Файл: Герман, В. Т. Построение информационной системы управления технологическими процессами добычи и подготовки газа научно-экономический обзор.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 32

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНИСТЕРСТВО ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМ ИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ В ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИШИМ

НАУЧНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Серия: Экономика, организация и управление в газовой промышленности

ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

ДОБЫЧИ И ПОДГОТОВКИ ГАЗА

В . Т . Г е р м а н , Ю . А . К у л и к о в , В .Г '.Т а г и е в

МОСКВА 1П74

УДК 622.691.24: [6 5 .0 II .56:681.5]

Рассмотрены вопросы построения иерархических инфор­ мационных систем управления технологическими процессами добычи и подготовки газа, что является основой при раз­ работке автоматизированных систем управления. При этом используется вероятностно-статистический анализ. Приво­ дятся алгоритмы, определяющие шаг дискретности и объемы промысловой информации, а также алгоритмы адаптации сбо­ ра и достоверности обработки информационных потоков.

Обзор иллюстрирован конкретными примерами и расче­

тами.

©Всесоюзный научно-исследовательский институт экономики,

организации производства и техипко-экономической информации в газовой промышленности (ВНИИЭгазпром), 1974

ВВЕДЕНИЕ

При построении автоматизированной системы управления (АСУ)

газодобывающим предприятием может быть использован кибернетичес­ кий подход, при котором управление интерпретируется как процесс переработки информации в некоторой системе с целью оптимизации управления. Поэтому первоочередной задачей является оптимальный

синтез потоков информации в структуре управления предприятием и организация базы данных и системы их передачи. Информационные по­

токи составляют параметры месторождения, технологических режимов, надежности элементов газопромыслового оборудования, сообщения о

выполнении плановых заданий по добыче газа

и конденсата, а также

ряд технико-экономических показателей.

 

 

Информационное обеспечение -

основная

база создания АСУ газо­

добывающим предприятием jjL ,6,Io].

Исходя из

характера

производст­

ва последнего, основные требования к информационному

обеспечению

системы управления предусматривают:

 

 

-полноту и достаточность информации - содержать сведения о состоянии технологических объектов;

-необходимость информации, т .е . данные о газодобывающем предприятии должны давать только необходимые знания о нем, а сок­

ращение информации, содержащейся в сообщении, уменьшает

знания

об объекте, избыточность сообщения допускается только в

особых

случаях;

 

- необходимую и достаточную точность информации, т .е . коли -

чественные характеристики параметров, описывающих состояние газо-

добывающего предприятия, должны выражаться с точностью,

уменьше -

ние

которой недопустимо, а увеличение

- неоправданно;

 

 

- своевременность и регулярность

информации, которая должна

поступать через строго определенные интервалы времени.

 

 

Указанные требования к информационному обеспечению

АСУ ГДП

определяют содержание работ по созданию системы передачи

данных.

 

В данной работе рассмотрены вопросы,

связанные со

структу -

рой

информационных потоков газодобывающего

предприятия,

приыене -

нием методов сбора и обработки технологической информации, исполь­ зуемой в основном в оперативном управлении производством.

3

СТРУКТУРА ПОТОКОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

В последние годы начаты работы по созданию автоматизированных систем управления на Буктыльском, Медвежьем, Шатлыкском и Оренбург­

ском газовых промыслах.

Учитывая возросшую мощность газодобывающих объектов и слож­

ность технологических процессов добычи и подготовки газа на этих промыслах, а также повышение требований к надежности подачи газа яри проектировании АСУ, ЭВМ может быть использована как для одной

установки комплексной подготовки газа (УКПГ)

(например, на Вуктыль-

скон промысле), так и для группы УКПГ.

 

 

С помощью ЭВМ и информационной

техники

появилась

возможность

централизовать контроль и управление

технологическим

процессом.

Основные функции таких систем - сбор и обработка, а также

контроль

достоверности информации о нарушениях в ходе процесса,

решение

учетных задач для материальных потоков и расчет некоторых технико­ экономических показателей работы установки.

ЭВМ и системы передачи данных для обработки информации поз -

воляют применить вероятностно-статистические методы и расширить возможности оптимизации информационных потоков и идентификации мо­ делей технологических процессов.

Газодобывающее предприятие представляет собой совокупность объектов по добыче и подготовке природного газа, функционирование которых сопровождается потоками технологической информации, описы­

вающей характер процесса, состояние оборудования.

Структура информационных потоков газодобывающего предприя -

тия сложна вследствие наличия ряда взаимосвязанных подсистем, со­

ставляющих общую автоматизированную систему управления. Исследо -

вание структуры потоков технологической информации связано с не­ обходимостью решения задач оперативного характера, заключающихся в поддержании наивыгоднейвшх режимов работы всех объектов и обес­ печивающих своевременное выполнение планов по добыче и улучшению качества подготовки газа и конденсата, полное использование произ­ водственных резервов и предупреждение аварий путем принятия свое­ временных мер по устранению отклонений от заданных технологических параметров. Для решения этих задач требуется своевременное поступ­ ление информации сс всех основных объектов газодобывающего пред -

приятия.

Система оперативного управления предприятием имеет иерархиче­ скую структуру, обусловленную иерархией потоков информации, Такая

ч

структура сочетает в себе возможность распределения функций между различными уровнями с одновременным сохранением централизации уп­ равления. Иерархическая информационная система имеет преимущества

перед централизованной одноступенчатой, так как при отказе аппа - ратуры верхнего уровня управление не нарушается, а осуществляется органами управления нижнего уровня, хотя в этом случае к ухудшает­ ся быстродействие общей системы управления. Однако из-за надежнос­ тных характеристик технологического оборудования и необходимости иметь обслуживающий персонал непосредственно на УКПГ двухступенча­ тая структура оперативного управления получила практически всеоб­ щее распространение.

Центральный диспетчерский пункт (ЦДЛ) газодобывающего пред -

приятия (верхняя ступень иерархии) принимает все решения, связан­

ные с управлением системой, и передает их исполнительным органам

местных диспетчерских пунктов (МДП) УКПГ (нижняя ступень иерархии),

которые управляют отдельными технологическими процессами.

 

 

 

Внешняя планово-экономи­

 

 

 

ческая и техническая информация

Объекты до­

Объекты под-

 

Ц Д П

еотобки газа

 

бычи газа

 

 

Технологическая

 

 

Технологичес-

ГДП

информация

МДП

кая информаиш

 

- Т м л г Г ^ -

 

 

Улравляющие

 

 

Плановые

 

технологичес­

 

 

 

кие воздействия

МДП

задания

 

 

 

 

Геологапромысловая

информация

 

Геологопромысловые

мероприятия

 

Рис.1. Принципиальная схема информационных и управляющих потоков газодобывающего предприятия

Принципиальная схема информационных и управляющих потоков ГДП,

включающая объекты добычи и подготовки газа, приведена на рис.1.

Для управления объектами добычи газа используется геологопромысло-

вая и технологическая информация.

5

При разбуривании эксплуатационных скважин информация о стро­ ении и параметрах месторождений будет дополняться и совершенство­ ваться. В целях точного отражения процессов, протекающих в место­

рождении, необходимо провести весь комплекс геофизических и гидро­

газодинамических, керновых исследований по всем разведочным и эксплуатационным скважинам, а также периодически уточнять фактиче­ ские данные о давлении, дебитах, депрессии, физических свойствах газа, температуре и т.п .

В процессе подготовки газа и конденсата, его транспортировки возникает технологическая информация, характеризующая режим рабо­

ты установок, трубопроводов, состояние оборудования и т.п .

От соответствующих служб и объектов добычи газа в ЦДЛ посту­ пает геологопромысловая и технологическая информация, а в МДП - технологическая информация о состоянии объектов добычи и подготов­ ки газа. На основании этой информации в соответствии с критериями

управления выбираются технологические режимы работы. ЦДЛ и соот -

ветствующие службы ГДП анализируют поступающую геологопромысловую информацию о процессах добычи газа и технологическую информацию

о подготовке газа. На основании ее осуществляется анализ разрабо­ тки месторождений, идентификации моделей управления, разрабатыва­ ются технологические режимы и т .п ., вырабатываются управляющие воздействия для технологических объектов подготовки газа и геологопроыысловые мероприятия для объектов добычи газа, а также управ­ ляющие воздействия МДЛ. МДП осуществляют управление процессами в

рамках установленных режимов добычи и подготовки газа.

Движение информации в системе управления ГДП не непрерывно.

Информация поступает в органы (службы), вырабатывающие управляющие воздействия,дискретно, через некоторые промежутки времени, в за­ висимости от вида и назначения информации, а также от характера

технологических процессов. Частота управляющих воздействий опре - деляется периодичностью оперативного планирования и динамическими характеристиками отдельных технологических установок. Е ЦДЛ посту­ пают планы (задания) по добыче газа в виде функции времени На выходе из ГДП необходимо получить текущие значения технологиче­

ских параметров добычи и подготовки

газа, обеспечивавшие минимум

интеграла,

представляющий разность

квадратов действительного

и

планового

показателя по добыче газа

 

 

о

6

Выполнение данной целевой функции - обязательное условие

эксплуатации ГДП. Однако это не противоречит возможности ГДП пе­ ревыполнять плановое задание.

Органы управления должны вырабатывать управляющие воздейст­ вия Lf'(-fc) с учетом текущих значений U ( t ) . Функционирование

ГДП можно описать некоторым оператором П, который преобразует уп­

равляющие

воздействия ( i ' ( f ) B

выходные функции

по

определенным

правилам,

зависящим от характеристик

и состояния

технологических

установок X, ( i ) , X2( t

)

.

других факторов,

зависимых

от

U*(i) . Реальные условия

налагают на

Х ^(£)

случайные возмущения

Уl i t ) (выход из строя

оборудования

и д р ,) .

 

 

 

Обозначим оператор

от

входа U' ( i )

к выходу

U ( t )

через

П0 • Параметры этого оператора зависят от характеристик техноло­

гических установок

Xi ( i ) , которые

в свою очередь являются

не­

которыми функциями

от

 

 

 

 

Следует отметить, что в реальной ситуации входами оператора

являются функции Xi(-fc)

с наложенными на них случайными возмуще­

ниями характеристик

технологических процессов, т .е . X ;( i ) + ^L(i) ■

Выходная информация

блока П0

поступает в блок Р

,

х’де

осуществляется расчет управляющих воздействий и технологических

характеристик.

Кроме

того,

в блок Р

поступают

задания

по до -

быче газа.

 

 

 

 

 

 

U ( f )

 

Выходами блока ?

язляются управляющие воздействия

и

технологические

характеристики

X ((f)

. Оператор

блока

Р

от

вхо­

да U* ( t ) к выходу

II ( t j

обозначим

через Р0

, а

от

входа

U (t) к выходу

U ( t )

- через

Р0 .

 

 

 

 

 

Рис.2 . Структурная схема системы управле­ ния газодобывающим предприятием

7

Смотрите также файлы