Аналитическая часть. 
Разработка подсистемы поддержки принятия решений в системе оперативно-диспетчерского контроля и управления нефтестанции

интерфейс алгоритм база данные.

Анализ работы нефтестанции

Нефтестанция «Стальной конь» — производственное подразделение ОАО «Юго-Западтранснефтепродукт», обеспечивающее бесперебойную работу и эксплуатацию оборудования, а также хозяйственную деятельности перекачивающих станций и участков нефтепродуктов, закрепленных за ними.

Основными задачами нефтестанции являются:

• — обеспечение бесперебойного снабжения потребителей нефтепродуктами в необходимом количестве и ассортименте;
• — сохранность качества нефтепродуктов и сокращение до минимума потерь при их приеме, хранении и отпуске [2].

Всего на нефтестанции работают 147 человек. Обслуживают предприятие следующие внутренние подразделения и службы: транспортная бригада, аварийная бригада, бригада электриков, пожарная бригада, отдел контрольно-измерительных приборов, служба операторов, расчетно-финансовый отдел, служба охраны [2]. Организационная структура предприятия представлена на рисунке 1.

Управление нефтестанцией производит начальник нефтестанции. Он правомочен давать распоряжения всем внутренним подразделениям, службе охраны, расчетно-финансовому отделу, а также главному инженеру. Он также относится к категории руководителей, является первым заместителем начальника предприятия и несет ответственность за результаты и эффективность производственной деятельности предприятия. Главный инженер осуществляет руководство над техническими службами нефтестанции. К техническим службам относятся: транспортная бригада, которая занимается перевозкой нефтепродукта, аварийная бригада — устраняет разлив продукта на нефтестанции, бригада электриков — выполняет комплексную работу по монтажу и эксплуатации электрооборудования, пожарная бригада — устраняет возгорание, отдел контрольно-измерительных приборов — отвечает за бесперебойную работу приборов, служба операторов — осуществляют контроль и управление в системе оперативно-диспетчерского контроля.

Рисунок 1 — Организационная структура управления Архитектура АСУТП на ЛПДС «Стальной Конь» представлена тремя уровнями на рисунке 2.

Рисунок 2 — Уровни автоматизированной системы На нижнем уровне системы расположены контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации, а также кабельные линии связи. Контроль уровня осуществляется при помощи различных типов датчиков: поплавковых, емкостных и др. [5]. Прибор фиксирует уровень контролируемой среды в емкости и выдает сигнал на соответствующее встроенное электромагнитное реле, и на светодиодный индикатор. Принцип действия прибора состоит в преобразовании сигнала, поступающего на его вход, в электрический релейный сигнал [5].

Средний уровень автоматизированной системы управления технологическими процессами построен на базе микропроцессорного контроллера с необходимым количеством модулей ввода/вывода (дискретных/аналоговых сигналов), барьеров искробезопасности и коммуникационного оборудования полевых шин. Контроллер принимает сигналы от устройств нижнего уровня (датчиков), обрабатывает эти сигналы и формирует командные воздействия в соответствии с алгоритмом работы. Технические средства среднего уровня смонтированы в электротехнических шкафах управления, которые устанавливаются в помещении — операторной. Контроллеры осуществляют обмен данными с автоматизированным рабочим местом оператора, составляющим верхний уровень [5].

Кроме того, в состав автоматизированной системы управления технологическими процессами нефтестанции входит автономная система оперативно-диспетчерского управления, контроля и сбора данных для измерения уровня, температуры нефтепродуктов в резервуарах, насосных агрегатах, измерения загазованности [3].

Система оперативно-диспетчерского контроля технологическими процессами создана с целью обеспечения транспортирования нефтепродуктов с заданной производительность, она обеспечивает:

• — управление технологическим оборудованием магистрального трубопровода из операторной, местного диспетчерского пункта, районного диспетчерского пункта;
• — автоматическую защиту и блокировку;
• — управления технологическим оборудованием насосной станции;
• — автоматическую защиту линейной части магистрального трубопровода от превышения давления;
• — регулирование давления, расхода, температуры;
• — регулирование расхода нефтепродуктов;
• — регистрацию, архивирование и отображение информации о работе технологического оборудования магистрального трубопровода;
• — связь с другими системами автоматизации и информационными системами [3].

К основным функциям автоматизированной системы управления технологическими процессами на нефтестанции относятся:

• — получение сигналов состояния и текущих значений технологических параметров режима работы трубопровода и оборудования объектов магистрального трубопровода;
• — проверку соответствия измеренных значений технологических параметров допускаемым (нормативным) значениям;
• — формирование звуковой и визуальной предупредительной и аварийной сигнализации при отклонении параметров режима работы трубопровода и оборудования объектов магистрального трубопровода от нормативных значений, при изменении состояния оборудования;
• — передачу информации в другие системы, в объёме, требуемом для функционирования этих систем;
• — отображение состояния и режимов работы оборудования магистрального трубопровода на видеомониторах с помощью мнемосхем, использующих стандартные мнемосимволы [3];

В системе оперативно-диспетчерского контроля и управления нефтестанции обеспечена функция хранения исторических данных, текстовых сообщений, измеряемых значений, расчётных параметров. Структура, методы и средства хранения данных гарантируют сохранность данных за период времени не менее трех лет [3].

Время, необходимое для отображения вновь открываемых экранных форм на автоматизированном рабочем месте, не превышает 1 секунды. Период обновления информации на экранных формах рабочего места не превышает 0,5 секунды [3].

От локальных систем управления котельных, дизельных электростанций в системы автоматизации нефтеперекачивающей станции передаются дискретные сигналы: обобщенный сигнал состояния (включена/отключена («в работе»)) [3].

От локальных систем управления котельных, работающих без постоянного обслуживающего персонала, в системы автоматизации нефтеперекачивающей станции (и других площадочных объектов) передаются следующие сигналы:

• — обобщенный сигнал аварии;
• — обобщенный сигнал состояния (включена/отключена («в работе»));
• — сигнал срабатывания главного быстродействующего запорного клапана топливоснабжения котельной;
• — сигнал несанкционированного проникновения;
• — сигнал превышения предельного и аварийного значения содержания окиси углерода в воздухе [3].

Система оперативно-диспетчерского контроля и управления нефтестанции не имеет соединений с сетью Интернет и иными публичными сетями сторонних организаций, в том числе для обновления, подтверждения лицензии или активации [3].

На уровне площадочных объектов локальной вычислительной сети автоматизированная система управления технологическими процессами физически отделена от корпоративной локальной вычислительной сети, используемой для административного управления, связи с системами управления и оптимизации производственной деятельности (MESсистемы) и доступа в сеть Интернет. В точке подключения установлен межсетевой экран, обеспечивающий контроль межсетевого взаимодействия и фильтрацию трафика. Подключение авторизованных пользователей корпоративной сети к сети автоматизированной системы управления технологическими процессами уровней районного диспетчерского пункта и местного диспетчерского пункта осуществляется по защищенным соединениям на фиксированные серверы внутри сети автоматизированной системы управления технологическими процессам строго по заданным протоколам:

• — канальный уровень: Ethernet;
• — сетевой уровень: IP;
• — транспортный уровень: TCP (допускается использование EFDP);
• — прикладной уровень: HTTP или HTTPS [3].

Допускается использовать внутрифирменные протоколы связи баз данных, таких как MS SQL Server, Oracle, OSI PI System и т. п.

Кроме системы оперативно-диспетчерского контроля на предприятии также функционируют следующие системы:

• 1. Система электронных документов, для работы с организациями, оказывающими услуги.
• 2. ЕИАС — единая информационно-аналитическая система управления по тарифам.

В соответствии с письмом Федеральной службы по тарифам от 9 марта 2006 года № ДС-1137/11 «О полнофункциональном применении Единой Информационно-аналитической системы «ФСТ — РЭК — субъекты регулирования» с 1 ноября 2009 года введена в постоянную эксплуатацию Единая Информационно-аналитическая система «ФСТ — РЭК — субъекты регулирования» на территории всей Российской Федерации [6].

Наиболее актуальными проблемами на любой линейной производственно-диспетчерской станции, в частности на нефтестанции «Стальной конь», являются проблемы безопасности эксплуатации и улучшение управления процессами контроля слива/налива и транспортировки нефтепродукта без потерь.

Для решения данных задач разрабатываются и внедряются системы телемеханики. Системы телемеханики обеспечивают удаленный контроль за территориально-распределенными объектами, информационную поддержку работы диспетчера, обеспечивают ретрансляцию на исполнительные устройства команд, поданных диспетчером телеуправления или телерегулирования. В штатном режиме работы объектов данные, полученные телемеханикой, являются основой для анализа режима работы технологических объектов и принятия решений по его оптимизации. В аварийных ситуациях данные, контролируемые телемеханикой, позволяют диагностировать разрывы трубопроводов и другие аварийные ситуации, определять место аварии осуществлять локализацию (отключение) аварийного участка [3].

Однако при использовании «традиционной» системы телемеханики и диспетчерского управления задачу анализа ситуации и принятия решений выполняет человек-диспетчер. В условиях необходимости принятия ответственных решений в ограниченные сроки (особенно при локализации аварий) и на основе анализа многокритериальных данных нагрузка на диспетчера существенно возрастает. Задача принятия решений усложняется при необходимости анализа технологического объекта сложной структуры.