Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019; : 12-17
Модернизация систем управления и обеспечения безопасности как инструмент повышения эффективности процессов переработки нефти и газа
Аннотация
В статье рассмотрены возможности решения задачи повышения эффективности установок нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей путем оптимизации управления технологическими режимами по показателям технико-экономической эффективности на основе реализации технологии усовершенствованного управления APC (англ. Advanced Process Control – усовершенствованное управление технологическим процессом). В целях обеспечения надежности, снижения стоимости сопровождения АРС-систем вводится расширение функционала APC-управления до уровня APCS-систем (англ. Advanced Process Control and Safety – усовершенствованное управление технологическим процессом и безопасностью). Приведен перечень задач, которые должны решаться при реализации APCS-систем. На основе краткого обзора основных программных решений зарубежных производителей для разработки АРС-систем показана их функциональная неполнота для целей построения APCS-систем. Приведены примеры ряда разработок отечественных специалистов в области APCS-систем, дополняющих функционал APC-систем. Подчеркнуто, что отечественные разработки зачастую более эффективны, чем зарубежные продукты аналогичного назначения. Отмечена необходимость создания конкурентного отечественного программного обеспечения для проектирования APCS-систем в целях снижения себестоимости проектирования и более широкого внедрения данных систем в производство.
Список литературы
1. Дозорцев В.М., Ицкович Э.Л., Кнеллер Д.В. Усовершенствованное управление технологическими процессами (АРС): 10 лет в России // Автоматизация в промышленности. 2013. № 1. С. 12–19.
2. Веревкин А.П., Кирюшин О.В. Автоматизация технологических процессов и производств в нефтепереработке и нефтехимии. Уфа: Изд-во Уфимского гос. нефтяного техн. ун-та, 2005. 171 с.
3. Kadlec P., Gabrys B., Strandt S. Data-Driven Soft Sensors in the Process Industry // Computers & Chemical Engineering. 2009. Vol. 33. No. 4. P. 795–814.
4. Fortuna L., Graziani S., Rizzo A., Xibilia M.G. Soft Sensors for Monitoring and Control of Industrial Processes. London: Springer-Verlag, 2007.
5. Blevins T., Wojsznis W.K., Nixon M. Advanced Control Foundation: Tools, Techniques and Applications. ISA, 2012. 556 p.
6. Веревкин А.П., Муртазин Т.М., Денисов С.В., Устюжанин К.Ю. Подготовка данных для построения виртуальных анализаторов в задачах усовершенствованного управления // Автоматизация в промышленности. 2019. № 3. С. 12–17.
7. Веревкин А.П., Муртазин Т.М. Адаптация моделей для оперативного управления технологическими процессами по технико-экономическим показателям // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016. № 11. С. 14–19.
8. Веревкин А.П., Матвеев Д.С., Хуснияров М.Х., Чикуров А.В. Построение математической модели трубчатой печи пиролиза для целей оптимизации режимов и диагностики прогаров змеевика // Нефтегазовое дело. 2010. Т. 8. № 1. С. 70–73.
9. Способ управления качеством продуктов разделения нефтяных смесей методом ректификации: пат. RU 2065761 С1, МПК B01D3/42, G05D27/00 / А.П. Веревкин, Ф.А. Арсланов, В.И. Иванов и др.; патентообладатель Веревкин А.П.; № 93001232/26; заявл. 11.01.1993; опубл. 27.08.1996. 7 с.
10. Веревкин А.П., Калашник Д.В., Хуснияров М.Х. Моделирование оперативного определения индекса расплава для управления процессом производства полиэтилена // Башкирский химический журнал. 2013. Т. 20. № 1. С. 69–74.
11. Справочник современных АСУ ТП // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1987. № 3. С. 99–133.
12. Huynh N., Mahmassani H.S., Tavana H. Adaptive Speed Estimation using Transfer Function Models for Real-Time Dynamic Traffic Assignment Operation // Transportation Research Record 1783. 2002. Paper No. 02-2753. P. 55–65.
13. Веревкин А.П. Методика оценки технико-экономической эффективности подсистем АСУТП с учетом затрат на сервисное обслуживание // Материалы научно-практической конференции «Автоматизация и метрология в нефтегазовом комплексе». Уфа: Нефтеавтоматика, 2011. С. 69–80.
14. Verevkin A., Murtazin T., Pavlova Z. Simplified Adaptation for the Dynamic Models Objects of the One Class // Proceedings of the 7th Scientific Conference on Information Technologies for Intelligent Decision Making Support (ITIDS 2019) [Электронный источник]. Режим доступа: https://www.atlantis-press.com/proceedings/itids-19/125908957 (дата обращения: 08.10.2019).
15. Способ управления процессом каталитического риформинга: пат. RU 2486227 С1, МПК C10G35/24, G05D27/00 / А.П. Веревкин, Т.М. Муртазин, С.В. Денисов и др.; патентообладатель ГУП «Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан»; № 2012119748/04; заявл. 04.05.2012; опубл. 27.06.2013; Бюл. № 19. 8 с.
16. Способ управления процессом полимеризации этиленпропиленовых синтетических каучуков: пат. RU 2536822 C1, МПК C08F2/00, G05D21/00, G05D27/00 / А.П. Веревкин, О.В. Кирюшин, Ш.Ф. Уразметов и др.; патентообладатель ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»; № 2013139849/04; заявл. 27.08.2013; опубл. 27.12.2014; Бюл. № 36. 8 с.
17. Веревкин А.П., Кирюшин О.В., Павлова З.Х. Метод синтеза сложных логических управляющих устройств с переменными булевой и нечеткой логик // Датчики и системы. 2017. № 12 (220). С. 10–15.
18. Веревкин А.П. Оценка эффективности улучшенного управления технологическими процессами добычи и переработки нефти и газа // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка-2011». Уфа: ГУП ИНХП РБ, 2011. С. 13–15.
19. Веревкин А.П. Оценка эффективности улучшенного управления процессов нефтехимпереработки // Материалы IV Всерос. науч. конф «Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения)». Уфа: Изд-во Уфимского гос. нефтяного техн. ун-та, 2011. С. 37–38.
20. Лесков А.Л. Умные парни. М.: Изд-во «Время», 2011. 704 с.
Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019; : 12-17
Advanced Process Control and Safety Systems as a Tool for Increased Oil and Gas Processing Efficiency
Abstract
The article analyses the problem of how to increase the operational efficiency of the units employed in the oil refining and petrochemical sector by process control optimization according to technical-and-economic efficiency indices and basing on the Advanced Process Control (APC) implementation. To ensure reliability, reduce costs for APC-system follow-up the authors of the article introduce the expansion of APC functional – Advanced Process Control and Safety (APCS). The problems to be solved in the APCS-system implementation process are listed. A brief review of the main western APC-system software solutions was used to show their functional incompleteness for the APCS-system design. A number of local developments for APCS-systems expanding the APC-systems functional are given. Emphasis is placed on frequent effectiveness of the local developments as compared to the western ones of the similar function. The article stresses the necessity to create a competitive local software product for the APCS-system design aimed at cost lowering of the design and more extensive introduction of the above systems into production.
References
1. Dozortsev V.M., Itskovich E.L., Kneller D.V. Usovershenstvovannoe upravlenie tekhnologicheskimi protsessami (ARS): 10 let v Rossii // Avtomatizatsiya v promyshlennosti. 2013. № 1. S. 12–19.
2. Verevkin A.P., Kiryushin O.V. Avtomatizatsiya tekhnologicheskikh protsessov i proizvodstv v neftepererabotke i neftekhimii. Ufa: Izd-vo Ufimskogo gos. neftyanogo tekhn. un-ta, 2005. 171 s.
3. Kadlec P., Gabrys B., Strandt S. Data-Driven Soft Sensors in the Process Industry // Computers & Chemical Engineering. 2009. Vol. 33. No. 4. P. 795–814.
4. Fortuna L., Graziani S., Rizzo A., Xibilia M.G. Soft Sensors for Monitoring and Control of Industrial Processes. London: Springer-Verlag, 2007.
5. Blevins T., Wojsznis W.K., Nixon M. Advanced Control Foundation: Tools, Techniques and Applications. ISA, 2012. 556 p.
6. Verevkin A.P., Murtazin T.M., Denisov S.V., Ustyuzhanin K.Yu. Podgotovka dannykh dlya postroeniya virtual'nykh analizatorov v zadachakh usovershenstvovannogo upravleniya // Avtomatizatsiya v promyshlennosti. 2019. № 3. S. 12–17.
7. Verevkin A.P., Murtazin T.M. Adaptatsiya modelei dlya operativnogo upravleniya tekhnologicheskimi protsessami po tekhniko-ekonomicheskim pokazatelyam // Territoriya «NEFTEGAZ». 2016. № 11. S. 14–19.
8. Verevkin A.P., Matveev D.S., Khusniyarov M.Kh., Chikurov A.V. Postroenie matematicheskoi modeli trubchatoi pechi piroliza dlya tselei optimizatsii rezhimov i diagnostiki progarov zmeevika // Neftegazovoe delo. 2010. T. 8. № 1. S. 70–73.
9. Sposob upravleniya kachestvom produktov razdeleniya neftyanykh smesei metodom rektifikatsii: pat. RU 2065761 S1, MPK B01D3/42, G05D27/00 / A.P. Verevkin, F.A. Arslanov, V.I. Ivanov i dr.; patentoobladatel' Verevkin A.P.; № 93001232/26; zayavl. 11.01.1993; opubl. 27.08.1996. 7 s.
10. Verevkin A.P., Kalashnik D.V., Khusniyarov M.Kh. Modelirovanie operativnogo opredeleniya indeksa rasplava dlya upravleniya protsessom proizvodstva polietilena // Bashkirskii khimicheskii zhurnal. 2013. T. 20. № 1. S. 69–74.
11. Spravochnik sovremennykh ASU TP // Neft', gaz i neftekhimiya za rubezhom. 1987. № 3. S. 99–133.
12. Huynh N., Mahmassani H.S., Tavana H. Adaptive Speed Estimation using Transfer Function Models for Real-Time Dynamic Traffic Assignment Operation // Transportation Research Record 1783. 2002. Paper No. 02-2753. P. 55–65.
13. Verevkin A.P. Metodika otsenki tekhniko-ekonomicheskoi effektivnosti podsistem ASUTP s uchetom zatrat na servisnoe obsluzhivanie // Materialy nauchno-prakticheskoi konferentsii «Avtomatizatsiya i metrologiya v neftegazovom komplekse». Ufa: Nefteavtomatika, 2011. S. 69–80.
14. Verevkin A., Murtazin T., Pavlova Z. Simplified Adaptation for the Dynamic Models Objects of the One Class // Proceedings of the 7th Scientific Conference on Information Technologies for Intelligent Decision Making Support (ITIDS 2019) [Elektronnyi istochnik]. Rezhim dostupa: https://www.atlantis-press.com/proceedings/itids-19/125908957 (data obrashcheniya: 08.10.2019).
15. Sposob upravleniya protsessom kataliticheskogo riforminga: pat. RU 2486227 S1, MPK C10G35/24, G05D27/00 / A.P. Verevkin, T.M. Murtazin, S.V. Denisov i dr.; patentoobladatel' GUP «Institut neftekhimpererabotki Respubliki Bashkortostan»; № 2012119748/04; zayavl. 04.05.2012; opubl. 27.06.2013; Byul. № 19. 8 s.
16. Sposob upravleniya protsessom polimerizatsii etilenpropilenovykh sinteticheskikh kauchukov: pat. RU 2536822 C1, MPK C08F2/00, G05D21/00, G05D27/00 / A.P. Verevkin, O.V. Kiryushin, Sh.F. Urazmetov i dr.; patentoobladatel' FGBOU VPO «Ufimskii gosudarstvennyi neftyanoi tekhnicheskii universitet»; № 2013139849/04; zayavl. 27.08.2013; opubl. 27.12.2014; Byul. № 36. 8 s.
17. Verevkin A.P., Kiryushin O.V., Pavlova Z.Kh. Metod sinteza slozhnykh logicheskikh upravlyayushchikh ustroistv s peremennymi bulevoi i nechetkoi logik // Datchiki i sistemy. 2017. № 12 (220). S. 10–15.
18. Verevkin A.P. Otsenka effektivnosti uluchshennogo upravleniya tekhnologicheskimi protsessami dobychi i pererabotki nefti i gaza // Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Neftegazopererabotka-2011». Ufa: GUP INKhP RB, 2011. S. 13–15.
19. Verevkin A.P. Otsenka effektivnosti uluchshennogo upravleniya protsessov neftekhimpererabotki // Materialy IV Vseros. nauch. konf «Teoriya i praktika massoobmennykh protsessov khimicheskoi tekhnologii (Marushkinskie chteniya)». Ufa: Izd-vo Ufimskogo gos. neftyanogo tekhn. un-ta, 2011. S. 37–38.
20. Leskov A.L. Umnye parni. M.: Izd-vo «Vremya», 2011. 704 s.
