Владимиров В. А., Лопатин Д. А. Имитация газоперекачивающих объектов для диагностики автоматизированных систем управления.

Технологические процессы в нефтегазовой отрасли промышленности являются потенциально опасными и при возникновении аварий приводят к человеческим жертвам, а также к значительному материальному и экологическому ущербу. Один из эффективных подходов, позволяющий уменьшить число аварий и техногенных катастроф, как свидетельствует мировой опыт, состоит в разработке и внедрении автоматизированных систем управления (АСУ), представляющих собой сложные многоуровневые человеко-машинные системы управления, в которых человек выполняет функции диспетчера [1].

В многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами диспетчер получает информацию с монитора компьютера или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии, с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов. В связи с тем, что диспетчерское управление имеет динамичный характер, эффективность работы подобных систем, напрямую зависит от качества работы с информацией, организации процесса ее сбора, передачи, обработки, отображения. Как правило, собранная технологическая информация представляется либо в виде графиков зависимостей мгновенных значений технологических параметров от времени, либо в текстовом виде – в виде отчетов, содержащих усредненные значения выбранных параметров за некоторый период времени. При этом дальнейший анализ информации и принятие управленческих решений возлагается на диспетчера соответствующего уровня.

При создании таких систем управления, одной из основных проблем остается необходимость проверки и выявления причин сбоев, таких как неисправности оборудования, ошибки в алгоритме управления и т.д. По причине трудностей, связанных с мобилизацией оборудования для проверки работы всей системы, а так же высокой стоимости объектов автоматизации, диагностика и отладка сбоев чаще всего происходит в момент запуска всей системы на объекте. В связи с этим, компанией ЗАО НПП «Электронные Информационные Системы» был разработан программно-аппаратный комплекс «Имитатор сигналов» (далее ПАК «Имитатор»), позволяющий:

- имитировать работу объектов автоматизации, таких как газотурбинные электростанции, газоперекачивающие агрегаты и т.д.;

- имитировать работу узлов, исполнительных механизмов, режимов работы, состояния защит и т.д.;

- моделировать аварийные ситуации.

Технически ПАК «Имитатор» представляет собой системный блок с расширенным количеством слотов PCI для дополнительных устройств.

Рисунок 2 – тыльная сторона имитатора.

На данный момент, устройства можно разделить на четыре типа (по назначению):

- приема дискретных данных (дискретный вход);

- посылки дискретных данных (дискретный выход);

- приема аналоговых данных (аналоговый вход);

- посылки аналоговых данных (аналоговый выход).

Программно «Имитатор» представляет собой ОС Windows XP Professional и установленного ПО «ИССАУ 1.0»,предназначенного для задания посылаемых данных и отображения принятых.

Рисунок 3 – ПО ИССАУ 1.0 (с открытым проектом «Маслосистема двигателя»)

 

Общее количество имитируемых сигналов подаваемых на выход:

 - дискретных: не менее 300;

 - аналоговых: не менее 110.

Общее количество имитируемых сигналов принимаемых на вход:

 - дискретных: не менее 170;

 - Аналоговых: не менее 10.

Программа позволяет создавать, сохранять и загружать проекты любой сложности для имитации отдельных устройств, установок или целых систем.

Для работы программы необходимо установить необходимые драйверы и настроить текущую конфигурацию «Имитатора». Подробное описание настройки системы дано в руководстве программиста –.[2].

С помощью данного ПАК можно моделировать различные ситуации для определения реакции на них САУ, обнаруживать ошибки системы в целом или ее составляющих в частности.

При правильных настройках программы «ИССАУ», данный продукт может имитировать любой агрегат, или его узел. Для этого в программе предусмотрена возможность создания отдельных проектов-конфигураций, с характеристиками отдельного объекта.

 Возможности программы позволяют полностью имитировать работу любого агрегата по заданному алгоритму, автоматизируя работу данного объекта в правильном или ошибочном режиме (в зависимости от алгоритма).

В ближайшем будущем планируется добавление возможности посылки и обработки частотных сигналов, для абсолютно полной имитации агрегатов.

 

Литература

1. Панкратов В.С., Вербило А.С. Автоматизированная система диспетчерского управления ГТС М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001.

2. ЗАО НПП ЭИС. АВЛБ.00054-01 33 01. ИМИТАТОР СИГНАЛОВ ДЛЯ САУ ГПА И ГТЭС. Программа имитатора сигналов “ИССАУ 1.0”. Руководство программиста. – 2008, – 10с.