Цель и задачи моделирования производственно-технологического цикла предприятий нефтяной отрасли

Эффективность управления технологическими процессами опасных производственных объектов нефтегазовой промышленности во многом зависит от использования новейших методов с применением средств вычислительной техники. Сегодня на компьютере можно не только обучать персонал, моделируя многочисленные варианты развития производственного цикла, в том числе обыгрывая в виртуальном режиме разнообразные аварийные ситуации и технические инциденты, которые могут произойти на предприятии, но и выбирать самый производительный, а также безопасный технологический режим, соответствующую структуру и систему управления. Существует большое количество программ, позволяющих управлять подобным процессом. Их задача посредством моделирования на компьютере альтернативных технологических сценариев выбрать самый эффективный из них и настроить систему его регулирования.

Для выполнения этого процесса применяется программный комплекс, работающий на принципах системного подхода, и включающий в себя следующие основные элементы:

• Математическое моделирование технологического процесса опасного производственного объекта нефтегазовой отрасли.
• Гибкая и эффективная система регулирования техпроцесса, используемого на производственном объекте.
• Управленческие механизмы системой, позволяющие оптимизировать и установить технологический процесс на наиболее эффективный и безопасный режим.

Данный программно-аппаратный комплекс успешно функционирует не только в рамках каждого отдельного модуля, перечисленного выше, но и позволяет достигать конечной цели во в их системном взаимодействии. Эта технология широко применяется в учебно-подготовительных центрах.

На базе РГУ им. И. М. Губкина, при поддержке специалистов российского отделения компании Honeywell был создан универсальный программный комплекс для нужд нефтяной и газовой промышленности. В него входит:

1. Пакет функциональных программ для динамического и статического моделирования техпроцессов (UniSim).
2. РСУ (распределительная система управления) от компании Honeywell (Experion PKS).
3. Программный пакет, обеспечивающий комплексное управление сложных технологически связанных объектов с прогнозом обратной их связи на сигналы соответствующих математических моделей (Profit Suite for APC).

В программном комплексе используется набор взаимосвязанных программ UniSim Suite, являющихся собственностью Honeywell. С их помощью можно моделировать технологические процессы разработки и добычи нефтяных и газовых ресурсов, их промысловую подготовку, а также производственную переработку. Более того, данная технология позволяет сформировать модели технологических объектов, как в статическом, так и в динамическом их состоянии, а также оценить объект в эксплуатационном режиме при определённых условиях и факторах, воздействующих на него.

Данный элемент моделирования решает следующие конкретные задачи:

• Формирование моделей технологических процессов, в динамическом и статическом состоянии, с помощью базы данных моделей, производственных объектов, которые настроены под конкретные условия рабочего цикла, а также уравнений физических процессов, описанных математическим способом.
• Отработка разнообразных сценарных случаев, которые гипотетически могут возникнуть в результате эксплуатации опасного производственного объекта нефтяной и газовой промышленности. Данные задачи выполняются в зависимости от целей производства, условий, в которых оно функционирует, режимов технологии и оборудования, работающего в чрезвычайных ситуациях.
• Оценка состояния параметров эксплуатационного оборудования и технологии в целом, а также определение их соответствия нормативным характеристикам, отраженным в соответствующей технической документации и спецификации.
• Приведение в соответствие режима функционирования каждого вида оборудования опасного производственного объекта нефтяной и газовой промышленности их потенциальной возможности. Корректировка плановых заданий.

Платформа UniSim обеспечивает модульное отражение при определенной масштабности и соответствующей конфигурации системы и позволяет расширить ее возможности (количество моделей и рабочих станций).

Что касается распределительной системы управления, то эта модель имеет следующие отличительные особенности:

• Комплексность используемой системы, каждый элемент которой способен обеспечить непосредственную связь отдельной рабочей станции и соответствующего контроллера. Некоторые сегменты данной систем могут работать как самостоятельный и независимый комплекс.
• Возможность единства всей информации на основе базы данных Uniformance, принадлежащей компании Honeywell. Это позволяет иметь доступ одноразового режима для ввода информации к ней с различных средств, с последующим использованием многочисленными пользователями.
• Доступность информационного ресурса через интернет сеть.
• Открытость информационной системы.
• Безусловная совместимость системы с предыдущими версиями, а также интеграционная связь с другими аналогичными программными комплексами, находящимися на предприятии.

Модуль многофункциональной системы управления, в том числе оптимизации, использует набор взаимосвязанных программ компании Honeywell, которая называется Profit Suite for Advansed Control and Optimization, использующей управленческую технологию RPMCT (Multivariable Predictive Control Technology). В настоящее время этот конкретный программный продукт является очень популярным, особенно на предприятиях нефтепереработки, где позволяет увеличить эффективность технологического процесса и повысить надежность эксплуатации соответствующего оборудования.

Основной задачей многофункциональной управленческой системы является достижение технологическим оборудованием самого эффективного и производительного эксплуатационного режима. Все функциональные элементы системы находятся в управленческом взаимодействии с оборудованием, причём как в обычном режиме, так и в случае корректировки производственного плана. Более того, эта связь прослеживается и при оптимизации эксплуатации установки с точки зрения финансово-экономического аспекта.