PI System как единая информационная платформа нефтеперерабатывающего завода

Нефтеперерабатывающие заводы являются высокотехнологичными предприятиями, где широкое применение находят самые современные ИТ-решения, позволяющие оптимизировать производственные и бизнес-процессы и повышать экономическую эффективность. Так, внедрение PI System компании OSIsoft позволило создать высокопроизводительную систему управления данными на Сызранском НПЗ.

АО "Сызранский НПЗ" входит в состав Самарской группы нефтеперерабатывающих заводов. Предприятие выпустило первую продукцию 22 июля 1942 года. Сегодня АО "СНПЗ" - современное предприятие, выпускающее широкую линейку нефтепродуктов, включая моторное топливо ЕВРО-5. На предприятии реализуется программа модернизации, совершенствуется ИТ-инфраструктура.

Дорога перемен

Одним из наиболее значимых для работы Сызранского НПЗ ИТ-проектов стало внедрение в 2002 году информационной инфраструктуры PI System компании OSIsoft. Менеджмент предприятия принял своевременное решение об оптимизации и автоматизации процесса сбора, обработки и хранения информации, поступающей из разных источников. До начала использования PI System сотрудники НПЗ были вынуждены обмениваться данными автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП), показателями качества и другой критически важной информацией по телефону, запрашивать данные из лаборатории, обращаться к архивам, журналам отчетности разных отделов и смежным информационным системам. Такая организация процесса была низкоэффективной: на формирование отчетности затрачивалось длительное время, происходило намеренное или случайное искажение данных. Платформа компании OSIsoft позволила создать на предприятии единый источник информации, куда данные поступают непосредственно из АСУ ТП, лаборатории, отделов и всех информационных систем.

Внедрение PI System проходило в несколько этапов. Исходная лицензия, приобретенная в 2002 году, предусматривала использование PI Server на 4000 точек (сигналов) для мониторинга технологических параметров пяти установок - атмосферной и вакуумной трубчатки для первичной переработки сырья (АВТ-6); товарно-сырьевого производства (ТСП), битумной установки; установки компрессии, абсорбции, стабилизации (КАС); установки каталитического риформинга (Л-35-5). В результате инсталляции платформы по каждому объекту стало возможным формировать два отчета - материальный баланс и режимный лист.

Затем, в связи с активным развитием предприятия, в 2010 году было принято решение о расширении PI System до 20 тысяч точек. В 2011 году был разработан и внедрен портал, позволяющий сотрудникам Сызранского НПЗ работать с информационной платформой через web-интерфейс. В 2015 году объем PI Server был увеличен до 50 тысяч точек. В 2016 году НПЗ приобрел лицензию на сервер PI Data Archive Test, который позволяет тестировать различные настройки системы, после чего их можно переносить на промышленный сервер, что существенно снижает риски сбоев. За 2016-2017 годы количество отчетов, формируемых в PI System, удвоилось.

По состоянию на 2017 год PI System является полноценной системой диспетчеризации. Ежедневно платформой пользуется около 100 сотрудников, она охватывает работу восьми технологических цехов, 41 технологической установки, а также позволяет генерировать 410 мнемосхем и составлять более 200 различных отчетов. Решение интегрировано с различными системами - лабораторно-информационными (ЛИМС), коммерческого и технического учета электроэнергии, формирования товарно-сопроводительной документации и др.

Возможности платформы этим не ограничены и позволяют реализовывать дополнительные проекты. Так, на базе PI System на предприятии были созданы две новые системы - учета движения и расчета масс нефти и нефтепродуктов. Развитие возможностей и функционала платформы продолжается: активные пользователи, которые хотят иметь возможность получать и обрабатывать данные в цифровом виде, выступают инициаторами по дальнейшему расширению возможностей применения PI System.

Архитектурное решение

Платформа состоит из трех серверов - PI Server (Windows Server 2008 SP2 x 64), тестового PI Data Archive Test, PI ACE для расчетов.

За обслуживание диспетчеров (первой линией поддержки), поддержку пользователей, серверов отвечает компания "Сибинтек", которая оказывает услуги непосредственно на предприятии.

Все серверы работают под управлением виртуальных машин на базе программного обеспечения VmWare vSphere и собственного ЦОДа НПЗ. Это обеспечивает высокую масштабируемость и производительность информационных систем, а также позволяет ИТ-специалистам проводить ежемесячное полное резервное копирование серверов и ежедневное инкрементальное резервное копирование базы данных PI System.

В целях обеспечения безопасности серверы выделены в отдельную технологическую подсеть. А взаимодействие через межсетевые экраны происходит по согласованию со службой информационно-технической безопасности предприятия. В середине мая 2017 года на НПЗ были проведены работы по обновлению операционных систем, которые блокируют различные вирусы, включая нашумевший WannaCry.

PI System позволяет собирать данные со всех АСУ ТП завода, таких производителей, как ABB, Allen Bradley, Emerson, Schneider Electric, Siemens, Trace Mode, Yokogawa и др. Передача данных реализована по интерфейсам OPC и DDE.

Помимо этого для пяти неавтоматизированных установок НПЗ (из 41) реализована возможность ручного ввода показателей при помощи ПО I-MLS. Ежедневно с интервалом в один час операторы вручную вводят данные, которые затем в автоматическом режиме архивируются. PI System позволяет выделить все аналоговые значения и частично дискретные (в основном состояния насосов и агрегатов). Функция буферизации позволяет восстанавливать данные даже в случае потери связи между PI Server и технологическими установками.

Портал на любой случай

Пользователи PI System получают доступ к информации о работе различных служб и направлений предприятия через web-портал. В частности, на нем представлены данные о технологических цехах и мнемосхемы установок, необходимые для работы всех производственных подразделений НПЗ, которые также имеют доступ к каталогу трендов. Для более быстрой работы все критичные и важные параметры установок сгруппированы в предустановленные наборы, и сотруднику НПЗ достаточно одного взгляда на монитор, чтобы понять, как идет тот или иной процесс.

Для работы механиков актуальны данные вибродиагностики установок, позволяющие получить детальную информацию по любому из задействованных в производстве агрегатов, что способствует быстрому и своевременному обнаружению и устранению неисправностей в работе оборудования.

Кроме того, портал позволяет осуществлять контроль загазованности, что критически важно для работы нефтеперерабатывающего предприятия. Данные по этому показателю, так же как и по всем остальным, архивируются системой.

С PI System интегрирована и метеостанция предприятия. Получая метеоданные, в первую очередь о скорости и направлении ветра, операторы в реальном времени корректируют режимы работы установок. А информация об осадках и температуре используется диспетчером автотранспорта для информирования водителей.

Не менее важным для бесперебойной работы предприятия является стабильная работа АСУ ТП, для чего реализована возможность отслеживать данные о состоянии работы источников бесперебойного питания на установках, осуществлять контроль температуры в аппаратных. Помимо этого PI System позволяет  визуализировать состояние всех систем блокировок на предприятии, что является необходимым в работе сотрудников отдела промышленной безопасности.

Отдельно стоит отметить удобство работы с лабораторно-информационной системой, интегрированной с PI System. При помощи каталога трендов и данных о технологическом процессе в реальном времени пользователь может формировать отчет, не запуская ЛИМС и не расходуя лицензию на данное программное решение. Кроме того, PI System обрабатывает показатели плотности и углеводородного состава продукции, что важно для расчета материального баланса НПЗ.

Нефть по расчету

На базе сервера PI ACE на предприятии создана система расчета масс нефти и нефтепродуктов, потоки которых учитываются по методикам, разработанным и утвержденным головной компанией НПЗ - "Роснефтью".

PI System позволяет собирать данные о текущих объемных расходах сырья и переводить их в массы нефтепродуктов. Раньше часть расчетов происходила в АСУ ТП, а некоторые данные вводились операторами вручную, в результате чего возникали проблемы с некорректным вводом, что отражалось на результатах вычислений.

Также в июле 2017 года введена в промышленную эксплуатацию система учета движения, которая позволяет специалистам завода получать информацию о перемещениях нефти и нефтепродуктов с установок как в резервуарных парках, так и между ними. При помощи PI System формируются отчеты, дающие возможность контролировать тип нефтепродукта в резервуаре, уровень содержания нефтепродуктов и режим пополнения резервуаров, а также время между перекачками в разные резервуары. Полученная с помощью системы учета движения информация необходима для учета масс нефти и нефтепродуктов и корректного ведения материального баланса всего предприятия.

Данные об отгрузках нефти и нефтепродуктов, необходимые для сведения баланса, также попадают в PI System из корпоративной системы товарно-сопроводительной документации, кроме того, на предприятии настроена интеграция с базой данных, SQL-сервером терминала сбора данных. В самой ближайшей перспективе в PI System будет аккумулироваться информация обо всех отгрузках железнодорожным, автомобильным, а также водным транспортом, которая также нужна для сведения материального баланса.

2017 год объявлен в Сызранском НПЗ "годом топлива и потерь" и тут не обошлось без возможностей PI System. Для каждой установки завода были разработаны специальные формы, позволяющие операторам в реальном времени оценивать масштабы экономии или перерасхода топлива в денежном эквиваленте по каждой бригаде. В конце каждого месяца подводятся итоги работы всех сотрудников, что не могло не сказаться на общей производительности труда.

НПЗ на ладони

Незаменимой PI System оказалась и при прохождении предприятием аудиторских проверок. Платформа позволяет в любой момент времени предоставить данные, полученные из единого источника, что гарантирует их прозрачность. Помимо этого система в ежедневном режиме формирует отчеты, которые хранятся на сервере, и в момент аудита также могут быть предъявлены для проверки. Срок хранения архива отчетов составляет три года, но и более ранние данные доступны в случае необходимости, за счет регулярного резервирования.

Формирование отчетов ведется также для внутренних нужд предприятия. Так, генеральный директор ежедневно получает сводку с данными о массах сырья, лабораторных анализах, перемещении нефтепродуктов и т.п. При этом параметры, выходящие за пределы установленных норм, особенно выделяются, что обращает на себя внимание руководителя.

Сотрудники предприятия также получают отчет о деятельности НПЗ, который формируется диспетчером и каждое утро отправляется в центральное управление.

Новые вершины

Итогом 15 лет применения PI System компании OSIsoft на Сызранском НПЗ стало снижение потерь на производстве, экономия топлива, повышение безопасности производства (за счет контроля состояния ключей блокировок и постоянного мониторинга), сокращение трудозатрат на подготовку отчетности, формирование единой системы учета и контроля производственных данных, позволяющей оперативно их анализировать и обрабатывать.

Оценив по достоинству преимущества платформы, специалисты завода продолжают реализовывать новые проекты. В стадии создания находится автоматизированная система расчета материального баланса, внедрение которой запланировано на этот год. Помимо этого планируется наладить корпоративный доступ центрального аппарата управления компании к информационной инфраструктуре PI System для оперативного мониторинга деятельности предприятия.

На 2018 год запланировано приобретение компонента High Availability для повышения надежности PI System и обновление портала. Также в ответ на запрос руководства прорабатывается возможность доступа пользователей к платформе с мобильных устройств.