Дипломная (вкр): Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

Оглавление

Введение

Глава 1. Средства/системы/технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности

.1 Характеристика организации

.1.1 Планирование производства

.1.2 Оперативно-диспетчерское управление

.1.3 Производственный учет и согласование материальных балансов

.1.4 Контроль качества

.2 Опциональный анализ системы АСУ ТП

.2.1 Цели создания АСУ ТП

.2.2 Основное назначение АСУ ТП

.2.3 Основных технологические участки управления и контроля АСУ ТП 16

.2.4 Архитектура АСУ ТП

.3 АСУ ТП нефтеперекачивающих станций, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов

Глава 2. Внедрение системы автоматизации рабочего места оператора нефтебазы

.1 Краткий обзор технических средств для промышленной автоматизации

.2 Концепция построения информационной системы производства на базе Proficy

.3 Анализ разработки автоматизации узлов учета нефти автоматизированного рабочего места оператора нефтебазы

Глава 3. Анализ преимуществ внедренного комплекса информационной системы производства

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Актуальность. В настоящее время в России в эксплуатируется от 3,5 до 4 тысяч нефтебаз. Большая часть из них проработала 20-30 лет и более. Естественный физический износ оборудования, устаревшая технология, состояние очистных сооружений и пожарной безопасности неминуемо ставит перед владельцами вопрос о проведении реконструкции. Необходимость модернизации связана не только с требованиями по соблюдению экологической и производственно-технологической безопасности, но и с эффективностью (конкурентоспособностью) и безопасностью ведения бизнеса. К этому можно добавить, что первичная учетная информация о движении нефтепродуктов на нефтебазах и терминалах, зачастую, формируется вручную, а так же вручную осуществляется большинство технологических операций по проведению измерений. Ручная система проведения измерений и учета нефтепродуктов напрямую зависит от «человеческого фактора» и создает предпосылки как для ошибок, так и для несанкционированного вмешательства в процесс составления и представления отчетной информации о товарообороте предприятия.

Погрешность измерений при сливе и наливе нефтепродуктов в развитых странах мира сегодня не превышает 0,25%, в то время как ручные измерения обеспечиваются с точностью теоретически 0,8%, а практически 1,5% и сильно зависят от человеческого фактора. Простая оценка годовых потерь нефтебазы только за счет точности измерения убедительно показывает экономическую необходимость и целесообразность автоматизации.

С 1998 года надзор за нефтебазами осуществляет Госгортехнадзор России. Большинство нефтебаз, на тот момент, да и сейчас не соответствует требованиям Госгортехнадзора. Однако нефтебазы не закрывают, поскольку заменить их нечем. Предприятия постоянно платят штрафы, с большим трудом получают лицензии на свою деятельность и являются объектами пристального внимания со стороны природоохранных органов.

По мере строительства новых нефтебаз, проведения реконструкций на существующих предприятиях и увеличения конкуренции на рынке распределения и перевалки нефтепродуктов, перед технически и технологически устаревшими предприятиями все острее встает вопрос сохранения конкурентоспособности.

Все сказанное выше убедительно показывает необходимость проведения реконструкции нефтебаз, включающей в себя такие важнейшие части, как автоматизация технологических процессов и внедрение системы товарного учета с применением электронного документооборота.

Помимо значительного упрощения и ускорения технологических операций по приему и отпуску нефтепродуктов, снижаются потери за счет точности измерений и оперативности и достоверности ведения товароучетных операций.

Только применение современных средств автоматизации позволяют руководителям предприятия организовать эффективное управление и своевременно получать достоверную информацию о его работе.

Цель дипломной работы ― автоматизация рабочего места товарного оператора нефтебазы на основе автоматической системы управления технологическим производством (АСУ ТП) на примере ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

Задачи, требующие разработки:

-  Охарактеризовать средства/системы/технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности;

-       Спроектировать АРМ;

-       Проанализировать повышение эффективности работы предприятия на основе систем автоматизации рабочего места оператора нефтебазы на примере ОАО НК «РН-Ямал Нефтепродукт».

Глава 1. Средства, системы, технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности

.1 Эффективность производства

автоматизация рабочий оператор нефтебаза

1.1.1 Планирование производства

Наиболее интересная и перспективная на сегодняшний день область в сфере автоматизации нефтегазовой промышленности является, пожалуй, область автоматизации производственного процесса. В условиях жесткой конкурентной борьбы и быстроменяющейся рыночной ситуации ключевой областью деятельности требующего максимального пристального внимания становится эффективность производства. В данной статье пойдет речь о системах автоматизации направленные на повышение эффективности производства в нефтегазовой промышленности.

Как правило, под эффективностью производства подразумевается достижение оптимальности в показателях порой совершенно противоречащих друг другу - снижение себестоимости продукции, одновременно соблюдение все нормативов и сроков и непрерывное повышение качества. Именно для этих целей используются современные средства, системы и технологии автоматизации в нефтегазовой промышленности - так называемые системы автоматизации класса MES (Manufacturing Executing System).

Существует "стандартное" определение MES, как автоматизированной системы управления и оптимизации производственной деятельности, которая в режиме реального времени инициирует, отслеживает, оптимизирует и документирует производственные процессы от начала выполнения заказа до выпуска готовой продукции (определение MESA International). Не умаляя данное определение, позволим себе определить MES в нефтегазовой промышленности как информационную систему, поддерживающую выполнение всех функциональных задач по планированию, контролю, учету и анализу всего производственного процесса на всех его этапах и направленную на достижение максимального экономического эффекта от производственной деятельности нефтегазового предприятия.

За более чем 10-летнюю историю успешной реализации проектов создания систем эффективного управления производством нефтегазовых предприятий выработана концепция, заключающаяся в автоматизации конкретных бизнес-процессов контроля, управления и анализа производства. Список выделенных бизнес-процессов эффективного управления производством выглядит следующим образом:

·    Оперативно-диспетчерское управление

·              Производственный учет и согласование материальных балансов

·              Контроль качества

·              Учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов

·              Контроль состояния технологического оборудования

·              Планирование производства

·              Фактический анализ производственного процесса

Любой вид производственной деятельности начинается с составления планов. Для этих целей используются специализированные производственные модели. Планирование осуществляется в программном модуле I-OPP. В соответствии с объемным планом на месяц, ограничениями по свободным емкостям в резервуарных парках и текущим состоянием технологических установок рассчитывается суточный производственный план выработки компонентов и готовой продукции по каждой технологической установке (Рис.1). Модуль Оперативно-диспетчерского управления производством обеспечивает своевременную доставку информации о происходящих событиях и отклонениях от составленного оперативного плана. В результате все процессы, происходящие на производстве, становятся прозрачными.

Рис. 1. Оперативное планирование производства

.1.2 Оперативно-диспетчерское управление

Автоматизация бизнес-процесса оперативно-диспетчерского управления обеспечивает выполнение следующих функций:

·    Мониторинг загрузки технологических мощностей, регистрация и оповещение об отклонениях технологического процесса от заданных режимов и нормативов

·              Расчет отклонения факта от производственного плана в реальном времени

·              Учет движения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию

·              Контроль остатков в резервуарных парках

·              Запись и контроль выполнения распоряжений диспетчера

·              Формирование производственной отчетности

Для реализации приведенных функций базовый модуль диспетчерского управления аккумулирует производственную информацию с низового уровня автоматизации в реальном масштабе времени и преобразует их в имеющие смысл производственные события. Специализированный модуль учета движения нефтепродуктов I-OMS обеспечивает динамический учёт направлений и потоков передачи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции по предприятию, динамический учёт состояния резервуарных парков и предоставление сведений о незавершенном производстве.

Модуль контроля технологических режимов I-PDM реализует анализ всех зарегистрированных отклонений режимов от заданных и обеспечивает разделение отклонений на значимые и нет (Рис. 2). Определение значимости отклонений осуществляется по степени воздействия отклонений на ключевые показатели производства. Ключевые показатели производства определяются производственным отделом и во время эксплуатации системы могут быть изменены. К ключевым показателям производства относятся:

·    Коэффициенты отбора продуктов из сырья по установкам

·              Глубина переработки по предприятию, производствам, цехам

·              Отклонение выработки полуфабрикатов и готовой продукции от плана

·              Скорость изменения остатков сырья, полуфабрикатов и готовой продукции

·              Удельное потребление всех видов теплоэнергетических ресурсов

·              Отклонение качества выпускаемых полуфабрикатов и готовой продукции

·              Запас качества по готовой продукции

·              Величина безвозвратных потерь

Рис. 2. Контроль нарушений технологических режимов

RS - специализированный сервер отчетов обеспечивает формирование производственной отчетности на основе созданных шаблонов. Все отчеты автоматически обновляются с настраиваемой дискретностью. Существующие шаблоны отчетов:

·    Режимные листы

·              Сводные отчеты о работе предприятия

·              Остатки на складах

·              Отклонение от плана по технологическим мощностям

·              Сводки по качеству

·              Любые специализированные отчеты произвольной формы

.1.3 Производственный учет и согласование материальных балансов

Реализация функциональности производственного учета заключается непрерывном отслеживании выполнения производственных планов, согласования поступающих данных и расчет материальных балансов, формирование отчетов план/факт, включающие автоматизированный анализ причин отклонений за смену, сутки, месяц. (Рис. 3).

Рис. 3. Производственный учет и согласование материальных балансов

Помимо всего этого, выполняются следующие функции:

·    Расчет согласованных материальных балансов за сутки, декаду, месяц и т.д.

·              Расчет объемных и энергетических балансов

·              Определения фактических потерь

·              Обнаружение погрешностей измерения коммерческих приборов учета

·              Планирование оптимальной модернизации приборов учета

·              Обеспечения согласованным балансом соответствующие модули бизнес-системы

.1.4 Контроль качества

Качество готовой продукции наряду с себестоимостью является наиболее эффективным конкурентным преимуществом. Для целей непрерывного контроля и анализа качества используется модуль "Лабораторно-информационная система I-LDS" (Рис. 4.).

Рис. 4. Лабораторно-информационная система.

LDS обеспечивает:

·    Автоматизацию бизнес-процессов деятельности лабораторий в соответствии с требованиями:

o к компетенции испытательных лабораторий (ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000);

o     к точности (правильности и прецизионности) методов и результатов измерений (ГОСТ Р ИСО 5725-2002, ч. 1-6, включая МИ 2335-2003).

·    Создание единого источника достоверных и оперативных данных по контролю качества продукции, передаваемой на различные уровни управления предприятием, на основе автоматизированной базы данных.

·              Автоматизация управления данными лабораторного контроля:

o Сокращение временных затрат сотрудников лабораторий на определение и обработку результатов испытаний, снижение вероятности ошибок при проведении этих операций.

o     Ускорение процесса передачи данных лабораторного контроля пользователям различных уровней.

o     Снижение трудозатрат персонала лабораторий на ведение лабораторных журналов и формирование внутренних отчетов, а так же исключение за счет этого вероятности искажения информации при переносе ее из документа в документ.

o     Снижение трудозатрат персонала лабораторий на формирование периодических отчетных документов, содержащих данные по качеству, и исключение дублирующих отчетных форм.

·    Повышение надежности хранения данных по контролю качества и оперативности доступа к ним, минимизация неэффективного бумажно-курьерского и телефонного обмена информацией между подразделениями предприятия.

·              Обеспечение данными о качестве других подсистем, включая АСУТП и АСУП.

Учет и анализ производства и потребления теплоэнергетических ресурсов В настоящие время стоимость теплоэнергетических ресурсов в структуре себестоимости готовой продукции занимает все большую часть - именно поэтому автоматизация бизнес-процессов учета и анализа производства и потребления теплоэнергетических ресурсов несет огромный экономический эффект. Модуль I-EMS реализует следующие функции:

·    Интеграция разнородных и территориально распределенных источников информации о потреблении теплоэнергетических ресурсов.

·              Ручной ввод информации по потреблению теплоэнергетических ресурсов (планиметрирование).

·              Мониторинг производства и потребления энергоресурсов в режиме реального времени.

·              Учет потребления теплоэнергетических ресурсов по видам и технологическим объектам.

·              Расчет согласованного суточного и месячного баланса по видам теплоэнергетических ресурсов.

·              Планирование потребление теплоэнергетических ресурсов.

·              Ведение нормативно- справочной информации.

·              Автоматизированное формирование отчетов.

·              Представление оперативных и достоверных данных в бизнес систему.

Задача контроля состояния основного технологического оборудования включает в себя выполнения следующих функций:

·    Учет наработки оборудования (моточасы) компрессоров, насосов, колон и др.

·              Учет причин простоя оборудования

·              Анализ предаварийных состояний оборудования по косвенным признакам

·              Передача исходных данных для расчета плана ремонтов модули бизнес системы Решение этой задачи помогает приблизиться к проведению ремонтов и технического обслуживания оборудования "по состоянию", что также приносит ощутимый экономический эффект.