Новое поколение передовых методов технологического контроля обеспечивает ощутимые преимущества для бизнеса

Автор: Норберт Мейерхофер, Директор по поддержке бизнеса, AspenTech

За прошедшие тридцать лет в нефтегазовой и нефтехимической отраслях произошли значительные преобразования. Не менее значительные изменения происходят сейчас и в современных методах технологического контроля (СМТК). Эти методы уже доказали свою способность обеспечивать повышение эффективности производства, и в настоящее время являются частью технологической стратегии лидирующих отраслевых компаний.

Для нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей программный комплекс СМТК уже стал интеллектуальной технологией, обеспечивающей устойчивые ощутимые преимущества, и позволяет компаниям управлять производственными процессами на своих объектах в более автономном режиме, с большей экономической эффективностью, надежностью и в полном соответствии с требованиями природоохранного законодательства. Технология СМТК традиционно использовала высокоточное моделирование, обеспечивающее максимальные преимущества. С течением времени на предприятии происходят изменения, связанные с износом оборудования, сменой технологических процессов, появлением новых источников исходного сырья и массой других факторов, что вызывает необходимость корректирования моделей для того, чтобы они отражали фактические условия работы предприятия. Невыполнение такой корректировки моделей приведет к снижению экономических преимуществ.

Мы все стремимся к совершенству, но правда заключается в том, что не бывает совершенных моделей. Сегодня существует передовое инновационное ПО нового поколения для СМТК, позволяющее инженерам-технологам в непрерывном режиме обеспечивать максимальную эффективность производства и его рентабельность за счет того, что управляющие модели всегда отражают текущее состояние предприятия, а риск неадекватности модели почти полностью исключен. Теперь новое поколение СМТК может надежно управлять работой вашего предприятия и, что также немаловажно, обеспечивает компаниям более высокую рентабельность, и облегчает работу инженеров-технологов, операторов и диспетчеров. Эта инновационная технология доступна в новейшем программном комплексе Aspen DMC3 от компании AspenTech. Aspen DMC3 представляет собой надежную технологию управления, включающую функцию адаптивного управления технологическими процессами.

Новейшее поколение СМТК

Технология СМТК была разработана для устранения недостатков автоматического регулирования, таких, как контуры обратной связи с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) регулятором. Будучи технологией управления, основанной исключительно на обратной связи, ПИД-регулирование не имело возможности использования прогнозного моделирования, каковым является новая программа, разработанная для СМТК. В то же время, управление на основе прогнозного моделирования зависит от качества создаваемых моделей, недостатки которых происходят к отклонению от наиболее оптимальных рабочих режимов для обеспечения буферности по отношению к различным нарушениям в работе и прочим событиям, которые никак не могли быть учтены при создании модели.

В этом случае нам приходится решать две задачи. Первая заключается в необходимости выработки простого способа актуализации моделей СМТК в соответствии с изменяющимися условиями работы предприятия. Второй задачей является перенастройка программы оптимизации таким образом, чтобы она надежно выполняла свои функции при возникновении на предприятии непредусмотренных событий. Предыдущие попытки решить вторую задачу использовали алгоритмы оптимизации, в которых преобразованные переменные исключались из решения для того, чтобы защитить состояние матрицы управления. Это создавало непредсказуемое поведение при увеличении размеров управляющего устройства и невозможности его настройки. Для решения другой задачи - актуализации моделей в соответствии с изменениями на предприятии - применялись инструменты, поддерживавшие традиционную проектную методологию нерегулярной модернизации управляющих устройств - обычно при капительных ремонтах технологических установок. Использование такой методологии привело к значительным потерям потенциальных преимуществ и чрезмерным затратам рабочего времени инженеров АСУ.

Между тем, основные усовершенствования в технологии СМТК дали пользователям возможность формировать поведение управляющего устройства, чтобы получать преимущества при любых условиях. Технология Адаптивного управления технологическими процессами обеспечивает непрерывный доступ к рабочим параметрам системы и позволяет вмешиваться при необходимости для корректирования модели в соответствии с изменением производственных условий. Возможность регулирования диапазона вмешательства оптимизирующей программы позволяет обеспечить эксплуатационную надежность интерактивных систем в условиях непредвиденных изменений.

В свете этих инноваций, новый программный комплекс Aspen DMC3 позволяет инженерам АСУ успешно решать затянувшиеся проблемы. Надежное управление в DMC3 включает в себя возможность масштабирования уровня оптимизации, от простой оптимизации управления до обеспечения высокого уровня надежности и компенсации широкого диапазона ошибок в модели. Технология Aspen DMC3, созданная компанией AspenTech, является независимой от используемой системы распределенного управления (DCS), что является важным в условиях применяемых сегодня смешанных систем DCS. C помощью Aspen DMC3 инженеры АСУ могут теперь более гибко использовать имеющуюся у них информацию о технологических процессах, поскольку идентификация сформированной модели с ограничениями позволяет инженерам создавать более эффективные модели, закладывая информацию о параметрах технологического процесса, которая будет доступна в будущем для корректировки моделей при их актуализации. Сочетание этих возможностей позволяет инженеру-технологу и оператору корректировать поведение управляющего устройства в зависимости от текущих условий работы.

Надежность обеспечивает большие преимущества

Благодаря внедрению инновационных программных инструментов нефтепереработчики и нефтехимики получили возможность использовать интеллектуальную базу данных о технологических процессах для повышения надежности модели и снижения вероятности ошибочных решений. Как показывают отчеты, даже в сложных и динамично меняющихся условиях СМТК позволит увеличить объем выпускаемой продукции, минимизировать энергопотребление, повысить производительность и качество продукции и стабильность ее характеристик, уменьшить неоплачиваемый по качеству запас продукции, быстрее вносить необходимые коррективы в производственный процесс в ответ на меняющиеся условия, повысить безопасность технологических процессов и снизить объемы вредных выбросов. Преимущества от внедрения новых СМТК способны увеличить операционную прибыль на 2% - 6%. Также, технология способствует уменьшению изменчивости производственных условий, обеспечивая работу НПЗ в режиме оптимальной производительности. Инновационное ПО для автоматического управления производственными процессами позволяет добиться максимально возможной производительности НПЗ, довести до максимума объемы производства наиболее качественных продуктов, имеющих самую высокую цену, и обеспечить минимально возможный уровень энергозатрат.

Стремясь добиться совершенства наших моделей, мы начинаем понимать, что совершенных моделей не бывает. Устойчивое управление обеспечивает снижение рисков, связанных с плохой настройкой и отладкой модели, а также другими ее недостатками. Ставшие уже традиционными проблемы с техобслуживанием теперь могут быть легко устранены благодаря инновационной технологии, автоматизирующей разработку программы техобслуживания и актуализирующую модели работы управляющего устройства в соответствии с текущими заводскими условиями. Все это становится возможным благодаря применению ПО с удобным пользовательским интерфейсом, умножающего возможности инженеров АСУ, операторов и технологов.

Инновации и экономические показатели тесно взаимосвязаны. С одной стороны, АУТП от AspenTech обеспечивает возможность выбора оптимального соотношения экономических параметров для ступенчатой отработки и формирования модели. С другой стороны, функция устойчивости в Aspen DMC3 позволяет настраивать работу управляющего устройства в режиме оптимизации управления. Регулируя уровень устойчивости, инженер-технолог может установить степень активности контроллера для снижения риска недостаточного приведения модели к заданным условиям. Двоичный выбор заменяется аналоговым выбором, обеспечивая тщательное регулирование соотношения между технологическими и экономическими факторами, задействованными в АУТП. Функциональность Aspen DMC3 предоставляет пользователям возможность формировать экономическую составляющую решений СМТК для достижения поставленных бизнес-целей. Пользователи теперь могут изменять поведение управляющего устройства в соответствии с потребностями, возникающими на том или ином этапе работы предприятия.