Диссертация (1172991)
Текст из файла
На правах рукописиСЕДЫХ ИЛЬЯ АНАТОЛЬЕВИЧИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМАОЦЕНКИ И МОНИТОРИНГА НАДЕЖНОСТИ ДЛЯАВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯТРУБОПРОВОДНЫМ ТРАНСПОРТОМ ГАЗАСпециальность 05.13.06 – «Автоматизация и управление технологическимипроцессами и производствами» (промышленность) (технические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2011Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газаимени И.М. ГубкинаНаучный руководитель:доктор физико-математических наук,доцентКалинин Василий ВалерьяновичОфициальные оппоненты:доктор физико-математических наук,старший научный сотрудникКарманов Анатолий Вячеславовичкандидат технических наукРощин Алексей ВладиславовичВедущая организация:ОАО «Газпром автоматизация»Защита состоится «17» января 2012 года в 15 часов 00 минут на заседаниидиссертационного совета Д212.200.09 при Российском государственномуниверситете нефти и газа имени И.М.
Губкина по адресу: 119991, г. Москва,Ленинский проспект, 65, ауд. 260.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа имениИ.М. ГубкинаАвтореферат разослан «09 » декабря 2011 г.Ученый секретарьдиссертационного совета, к.т.н.Д.Н. Великанов2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. В последние годы в автоматизированныхсистемах управления технологическими процессами (АСУТП) транспортомгаза проявились две основные тенденции развития.
Первая тенденцияопределена переходом к управлению локальными объектами на уровеньавтоматического управления. Вторая тенденция связана с формированием иразвитием автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ)как магистрального направления развития АСУТП.Старениегазоснабжениятехнологического(ЕСГ)определилооборудованияЕдинойсистемынеобходимостьреконструкцииитехнического перевооружения газотранспортных систем (ГТС), правилаосуществления которых должны базироваться на текущих и прогнозируемыхзначениях показателей эксплуатационной надежности базовых объектов ГТСЕСГ.Указанные обстоятельства делают актуальным построение и введение вАСДУ транспортом газа автоматизированной подсистемы мониторинга,анализа, расчета и прогнозирования основных показателей эксплуатационнойнадежностибазовыхобъектовГТСЕСГ.Внастоящеевремявгазотранспортных предприятиях имеющаяся информация об отказах носитфрагментарный характер и не в полной мере используется для расчетапоказателей эксплуатационной надежности и их прогнозирования.Решение проблемы оценки и мониторинга надежности в АСДУ должноохватывать следующие уровни:− технологический уровень(газоперекачивающиеагрегаты(ГПА),трубопроводные системы и др.);− уровеньавтоматизацииуправления(системыавтоматическогоуправления газоперекачивающих агрегатов (САУ ГПА), системылинейной телемеханики и др.);3− уровень человеко-машинного управления (система диспетчер –информационно-управляющаясистема(ИУС)),включающийнадежность функционирования диспетчера, средства вычислительнойтехники и связи, программное обеспечение и др., т.
е. всю цепочкуэлементов,обеспечивающуювыполнениенекоторойфункцииавтоматизированного диспетчерского управления.Получение практических результатов по оценке и мониторингунадежности применительно к гетерогенной системе, какой являетсяавтоматизированная система диспетчерского управления, затруднительно поряду причин, основными из которых являются:− отсутствие консолидированной информации по отказам оборудования,средств и систем автоматики;− отсутствие моделей и методов расчета применительно к АСДУ.Актуальность поставленной в диссертационной работе проблемыобусловленанеобходимостьюобеспечениярастущихтребованийкнадежности систем поставок газа в условиях недостатка специализированныхинформационных систем, интегрирующих информацию об отказах иматематические модели оценки и прогнозирования показателей надежности.Целью работы является разработка информационно-аналитическойсистемы(ИАС)«ОценкаимониторингнадежностидляАСДУтрубопроводным транспортом газа».В качестве первоочередной проблемы предлагается рассмотреть оценкуи мониторинг надежности двухуровневой системы, включающей активныйэлемент, т.
е. ГПА и САУ ГПА. Газоперекачивающие агрегаты являютсятехнологически активными элементами ГТС и играют важную роль внадежном и эффективном функционировании ГТС.Для достижения поставленной цели на различных этапах исследованиябыли решены следующие задачи:− проведен анализ состояния задач оценки надежности ГПА, САУ ГПА идругих базовых элементов в АСДУ (АСУТП);4− разработана архитектура ИАС оценки и мониторинга надежности дляАСДУ (АСУТП) транспортом газа (на примере ГПА и САУ ГПА);− разработаны математическое обеспечение и методики, позволяющиерешить задачи оценки и мониторинга надежности функционированияактивных элементов ГТС;− разработана система паспортизации активных элементов и их событий;− разработано программное обеспечение ИАС;− проведена апробация и практическое применение разработанной ИАСна газотранспортном предприятии (ГТП).Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:1.
Разработана архитектура ИАС «Оценка и мониторинг надежностидля АСДУ (АСУТП)»;2. Разработана система моделей ИАС, позволяющая оценивать ипроводить мониторинг надежности функционирования активных элементовГТС, прогнозировать показатели надежности на основе статистическойинформации об отказах, консолидируемой в едином информационномпространстве;3. Предложена модель оценки качества обслуживания активныхэлементов ГТС;4. Сформирован новый контур управления, позволяющий использоватьобработанную на моделях информацию об отказах для принятия решений попланированиюдиспетчерскихрежимов,мероприятийтехническогообслуживания и ремонтов (ТОиР) и замены оборудования.Практическая значимость работы состоит в том, что на основепредложенных методов оценки и мониторинга надежности, созданной ИАС иинтеграционного подхода к оценке надежности для АСДУ (АСУТП)предоставляется возможность мониторинга состояния технологическихобъектов и оценки показателей надежности (руководству диспетчерскойслужбы), а также возможность принятия своевременных и обоснованных5решенийпозаменеивосстановлениюоборудования(руководствупроизводственных служб).Для вновь создаваемых или модернизируемых систем диспетчерскогоуправлениятранспортомгазапредлагаетсяввестиновуюсистему,практически реализующую требование основной цели диспетчерскогоуправления–бесперебойноеснабжениегазопоставоки«надежноеобеспечение газом потребителей» (Федеральный закон № 63-ФЗ).Апробация работы.
Работа прошла апробацию на экспериментальномматериале, ИАС введена в опытную эксплуатацию на базе филиала кафедры«Автоматизированные системы управления» РГУ нефти и газа имениИ.М. Губкина в ООО «Газпром трансгаз Москва». Результаты исследованияобсуждались и получили положительную оценку на заседаниях научнотехнических советов ООО «Газпром трансгаз Москва», ОАО «Газпромавтоматизация», а также на научных семинарах в РГУ нефти и газа имениИ.М. Губкина. Полученные в ходе исследований результаты былииспользованынакурсахповышенияквалификациидиспетчерскогоперсонала ОАО «Газпром» в УИЦ РГУ нефти и газа имени И.М.
Губкина.Основные положения работы докладывались на 8-й Всероссийскойнаучной конференции, посвященной 80-летию РГУ нефти и газа имениИ.М. Губкина «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплексаРоссии» (Москва, 2011), Международной научно-технической конференции«Автоматический контроль и автоматизация производственных процессов»(Минск, 2009) и др.Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 11работ, в том числе 5 работ в изданиях, включенных в список ВАК РФ дляобязательной публикации. Четыре публикации выполнены без соавторов.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трехосновных глав и заключения, изложена на 140 страницах, содержит 10таблиц, 39 рисунков, список литературы из 90 наименований и 5приложений.6СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВопоказанавведенииактуальностьзадачиисследования,сформулирована ее цель, изложены основные положения и результатыработы, представляющие ее научную новизну и практическую значимость.В первой главе работы на примере газотранспортного предприятиярассмотренанализтехнологическогопроцессатранспортагазаихарактеристик основных активных элементов, приводится обзор парка ГПА иСАУ ГПА предприятия.В последние годы в газовой отрасли произошел качественный скачок вобласти автоматизации и информатизации системы управления, которыйпривел к кардинальному изменению информационно-программного иаппаратногообеспечениядиспетчерскихслужб.Вэтихусловияхобеспечение надежности отдельных элементов газоснабжения и системыдиспетчерского управления превратилось из желательного фактора вобязательное требование.В ГТП процесс сбора и обработки данных об отказах оборудования,средств и систем автоматизации носит фрагментарный характер, хотя этиотказы приводят к существенным экономическим и экологическим потерям.Анализ статистики об отказах показывает, что одновременно с уменьшениемчисла аварий существенно возрастает ущерб от каждой аварии.Диспетчерские службы исследуемого в работе ГТП, работая суправляющимисистемаминаотдельныхобъектах,располагаютинформацией о техническом состоянии и надежности объектов лишь наосновеэкспертныхинформационнымиоценок,системаминеподдерживаемыхоценкиисоответствующимимониторингатехническогосостояния.Функционирование ЕСГ РФ непосредственно зависит от надежности,качества и условий эксплуатации активных элементов.
Парк ГПАОАО «Газпром» насчитывает более четырех тысяч агрегатов. Примерно 40 %7ГПА в ГТП составляют электроприводные агрегаты, 30 % авиаприводныеагрегаты,25%газотурбинныегазомотокомпресором.Средиустановкирассматриваемыхи5агрегаты%агрегатовснаибольшееколичество отказов (более 56 %) пришлось на агрегаты с авиационнымприводом.Системаавтоматическогоаппаратно-программныйуправленияавтономноГПА представляет собойфункционирующийкомплекс,обеспечивающий выполнение всех необходимых функций по контролю,управлению и регулированию ГПА; фактически САУ ГПА являетсянеотъемлемой частью ГПА.
Статистика показала, что более 75 % САУ ГПАпредприятия эксплуатируются за пределами установленного ресурса.Анализ статистических данных на рассматриваемом ГТП показал, чтосовременными микропроцессорными системами оснащены не более 30 %САУ ГПА.УчитываятенденцииразвитияАСУТП,переходкбезлюднойтехнологии управления локальными объектами, к интеграции управленияими на уровне диспетчерского управления, необходимость консолидациивсей информации по контролю за техническим состоянием технологическогооборудования и систем управления, определяет своевременность созданияИАС «Оценка и мониторинг надежности для АСДУ (АСУТП)».
Структурныерешения, связанные с введением в новый контур управления проектируемойИАС, отражены на рис. 1. Пунктирной линией на рисунке выделенапроектируемая ИАС, наличие которой позволяет создать замкнутый контуруправления.Проблемы,связанныесобеспечениемтребуемойнадежности,контролем и управлением техническим состоянием, должны рассматриватьсяна всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) ГТС (временная ось на рис.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
