Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

Факультет ЭТ

Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Введение в специальность»

Автоматизированная система управления в нефтехимии

2011

Содержание

Введение

1. Основные понятия об АСУ

2. Система автоматизации в нефтехимической промышленности

3. Проблемы и задачи при внедрении АСУ в нефтехимию

• 4. Современные продукции (АСУ нефтехимической промышленности) преуспевающих фирм
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

АСУ - это, как правило, система «человек-машина», призванная обеспечивать автоматизированный сбор и обработку информации, необходимый для оптимизации процесса управления. В отличие от автоматических систем, где человек полностью исключён из контура управления, АСУ предполагает активное участие человека в контуре управления, который обеспечивает необходимую гибкость и адаптивность АСУ.

В зависимости от роли человека в процессе управления, форм связи и функционирования звена «человек-машина», оператором и ЭВМ, между ЭВМ и средствами контроля и управления все системы можно разделить на два класса:

1. Информационные системы, обеспечивающие сбор и выдачу в удобном виде информацию о ходе технологического или производственного процесса. В результате соответствующих расчётов определяют, какие управляющие воздействия следует произвести, чтобы управляемый процесс протекал наилучшим образом. Основная роль принадлежит человеку, а машина играет вспомогательную роль, выдавая для него необходимую информацию.

2. Управляющие системы, которые обеспечивают наряду со сбором информации выдачу непосредственно команд исполнителям или исполнительным механизмам. Управляющие системы работают обычно в реальном масштабе времени, т.е. в темпе технологических или производственных операций. В управляющих системах важнейшая роль принадлежит машине, а человек контролирует и решает наиболее сложные вопросы, которые по тем или иным причинам не могут решить вычислительные средства системы.

1. Основные понятия об АСУ

Интенсивное усложнение и увеличение масштабов промышленного производства, развитие экономико-математических методов управления, внедрение ЭВМ во все сферы производственной деятельности человека, обладающих большим быстродействием, гибкостью логики, значительным объёмом памяти, послужили основой для разработки автоматизированных систем управления (АСУ), которые качественно изменили формулу управления, значительно повысили его эффективность. Достоинства компьютерной техники проявляются в наиболее яркой форме при сборе и обработке большого количества информации, реализации сложных законов управления.

Рассмотрим упрощённую структурную схему переработки данных в АСУ (рис. 1). Цифрами обозначены этапы переработки данных. Из анализа схемы видно, что этапы 1, 2, 3, 4, 8, 9 в своём составе могут содержать много операций, которые не требуют творческого участия человека и, следовательно, могут быть выполнены техническими средствами. Этапы же 5, 6, 7 требуют творческого подхода к решению поставленных задач, этап 7 вообще не может быть осуществлён без участия человека, т.к. несёт в себе элемент правовой ответственности.

Рис. 1. Упрощённая схема переработки информации в АСУ

Поэтому следует говорить не о вытеснении человека из контура управления сложными системами, а о рациональном распределении функций управления между человеком и техническими средствами, освобождающем человека от решения рутинных задач и возлагающем на него задачи, решение которых требует творчества.

Существенными признаками АСУ является наличие больших потоков информации, сложной информационной структуры, достаточно сложных алгоритмов переработки информации. Общими свойствами и отличительными особенностями АСУ как сложных систем являются следующие:

· наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, причём изменение в характере функционирования какого-либо из элементов отражается на характере функционирования другого и всей системы в целом;

· система и входящие в неё разнообразные элементы в подавляющем большинстве являются многофункциональными;

· взаимодействие элементов в системе может происходить по каналам обмена информацией, энергией, материала и др.;

· наличие у всей системы общей цели, общего назначения, определяющего единство сложности и организованности, несмотря на всё разнообразие входящих в неё элементов;

· переменность структуры (связей и состава системы), обеспечивающий многорежимный характер функционирования;

· взаимодействие элементов в системе и с внешней средой в большинстве случаев носит стохастический характер;

· автоматизация имеет высокую степень, в частности широкое применение средств автоматики и вычислительной техники для гибкого управления и механизации умственного и ручного труда человека, работающего в системе;

· управление в подавляющем большинстве систем носит иерархический характер, предусматривающий сочетание централизованного управления или контроля с автономностью её частей.

2. Система автоматизации в нефтехимической промышленности

Системы автоматизации технологических процессов (АСУ ТП) в нефтехимической промышленности реализуются с использованием различных средств автоматизации. Основу её составляет аппаратно-программный комплекс, специально разработанный для управления сложными распределенными технологическими процессами и подготовленный для индивидуального проекта.

АСУ ТП строится по трехуровневой иерархии:

нижний уровень -- уровень контрольно-измерительных приборов и исполнительных механизмов;

средний уровень -- уровень контроллеров и оборудования связи

верхний уровень -- уровень серверов и операторских станций

В связи с высокими требованиями к надежности системы управления в нефтехимической промышленности все уровни АСУ ТП резервируются. Для обеспечения бесперебойной передачи данных между подсистемами и уровнями иерархии применяются высоконадежные и помехоустойчивые каналы передачи данных. В настоящее время хорошо зарекомендовало себя для этих целей оптоволоконная кольцевая сеть Industrial Ethernet.

Обработка информации осуществляется в модуле центрального процессора контроллера, что обеспечивает высокую надежность системы управления и гарантию исполнения всех необходимых алгоритмов, который построен по модульному принципу, позволяющему производить оперативную замену вышедших из строя модулей.

Отображение информации о режимах управления установки и управление ее исполнительными механизмами осуществляется с автоматизированного рабочего места оператора (АРМ), реализованного на 2-х идентичных промышленных компьютерах в «горячем» резерве с установленным пакетом визуализации на базе операционной системы Windows XP.

Система отображения информации обеспечивает выполнение следующих функций:

1. Представление технологической информации на экранах мониторов (по запросу или автоматически) в следующих форматах по выбору оператора:

а. в виде мнемосхем с различной детализацией, на которых воспроизводится информация о текущем состоянии технологического процесса и значения технологических параметров;

б. в виде обобщенных и детализированных кадров аварийных состояний, как технологического процесса, так и технических средств АСУТП;

в. в виде специальных кадров регуляторов;

г. в виде операторских рапортов (за час, смену, сутки, месяц).

2. Автоматическую сигнализацию и регистрацию достижения параметром аварийной и предупредительной границ;

3. Управление оператором механизмами в соответствии с технологическим регламентом.

4. Система управления обеспечивает защиту от неправильных действий операторов;

5. Формирование и вывод на экран монитора протокола сообщений (событий), например, срабатывание предупредительной и аварийной сигнализаций, неисправность датчиков, сообщения о действиях оператора по квитированию, снятию с опроса, деблокированию и изменению состояния исполнительных механизмов и др;

6. Формирование и отображение на дисплее различных групп графиков изменения технологических параметров.

3. Проблемы и задачи при внедрении АСУ в нефтехимию

автоматизированный управление нефтехимический промышленность

Внедрение системы автоматизации управления, как и любое серьезное преобразование на предприятии, является сложным и зачастую болезненным процессом. Тем не менее, некоторые проблемы, возникающие при внедрении системы, достаточно хорошо изучены, формализованы и имеют эффективные методологии решения. Заблаговременное изучение этих проблем и подготовка к ним значительно облегчают процесс внедрения и повышают эффективность дальнейшего использования системы.

Внедрение новой АСУ в нефтехимию позволит:

· расширить функции автоматического и автоматизированного контроля и управления;

повысить надежность функционирования системы противоаварийной защиты;

повысить качество управления технологическим процессом;

сократить количество и время локализации аварийных ситуаций и отказов оборудования;

упростить работу операторов;

улучшить контроль за работой операторов.

Проблемы при внедрении АСУ в нефтехимию:

· временное увеличение нагрузки на сотрудников во время внедрения системы;

· сопротивление сотрудников предприятия;

· необходимость в формировании квалифицированной группы внедрения и сопровождения системы.

Первое, что необходимо сделать для того, чтобы проект внедрения автоматизированной системы управления оказался удачным - максимально формализовать все те контуры управления, которые собственно Вы планируете автоматизировать. В большинстве случаев, для осуществления этого не обойтись без привлечения профессиональных консультантов, но по опыту затраты на консультантов просто не сопоставимы с убытками от проваленного проекта автоматизации. Однако нужно не ошибиться в выборе консультантов.

Необходимость в частичной реорганизации структуры и деятельности предприятия. Прежде чем приступать к внедрению системы автоматизации на предприятии обычно необходимо произвести частичную реорганизацию его структуры и технологий ведения бизнеса. Поэтому, одним из важнейших этапов проекта внедрения, является полное и достоверное обследование предприятия во всех аспектах его деятельности. На основе заключения, полученного в результате обследования, строится вся дальнейшая схема построения корпоративной информационной системы. Несомненно, можно автоматизировать все, по принципу "как есть", однако, этого не следует делать по ряду причин. Дело в том, что в результате обследования обычно фиксируется большое количество мест возникновения необоснованных дополнительных затрат, а также противоречий в организационной структуре, устранение которых позволило бы уменьшить производственные и логистические издержки, а также существенно сократить время исполнения различных этапов основных бизнес-процессов.

Необходимость в изменении технологии работы с информацией и принципов ведения бизнеса. Эффективно построенная информационная система не может не внести изменений в существующую технологию планирования бюджетирования и контроля, а также управления бизнес-процессами.

Во-первых, одними из самых важных для руководителя особенностей корпоративной информационной системы, являются модули управленческого учета и финансового контроля. Теперь каждое функциональное подразделение может быть определено как центр финансового учета с соответствующим уровнем финансовой ответственности его руководителя. Это в свою очередь повышает ответственность каждого из таких руководителей и предоставляет в руки высших менеджеров эффективный инструментарий для чёткого контроля исполнения отдельных планов и бюджетов.

При наличии информационной системы руководитель способен получать актуальную и достоверную информацию обо всех срезах деятельности компании без временных задержек и излишних передаточных звеньев. Кроме того, информация подаётся руководителю в удобном виде «с листа» при отсутствии человеческих факторов, которые могут предвзято или субъективно трактовать информацию при передаче. Однако справедливо было бы заметить, что некоторые руководители не привыкли принимать управленческие решения по информации в чистом виде, если к ней не приложено мнение человека, который ее доставил. Такой подход в принципе имеет право на жизнь и при наличии информационной системы, однако часто он негативно отражается на объективности менеджмента.

Внедрение системы автоматизации вносит существенные изменения в управление бизнес-процессами. Каждый документ, отображающий в информационном поле течение или завершение того или иного сквозного бизнес-процесса, в интегрированной системе создается автоматически на основании первичного документа, открывшего процесс. Сотрудники, ответственные за этот бизнес-процесс, лишь контролируют и при необходимости вносят изменения в позиции построенных системой документов. Например, заказчик разместил заказ на продукцию, который должен быть исполнен к определенному числу месяца. Заказ вводится в систему, на основании его системой автоматически создается счет (на основе существующих алгоритмов ценообразования), счет пересылается заказчику, а заказ направляется в производственный модуль, где происходит разузлование заказанного вида продукции на отдельные комплектующие. На основе списка комплектующих в модуле закупок системой создаются заказы на их закупку, а производственный модуль соответствующим образом оптимизирует производственную программу, чтобы заказ был исполнен точно к сроку. Естественно, в реальной жизни возможны различные варианты неустранимых срывов поставок комплектующих, поломки оборудования и т.д., поэтому каждый этап выполнения заказа должен строго контролироваться ответственным за него кругом сотрудников, которые в случае необходимости должны создать управленческое воздействие на систему, чтобы избежать нежелательных последствий или уменьшить их.

Не стоит полагать, что работать при наличии автоматизированной системы управления станет проще. Наоборот, существенное сокращение бумажной волокиты ускоряет процесс и повышает качество обработки заказов, поднимает конкурентоспособность и рентабельность предприятия в целом, а все это требует большей собранности, компетенции и ответственности исполнителей. Возможно, что существующая производственная база не будет справляться с новым потоком заказов, и в нее тоже нужно будет вносить организационные и технологические реформы, которые впоследствии положительно скажутся на процветании предприятия.

Сопротивление сотрудников предприятия. При внедрении корпоративных информационных систем в большинстве случаев возникает активное сопротивление сотрудников на местах, которое является серьезным препятствием для консультантов и вполне способно сорвать или существенно затянуть проект внедрения. Это вызвано несколькими человеческими факторами: обыкновенным страхом перед нововведениями, консерватизмом (например, кладовщику, проработавшему 30 лет с бумажной картотекой, обычно психологически тяжело пересаживаться за компьютер), опасение потерять работу или утратить свою незаменимость, боязнь существенно увеличивающейся ответственности за свои действия. Руководители предприятия, принявшие решение автоматизировать свой бизнес, в таких случаях должны всячески содействовать ответственной группе специалистов, проводящей внедрение информационной системы, вести разъяснительную работу с кадрами, и, кроме того:

· создать у сотрудников всех уровней твёрдое ощущение неизбежности внедрения;

· наделить руководителя проекта внедрения достаточными полномочиями, поскольку сопротивление иногда (часто подсознательно или в результате неоправданных амбиций) возникает даже на уровне топ-менеджеров;

· всегда подкреплять все организационные решения по вопросам внедрения изданием соответствующих приказов и письменных распоряжений. Временное увеличение нагрузки на сотрудников при внедрении системы. На некоторых этапах проекта внедрения временно возрастает нагрузка на сотрудников предприятия. Это связано с тем, что помимо выполнения обычных рабочих обязанностей сотрудникам необходимо осваивать новые знания и технологии. Во время проведения опытной эксплуатации и при переходе к промышленной эксплуатации системы в течение некоторого времени приходится вести дела как в новой системе, так и продолжать ведение их традиционными способами (поддерживать бумажный документооборот и существовавшие ранее системы). В связи с этим, отдельные этапы проекта внедрения системы могут затягиваться под предлогом того, что у сотрудников и так хватает срочной работы по прямому назначению, а освоение системы является второстепенным и отвлекающим занятием. В таких случаях руководителю предприятия помимо ведения разъяснительной работы с уклоняющимися от освоения новых технологий сотрудниками необходимо:

· повысить уровень мотивации сотрудников к освоению системы в форме поощрений и благодарностей;

· принять организационные меры к сокращению срока параллельного ведения дел.

Формирование квалифицированной группы внедрения и сопровождения системы, руководителя группы. Внедрение большинства крупных систем автоматизации управления производится по следующей технологии: на предприятии формируется небольшая (3-6 человек) рабочая группа, которая проходит максимально полное обучение работе с системой, затем на эту группу ложится значительная часть работы по внедрению системы и дальнейшему ее сопровождению. Применение подобной технологии вызвано двумя факторами: во-первых, тем, что предприятие обычно заинтересовано в том, чтобы у него под рукой были специалисты, которые могут оперативно решать большинство рабочих вопросов при настройке и эксплуатации системы, а во-вторых, обучение своих сотрудников и их использование всегда существенно дешевле аутсорсинга. Таким образом, формирование сильной рабочей группы является залогом успешной реализации проекта внедрения.

Особенно важным вопросом является выбор руководителя такой группы и администратора системы. Руководитель, помимо знаний базовых компьютерных технологий, должен обладать глубокими знаниями в области ведения бизнеса и управления. В практике крупных западных компаний такой человек занимает должность CIO (Chief Information Officer) которая обычно является второй в иерархии руководства компании. В отечественной практике, при внедрении систем такую роль, как правило, играет начальник отдела АСУ или ему аналогичного. Основными правилами организации рабочей группы являются следующие принципы:

· специалистов рабочей группы необходимо назначать с учетом следующих требований: знание современных компьютерных технологий (и желание осваивать их в дальнейшем), коммуникабельность, ответственность, дисциплинированность;

· с особой ответственностью следует подходить к выбору и назначению администратора системы, так как ему будет доступна практически вся корпоративная информация;

· возможное увольнение специалистов из группы внедрения в процессе проекта может крайне негативно отразиться на его результатах. Поэтому членов группы следует выбирать из преданных и надежных сотрудников и выработать систему поддержки этой преданности в течение всего проекта;

· после определения сотрудников, входящих в группу внедрения, руководитель проекта должен четко расписать круг решаемых каждым из них задач, формы планов и отчетов, а также длину отчетного периода. В наилучшем случае, отчетным периодом должен быть один день.

Все вышеперечисленные задачи, возникающие в процессе построения информационной системы, и методы их решения являются наиболее распространенными и, естественно, каждое предприятие имеет свою уникальную организационную специфику, и при внедрении могут возникать различные нюансы, которые требуют дополнительного рассмотрения и поиска методов их решения. Собственно для этого и существуют профессиональные бизнес-консультанты.

Автоматизированные системы управления обладают множеством достоинств. Однако при их внедрении не стоит забывать и про недостатки. Чтобы АСУ принесли максимум плюсов и минимум минусов, необходимо:

· Перед тем, как осуществлять проект внедрения нужно максимально формализовать его цели;

· Никогда не стоит жертвовать стадией предпроектного анализа. Необходимо привлекать профессиональных консультантов для обследования предприятия и постановки задач менеджмента. Затраты непременно окупятся. Но стараться иметь дело при этом с солидными компаниями, так как, к сожалению, кроме консультантов, существуют еще и псевдо-консультанты;

· Нужно старательно подходить к выбору программного обеспечения для построения КИС, так как ошибки дорого обходятся; стараться посмотреть как можно больше систем, и посмотреть их "живьем", а не по маркетинговым материалам разработчиков. Не стоит пытаться разрабатывать систему силами своих программистов. Готовые системы разрабатываются специализированными коллективами на протяжении многих лет и имеют реальную себестоимость гораздо выше продажной цены - известный парадокс характерный для программных и интеллектуальных продуктов;

· Необходимо установить высокий приоритет процессу внедрения системы, среди остальных организационных и коммерческих процессов, наделить высокими полномочиями руководителя проекта;

· Нужно создать среди всех сотрудников предприятия атмосферу неотвратимости внедрения и стараться организационными мерами повысить темп освоения новых технологий;

Необходимо помнить, что внедрение системы как ремонт - его невозможно закончить, можно лишь прекратить. Так что внедрение, по сути, никогда не закончится, система должна все время совершенствоваться в процессе своей промышленной эксплуатациями вместе с прогрессом информационных технологий и методологий управления деятельностью вашего предприятия.

4. Современные продукции (АСУ нефтехимической промышленности) преуспевающих фирм

Современными автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУ ТП), применяемые на опасных производствах и предприятиях (таких как химическая и нефтехимическая промышленности) являются продукции таких фирм как Yokogawa, Siemens и Honeywell.

a. Honeywell

На нефтехимических заводах непрерывный контроль и упреждающее техническое обслуживание производственных объектов является критически важным для поддержания эксплуатационной готовности технологического оборудования и повышения производительности. Предлагаемая компанией Honeywell система управления эффективностью производственных объектов - это пакет программных и технических средств для мониторинга всех типов производственных объектов завода - от полевых устройств и систем управления до вращающегося оборудования и анализаторов. Этот подход к техническому обслуживанию, исходящий из режимов процесса, позволил разработать комплексное решение для идентификации проблем, сконцентрированное на процессе, в отличие от решения, исходящего только из показателей самих устройств.

Система управления эффективностью производственных объектов, разработанная компанией Honeywell для нефтехимической промышленности, является важным инструментальным средством для повышения производительности

Система управления эффективностью производственных объектов, разработанная компанией Honeywell, дает много возможностей для ее применения на нефтехимических заводах. Например, полевые операторы могут записывать данные визуальной проверки змеевиков трубчатой печи при помощи устройств MobilePKS, объединенных с технологическими данными, чтобы получить более точную картину эксплуатации печи. Мониторинг вибрации компрессора крекинг-газа установки этилена можно сочетать с анализом эксплуатационных характеристик контура управления контроллера давления на всасывании для выявления возможных проблем в работе компрессора. На заводах по производству ароматических углеводородов работу установки параксилола можно контролировать при помощи ввода информации в приложение DataScout (из системы третьих фирм), которое осуществляет контроль за поворотными клапанами и камерами адсорбента.

Все данные вводятся в AssetManager, который является одним из ключевых компонентов, входящих в единую архитектуру системы Experion™ (PKS), и задает “точку фокуса” для всех действий по управлению эффективностью производственных объектов. Оперативные данные с площадки и диагностические данные интегрируются в систему поддержки принятия решений, которая быстро определяет проблему и помогает ее разрешить, привлекая к ней внимание соответствующих специалистов.

b. Siemens

Компания «SIEMENS» давно зарекомендовала себя, как хорошая фирма по изготовлению, монтажу и пусконаладке автоматизированных систем управления и контроля технологическими процессами на нефтехимических производствах.

c. Yokogawa (Иокогава)

Компания Yokogawa - надёжный, зарекомендовавший себя производитель ротаметров, кондуктометров, манометров, а также других измерительных приборов, необходимых на производстве.

Работая в тесном контакте с заказчиком, используя совместный опыт и новейшие технологии, эта компания старается максимально удовлетворить требования производства заказчика и предложить наилучшее решение для автоматизации acy нефтехимической промышленности. Кроме этого они качественно и профессионально выполняют обслуживание автоматизированных систем управления.

Заключение

Проектирование систем управления играет важную роль в современных технологических системах. Выгоды от её совершенствования систем управления в промышленности могут быть огромны. Они включают улучшение качества изделия, уменьшение потребления энергии, минимизацию максимальных затрат, повышение уровней безопасности и сокращение загрязнения окружающей среды. Трудность здесь состоит в том, что ряд наиболее передовых идей имеет сложный математический аппарат. Возможно, математическая теория систем - одно из наиболее существенных достижений науки ХХ века, но её практическая ценность определяется выгодами, которые она может приносить. Проектирование и функционирование автоматического процесса, предназначенного для обеспечения технических характеристик, таких, например, как прибыльность, качество, безопасность и воздействие на окружающую среду, требуют тесного воздействия специалистов различных дисциплин.

Интенсивное усложнение и увеличение масштабов промышленного производства, развитие экономико-математических методов управления, внедрение ЭВМ во все сферы производственной деятельности человека, обладающих большим быстродействием, гибкостью логики, значительным объёмом памяти, послужили основой для разработки автоматизированных систем управления (АСУ), которые качественно изменили формулу управления, значительно повысили его эффективность. Достоинства компьютерной техники проявляются в наиболее яркой форме при сборе и обработке большого количества информации, реализации сложных законов управления.

Список использованной литературы

1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. «Теория систем автоматического управления. - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Профессия, 2003. - 747 с.

2. Гудвин Г.К., С.Ф. Гребе, М.Э. Сальдаго «Проектирование систем управления»; пер. с англ. - М.:БИНОМ, Лаборатория знаний,2004. - 911 с.

3. «Теория автоматического управления»: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. - 3-е изд., стер. - М.: Высш. шк.; 2000. - 268 с.: ил.

4. Анхимюк В.Л., Олейко О.Ф., Михеев Н.Н. «Теория автоматического управления». - М.: Дизайн ПРО, 2002. - 352 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru