Системы усовершенствованного управления

Повышение эффективности технологических процессов на действующих перерабатывающих предприятиях является одной из приоритетных задач нефтегазовой и химической отраслей промышленности. Данная задача становится особенно актуальной в периоды кризисных явлений в экономике, когда капиталоемкие способы увеличения производственных мощностей сильно ограничены. Одним из наиболее успешных и рентабельных методов увеличения эффективности непрерывных технологических процессов стало внедрение систем усовершенствованного управления (СУУТП).

СУУТП представляет собой программно-аппаратный комплекс, который является надстройкой над базовой системой управления (АСУТП) и предназначен для повышения эффективности ТП за счет улучшения качества управления и осуществления непрерывной оптимизации ТП по заданным экономическим критериям.

Недостатки работы базовой АСУТП и оператора
  1. Управление осуществляется на основе сигнала ошибки, при этом не учитывается динамика ТП, что приводит к возникновению запаздывания между появлением сигнала возмущения и формированием управляющего воздействия.
  2. Управление ведется по отдельным контурам, при этом не учитываются взаимные связи между технологическими параметрами, что приводит к возникновению возмущений в других контурах управления.
 
Преимущества работы СУУТП
  1. MPC-контроллер регистрирует сигналы возмущений и вырабатывает управляющие воздействия с упреждением.
  2. MPC-контроллер осуществляет многопараметрическое управление ТП, учитывая взаимовлияние параметров.
  3. Использование виртуальных анализаторов позволяет реализовать контуры управления по показателям качества продуктов.
  4. MPC-контроллер осуществляет плавное управление подчиненными контурами регулирования и удерживает значения режимных параметров в близи допустимых ограничений, снижая тем самым запас по качеству продуктов установки.
Сравнительный график работы АСУТП и СУУТП
Назначение и цели СУУТП

СУУТП предназначена для:

  • оптимального управления ТП в автоматическом режиме в соответствии с плановыми заданиями по качеству и количеству выпускаемой продукции;
  • своевременного автоматического учета внешних возмущений, взаимовлияния технологических параметров, прогноза поведения ТП при управлении;
  • автоматического расчета в режиме реального времени показателей качества получаемых продуктов на основе значений текущих параметров ТП.

Применение СУУТП позволяет:

  • повысить экономическую эффективность ТП за счет автоматического выбора оптимальных рабочих точек и поддержания оптимального режима работы;
  • снизить разброс значений ключевых показателей качества получаемых продуктов;
  • сократить время переходных процессов и потери качества продукции при изменениях производственных заданий;
  • снизить нагрузку на оперативный персонал ТП за счет снижения количества контуров регулирования и автоматического вывода ТП на оптимальный рабочий режим;
  • напрямую управлять ТП по показателям качества продуктов.
Принцип работы СУУТП
СУУТП строится на базе двух основных технологий:
  • MPC-контроллеры
  • Виртуальные анализаторы
MPC-контроллеры осуществляют многопараметрическое управление ТП на основе решения задачи оптимизации на кратковременном горизонте прогнозирования с помощью заложенных в них динамических моделей ТП.
В состав ограничений целевой функции задачи оптимизации, как правило, входят трудноизмеримые параметры, характеризующие качество получаемых продуктов. Виртуальные анализаторы в реальном времени осуществляют вычисление показателей качества продуктов на основе статистических или физически содержательных моделей ТП.
Эффекты от внедрения СУУТП
  • повышение безопасности эксплуатации технологических установок и оборудования;
  • увеличение производительности на 1-5%;
  • сокращение энергопотребления на 3-10%;
  • снижение потерь ценных продуктов 1-5%;
  • сокращение времени выхода на режим от 10 %;
  • снижение вариативности качества продукции;
  • повышение качества продукции.
 
Преимущества работы с НПК ОПТИМУМ
  • команда высококвалифицированных специалистов, имеющих обширный опыт решения сложных технологических задач в нефтеперерабатывающей и химической отрасли;
  • создание СУУТП в контексте решения существующих проблем и расшивки узких мест ТП, с целью достижения максимального экономического эффекта;
  • высококачественная настройка всех систем регулирования базовой АСУТП установки: одноконтурных, каскадных, комбинированных инвариантных, регуляторов соотношения и т.д.;
  • разработка виртуальных анализаторов различной сложности, в т.ч. на основе нелинейных статистических методов и физически содержательных систем уравнений; разработка MPC-контроллеров, в т.ч. большой размерности, с логикой безударного переключения в зависимости от режима работы установки;
  • разработка технико-экономических обоснований, отчётов пред-аудита и пост-аудита проекта разработки СУУТП;
  • разработка проектной и рабочей документации согласно стандартам, действующих на территории РФ, а также утвержденных внутренних стандартов Заказчика.