40 лет Хоневелл в России: от «поля» к «облакам»

1

Конференция Honeywell 16-18 сентября 2014

Усовершенствованное управление и оптимизация технологических процессов

Дмитрий Кнеллер, руководитель отдела CУУ и ОТП

Михаил Шундерюк, старший инженер отдела CУУ и ОТП

2

Темы презентации

• Усовершенствованное управление технологическими

процессами – APC (Advanced Process Control)

• Глобальная динамическая оптимизация

• Системы мониторинга базового регулирования

• Системы мониторинга и анализа сигнализаций РСУ.

3

Что такое «APC»… 1

FC TC PC PC

Контролируемые переменные (СV)

Параметры оптимизации(цены, затраты, направление и цели)

FC

Цели управления (пределы, задания)Наблюдаемые

внешние переменные (DV)

Управляющие переменные (MV)

APC

РСУ

4

Что такое «APC»… 2

• APC управляет установкой в автоматическом режиме.

Процесс «сбор данных – прогнозирование – – расчет и выдача новых уставок» повторяется на каждом временном такте:

APC-система работает в режиме «реального времени».

• APC – это своего рода «автопилот» для технологической установки… … но с намного более развитыми оптимизационными функциями, чем у автопилота и подобных ему систем.

• APC-система управляет установкой, а оператор управляет APC-системой. APC-система не заменяет собой оператора – она лишь берет на себя часть его функций.

5

… и что оно дает 1

APC-системы обеспечивают:

• Визуализацию в режиме реального времени показателей

качества продуктов посредством виртуальных анализаторов

• Автоматическое управление показателями качества

и другими важными технологическими переменными

• Стабилизацию технологического режима

• Поиск и поддержание оптимальных режимов работы

технологического объекта по технико-экономическим критериям

• Уменьшение числа нарушений режима, снижение потерь

• Повышение уровня автоматизации производства

• Повышение надежности производства.

6

… и что оно дает 2

130

140

150

160

170

180

190

200

Град.

С

Задание

СКО до внедрения APC = 8.95

СКО после внедрения APC = 2.98

Пример: Температура КК бензина

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ КАЧЕСТВА

7

… и что оно дает 3

Управление уровнем: APC vs. ПИД (модельный пример)

APC

ПИ(Д)-регулятор

8

… и что оно дает 4

Показатель

качества продукта

Граница спецификации

Запас по

качеству

Брак

Низкое качество

регулирования

Хорошее базовое

регулирование

APC

APC позволяет снять

запас по качеству

9

Наш опыт в APC

• В мире: более 1000 технологических объектов на более чем 250-и предприятиях

• В России: с 2005 по 2014 г. – 24 системы

Из них: 23 – в нефтепереработке 1 – на производстве аммиака

• Отдел систем усовершенствованного управления и оптимизации технологических процессов (СУУ и ОТП) существует c 2006 г.

В отделе работают 12 инженеров; каждый имеет опыт создания и сопровождения APC-систем.

• Мы осуществляем сопровождение созданных нами систем (некоторых – на протяжении 5-и и более лет).

10

Система глобальной динамической оптимизации (СГДО) 1

Назначение СГДО

• Координация действий APC-систем

одной или нескольких технологических установок.

• Повышение общей доходности производства благодаря

поддержанию оптимальных технологических режимов.

Задачи СГДО

• Глобальная динамическая оптимизация в замкнутом контуре

управления в режиме реального времени.

• Обработка общих технологических ограничений для группы

установок (в частности, для технологической цепочки).

11

• Многопараметрические контроллеры APC-систем могут

подключаться к СГДО последовательно и/или параллельно;

СГДО допускает возможность наращивания.

• СГДО подключается к контроллерам APC-систем –

непосредственного соединения с РСУ она не имеет.

Система глобальной динамической оптимизации (СГДО) 2

12

• В 2014 г. введена в эксплуатацию СГДО, охватывающая 2 установки: каталитического крекинга (УКК) и производства бензина кислотным алкилированием (УПБКА).

• Задачи оптимизации

Общие (решаются одновременно):

– стабилизация технологического режима УКК и УПБКА путем координированного управления уровнями и показателями качества,

– минимизация содержания С3+ в сухом газе с ограничением на содержание серы в товарном пропилене,

– максимизация конверсии на реакторе изомеризации блока «Бутамер» УПБКА;

Оптимизация материального баланса (на выбор):

максимизация выхода крекинг-бензина, пропилена или алкилата; максимизация общей маржи переработки.

Система глобальной динамической оптимизации (СГДО) 3

13

Наш опыт создания СГДО 2

Средний выход бензиновой фракции

увеличился на 0,7% на сырье.

Начальник смены управляет СГДО

с помощью простого интерфейса.

14

Системы мониторинга качества регулирования (СМАР) 1

• Системы мониторинга качества автоматического регулирования (СМАР) создаются на базе ПО Control Performance Monitor (CPM)

• Назначение СМАР:

– мониторинг и анализ состояния контуров регулирования АСУТП;

– автоматизированная настройка контуров регулирования

по оптимальным критериям;

– прогнозирование состояния контуров регулирования;

– визуализация состояния контуров (графики, таблицы, документы)

– автоматизированное документирование состояния контуров

регулирования

• В 2013 г. реализованы 2 проекта СМАР на двух НПЗ: – на комплексе кат. крекинга (5 установок, единая операторная)

– в цехе первичной переработки нефти (4 установки, единая операторная)

• C 2014 г. Honeywell распространяет продукт CPM Lite – это упрощенный CPM для одной технологической установки.

15

Системы мониторинга качества регулирования (СМАР) 2

16

Системы мониторинга и анализа сигнализаций (СМАС)

• Системы мониторинга и анализа сигнализаций РСУ (СМАС) создаются на базе ПО DynAMoTM Alarm Suite

• Основные модули СМАC и их функции:

– DynAMo Metrics & Reporting (M&R) – сбор и хранение информации, вычисление характеристик работы

системы сигнализаций завода, генерация отчетов; диспетчеризация

отчетов и ведение базы данных.

– DynAMo Documentation & Enforcement (D&E) – управление текущей конфигурацией системы сигнализаций,

внесение изменений в систему сигнализаций,

проверка и реализация настроечных параметров,

поддержание различных профилей сигнализаций,

инструментарии для оператора (анализ последовательности и пр.)

– DynAMo Alerts & Notifications (A&N) – мониторинг изменений режима, оповещение операторов и технологов

• В августе 2014 г. начат первый в РФ проект создания СМАС. Она будет охватывать 8 технологических объектов.

17

Выводы

• Отдел систем усовершенствованного управления и оптимизации технологических процессов (СУУ и ОТП) ЗАО «Хоневелл» распространяет, создает и поддерживает продукты и решения, повышающие отдачу от инвестиций в АСУТП.

• Продукты этой линейки развиваются и совершенствуются.

• Наши продукты и решения прекрасно стыкуются и взаимодействуют с другими продуктами Honeywell, такими как РСУ Experion® PKS и продукты уровня MES.

Они могут также взаимодействовать и с решениями сторонних производителей.

• Отдел СУУ и ОТП имеет 10-летний опыт создания и сопровождения оптимизационных решений для промышленной автоматизации.