автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Информационно-управляющая система Астраханского газоперерабатывающего завода

Московская Государственная Академия Тонкой Химической Технологии им. М.В. Ломоносова

На правах рукописи УДК 519.68

Р Г Б ОД

Свечников Юрий Константинович'

" з ДПР 2000

Информационно-управляющая система Астраханского газоперерабатывающего завода

05.13.16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях.

05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000 г.

Работа выполнена в Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель докт.техн.наук,

профессор В.Ф.Корнюшко В.Ф.

Официальные оппоненты - докт.техн.наук,

профессор Кузин Р.Е.

докт.техн.наук, профессор Егоров А.Ф.

Ведущая организация - ДАО «ОРГЭНЕРГОГАЗ» РАО ГАЗПРОМ

Зашита состоится «¿У » « /ио-^г у» 2000 г. в '/V час. на заседании специализированного совета К063.41.02 в Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова по адресу: Москва, проспект Вернадского, 86.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ (Москва, Малая Пироговская, 1)

Реферат разослан « 2 V» « («у{у,> » 2000 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук Бурляева Е.В.

ЛТ^'У А-Ъ-ПЯ О

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Астраханский Газоперерабатывающий Ком-екс (АГК), относится к крупнейшим предприятиям по переработке пласто-го газа. Объемы переработки АГПЗ-2 составляют 8,6 млрд. нм3/год с полу-нием товарных продуктов: товарного газа в объеме 4,5 млрд.м3; сжиженного газа в объеме 188 тыс.тонн; серы газовой 3450 тыс.тонн; стабильного конденсата 2206 тыс.тонн.

Астраханский ГПЗ, как объект автоматизированного управления характе-зуется многообразием сложных непрерывных и периодических химико-шологических и других технологических процессов, таких, как: - транс-рт газа, конденсата и их продуктов; - принятие, хранение, подготовка и реработка продуктов.

Все процессы переработки, хранения, отгрузки и транспортировки газа :но взаимосвязаны между собой; требуют четкого централизованного равления и протекают в условиях повышенной взрыво-, пожаро- и газо-асности.

Существовавшая ранее на предприятии щитовая система управления не вечала требованиям времени из-за крайне низкой надежности и невозмож-сти оперативного анализа режимов работы и управления основными пара-трами, что приводило к функционированию основных технологических ъектов в неоптимальном режиме и вследствие этого к существенным эко-мическим потерям.

В связи с этим была поставлена задача создания новой информацнонно-равляющей системы распределенного типа, основанной на современных тодах управления сложными производственными системами. Основными :бованиями, которым должна удовлетворять ИУС АГПЗ являются следующие: устойчивое и надежное функционирование основных технологических процессов АГПЗ в течение всего срока эксплуатации технологического оборудования;

снижение материально-энергетических затрат,

повышение безопасности, оперативного контроля и управления в аварийных ситуациях;

своевременное предупреждение и ликвидация технологических нарушений; снижение количества обслуживающего персонала; гибкость, универсальность и масштабируемость системы. Анализ существующих вариантов построения ИУС АГПЗ показал, что ^лучшим решением является построение ИУС на базе современного про-1ммно-технического комплекса I/A-Series "FOXBORO", соответствующего ровому уровню развития информационно-управляющих технологий, еющему сертификат Госстандарта РФ и соответствующего отраслевым рмам Газпрома по автоматизации газоперерабатывающих производств.

Цель диссертационной работы: разработка структуры системы и комплекса алгоритмов микропроцессорного управления ИУС АГПЗ, обеспечивающих эффективную, безотказную работу основных химико-технологических объектов.

Основная идея работы состоит в том, что для повышения эффективности, надежности и гибкости функционирования информационно-управляющая система АГПЗ-2 должна быть реализована на базе передовых информационных технологий - микропроцессорных программно-технических комплексов МА-Бепев.

Основные задачи, решаемые в диссертации:

• анализ основных химико-технологических процессов АГПЗ как объектов автоматизированного управления и регулирования;

• исследование особенностей существующих микропроцессорных ПТК и обоснование выбора для реализации ИУС АГПЗ как системы повышенной интеграции;

• разработка архитектуры и базы данных ИУС АГПЗ;

• построение имитационной модели фоновых концентраций сероводорода в рабочей зоне технологической установки с целью возможности анализа эффективности и безопасности ИУС;

• разработка структур типовых модулей управления, контроля и управления для ИУС АГПЗ на базе ПТК;

• разработка теории синтеза алгоритмов многосвязного цифрового регулирования для ПТК ИУС на основе классических схем решения систем нелинейных уравнений;

• исследование эффективного функционирования и надежности системы управления ИУС АГПЗ-2.

На защиту выносятся следующие научные положения:

• архитектура информационно-управляющей системы управления основными химико-технологическими объектами Астраханского газоперерабатывающего завода, отличающаяся тем, что в соответствии с современными концепциями построения сложных систем является открытой, распределенной, масштабируемой, интеллектуальной системой с интегрированной базой данных и унифицированными алгоритмами управления;

• метод, алгоритм и имитационная модель вероятностного процесса изменения фоновой концентрации сероводорода в рабочей зоне АГПЗ;

• алгоритмы микропроцессорного управления многомерными нелинейными статистическими объектами, реализованные на базе классических методов линейной алгебры, обеспечивающие эффективное управление многосвязными сложными процессами;

методики оценки надежности и эффективности функционирования информационно-управляющей системы Астраханского газоперерабатывающего завода, основанной на двухуровневой FBM-СР модели ИУС.

Практическую ценность представляют:

разработанные в диссертации методы конфигурирования сложных алгоритмов управления на базе типовых модулей управления ПТК I/A Series; графический интерфейс операторов технологических установок для оперативной обработки информации и принятия решений; способы и методы централизации и группирования устройств представления информации и структура функциональной децентрализации контроля и управления газоперерабатывающих заводов; результаты исследования надежности и эффективности функционирования системы ПТК на базе I/A Series Астраханского ГПЗ.

Достоверность основных научных положений диссертации ггверждается:

корректным использованием методов системного анализа и теории автоматического управления сложными объектами;

результатами комплексной проверки работоспособности и эффективности основных технических решений и принципов построения ИУС АГПЗ-2;

опытом успешной промышленной эксплуатации основных подсистем ИУС АГПЗ-2: ТАЗ", "СЕРА", "КОНДЕНСАТ". Апробация работы

Основные научные положения диссертационной работы докладывались

семинаре РАО "Газпром" по системам управления на базе ПТК (Астрахань, 1996),

семинаре-совещании по обмену опытом создания, внедрения и эксплуатации систем управления на предприятии "Астраханьгазпром" (Астрахань, апрель, 1998 г.);

выставке "Астрахань. Нефть и газ - 98" (Москва, РАО Газпром, декабрь, 1998 г.);

теоретическом семинаре "Интеллектуальные системы управления сложными химико-технологическими объектами", (Москва, МИТХТ, ноябрь, 1998 г.); отраслевом экспертном Совете по автоматизации ОАО "Газпром" (Москва, РАО "Газпром", 19-22 апреля 1999 г.).

Публикации по теме диссертации

Основные результаты диссертации опубликованы в 5 работах.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка ли-атуры из 55 наименований.

Основное содержание работы

В первой главе диссертационной работы рассматриваются особенности Астраханского ГПЗ как сложного объекта управления, характеризующегося совокупностью взаимосвязанных и взаимозависимых технологических, производственно-хозяйственных и финансово-экономических процессов. Определены основные технологические объекты, являющиеся первоочередными для создания интегрированной информационно-управляющей системы управления АГПЗ. Сформулированы основные требования и критерии функционирования ИУС АГПЗ.

При анализе существующих ПТК разных фирм и выборе конкретного для ИУС АГПЗ-2 изучались:

• структура различных ПТК;

• стандартизация и открытость ПТК;

• характеристики контроллеров;

• характеристики блоков ввода-вывода данных;

• надежность работы ПТК;

• состав програм много обеспечения ПТК;

• организационно-экономические факторы внедрения ИУС АГПЗ на базе ПТК.

В результате анализа функциональной структуры и существующих ПТК обосновано решение о выборе ПТК I/A-Series фирмы FOXBORO.

Фирма FOXBORO, совместно с фирмой Eckardt (Германия) и рядом других производителей средств промышленной автоматизации входят в компанию Siebe pic. (Англия). Компания Siebe pic. в области автоматизации имеет 14 заводов - изготовителей, 77 инженерных центров, 206 сервисных центров и 239 представительств по всему миру. В активе компании свыше 15.000 систем управления, работающих во всех отраслях промышленности. В номенклатуре оборудования, которое производит компания Siebe pic. особо выделяется система управления Intelligent Automation Series (I/A-Series).

Комплекс I/A-Series является одним из наиболее конкурентоспособных на мировом рынке. Объект управления комплекса может быть любой сложности (от нескольких десятков до нескольких тысяч параметров). Система масштабируема, включает применение самых современных средств обработки информации. Обладает очень комфортным и развитым человеко-машинным интерфейсом. Система высоконадежна, имеет возможности резервирования конструктивных элементов. Компоненты системы могут устанавливаться в неблагоприятных условиях (пыль, влага, агрессивные компоненты в воздухе).

Комплекс предназначен для построения распределенных систем управления непрерывными и непрерывно-дискретными процессами во многих отраслях промышленности. На нем можно создавать эффективные системы управления как малой, так и большой информационной мощности.

Технические средства I/A-Series построены по модульному принципу, программное обеспечение состоит из специальных пакетов программ фир-

иной готовности (конфигураторов), реализующих следующие типовые нкции управления технологическими процессами: сбор данных; регулирование;

логическое и последовательное управление;

сигнализация;

архивирование;

связь с оператором;

печать протоколов;

регистрация событий.

Гибкость ¡/А-Бенев определяется модульностью технических средств со )бодной конструктивной компоновкой. Это позволяет выбирать средства в этветствии с требованием "без излишков" и строить эффективные системы равления как малой, так и большой информационной мощности. Технические и программные средства ¡/А-Эепез позволяют реализовать только функции контроля и управления, но также функции более высоко-уровня. Все функции реализуются с помощью настраиваемых пакетов ограмм, что дает высокий уровень готовности и облегчает разработку сис-лы управления.

Инструментальные средства автоматизируют все этапы разработки, пре-ставляют эффективное эксплуатационное сопровождение системы управ-иия при ее модернизации и расширении.

Во второй главе диссертации обосновывается концептуальные принципы строения архитектуры ИУС АГПЗ на основе ПТК ¡/А-Бепез. Выделены и гцифицированы основные подсистемы ИУС, к которым отнесены: "ГАЗ", ЕРА", "КОНДЕНСАТ", "ДИСПЕТЧЕРСКАЯ".

Разработана архитектура ИУС АГПЗ, представляющая совокупность сле-ющих иерархических уровней:

1. Уровень 1 (нижний) - связь с объектом управления. Содержит модули эда/вывода сигналов. Входные аналоговые сигналы преобразуются в циф-вой код и передаются на следующий уровень. Управляющие сигналы, подающие со среднего уровня в цифровом коде, преобразуются выходными дулями в токовые сигналы и передаются на исполнительные механизмы, одные дискретные сигналы обрабатываются непосредственно внутри мо-пя УСО по заранее запрограммированной логике и выдаются обратно на ьект в виде дискретных управляющих воздействий.

2. Уровень2 (средний) - реализация технологических функций (контроль, гулирование, последовательное управление, сигнализация, регистрация эушений, архивирование, протоколирование). Помимо этого реализуются терфейсные функции: связь с нижним и следующим верхним уровнями, >зь с рабочими станциями общего и индивидуального назначения и авто-мными подсистемами.

3. Уровень 3 (верхний) - реализация связи однородных подсистем среднего уровня, в качестве которых выступают функциональные подсистемы "Таз", "Сера" и "Конденсат".

В соответствии с разработанной архитектурой и функциональной структурой ИУС АГПЗ-2 определены основные требования к ПТК. В их числе:

1. Стоимость технических средств и программного обеспечения.

2. Эксплуатационные расходы (ЗИП и обслуживающий персонал).

3. Возможная интеграция по типам сетей.

4. Защита от влияния окружающей среды.

5. Функциональная насыщенность (полнота).

6. Минимальный цикл опроса датчиков.

7. Параметры монитора рабочего места оператора (диагональ, разрешающая способность).

8. Время обновления изображения.

9. Наличие предметной клавиатуры.

10. Возможности и средства модификации программного обеспечения в режиме ON-LINE.

11. Уровни санкционирования доступа к рабочим средам и данным.

12. Структурное резервирование (с разбивкой по типу модулей).

13. Связь с ПАЗ (по типу исполнения).

14. Система программирования задач управления.

15. Документирование схем управления.

16. Операционная система (открытость).

17. Возможность постадийного внедрения.

Структурная схема ИУС АГПЗ на базе ПТК I/A-Series показана на рис.1.

В узлах "ГАЗ", "СЕРА", "КОНДЕНСАТ" сбором данных, регулированием и логическим управлением руководят управляющие процессоры CP30FT, являющиеся станциями сети Nodebus. Они построены на микропроцессорах Intel 80386 и имеют дублированное исполнение. Под управлением CP находятся модули подключения полевого оборудования (FBM) различных модификаций, служащие для ввода/вывода сигналов от технологического объекта. Модули FBM связаны с процессорами дублированной магистралью Fieldbus стандарта RS-485 на экранированном коаксиальном кабеле.

Дальнейшее развитие ИУС привело к образованию четвертого узла -"ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ", включающего средства коммуникации информационных потоков и рабочие станции оперативных руководителей производства высшего ранга.

Особенностью узла "ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ" является его значительное удаление (до 1700 м) от трех первых подсистем. Задачу удалось решить с помощью применения оптико-волоконного преобразователя LAN и прокладки оптико-волоконного кабеля связи.

Узел "Газ" СПИ РМСИт Узел "Сера"

- =£nHI—CflO

РМОТ РМОТ РМОТ %

1 CLIFT |

WP30 | Г WP30 | Г WP30 11 сомм |

РМОТ РМОТ РМОТ 8

|PRNl

т

Узел "Конденсат"

РМОТ РМОТ

I CLIFT |

I WP30 | Г WP30 | Г WP30 11 сомм 1

|CP30FT| Х10 I Модули FBM-294 шт. "I

|PRN|

I WP30 | Г WP30 | | СОММ

CP30FTI х9

CP30FTI хб

Модули FBM-196 ШТ.

Y271,1Y272, 2Y272 Y274, Y282, Y290

Технологические установки

1Y251,2Y251, Y281 Y260, Y265_

Технологические установки

Y220 Y240

Технологические установки

I

<о

РМСИТ - рабочее место сменного инженера-технолога; РМОТ - рабочее место оператора-технолога; СИП" - интерфейс вычислительной сети; №1 - интерфейс узловой магистрали; \Л/Р-30 - процессор рабочей станции; СОММ - коммуникационный процессор; РИИ - принтер; СРЗОЯТ - управляющий процессор; РВМ - модули связи с объектом.

Рис.1. Система управления технологическим процессом АГПЗ-2 l/A Series "Foxboro"

Концепция развития интегрированной информационно-управляющей системы всего предприятия "Астраханьгазпром" предполагает средства технологической и диспетчерской связи, телемеханики, центров хранения и обработки информации, локальных и удаленных от этих центров автоматизированные рабочие места (АРМ), а также оборудования и каналы для передачи данных между ними. Практическая реализация первоочередной задачи -создание сети передачи данных (СПД) АГПЗ, как наиболее крупного концентрированного объекта предприятия.

Распределенная ИВС АГПЗ первоначально будет состоять из 9 ЛВС, объединенных в единую сеть каналами связи, обеспечивающими необходимую скорость обмена, через программируемые коммуникаторы и маршрутизаторы. Структурная схема сети передачи данных, предложенная в диссертации, показана на рис.2.

Местом подключения к корпоративной СПД АГПЗ информационно-управляющей системы I/A-Series выбрана центральная операторная первой очереди завода (ЦО-1). Предполагаемый к монтажу в ЦО-1 коммутатор Bay Stack 350-12Т с оптическими портами обеспечивает доступ к информационным ресурсам ИУС и одновременно играет роль репитера для оптиковолоконного кабельного канала для связи ИВС АГПЗ.

В качестве сетевой операционной системы, инсталлируемой на сервере ИВС АГПЗ, предполагается использовать ОС Windows NT Server 4.0.

В этой же главе описана структура базы данных ИУС АГПЗ. На первом этапе создания были разработаны и в дальнейшем поддерживалась машинные проектные базы данных (БД), содержащие всю необходимую информацию о входных и выходных сигналах объекта управления, структурированные по установкам (линиям) объекта и типам сигналов (вход/выход, аналоговый/дискретный). Базы данных классифицировались следующим образом:

• для аналоговых входных сигналов -AI ;

• для аналоговых выходные сигналов -АО ;

• для дискретных входных сигналов -D1

• для дискретных выходных сигналов -DO

Общее количество описанных параметров достигло 7500 единиц (см.

табл.1).

Таблица 1.

Узел (тип сигнала) «Газ» «Сера» «Конденсат» Всего:

Аналоговые входы (А1) 644 510 405 1559

Аналоговые выходы (АО) 227 118 148 493

Дискретные входы (Э!) 1512 952 335 3399

Дискретные выходы (ОО) 969 572 553 2094

Всего: 3352 2152 2041 7545

BayStack 350-12T

ци 1

BayStack 350-12T

ЦО 2

I ЛВС АБК I—

I---

BayStack 350-12T

О

•

a a

L.............

Bay Switch 288115

Условные обозначения:

j] - Коммутатор

О -Коммутатор

- оптические порты ЦО - центральная операторная

- Коммутатор

- оптоволоконный кабель, существующий в настоящее время

- оптоволоконный кабель, предусмотренный к прокладке

Рис.2. Структурная схема информационной вычислительной сети АГПЗ.

Для каждого из выходных каналов в системе, аналогового или дискретного, в проектной базе данных и при конфигурировании системы описывались режимы его работы при отказах в системе: поддержание последнего достоверного значения сигнала или переход к безопасному аварийному значению.

Базы данных входных и выходных сигналов объекта управления составили первый раздел функциональной спецификации (Functional Design Specification - FDS) по всем функциям, характеристикам и структуре разработанного ПТК на средствах I/A-Series.

В этой же главе разработаны основные концепции построения модулей управления в ИУС АГПЗ.

Управление в системе I/A-Series основано на концепции компаундов и блоков. Компаунд - это логическая совокупность блоков, которые реализуют стратегию управления. Блок - это элемент алгоритмического набора, который выполняет некоторую задачу в компаунде. Отличительной особенностью компаунда является то, что он имеет уникальное системное имя и тем самым создает основу для компоновки:

• непрерывного управления;

• ступенчатой логики;

• цифрового управления.

В этой структуре любой блок в любом компаунде может быть связан с любым другим блоком в любом другом компаунде в системе. Блок содержит параметры, которые могут принимать значения следующих типов данных: действительное, булево, целое или строковое.

Для осуществления таких свойств компаунд наделен следующими функциями:

• установление приоритета нарушения, блокировка нарушений и группировка нарушений;

• объявление состояния последовательности;

• определение параметров ступенчатой логики;

• фазирование для выполнения заданного уровня производительности.

В диссертации для того, чтобы охватить все потребности технологического управления, созданы 33 типа функций блоков непрерывного управления, 5 типов последовательностных блоков и один тип функции блока ступенчатой логики, которые могут быть скомпонованы и подобраны самым необходимым образом.

В рамках системного подхода в диссертации широко использовались принципы модульного исполнения. Примером этого является создание набора типовых решений. Для пускового комплекса второй очереди АГПЗ были разработаны типовые решения в следующих подсистемах ПТК ИУС:

• контроль и регулирование;

• блокировки и защиты;

• последовательное управление.

В табл.2 приведено суммарное количество типовых схем, представляю-их собой структуры программных блоков неоднократно используемых при (нфигурировании баз данных подсистем контроля, регулирования, блоки->вок и защит, последовательного управления для установки У274.

Таблица 2.

Шифр ипового контура Описание типового контура Число контуров

Ml Контроль аналогового входного параметра 48

М2 Контроль аналогового входного параметра с двумя парами границ сигнализации 37

М4 Контроль дискретного параметра 32

М5 Контроль аналогового входного параметра расхода с коррекцией по давлению и температуре 4

С1 ПИД- регулирование 21

С1а ПИД - регулирование с блокировкой выходного сигнала 2

сз ПИД - регулирование расхода с коррекцией по давлению и температуре 4

С4 ПИД - регулироваение с алгоритмом EXACT (самонастройки) 2

С6 Каскадное регулирование 2

С12 ПИД - регулирование с переключением входного сигнала 1

С13 ПИД - регулирование с разгоном линейноизме-няющейся уставкой 2

С15 Регулирование расходов по соотношению с коррекцией по давлению и температуре 1

С17 Комплексное регулирование расходов с коррекцией и оптимизацией 4

С18а Анализ состояния насосно-компрессорного оборудования по двум входным сигналам 6

С186 Анализ состояния насосно-компрессорного оборудования по трем входным сигналам 12

С19 Ручное управление регулирующими клапанами 1

С22 ПИД - регулирование с двумя идентичными выходными сигналами и ручным переключением 2

С27 Двухступенчатое каскадное регулирование -

S1 Логическое управление без сигнализации 42

S2 Логическое управление с сигнализацией 98

Р1 Управление отсечными клапанами 23

Буква в шифре типового контура означает принадлежность данного контура к соответствующей подсистеме:

• М - подсистема контроля;

• С - подсистема регулирования;

• S - подсистема блокировок и защит;

• Р - подсистема последовательного управления.

Результаты типизации контуров управления, контроля и регулирования широко использовались при конфигурировании прикладного ПО.

Важную роль в синтезе программного обеспечения ИУС на базе ПТК IA/Series играют контуры ступенчатой логики. Логические схемы управления программировались с помощью средств многоступенчатой логики, которые подробно описаны в диссертации.

Как известно, цифровое управление с обратной связью составляет наиболее сложную и объемную по количеству охваченного оборудования часть технологического процесса. Особенность такого управления заключается в том, что система находится в состоянии регистрации событий и возможные выходы за пределы регулирования требуют от нее соответствующей реакции.

На ситуацию могут накладываться обстоятельства объективного характера: отсутствие или изношенность оборудования, резкие колебания параметров окружающей среды (температура, давление, влажность и т.д.).

Все это требует своего учета при создании контуров цифрового управления в виде заранее вложенной программно-технической избыточности. Именно в этом и заключалась работа по созданию контуров цифрового управления в действующей ИУС. Наиболее типичным контуром является такой, который имеет конфигурацию схемы управления с обратной связью и с каскадом, например, функционирования трубного теплообменника.

Реализация цифрового управления начинается с включением фильтрации первого или второго порядка, которое активизируется благодаря установке параметра FLOP в 1 или 2 соответственно.

Большую часть функций выполняет блок MAIN. Кроме всего прочего, он допускает считывание всех восьми каналов, а для FBM-термопары и эталонного соединительного канала RTD, всего лишь одним блоком. Единственно важная функция, недоступная в блоке MAIN - это выдача аварийного сигнала по достижению верхнего или нижнего аварийного значений.

Возникновение ошибки (ERROR) приводит в действие управляющий алгоритм. В автоматическом режиме переключение от локально задаваемого значения к дистанционному достигается использованием интегральных преобразований. Переключение с дистанционного задания на локальный всегда происходит без выпуклости кривой, т.к. сохраняется последнее полученное значение.

Каскадность управления разработана для защиты управляемой переменной от значительных перепадов внешних условий. Например, контроллер температуры определяет скорость потока пара, а контроллер потока будет

егулировать положение клапана для определённой скорости потока при олебаниях давления в коллекторе газа.

Пользователю предоставляется максимальная гибкость в управлении ункцией переустановки режима PID-регулирования и в предотвращении становки управления, не вступая в противоречие с требованиями инициали-

1ЦИИ.

Точный алгоритм EXACT управляет процессом посредством сопоставле-ия его с образцом. После отклонения от заданного значения или при нару-1ении загрузки он управляет процессом восстановления замкнутого контура, [ри этом автоматически рассчитывается PBAND, INT и DERIV, чтобы вре-я восстановления стало минимальным при заданных оператором ограниче-иях на затухание и последействие. Пример одной из сложных схем цифрового регулирования приведен на рис.3. Наиболее сложной и трудоемкой задачей, связанной с созданием и вне-рением ИУС АГПЗ, явилась разработка графического интерфейса между истемой управления и обслуживающим персоналом. Именно наличие удоб-ого, наглядного и простого в общении графического интерфейса определя-г, в конечном счете, успех ИУС. графический интерфейс оперативно-испетчерского управления осуществляется на стандартных технических редствах (программных средах) ПТК I/A Series, через рабочие станции сис-емы (WP), персональные ЭВМ (PW) и системные терминалы VT-100.

с целью создания удобного и наглядного интерфейса с помощью эксперт-ых методов были выработаны принципы отображения технологической нформации, унификации маркеров, стандартизация цветовых и звуковых ешений. Основу построения графических интерфейсов составляет yiNDOWS-технологии взаимодействия с экраном.

Для реализации графических интерфейсов ОДУ технологическая схема аждой установки была разбита на несколько связанных видеоизображений мнемосхем). Каждая видеограмма отнесена к одному из нескольких типов: обзорная видеограмма завода и отдельных установок, с которых вызываются отдельные видеограммы установок и видеограммы аварийных установок (рис.4.);

технологические видеограммы, включающие основные материальные потоки, анимационные фрагменты, иллюстрирующие состояние отдельных химико-технологических процессов и аппаратов;

видеограммы сигнализации и блокировок по отдельным установкам, с помощью которых можно осуществлять байпасирование блокировок; видеограммы аварийных режимов с указанием места, времени, телесети аварии и планами ликвидации аварий;

видеограммы экологического мониторинга состояния атмосферы, состав и количество выбросов, прогноз возможных уровней загрязнений подземных и поверхностных вод и почвы.

FBM

CONTROL BLOCKS OF CP: 01CP07

FBM

ENGL 017713

NEST 1

SLOT 4

ID 070403

TYPE FBM04

FC026 2

ENGL 017713

NEST 1

SLOT 4

ID 07040:

TYPE FBM04

FC030 3

ENGL 017713

NEST 1

SLOT 4

ID 070403

TYPE FBM04

PC125 4

ENGL 017713

NEST 1

SLOT 6

ID 07030!

TYPE FBM03A

T025 2

77 AVO 1

FC026AIN

PNT

АШ KSCALE

77_AVO_1 FC030AIN

А1М

ВАО РКТ 1А1

77 AVO 1 PC125AIN

АШ PNT

77 AVO 1

T025AIN

ВАО

АШ РМТ

77 AVO 1 FC026CÂL

РЮ

OUT

BCALCI

INIT1

FBK

RSP

INITO

ВCALCO

77 AVO 1 FC026CÂL

8П2 RI01 ВЮЭ RM2 CALC R001

77 AVO 1 PC030PID

MEAS РЮ OUT BCALCI iNm FBK

ш

77 AVO 1 PC125PID

MEAS РЮ OUT FBK BCALCI INTTÏ

77 AVO 1

FCV026AOT

MEAS оит

BCALCO AOUT

ENGL 017713 NEST 1 SLOT 4 ID 070403 TYPE FBM04

FCV028

77 AVO 1 PCV030AOT

MEAS BCALCO INITO AOUT OUT

ENGL 017713 NEST 1 SLOT 4 ID 070403 TYPE FBM04

5 PCV030

0

1

Рис.3. Каскадное регулирование расхода и давления с коррекцией по температуре и давлению.

Sys i Alarm iConfiglSftMnt=A6PZ_2=For_ali Select! List jPr_vib

Y274

Y274

UV004 60 kgs

E-A-

ОБЗОР УСТАНОВКИ 2Y-272

Y251 UV010

Y271UV003

ваф—H— UV001 Y241 . ■ф—Й-

,_TÄöTL_. --^-V r_fÄÖ4]_,

wgïdw

53 TM'/h >Т< Y25^

1,2 KG/CM2

UV005

Рис.4.

Алгоритмическое обеспечение ПТК I/A Series достаточно развито и позволяет решать большую часть задач локального управления. К сожалению, это, в основном, задачи одноконтурного управления, в то время как для завода актуальным является многосвязное регулирование - по минимуму модуля отклонений. Поэтому в диссертации предпринята попытка разработать более общие алгоритмы, позволяющие реализовать контура многосвязного оптимального регулирования по отклонению от заданных режимов. В основе синтеза подобных алгоритмов лежат следующие предположения.

Пусть У1,У2, ... УР - управляющие характеристики объекта, a Xj, х2, ... xm -управляющие переменные. Пусть, далее, критерий оптимальности управления задан в виде:

j=Z*M(n+i)At]-y;

¡=1

min

(1)

где: ai >0;

Р

; п = 1,2,...момент времени,

¡=1

М > 0 - интервал квантования;

У1 . У г . ••• Ур* -желаемые значения выходных характеристик.

Нетрудно видеть, что (1) реализует принцип управления по минимуму отклонений суммы модулей выходных координат от заданных.

Полагая, что каждая величина у;[(п+1)А1] представляет собой функцию £ от значений Х|[пД1], х2[пД1], ..., хт[пА1], т.е.

У;[(п+1)Д1] = £(х,[пД1], х2[пЛ1].....хт[пД1]) , ¡=1,2, ...,р (2)

Как показано в диссертации, в задачах, характерных для объектов управления АГПЗ, функции £ являются непрерывными и дифференцируемыми.

Из уравнений (1) и (2) следует, что значение критерия .1 достигает минимума в случае, когда У1[(п+1)Д1] = у,*, ¡=1,2, ..., р.

Таким образом, в математическом смысле задача многосвязного регулирования по минимуму отклонений - это задача решения системы нелинейных уравнений вида

у' = ^(х|, х2, ..., хт), \=1,2.....р (3)

где зависимость Х| и у{ от времени не отражена для простоты записи.

В диссертации показано, что использование для решения системы уравнений (3) различных классических численных методов анализа приводит к различным структурным алгоритмам, обладающим теми или иными преимуществами.

В частности, показано, что для наиболее известного метода решения сис-м нелинейных уравнений - метода Ньютона, вектор управляющих воздей-вий, минимизирующих (I) определяется выражением

Х[(п + 1)Д1]=Х[пД1]-0~Ч4^ф(у~М-у*) (4)

е

[nAt] - ш-мерный вектор с компонентами xt[nAt], x2[nAt],..., xm[nAt]; [nAt] - р-мерный вектор откликов объекта с компонентами yi[nAt], y2[nAt],

,»yp[nAt]; . .

- р-мерный вектор уставок регулятора с компонентами yi , уг,.... ур ; [X[nAt]) - (т*р)-мерная матрица Якоби с элементами II 5f¡/9Xj II.

Формула (4) справедлива, вообще говоря, только для случая р=т, однако диссертации показано, что она обобщается с помощью метода наименьших (адратов на случай р/т. Алгоритм (4) вырабатывает вектор управления на каждом такте iAt, 1,2,...,п. Если интервал квантования по времени At мал, а точные постоян->ie времени объекта управления много большеА^ то разумно использовать эдифицированный алгоритм управления, полученный в диссертации:

X,+,[(n+l) At] = x'[n At] - G"'(X'[n At])(F(X'[n At]-Y*) (5)

X' [(n+v) At] = Xv [n At], F (X°[n At]) = Y~[n At],

te 1=0,1,2, ...,v.

Данный алгоритм при 1 í v > 1 определяет управляющее воздействие *[(n+l) At]= Xv[nAt], которое должно быть показано на регуляторы в мо-ент времени (n+v) At.

Структурная схема, иллюстрирующая реализацию алгоритма оптимально регулирования, реализованного на основе метода Ньютона, представле-1 на рис.5.

Аналогичные алгоритмы регулирования многосвязными объектами полу-;ны в диссертации для других классических методов решения систем ал-:браических уравнений.

В четвертой главе диссертации рассматриваются вопросы исследования |)фективности и надежности ИУС АГПЗ на базе ПТК.

Экспериментальная оценка эффективности функционирования ИУС на 1зе ПТК 1/А Series весьма затруднена. Однако косвенным показателем eS |)фективности могут служить результаты имитационного моделирования здсистем управления, контроля и прогноза. Одной из важнейших задач УС АГПЗ является контроль загазованности сероводородом рабочих зон ¡хнологических установок.

Реализованная в настоящее время система контроля является регистри-/ющей и не предназначена для заблаговременного прогнозирования пико-jx и фоновых выбросов сероводорода. Для исследования и обоснования

Преобразователи

х>]

Исполнительные элементы х(|| Объект управления Р(х8(1)) —► Датчики

Умножение вектора де'^ на матрицу* 4— Вычисление вектора ДЕ?

> к

Обращение матрицы С?[п] 4- Вычисление матрицы С>]

Модель объекта управления

Р(х5[п]) = у[п]

Преобразователи

У[п]

Вычисление предсказанных значений У[п]

м о

Рис.5. Структурная схема алгоритма управления на основе метода Ньютона.

[раметров алгоритмов прогноза концентрации сероводорода в рабочих зо-ix в диссертационной работе были использованы методы имитационного эделирования, основанные на разложении процесса с использованием дис-ютного белого шума.

В диссертации разработана также методика анализа и синтеза надежност-.IX характеристик коммутационных структур в отказоустойчивых информа-юнно-управляющих системах на базе ПТК I/A Series. В частности, показа), что оптимальная стратегия, минимизирующая снижение эффективности ¡ъектов при отказах управляющих процессоров CP, заключается в равно-фном распределении всех модулей периферийных магистралей связей с 5ъектом между исправными (FBM) СР. Соответствующая дисциплина травления реконфигурацией может быть реализована как программно (са-эй группой CP), так и аппаратно.

Очевидно, что рассматриваемая структура содержит избыточное число )ммутационных элементов (КЭ). Однако возможность оптимизации страте-ш распределения задач между исправными CP определяется именно налижем помимо набора перекрестных информационных каналов. На основе (ализа надежности коммутационной сети должен быть выработан компро-исс между затратами на реализацию набора КЭ и снижением эффективно-ги системы из-за структурных ограничений.

Анализ задачи расчета надежностных характеристик структуры ИУС с 1етом сформулированного понятия структурного отказа позволяет выявить г несводимость к "классической гибели". Это связано с тем, что, хотя отказ Э не влияет на отказы других элементов, тем не менее отказы КЭ нельзя <итать независимыми. Формализация критерия структурного отказа позво-яет провести анализ надежности коммутационной сети и получить оценку гроятности отказа в виде:

2(п-1)-1 , ,

Q= £ 2nC2(l-h)n _zp С6)

z=n

це р - вероятность безотказной работы КЭ.

Приведенная экспертно-расчетная методика оценки надежностных пара-етров системы позволяет сделать вывод о соответствии заявленных пара-[етров действительным. Количественные значения этих характеристик приедены в диссертации. Надежное функционирование обеспечивается благодаря: высоконадежным техническим средствам, использовавшимся при построении ПТК;

архитектурным особенностям системы средств I/A Series; инженерным решениям, основанным на архитектурных особенностях I/A Series и направленным на повышение надежностных показателей функционирования ПТК.

Надежностные показатели отдельных использовавшихся технических средств и комплекса приведены в табл.3.

Таблица 3.

Отчет № 94 С(}А Дата: 03-07-99

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ СИСТЕМЫ ПТК ИУС

Тип оборудования К-во Резервирование (аппаратное или функциональное) Y/N (Да/Нет) Бесперебойность (питания) Y/N (Да/Нет) MTTR= 2 часа FR/106 часов MTTR= 8 часов FR/106 часов

CP30FT 25 Y 25 1

АР50/АР51 3 Y 42.01 42.01

WP30 17 Y 82.57 87.25

LAN.INTRF. 3 Y 0.03 0.12

NODE BUS EXT. 2 Y 0.02 0.08

FBM's 668 X/N 11.11 43.77

Y-ADAPTER 334 N 3.34 13.66

POWER+Conn. 340 Y 17 34

ИТОГО ЧАСТОТА ОТКАЗОВ /106 часов: 156.32 221.59

(МТВР) СРЕДНЯЯ НАРАБОТКА НА ОТКАЗ ЗА ГОД: 0.73 0.51

КОЭФФИЦИЕНТ ГОТОВНОСТИ: .99968 .99823

В этой же главе приведены результаты анализа экономической эффективности ИУС на базе ПТК I/A Series.

Показано, что общая сумма экономического эффекта определяется двумя составляющими частями: частью прибили предприятия "Астраханьгазпром", полученной за счет увеличения производительности на У174 и экономией затрат, связанной с внедрением комплекса технических и программных средств.

В результате повышения единичной мощности установки имеет место снижение удельных затрат за счет сокращения материалоемкости. Одновременно снижается себестоимость производства конечной продукции за счет сокращения удельных затрат на амортизацию, текущий ремонт, энергию, а также на заработную плату.

Основные выводы.

В результате исследований, выполненных в данной работе, создана структура системы и комплекс алгоритмов микропроцессорного управления ИУС АГПЗ-2, обеспечивающие эффективную, безотказную работу основных химико-технологических объектов АГПЗ-2. В частности, в диссертации:

1. Выполнен анализ основных химико-технологических процессов АГПЗ как объектов автоматизированного управления и регулирования.

2. Обоснован выбор программно-технического комплекса I/A Series для реализации ИУС АГПЗ-2, позволяющего реализовать современные концепции построения ИУС как открытой, распределенной, масштабируемой, интеллектуальной системы с интегрированной базой данных и унифицированными алгоритмами управления.

3. Разработана структура типовых модулей непрерывного логического и цифрового управления на основе комплексирования логической совокупности блоков в виде компаундов системной компоновки.

4. Разработана теория синтеза алгоритмов многосвязного цифрового регулирования сложными объектами и установками АГПЗ-2 на базе классических методов решения нелинейных систем уравнений - метода Ньютона, метода итераций и метода Гаусса, обобщающая известные одномерные законы регулирования (ПИ и ПИД) на многомерные задачи.

5. Разработаны методы и методики оценки надежности и эффективности функционирования ИУС АГПЗ, основанные на двухуровневой FBM-CP сетевой модели и имитационном моделировании процесса.

6. Разработан графический интерфейс диспетчера ОДУ для оперативной обработки информации и принятия решений в аварийных ситуациях.

Основные публикации по теме диссертации:

Свечников Ю.К. Внедрение АСУТП нового поколения на АГПЗ-2. М.: Газовая промышленность, № 2, 1997, с.58-59.

Свечников Ю.К., Белинский Б.И., Битюгов B.C. и др. Техническое описание ПТК системы управления АГПЗ-2. М.: ИЦКА, 1994. Свечников Ю.К., Радкевич В.В., Шехтман М.Б. Опыт разработки и внедрения ИУС "АСТРА-3.2". М.: Газовая промышленность, № 4, 1999. Свечников Ю.К., Белинский Б.И., Битюгов B.C., Радкевич В.В. и др. Основные положения по автоматизации, телемеханизации и информационно-управляющим системам газоперерабатывающих производств. РАО "Газпром", М. 1997.

Свечников Ю.К., Костюков В.Е., Канин A.B., Сидоров В.А. и др. Разработка, внедрение и перспективы развития информационных и специализированных цифровых радиосетей для предприятия "Астраханьгазпром". М,: Газовая промышленность, № 12, 1999.

ВВЕДЕНИЕ.1

Глава 1. Астраханский ГПЗ как объект автоматизированного управления.4

1.1 Описание основных технологических процессов.4

1.2 Особенности АГПЗ как объекта автоматизации.10

1.3 Особенности микропроцессорных программно-технических комплексов.12

1.3.1 Структура ПТК.12

1.3.2 Стандартизация, типизация и открытость ПТК.14

1.3.3 Характеристики контроллеров.15

1.3.4 Характеристики блоков ввода-вывода данных.16

1.3.5 Надежность работы ПТК.16

1.3.6 Прикладное программное обеспечение ПТК.18

1.3.7 Организационно-экономические факторы внедрения ПТК.19

1.3.8 Основные требования к ИУС АГЗ.20

1.4 Анализ возможностей ПТК I/A-Series и особенности проектирования ИУС в условиях ГПП повышенной степени интеграции.21

1.4.1 Основные характеристики средств фирмы I/A-Series.21

1.4.2 Технические средства.24

1.4.3 Программное обеспечение.25

1.4.4 Основные особенности средств I/A-Series.27

Глава 2. Концептуальные принципы построения и архитектура ИУС ГПЗ на основе ПТК I/A-Series.30

2.1 Структурная схема ИУС Астраханского ГПЗ.30

2.1.1 Общие положения.30

2.1.2 Подсистемы (узлы) "Газ", "Сера" и "Конденсат".32

2.1.3 Подсистема "Диспетчеризация".32

2.1.4 Связь с локальной вычислительной сетью предприятия "Астраханьгазпром". .35

2.1.5 Операционная система Windows NT Server 4.0. для работы с I/A-Series.38

2.1.6 Развитие информационно-вычислительной сети предприятия "Астраханьгазпром".40

2.2 Основные компоненты базы данных ИУС АГПЗ.41

2.2.1 Этапы создания ИУС.41

2.2.2 Создание проектной базы данных ИУС АГПЗ.43

2.3 Концепции построения модулей управления в ИУС АГПЗ.44

2.4 Типизация контуров управления, контроля и регулирования.46

2.5 Создание многозвенных диаграмм ступенчатой логики.48

2.6 Разработка контуров аналогового управления.52

2.7 Принципы построения графического интерфейса.55

Глава 3. Синтез алгоритмов многосвязного управления для ПТК.61

3.1 Математическая модель автоматизированной системы управления технологическими процессами.61

3.2 Алгоритм управления многосвязными нелинейными объектами на основе метода Ньютона.67

3.3 Алгоритм управления на основе метода итераций.72

3.4 Алгоритмы управления на основе метода наискорейшего спуска.78

Глава 4. Исследование эффективности и надежности ИУС АГПЗ.83

4.1 Методика оценки надежности системы.83

4.2 Надежностные показатели функционирования ИУС АГПЗ [34,42,43].90

4.3 Анализ эффективности функционирования системы.94

4.4 Оценка экономического эффекта от внедрения системы.97

ВЫВОДЫ.100

Актуальность работы. Астраханский Газоперерабатывающий Комплекс (АГК), относится к крупнейшим предприятиям по переработке пластового газа. Объемы переработки АГПЗ-2 составляют 8,6 млрд. нм3/год с получением товарных продуктов:

• товарного газа в объеме 4,5 млрд.м3;

• сжиженного газа в объеме 188 тыс.тонн;

• серы газовой 3450 тыс.тонн;

• стабильного конденсата 2206 тыс.тонн.

Астраханский ГПЗ, как объект автоматизированного управления характеризуется многообразием сложных непрерывных и периодических химико-технологических и других технологических процессов, таких, как: - транспорт газа, конденсата и их продуктов; -принятие, хранение, подготовка и переработка продуктов.

Все процессы переработки, хранения, отгрузки и транспортировки газа тесно взаимосвязаны между собой; требуют четкого централизованного управления и протекают в условиях повышенной взрыво-, пожаро- и газоопасности.

Существовавшая ранее на предприятии щитовая система управления не отвечала требованиям времени из-за крайне низкой надежности и невозможности оперативного анализа режимов работы и управления основными параметрами, что приводило к функционированию основных технологических объектов в неоптимальном режиме и вследствие этого к существенным экономическим потерям.

В связи с этим была поставлена задача создания новой информационно-управляющей системы распределенного типа, основанной на современных методах управления сложными производственными системами. Основными требованиями, которым должна удовлетворять ИУС АГТТЗ являются следующие:

• устойчивое и надежное функционирование основных технологических процессов АГПЗ в течение всего срока эксплуатации технологического оборудования;

• снижение материально-энергетических затрат;

• повышение безопасности, оперативного контроля и управления в аварийных ситуациях;

• своевременное предупреждение и ликвидация технологических нарушений;

• снижение количества обслуживающего персонала;

• гибкость, универсальность и масштабируемость системы.

Анализ существующих вариантов построения ИУС АГПЗ показал, что наилучшим решением является построение ИУС на базе современного программно-технического комплекса I/A-Series "FOXBORO", соответствующего мировому уровню развития информационно-управляющих технологий, имеющему сертификат Госстандарта РФ и соответствующего отраслевым нормам Газпрома по автоматизации газоперерабатывающих производств.

Цель диссертационной работы: разработка структуры системы и комплекса алгоритмов микропроцессорного управления ИУС АГПЗ, обеспечивающих эффективную, безотказную работу основных химико-технологических объектов.

Основная идея работы состоит в том, что для повышения эффективности, надежности и гибкости функционирования информационно-управляющая система АГПЗ-2 должна быть реализована на базе передовых информационных технологий -микропроцессорных программно-технических комплексов 1/А-8епез. Основные задачи, решаемые в диссертации:

• анализ основных химико-технологических процессов АГПЗ как объектов автоматизированного управления и регулирования;

• исследование особенностей существующих микропроцессорных ПТК и обоснование выбора для реализации ИУС АГПЗ как системы повышенной интеграции;

• разработка архитектуры и базы данных ИУС АГПЗ;

• построение имитационной модели фоновых концентраций сероводорода в рабочей зоне технологической установки с целью возможности анализа эффективности и безопасности ИУС;

• разработка структур типовых модулей управления, контроля и управления для ИУС АГПЗ на базе ПТК;

• разработка теории синтеза алгоритмов многосвязного цифрового регулирования для ПТК ИУС на основе классических схем решения систем нелинейных уравнений;

• исследование эффективного функционирования и надежности системы управления ИУС АГПЗ-2.

На защиту выносятся следующие научные положения:

• архитектура информационно-управляющей системы управления основными химико-технологическими объектами Астраханского газоперерабатывающего завода, отличающаяся тем, что в соответствии с современными концепциями построения сложных систем является открытой, распределенной, масштабируемой, интеллектуальной системой с интегрированной базой данных и унифицированными алгоритмами управления;

• метод, алгоритм и имитационная модель вероятностного процесса изменения фоновой концентрации сероводорода в рабочей зоне АГПЗ;

• алгоритмы микропроцессорного управления многомерными нелинейными статистическими объектами, реализованные на базе классических методов линейной алгебры, обеспечивающие эффективное управление многосвязными сложными процессами;

• методики оценки надежности и эффективности функционирования информационно-управляющей системы Астраханского газоперерабатывающего завода, основанной на двухуровневой FBM-CP модели ИУС.

Практическую ценность представляют:

• разработанные в диссертации методы конфигурирования сложных алгоритмов управления на базе типовых модулей управления ПТК I/A Series;

• графический интерфейс операторов технологических установок для оперативной обработки информации и принятия решений;

• способы и методы централизации и группирования устройств представления информации и структура функциональной децентрализации контроля и управления газоперерабатывающих заводов;

• результаты исследования надежности и эффективности функционирования системы ПТК на базе У A Series Астраханского ГПЗ.

Достоверность основных научных положений диссертации подтверждается:

• корректным использованием методов системного анализа и теории автоматического управления сложными объектами;

• результатами комплексной проверки работоспособности и эффективности основных технических решений и принципов построения ИУС АГПЗ-2;

• опытом успешной промышленной эксплуатации основных подсистем ИУС АГПЗ-2: "ГАЗ", "СЕРА", "КОНДЕНСАТ".

Апробация работы Основные научные положения диссертационной работы докладывались на:

• семинаре РАО "Газпром" по системам управления на базе ПТК (Астрахань, 1996),

• семинаре-совещании по обмену опытом создания, внедрения и эксплуатации систем управления на предприятии "Астраханьгазпром" (Астрахань, апрель, 1998 г.);

• выставке "Астрахань. Нефть и газ - 98" (Москва, РАО Газпром, декабрь, 1998 г.);

• теоретическом семинаре "Интеллектуальные системы управления сложными химико-технологическими объектами", (Москва, МИТХТ, ноябрь, 1998 г.);

• отраслевом экспертном Совете по автоматизации ОАО "Газпром" (Москва, РАО "Газпром", 19-22 апреля 1999 г.).

Публикации по теме диссертации

Основные результаты диссертации опубликованы в 5 работах.

выводы.

1. Астраханский газоперерабатывающий завод является сложнейшим объектом автоматизации в отечественной газовой индустрии. Дополнительные требования к надежности работы системы управления обуславливаются наличием на промплощадке АГПЗ агрессивного и токсичного сырья и промежуточных фракций производства.

2. Созданный на АГПЗ уникальный для отрасли программно-технический комплекс информационно-управляющей системы на базе средств I/A- Series предназначен для решения задач мониторинга, автоматического регулирования, управления и противоаварийной защиты технологического процесса производства элементарной серы, товарного газа и стабильного конденсата.

3. Комплекс программно- технических средств I/A-Series зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 14810-95 и допущен к применению в Российской Федерации на основании Сертификата утверждения под № 632 от 11 сентября 1995 года.

4. Введенный в промышленную эксплуатацию летом 1997 года ПТК в объеме трех управляющих подсистем «Газ», «Сера» и «Конденсат», относящихся ко второй очереди АГПЗ, на сегодняшний день усилиями специалистов завода получил дополнительное развитие, в виде узла «Диспетчеризация», вобравшего в себя часть управления производством первой очереди и рабочие станции производственно-диспетчерской службы.

5. Опыт более чем двух лет эксплуатации информационно-управляющего комплекса на средствах VA-Series в непрерывном режиме подтвердил надежность и устойчивость работы оборудования, устойчивость к агрессивным и климатическим воздействиям, гибкость и широкие возможности программного обеспечения и может быть рекомендован для более широкого распространения в газоперерабатывающих производствах отрасли.

6. Оптимальные решения, принятые при проектировании и внедрении системы управления, успехи в расширении ПТК и его текущем сопровождении указывают на правильность избранной в начале разработки ИУС ориентации на максимальное, на всех этапах создания, привлечение собственных специалистов Астраханского комплекса. Дальнейшее углубленное обучение специалистов обещает значительное сокращение финансовых затрат при развитии системы автоматизации в избранном направлении.

7. Уникальность внедрения в качестве информационно- управляющей системы технологического производства АГПЗ крупного интеллектуального комплекса состоит в том, что его присутствие создает достаточные предпосылки для начала создания на П. «Астраханьгазпром» автоматизированной системы технического обслуживания, составляющей самостоятельную коммерческую ценность и «ноу-хау» предприятия.

8. Экономический эффект от внедрения системы Г/А-Зепеэ на второй очереди завода связан прежде всего с вводом её технологического процесса в промышленную эксплуатацию, что привело к увеличению выпуска продукции АГПЗ. Но и само внедрение современной системы было выполнено с максимальным эффектом, включая технический и информационный аспекты.

1. Альперович И.В., Толмасская ИИ. Архитектура комплекса программ F1.. Приборы и системы управления №8, 1997, с.9-12, ISBN 0032-8154.

2. Бахвалов Л.А., Пучков Л.А. Методы и алгоритмы автоматического управления проветриванием угольных шахт. М., Недра. 1992, 399 с.

3. Белинский Б.И. Информационные методы принятия решений в интеллектуальной системе экологического мониторинга Астраханского газоперерабатывающего завода. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МГАТХТ, 1998.

4. Грунина Г.С., Деменков Н.П. Программный комплекс для проектирования нечеткого регулятора. Приборы и системы управления №8, 1997, с. 19-21, ISBN 0032-8154.

5. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация./пер. с английского под ред. А.А.Петрова. М., Мир, 1985, 448 с.

6. Джерри Рихтер. WINDOWS для профессионалов (программирование в WIN32 API для WINDOWS NT/95). Пер. с английского. М., Издательство "Channel Trading Ltd", 1995, 720 с.

7. Демидович В.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М., ГИФМЛ, I960, 658 с.

8. Дмитров В.И. К вопросу о создании компьютеризированных интегрированных логистических систем. Информационные технологии. М., Машиностроение, 1995, с.8-11.

9. Дунаев С.Б. INTRANET-технологии. М., Диалог-МИФИ, 1997, 288 с.

10. Евсеев О.В., Кравченко В.А. Применение ЭВМ в управлении технологическими процессами. М., Издательство МГОУ, 1992, 245 с.

11. П.Жинтенек Г.Б., Канапяцкас П.Н., Отас А.П. Средства микропрограммного обеспечения в системе автоматизированного проектирования. В сборнике "Проблемы характеризационного анализа и логического управления", М., МГГУ, 1999.

12. Изерман Р. Цифровые системы управления. М., Мир, 1984.

13. Ицкович Э.Л. Особенности микропроцессорных программно-технических комплексов разных фирм и их выбор для конкретных объектов. Приборы и системы управления №8, 1997, с. 1-4, ISBN 0032-8154.

14. Информация о продукции компании Foxboro / Фоксборо, Массачусетс, США, 1997.

15. Инструкция по эксплуатации ПТК системы управления АГПЗ на базе I/A-Series фирмы "Foxboro" / РАО "Газпром", П "Астраханьгазпром", АГПЗ, 1998.

16. Исследование и разработка отказоустойчивых ПТК с заданным уровнем надежности для автоматизации технологических процессов. Отчет ИПУ РАН, НМ-6042, М., 1992.

17. Основные положения по автоматизации, телемеханизации и информационно-управляющим системам газоперерабатывающих производств./ РАО "Газпром", М.,1997.

18. Калянов Г.Н. Анализ методологий проектирования программного обеспечения. М.,НИВЦ МГУ.

19. Концепция развития средств автоматизации Астраханского газового комплекса. Пояснительная записка. Редакция 2.0./ ОАО НИПИГазпереработка, Краснодар,1998.

20. Колыбанов К.Ю. Разработка информационно-управляющей системы экологического мониторинга предприятия химического профиля. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МГАТХТ, 1997.

21. Курносов Н.М., Хасиков В.В., Жаков Ю.А. Обеспечение конкурентоспособности: системный подход и комплексность решения задач автоматизации. Датчики и системы №1, 1999, с. 11-13.

22. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. / пер. с английского. М., Машиностроение, 1986, 448 с.

23. Лубков Н.В., Потехин А.М. Опыт проектирования отказоустойчивых программно-технических комплексов АСУТП энергообъектов. Приборы и системы управления №12, 1996, с.15-19, ISBN 0032-8154.

24. Макаров В.В., Лохин В.М., Петрыкин A.A. Дискретные системы автоматического управления теплотехническими объектами. М., НФЛМ, 1997, 224 с.

25. Мальцев П.П., Гарбузов Н.И., Шарапов А.П. Архитектура программируемых логических интегральных схем. ПЛИС -микросхемы будущего. М., Машиностроение, Информационные технологии №1, 1995, с.30-34.

26. Материалы выставки "Астрахань. Нефть и газ 98" / Декабрь, 1998.

27. Материалы семинара РАО "Газпром" по системам управления технологическими процессами с фирмой "Foxboro" на базе АГПЗ-2 предприятия "Астраханьгазпром"./Январь, 1996.

28. Материалы семинара-совещания по обмену опытом создания внедрения и эксплуатации систем управления на предприятии "Астраханьгазпром". / Апрель, 1998.

29. Материалы анализа функционирования системы управления АГПЗ-2 I/A-Series. / Administration Report. Gasprom. The Foxboro Company Remote Diagnostic Center, 1996.

30. Микропроцессоры в системах управления процессами обогащения. / Власов К.П., Абраменко И.Г., Шатило В В., Чеканов A.C. М., Недра, 1992, 172 с.

31. Микропроцессоры и микро-ЭВМ в системах автоматического управления. / под. ред. Хвоща С.Т. Л., Машиностроение, 1987.

32. Млочанов С.А., Чернышев K.P. Системы информационной поддержки оперативного персонала для предприятий повышенного риска. Приборы и системы управления №7, 1996.

33. Нанс Б. Компьютерные сети. М., Бином, 1996, 394 с.

34. Отчет о полигонных приемочных испытаниях ПТК I/A-Series. Москва -Дюссельдорф, 1994.

35. Петровичев Е.И., Шек В.М. Цифровые сети интегрального обслуживания. М., МГГУ, 1999, 212 с.

36. Прангишвили И.В., Амбарцумян A.A. Основы построения АСУ сложными технологическими процессами. М., Энергоатомиздат, 1994.

37. Проект автоматизированной системы управления АГПЗ-2. ЮжНИИГипрогаз, Донецк, 1987.

38. Проект технического перевооружения системы автоматизации АГПЗ-2. ОАО НИПИгазпереработка, Краснодар, 1995.

39. Рабочий проект. Астраханский газоперерабатывающий завод 2-ая очередь. Глава 13. В/О Машиноимпорт, М., 1988.

40. Разработка основных технических решений и технико-коммерческих предложений по АСУ ТП Технический отчет. ИЦКА, М., 1997.

41. Рубашкин Д.Д. Отказоустойчивая микропроцессорная система с перестраиваемой структурой для автоматизации технологических процессов. Приборы и системы управления №2, 1992.

42. Свечников Ю.К. Внедрение АСУ ТП нового поколения на АГПЗ-2. Газовая промышленность №2, 1997.

43. Свечников Ю.К., Белинский Б.И., Битюков B.C. и др. Техническое описание ПТК системы управления АГПЗ-2 (г. Астрахань). Эксплуатационная документация. ИЦКА, М., 1994.

44. Свечников Ю.К., Щугорев В.Д., Андронов B.JI., Белинский Б.И. и др. Комплекс технических и программных средств информационно-управляющей системы Астраханского газоперерабатывающего завода. М., РАО Газпром, 1998, с.72.

45. Смирнов В.Н., Ипатов Е.Г. Технология разработки и внедрения систем управления. Приборы и системы управления №11, 1993.

46. Технический проект корпоративной сети передачи данных Астраханского ГПЗ. ОАО ICL-КПО ВС, Казань, 1999.

47. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. М., Радио и связь, 1989.

48. Чарльз Калверт. Программирование в WINDOWS, /пер. с английского. М., Бином, 1995, 496 с.

49. Функциональная спецификация для ПТК системы управления пускового комплекса АГПЗ-2 (г. Астрахань). Версия 3.1. ИЦКА, М., 1993.

50. Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика. М., Мир, 1992.

51. Юдицкий С. А., Кутанов А.Г. Технология проектирования архитектуры информационно-управляющих систем. М., ИПУ, 1993.

52. Barnwell Т.О., Brown Н., Marek W. Application of expert systems technology in water quality modeling. Water Sci. And Technol. 1989, 21, 8-9, pp. 1045-1056.

53. Bahvalov L.A., Lockshina I.V. Intellect component of coal mine ventilation system. 1-st/ Reg/ APCOM Symposium on compute application and operations research in the mineral industries. June, 1994, Bled, Slovenia, p.385-389.

54. Langstaff J., Signeur C., Lui M.K., Behar J., McElroy J.L. Design of an optimal air monitoring network for exposure assessments Atomospheric Environment, 1987, Vol.21, pag. 1393.

55. Ortolano L., Steinemann S.M. New expert systems technology in water quality modeling. J. of Computing Civil Engineering, 1987, -1№4, pp.298-303.