдено существующее решение для данной задачи – мастер-станция SIMA.
Программирование в контроллере ограничилось обменом данными со станцией SIMA по протоколу Modbus TCP. Управление приводами AUMA, подключёнными по схеме loop redundancy (резервирование типа «петля») по протоколу Modbus RTU, осуществлялось мастер-станцией SIMA. Программное обеспечение станции настраивалось путём конфигурирования, что заняло в процессе пусконаладочных работ не более одного рабочего дня. Тем самым было сокращено общее время на внедрение системы.

Выделение функций собственной разработки и вынесение их в отдельные программные модули

Большинство SCADA-систем, в частности WinCC, позволяют работать с базами данных. В предыдущих проектах сбор отчётов, формирование журналов, процедуры проведения поверки и контроль метрологических характеристик (КМХ) осуществлялись средствами SCADA-системы. Реализация была выполнена на языках скриптов WinCC – ANSI-С или Visual Basic Scripts, в стиле чистого программирования, то есть пользователь лишался удобных средств графического представления информации и настроек параметров доступа к базам данных (рис. 3).

Рис. 3. Настраиваемый модуль чтения периодических отчётов

Помимо этого существенно увеличивалась нагрузка на саму SCADA-систему, что отвлекало её от выполнения профильных функций.

В связи с этим функции чтения отчётов и записи в базу данных были вынесены в отдельный программный модуль на основе сетевой технологии ASP.NET. Таким образом, были разделены технологические и коммерческие данные (рис. 4).

Рис. 4. Традиционное и предлагаемое решения по реализации СИКН

Доступ с автоматизированного рабочего места оператора (АРМ) к данным коммерческого учёта (периодические отчёты, протоколы поверок и КМХ) стал предоставляться как к ещё одной независимой подсистеме. При этом снизилась нагрузка на вычислительные мощности серверов за счёт использования многозадачности потоков, а также появилась возможность наиболее полно использовать профильные возможности SCADA-системы (в частности, получение данных с вычислителей с целью предоставления оперативных данных о состоянии СИКН), не загружая её большим количеством скриптов.

На рис. 5 показан модуль поверки, реализованный при помощи технологии Microsoft Silverlight.

Рис. 5. Модуль поверки массомера по трубопоршневой поверочной установке

Доступ к модулю осуществляется, как к обычной клиент-серверной системе, через Web-интерфейс.

Заключение

Создание модульной системы с использованием современных сетевых технологий программирования – это планомерный шаг в разработке универсального решения для получения и отображения коммерческих данных для систем учёта. С одной стороны, он позволяет использовать различные SCADA-системы: WinCC, InTouch, Trace Mode и т.д. С другой стороны, модули могут быть настроены путём конфигурирования на работу с разными вычислителями. В настоящий момент проверена работа с FloBoss S600+, а в планах настройка на работу с контроллерами собственного производства ГК «Аргоси» серии АТ-8000. ●

E-mail: skymyst@yandex.ru

1064 0 0