CHEMCAD предназначен для:

· подготовки оптимальных исходных данных по единицам оборудования и трубопроводным системам для рабочего инженерно-технического проектирования при создании новых, а также реконструкции и диверсификации действующих химических и нефтехимических производств;

· исследования и оптимизации работы систем автоматического регулирования химико-технологических процессов, в том числе и в составе систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУТП);

· разработки динамических моделей действующих технологических процессов, так называемых «виртуальных производств» при создании тренажеров для операторов и инженеров химических производств.

Рисунок 4.2 - Chemstations Chemcad

4.3 Авторские программы

На рынке программ автоматизации технологических расчетов представлено большое множество продуктов. Однако каждая из программ использует определенную методику расчета, пользуется своими системами единиц, своей базой данных. Помимо этого, большинство программ имеют высокую стоимость. В проектных институтах, университетах, организациях по автоматизации часто используются программы, написанные собственноручно. Такой подход позволяет сэкономить на дорогостоящих многокомпонентных программах, заложить собственную проверенную методику расчета, использовать подобранную базу данных и предоставить конечную информацию в удобном формате.

Авторские программы и базы данных значительно упрощают и автоматизируют технологические расчеты, полученные данные характеризуются высокой степенью точности.

Программы для ЭВМ и базы данных (БД) относятся к объектам авторского права. Согласно закону РФ "О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных" программам для ЭВМ предоставляется правовая охрана как произведениям литературы, а базам данных -- как сборникам.

В соответствии с главой 70 IV части ГК РФ право на программу ЭВМ или БД возникает у автора (соавторов) в силу создания и специальной регистрации не требует.

Однако, факт доказывания своих прав на программу ЭВМ или БД целиком лежит на разработчике. В случае возникновения споров (в том числе судебных) относительно прав на программу (БД) разработчику надо подтвердить, что программа была создана им раньше, чем у оппонентов. В связи с этим важно зафиксировать факт создания программу ЭВМ (БД) конкретным лицом. Для этого рекомендуется провести регистрацию программы ЭВМ (БД) в специальном уполномоченном органе исполнительной власти - Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатенте).

Владельцу программы (базы данных) принадлежит право осуществлять и (или) разрешать осуществление следующих действий:

· выпуск в свет программы ЭВМ или БД;

· воспроизведение программы ЭВМ или БД (полное или частичное) в любой форме, любыми способами;

· распространение Программы ЭВМ или БД;

· модификацию Программы ЭВМ или БД, в том числе перевод Программы ЭВМ или БД с одного языка на другой;

· иное использование Программы ЭВМ или БД.

Не следует забывать, что в соответствии со ст. 1296 и 1297 ГК РФ, если автор разрабатывал программу для ЭВМ (базу данных) связи с выполнением трудовых обязанностей или по заданию фирмы, где он работает, исключительное право принадлежит фирме-работодателю.

В качестве примеров баз данных или компьютерных программ, разработанных по авторской методике и зарегистрированных в Роспатенте, можно привести следующие продукты:

· Программный комплекс "Анализ технологического процесса подготовки и перекачки нефти, газа и воды в нефтедобывающей компании" - Свидетельство №2005610576.

· Программный комплекс "Оперативный контроль потоков жидкости, нефти, газа и воды в инженерных сетях нефтедобывающего предприятия" - Свидетельство №2005610579.

· Программный модуль "Расчет коэффициента сжимаемости природного газа" - Свидетельство №2008612872.

· Программный комплекс "Автоматизированное рабочее место оператора системы обнаружения утечек в трубопроводах" - Свидетельство №200961143.

· Программный комплекс "Оперативный анализ баланса потребления электроэнергии и эффективности ее использования" - Свидетельство №2006612380.

· Программный комплекс " Диагностики состояния инженерной сети нефтегазодобычи" - Свидетельство №2006612626.

· Программный модуль "Мониторинг АСУ ТП" - Свидетельство № 2008611272.

· Программный комплекс "Расчет технико-коммерческих предложений по системе измерения количества и показателей качества нефти" - Свидетельство №2007613988.

· База данных системы "ИНГА - нефтегазодобыча" - Свидетельство №2007620046.

· Комплекс программ моделирования процесса трехмерной трехфазной фильтрации «LAURA» (ОАО "ВНИИнефть").

· Программный комплекс NIPAL 3.0 (Non-Isothermal Pipeline for Abnormal Liquids) - Свидетельство №2003611947.

Рассмотрим программный комплекс NIPAL подробнее.

4.3.1 NIPAL

Программный комплекс NIPAL 3.0 предназначен для мониторинга, моделирования и оптимизации режимов работы нефтепроводов любых типов, а также систем нефтепроводов. Авторами программного комплекса являются Бахтизин Р.Н. (УГНТУ), Шутов А.А., Штукатуров К.Ю. (ИПТЭР).

Комплекс программ идеально подходит для моделирования стационарного, пускового, переходных режимов работы, а также остывания трубопроводов, транспортирующих высоковязкие нефти с высокой температурой застывания, имеющих сложные реологические свойства.

Возможности программного комплекса:

· Моделирование стационарного режима работы;

· Моделирование остановки (остывания) трубопровода в динамике;

· Моделирование пускового режима (после остановки) с любым наперед заданным шагом по времени. Возможно изменение любых параметров работы трубопровода по сравнению со стационарным режимом;

· Моделирование переходных режимов работы, связанных с изменением температуры подогрева, производительности, реологических характеристик нефти и других параметров.

Универсальность программного комплекса NIPAL состоит в том, что перечисленные режимы работы можно моделировать для трубопроводов, состоящих из участков, отличающихся способом укладки труб, диаметром, производительностью и другими параметрами, подробнее см. раздел Идентификация участков трубопровода.

К значительным преимуществам программного комплекса NIPAL 3.0 можно отнести мощную базу данных (в формате MS Access), позволяющую хранить информацию о различных нефтях и трубопроводах, диспетчерские данные, статистические материалы и другую информацию. Программный комплекс имеет современный и удобный пользовательский интерфейс, позволяющий работать с программой без специальной подготовки, детальную документацию на русском языке, развитые возможности по обработке результатов, связь с приложениями MS Office (Word, Excel).

Рисунок 4.3 - NIPAL 3.0

5. ПРОГРАММЫ ДЛЯ 3D ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Программы 3D проектирования, которые используются при проектировании НПЗ, относятся к системам PDMS.

PDMS (Plant Design Management System) -- это среда проектирования для всех проектных дисциплин c централизованным хранением данных, предназначенных для трехмерного проектирования промышленных предприятий. Система включает в себя модули для проектирования оборудования, трубопроводов, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, структуры и кабельных лотков. Проектирование выполняется на основе каталога и спецификаций, стандартных изделий в трехмерной среде с помощью инструментов, которые обеспечивают отсутствие коллизий. Из модели можно автоматически получить полный набор чертежей, в том числе изометрические чертежи трубопроводов.

История PDMS начинается в 1967 г. в г. Кэмбридж, Великобритания, где была основана компания CADcentre (с 2001 г. -- AVEVA). Финансовую поддержку оказывало правительство Великобритании. Основная задача, которую ставила перед собой компания, -- разработка новых методов проектирования, основанных на современных ИТ технологиях. Специалисты CADcentre во многом определяли развитие ИТ технологий. В 70-х годах они представили на рынок систему для 3D проектирования PDMS, которая коренным образом изменила подход к проектированию и внесла существенный вклад в развитие мировой промышленности и судостроения.

В настоящее время использование систем трехмерного проектирования все чаще становится обязательным требованием российских заказчиков, поскольку это гарантирует не только более эффективное выполнение проектных работ, но и возможность получить трехмерную модель для последующей эксплуатации объекта. Подавляющее большинство российских и зарубежных компаний уже убедились, что ошибки на стройке стоят гораздо дороже, чем качественные проектные решения. Затраты на технологии управления проектными данными в разы сокращают затраты на проект в целом. Именно по этой причине список пользователей PDMS с каждым месяцем становится все больше.

5.1 AVEVA PDMS

Решение PDMS можно назвать флагманским продуктом компании AVEVA. Разработка его началась с момента основания самой компании, и сегодня это система с более чем 35-летним стажем. Множество глобальных проектов по всему миру было выполнено с использованием PDMS. В 70-х годах XX века это решение впервые было применено в реальном проектировании, спустя всего несколько лет система уже стала негласным стандартом для работы над проектами нефтегазовой и энергетической отрасли. Уникальная в своем роде объектно-ориентированная технология позволила компании AVEVA завоевать позицию лидера на мировом рынке решений для инжиниринга.

Система AVEVA PDMS стала качественно новой технологией, которая дала возможность осуществлять управление проектами стоимостью в миллиарды долларов на всех его этапах -- от детального проектирования до строительства и запуска в эксплуатацию. Эта инновационная технология обеспечивает полностью интерактивную, простую в использовании трехмерную среду для каждого проектировщика. Ядро системы -- проектные данные, а чертежи являются лишь производными от них. Для максимального удобства чертежи можно импортировать и экспортировать в PDMS из других графических решений. AVEVA PDMS также дала возможность использовать данные из предыдущих проектов, стандартизируя и упрощая тем самым весь процесс проектирования. За все время существования, то есть на протяжении более чем 35 лет, решение постоянно дорабатывалось, чтобы отвечать всем требованиям проектного бизнеса и предлагать пользователям еще более удобный функционал.

С момента выхода AVEVA PDMS версии 11.6, пришедшей на смену версии 11.5, прошло более 4 лет. За это время вышло несколько обновлений, но каждая версия всегда сочеталась с предыдущей. Этот принцип, положенный в основу деятельности компании несколько десятилетий назад, остается основным и сегодня -- принцип непрерывного развития и преемственности данных. Последним пакетом обновлений к PDMS 11.6 стал Service Pack 5.

Параллельно с модернизацией версии 11.6 велась полномасштабная разработка новой версии решения AVEVA PDMS с большим количеством нового функционала, которого так долго ждали пользователи.

Данная версия получила название AVEVA PDMS 12. Это решение сочетает в себе все достоинства технологии, которые многие компании уже успели оценить за время использования версии 11.6, и приложения с новым для PDMS функционалом.

На данный момент AVEVA PDMS включает в себя полный набор интегрированных инженерных приложений, которые позволяют работать в многопользовательской среде, получая при этом модель, свободную от коллизий. Эти приложения включают:

· проектирование трубопроводов;

· проектирование металлоконструкций;

· проектирование зданий и сооружений;

· создание опор и подвесок;

· моделирование лестниц, стремянок, зон доступа;

· проектирование оборудования;

· проектирование панелей и плит;

· проектирование кабельных трасс;

· проектирование систем отопления и вентиляции.

Базы данных проекта устанавливаются за достаточно короткое время, при этом нет необходимости иметь высококвалифицированных экспертов по их администрированию. Базы данных не имеют ограничения по размерам и сложности проекта. Это может быть как проект по реконструкции небольшой установки, так и проект завода и его вспомогательных сооружений с «нуля».

Документация генерируется непосредственно по данным из модели в форме чертежей, изометрических чертежей трубопроводов и отчетов. Создаются полностью аннотированные чертежи по необходимым участкам модели. Вся информация на чертежах автоматически изменяется, если произошло изменение в модели.

Система поставляется с набором элементов базы данных по деталям трубопроводов, металлоконструкциям, элементам зданий, отопления и вентиляции. Каталоги базы данных создаются, модифицируются и расширяются с использованием удобного графического интерфейса. В системе осуществляется детальная проверка целостности данных модели, а также контроль и управление столкновениями (коллизиями). Возможность управлять сессиями проекта позволяет в любой момент времени вернуться на нужный этап проекта.

На настоящий момент система AVEVA PDMS активно используется в ГУП ИНХП республики Башкортостан.

Рисунок 5.1 - AVEVO PDMS

5.2 Bentley AutoPLANT

AutoPLANT -- это система автоматизированного проектирования нового поколения, предназначенная для решения задач комплексной автоматизации выполнения проектных работ и управления дальнейшей эксплуатацией объектов гражданского и промышленного назначения, технологических установок и технологических производств.

Система AutoPLANT получила широкое распространение в качестве САПР для проектирования объектов: нефтегазовой отрасли (в том числе морских платформ), химической промышленности, топливно-энергетического комплекса, металлургической промышленности, горной и горнодобывающей промышленности, целлюлозно-бумажной промышлен-ности, фармацевтической промышленности, деревообрабатывающей промышленности, пищевой промышленности, судостроения, коммунального хозяйства, оборонной промышленности, экологических и утилизационных производств

Более 70 тыс. лицензий AutoPLANT успешно эксплуатируется пользователями во всем мире. В Канаде AutoPLANT принята в качестве государственного стандарта проектирования промышленных предприятий. PEMEX, SHELL, BP, ABB, HALLIBURTON, SUNCOR, PETRO-CANADA, SNC LAVALIN, BATEMAN, ALCAN, HATCH, AMOCO, FLUOR DANIEL, AALBORG, APC, KOPEC, MONSANTO ENVIROCHEM, DHV, BROWN and CALDWELL, BIOGEN, ASTRA ZENECA, GENENTECH, PFIZER, KVAERNER, JACOBS ENGINEERING, ESSO-EXXON MOBIL, BASF, PHILLIPS, BECHTEL и многие другие гиганты мировой индустрии тоже используют AutoPLANT в своей работе. В России и СНГ AutoPLANT является стандартом в области проектирования промышленных предприятий. Эту систему используют предприятия российских корпораций «Газпром», Лукойл, ЮКОС, ТНК, РОСНЕФТЬ, СЛАВНЕФТЬ, СИДАНКО, ТРАНСНЕФТЬ, ОМЗ, «Норильский никель» и др., а также представительства известных иностранных фирм, работающих на территории России и СНГ. Только за 9 месяцев 2003 года 16 российских предприятий (здесь не учитывались покупки ПО существующими клиентами) стали пользователями AutoPLANT. В сумме за этот период 2003 года в России было продано 98 лицензий программного обеспечения Bentley AutoPLANT.

В состав комплекса AutoPLANT входят современные высокопроизводительные программные средства для 3D-моделирования конструкции объекта, для моделирования процессов напряженного состояния и течения носителей по системам трубопроводов, для разработки и выпуска схем, чертежей, отчетной и нормативной документации в соответствии с российскими нормами проектирования. AutoPLANT имеет в своем составе модули, позволяющие работать с информацией об объекте после реализации проекта в течение всего его жизненного цикла. Подобного решения не существует ни у одного из конкурентов.

Программные средства с элементами искусственного интеллекта, входящие в состав AutoPLANT, постоянно следят за работой специалиста, берут на себя часть рутинной работы и подсказывают, что нужно делать в случае возникающих затруднений как в плане использования программ, так и в плане работы над проектом.

AutoPLANT -- это удобный в использовании профессионально ориентированный программный инструментарий, который значительно облегчит работу опытным инженерам-проектировщикам. Для молодых специалистов AutoPLANT может выступать в качестве электронного консультанта и источника знаний в той области, в которой работает начинающий инженер, что позволяет решить кадровую проблему.

В AutoPLANT реально реализована современная концепция одновременной коллективной работы над проектом всех участников проектной группы, субподрядчиков и заказчиков в единой виртуальной проектной среде. Использование этого решения позволяет значительно сократить время на согласование различных изменений в проекте и почти полностью исключить ошибки, связанные с рассогласованием деятельности проектировщиков, работающих в разных отделах. Об этом говорят все, но на деле показать никто не может. Приезжайте в наш офис -- мы сможем реально продемонстрировать вам, как это работает. Мы используем эти возможности при работе над пилотными проектами. Проект создается быстро и практически без ошибок. Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Программные средства комплекса AutoPLANT являются внутренними приложениями и используют возможности графической платформы AutoCAD фирмы Autodesk, Inc. В состав AutoPLANT входит большой набор сервисных подпрограмм и библиотек с элементами трубопроводов, оборудования и несущих конструкций. Все библиотеки открыты для пополнения пользователем. Среда разработки приложений AutoPLANT поддерживает языки программирования MS С++ и Visual Basic. AutoPLANT работает с базами данных Access, Oracle и SQL Server, с форматами файлов Microsoft Office. Благодаря открытой архитектуре, AutoPLANT легко интегрируется с другими программными продуктами, работающими с платформами AutoCAD, Inventor, MicroStation, VISIO, PDS и пр., которые могут использоваться в составе решения по комплексной автоматизации проектной деятельности.

Формирующаяся концепция дальнейшего развития программного комплекса определяет четыре группы программных модулей, из которых состоит AutoPLANT. Это линейки программ Functional Design (функциональное проектирование), Physical Design (3D-моделирование), Engineering Analysis (инженерный анализ) и Plant Information Management (управление информацией о промышленном объекте).

Система AutoPLANT обладает множеством плюсов, среди них - удобная система лицензии и обновления, простота освоения, открытая архитектура и т.д.

Рисунок 5.2 - Bentley AutoPLANT

6. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Автоматизированная система управления или АСУ -- комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчеркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации.

На нефтеперерабатывающем заводе автоматизированная система может управлять технологическим процессом (АСУТП), цехом (АСУЦ), самим предприятием (АСУП) и т.д.

Автоматизация производства - очень обширная и сложная тема. При проектировании нефтеперерабатывающего завода автоматизацией занимаются специальные компании. В качестве примера можно привести компанию «Иокогава Электрик СНГ». Она предоставляет инжиниринговые услуги, услуги по комплексной автоматизации, сервисному обслуживанию и обучению персонала. Компания сотрудничает с уфимскими НПЗ, большинство установок на них автоматизированы с помощью системы Yokogawa.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Рудин М. Г., Смирнов Г. Ф. Проектирование нефте-перерабатывающих и нефтехимических заводов. -Л.: Химия, 1984. - 256 с.

2. Интернет ресурс http://ru.wikipedia.org/

3. Интернет ресурс http://kompas.ru/

4. Журнал «САПР и графика» http://www.sapr.ru

5. Бахтизин Р.Н., Шутов А.А., Штукатуров К.Ю. «МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ NIPAL 3.0 (Non Isothermal Pipeline for Abnormal Liquids)», журнал «Нефтегазовое дело», выпуск 1/2004.

Страницы: 1, 2, 3, 4