Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Systém monitorovania produktovodu

číslo 11/2004

Systém monitorovania produktovodu

Úloha

Slovnaft je jednou z najväčších rafinérskych a petrochemických spoločností v strednej Európe. Spracuje sa tu približne päť miliónov ton ropy ročne, pričom väčšina pochádza z Ruskej federácie a prepravuje sa do Bratislavy ropovodom Družba. Slovnaft dodáva kompletný sortiment rafinovaných a petrochemických produktov a plastov. Približne 60 % jeho produkcie sa vyváža, medzi inými aj do Českej republiky, Nemecka, Maďarska a Talianska. Petrochemické produkty sa dopravujú na tankoviská a komerčné distribučné miesta produktovodom v dĺžke 500 km, na ktorom sa nachádzajú štyri čerpacie stanice (obr. 1, obr. 2). Jedna z potrubných vetiev nadväzuje na podobnú potrubnú sieť v Českej republike a dopravuje petrochemické produkty k českým zákazníkom.

Obr. 1.

Zákazník sa rozhodol pre upgrade riadiaceho systému svojho produktovodu. Ako dodávateľa vybral firmu TTC (skupina CSE Global), produkt Citect SCADA a systém PipeMan na zisťovanie únikov.

Ciele projektu počas prípravy byli tieto:

  • integrovať nový riadiaci systém s existujúcim informačným systémom zákazníka,

  • zachovať existujúce telemetrické spojenie, vrátane provozných prístrojov, káblových liniek, komunikačného systému a vzdialených riadiacich staníc (Remote Terminal Unit – RTU),

  • zahrnúť do nového systému existujúce nadstavby systému SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), ako zisťovanie únikov a fiškálny systém merania,

  • minimalizovať prestoje počas prechodu na nový systém, aby sa neovplyvnila prevádzka produktovodu alebo čerpanie kvapalných produktov,

  • vyriešiť problém prechodu na rok 2000,

  • zabezpečiť flexibilitu, otvorenosť k štandardom a jednoduché možnosti rozšírenia pre ďalší rozvoj,

  • do maximálnej možnej miery rešpektovať existujúcu prevádzku a riadiace procedúry,

  • znížiť náklady na údržbu jednoduchou konfiguráciou a správou.

Priebeh projektu Obr. 2.

Projekt sa začal v júli 1999 a hlavným cieľom bolo vyriešiť problém s prechodom na rok 2000. Pre naliehavosť riešenia sa projekt rozdelil na dve etapy: etapa 1 – implementácia nového riadiaceho systému so základnou funkčnosťou, potrebnou pre prevádzku produktovodu, a etapa 2 – doplnenie funkčnosti systému a integrácia s existujúcim informačným systémom zákazníka.

Projektový tím pozostával z manažéra projektu, dvoch inžinierov a dvoch programátorov nadstavbových aplikácií.

Riešenie

Podstatné množstvo času sa venovalo dizajnu projektu, vrátane systému označovania vstupov a výstupov a tvorby špecifických objektov systému SCADA na efektívnu konfiguráciu – genies a supergenies. Dôkladný dizajn a plánovanie prvkov systému SCADA sa vyplatili neskôr pri realizácii projektu.

Z dôvodu implementácie požiadaviek na prevádzku a riadiacich procedúr sa vyvinula rozsiahla knižnica dodatočných užívateľských funkcií s použitím jazyka Cicode, t. j. programovacieho jazyka systému Citect SCADA podobného jazyku C.

TTC tiež vyvinula nový komunikačný ovládač pre spojenie s podstanicami Transmitton, spĺňajúci špecifické požiadavky na stabilitu, rýchlosť a efektívnosť komunikácie po pôvodných nízkopriepustných linkách.

Na zabezpečenie plynulého prechodu medzi starým a novým riadiacim systémom bežali počas výmeny oba systémy simultánne. Pre malú priepustnosť existujúcej siete WAN bola špeciálna pozornosť venovaná efektívnosti komunikácie serverov výstražných hlásení (alarm server), časových priebehov (trend server) a vstupov a výstupov (I/O server). Systém plne využíva možnosti, ktoré poskytuje Citect SCADA na rozloženie výpočtového výkonu na viacero navzájom prepojených serverov. Konečný dizajn pozostáva zo šiesti serverov alarm server, piatich serverov trend server, piatich serverov pre tlačové zostavy a piatich replikovaných databázových serverov. Databázové servery, založené na Mircosoft SQL, slúžia na prevádzku fiškálneho systému merania, dlhodobý archív dát s možnosťou neštandardných dotazov a na integráciu so zákazníkovým intranetom.

Nadstavby a rozšírenia projektu
Otvorené štandardy poskytované softvérom Citect SCADA umožňujú zákazníkovi rozšíriť existujúce funkcie do viacerých oblastí. Doteraz boli implementované nasledovné rozšírenia projektu:

  • monitorovanie vzdialených tankovísk v okruhu 200 km,
  • partnerská výmena dát medzi slovenským a českým prevádzkovateľom produktovodu,
  • publikovanie dát zo SCADA v manažérskom informačnom systéme zákazníka,
  • prepojenie so systémom zisťovania únikov.

Výsledné prínosy týchto rozšírení spočívajú napr. v tom, že pre operátorov sa zlepšila názornosť zobrazenia a automatizácia prevádzky produktovodu, optimalizované rozmiestnenie ľudských zdrojov viedlo k zníženiu prevádzkových nákladov na riadiace centrá a centralizovaný riadiaci systém ponúka možnosť ďalšieho znižovania prevádzkových nákladov.

Topológia systému z pohľadu riadenia obsahuje jeden hlavný dispečing, štyri podriadené dispečingy, lokalizované na čerpacích staniciach a termináloch, početné komunikačné linky v konfigurácii point to multipoint, viac ako päťdesiat telemetrických podstaníc a doplnkové PLC pre riadiace armatúry, prietokomery a inteligentné meranie. Všetky stanice sú prepojené prostredníctvom WAN na nízkopriepustnom metalickom kábli pozdĺž trasy produktovodu.

Kompetenčné riadenie
Kompetenčné riadenie (obr. 4) jednoznačne stanovuje zodpovednosť operátora z hľadiska riadenia prevádzky. Táto schéma zlepšuje bezpečnosť a efektívnosť prevádzky produktovodu. Riadiace právomoci je možno prenášať medzi hlavným dispečingom a štyrmi podriadenými dispečingmi. Zariadenie v danej oblasti môže ovládať iba operátor s príslušným oprávnením.

Obr. 3.

Archív dát zo systému SCADA
Archív uchováva jeden rok dáta zo systému SCADA, ako sú časové priebehy meraných hodnôt, správy a výstražné hlásenia. Dáta sú usporiadané do celkov po týždňoch a sú prístupné cez integrovaný prehliadač archívu. Prehliadač umožňuje k novým dátam pridať príslušná dáta z ktoréhokoľvek týždňa a tak ich porovnať. Výstražná hlásenia a tlačové zostavy sú tiež usporiadané do celkov podľa týždňov. Všetky archívne dáta sú prístupné cez rovnaký prehliadač ako dáta on-line.

Export do databázy Microsoft SQL
Použitím vlastnej aplikácie TTC sa údaje zo systému SCADA exportujú do databázy SQL, ktorá slúži ako brána k intranetovému pripojeniu. Dáta, ktoré sa môžu exportovať, zahŕňajú aj hodnoty z telemetrie, výstražné hlásenia a systémové udalosti. Na pripojenie k systému SCADA sa využíva rozhranie Citect SCADA API.

Fiškálny bilančný systém
Zákazník dostal k dispozícii komplexný databázový systém, ktorý umožňuje sledovať všetky obchodné aspekty prepravy ropných produktov, vrátane zákonných požiadaviek colnej správy. Systém produkuje dodacie listy, ktoré sú podkladom pre colné a daňové účely i obchodné transakcie. Fiškálny bilančný systém je implementovaný v piatich replikovaných databázových serveroch Microsoft SQL Server. Užívateľské rozhranie je integrované do pracovných staníc systému SCADA.

Obr. 4.

Systém na zisťovanie únikov
Produktovod vedie cez regióny s vysokými nárokmi na ochranu životného prostredia. Hlavným nebezpečenstvom sa v poslednom období stali krádeže produktov na potrubnej trase, ktoré sú spojené s rizikom zamorenia prostredia ropnými látkami.

PipeDec, modul na zisťovanie únikov, integrovaný do tohto projektu, je súčasťou softvérového riešenia PipeMan od spoločnosti TTC. Základnou metódou na zistenie úniku je detekcia tlakovej vlny. Táto metóda je vhodná aj pre malé a krátkotrvajúce úniky, typicky spôsobené krádežami.

PipeDec je prepojený na geografický informačný systém zákazníka. To umožňuje na mape na operátorovej obrazovke ihneď zobraziť miesto úniku (obr. 3). PipeDec dosahuje pôsobivé výsledky – tento systém je schopný detekovať aj únik produktu menší ako jeden liter za sekundu s presnosťou lokalizácie do 1 000 m. Viac o tomto systéme je možno sa dočítať v článku Zisťovanie únikov z potrubí a správa potrubných systémov v časopise AT&P Journal (vyd. HMH Bratislava), roč. 2001, č. 1, s. 52.

Záver

Implementácia systémov Citect SCADA a PipeMan splnila stanovené projektové ciele Slovnaftu. Ľahko rozšíriteľný a spoľahlivý systém, implementovaný spoločnosťou TTC, umožňuje Slovnaftu znížiť prevádzkové náklady, zlepšiť produktivitu a zvýšiť úroveň ochrany životného prostredia. Riešenie môže ďalej ľahko rásť tak, aby splnilo budúce požiadavky zákazníka.

RNDr. Marián Dudek, MBA
(dudek@ttc.sk)

AutoCont Control Systems, s. r. o.
Nemocniční 12
702 00 Ostrava 2
tel.: 596 152 413-4
fax: 596 152 112
e-mail: citect@autocont.cz
http://www.autocontcontrol.cz

Inzerce zpět