главная продукция написать письмо контакты

Опыт использования ГИС AutoCAD Map 2000 в условиях нефтеперерабатывающего завода ООО «Киришинефтеоргсинтез»

Вступление

Любое современное, а особенно крупное, промышленное предприятие обладает разветвлённой структурой производственных сетей и коммуникаций различного назначения, которые подведомственны различным подразделениям завода: отделу технического надзора, цеху связи, цеху электроснабжения, цеху контрольно-измерительной аппаратуры (КИП), цеху водоснабжения и канализации (ВиК).

Практически каждый кабель, каждая труба имеют сопутствующую информацию в виде паспортов качества, актов технического состояния и прочее. Эта информация необходима для нормального функционирования сетей, оперативного устранения аварийных ситуаций, для проведения заявочной кампании по комплектации оборудования, для планово-предупредительных ремонтов.

На "ПО "Киришинефтеоргсинтез" работы по автоматизации деятельности, связанной с эксплуатацией производственных сетей были начаты с цеха водоснабжения и канализации (ВиК) и теперь охватывают все службы предприятия.

В результате выполнения работ по санации возникла идея систематизации информации по отремонтированным сетям в связи с чем, были поставлены и решаются следующие задачи:

  • провести комплексную инвентаризацию по сетям, используя результаты санации, архивы, исполнительные чертежи, знания сотрудников;
  • подготовить АРМ диспетчера, включающий в себя простые и наглядные принципиальные схемы водопроводов и канализаций, с возможностью быстро определить отключаемый участок и получить отчёт о потребителях, оставшихся без воды. Этот отчет в свою очередь должен служить заданием для ремонтной бригады по переключениям конкретных задвижек и памяткой - для диспетчера по оповещению ответственных лиц.

В задачу диспетчеризации входит:

  • отслеживание и поддержание параметров поставляемой на установки и к потребителям воды различного качества, параметров воды, возвращаемой в коллектор. Это не только физические, но и химические показатели. Здесь работа диспетчера взаимосвязана с работой санитарной лаборатории, отделом охраны окружающей среды;
  • выполнение переключений задвижек и насосов, дистанционно и вручную;
  • прием "тревожных" звонков от различных потребителей и первичная обработка поступающей информации;
  • определение масштаба отключаемых участков водопроводной сети.

Поставленная задача достаточно сложная и требует от разработчиков, как хорошего знания программных средств, так и умения легко ориентироваться в работе автоматизируемого подразделения. А последний пункт предполагает еще и хорошее знание принципиальных схем водопроводов.

В ведении и подчинении диспетчера находится система водопроводных и канализационных коммуникаций и сооружений. Основных водопроводов шесть, имеются напорные и самотечные канализации. Кроме того, имеются пять водоблоков и очистные сооружения, обеспечивающие замкнутый цикл водоснабжения и безотходную переработку нефти. Непросто управлять таким хозяйством. Велика цена ошибки диспетчера, если без воды останутся, например, работающие в непрерывном режиме установки по переработки нефти.

Выбор рабочего инструмента

В начале работы перед каждым разработчиком ГИС встаёт задача выбора рабочего инструмента. При достаточно большом выборе на рынке таких средств, сделать сравнение можно только, имея соответствующий опыт. В сферу нашего внимания попали продукты AutoCAD Map 2000 фирмы Autodesk и CADdy, производства фирмы ZIEGLER-Informatics.

Первоначально выбор был сделан в пользу CADdy. Эта ГИС подкупила своими возможностями создания пользовательского интерфейса, не требующими навыков и знаний программирования и возможностями работы с базами данных (разработка структур, отношений, связей с графическими примитивами и т.д.). Однако, проработав определённое время в среде CADdy, мы пришли к следующим выводам. Хотя этот программный продукт изначально проектировался для операционной системы MS-DOS, затем он был переработан под Windows, но на наш взгляд, интерфейс CADdy не является интуитивно понятным и как следствие - возникают сложности в обучении и работе с ним. Кроме того, CADdy поддерживает только свой собственный язык (похожий на урезанную версию ANSY C), в то время как в AutoCAD Map 2000 реализована полномасштабная поддержка ActiveX Automation, которая не только обеспечивает тесную интеграцию AutoCAD Map 2000 с другими Windows-программами, но и позволяет адаптировать его с использованием привычных средств — например, Visual Basic for Application.

Эти ограничения пакета CADdy в нашем случае явились решающими при выборе рабочего инструмента. Справедливости ради следует отметить, что наше знакомство с CADdy было ограничено лишь двумя модулями (базовым пакетом и графической информационной системой). Кроме них существует ещё много прикладных модулей, каждый из которых, вероятно, имеет свои достоинства.

Параллельно мы исследовали возможности AutoCAD Map 2000. Хорошо известно, что этот продукт (полноценной основой которого является AutoCAD 2000) подкупает добротностью своего исполнения. Фирма Autodesk позаботилась и о качественном и понятном HELP-е и о надёжной устойчивой работе. Доступный и интуитивно понятный интерфейс, хорошая совместимость с другими Windows приложениями и технологиями, обилие всевозможной литературы делают AutoCAD Map 2000 удобным и комфортным инструментом создания собственных ГИС проектов.

Кроме того, AutoCAD имеет:

  • Огромное количество обученных пользователей;
  • Близкий к идеалу набор графических средств;
  • Удобные инструменты редактирования и управления изображением;
  • Мощная система разработки приложений, позволяющая создавать прикладные программы на Visual Lisp, C++, Visual Basic, Delphi, использовать механизмы ActiveX;
  • Расширения для работы с базами данных промышленных форматов;
  • Огромное количество прикладных программ и библиотек;
  • Расширения для работы с Internet, специальные форматы для публикации графики в Сети и для просмотра с помощью браузеров.

Мы рассматриваем AutoCAD Map 2000 не как конечный продукт, а как средство разработки, для решения специальных задач.

Несколько слов о топологиях, работа с которыми поддерживается пакетом AutoCAD Map 2000. Топологические отношения позволяют смоделировать очень большой спектр различных взаимодействий между производственными объектами. AutoCAD Map 2000 предоставляет разнообразные способы и механизмы создания и управления полигональными, сетевыми и точечными топологиями. Кроме того, имеется возможность управления топологией из внешнего расчётного модуля. С помощью этого, чрезвычайно гибкого механизма, можно создавать модели самого различного назначения.

Мы приняли AutoCAD Map 2000 за основной инструмент наших разработок.

АРМ диспетчера цеха водоснабжения и канализации

Графической основой для системы диспетчеризации стал план местности Киришского нефтеперерабатывающего завода с расположенными на нём дорогами, строениями различного назначения, промышленными установками, резервуарами. Кроме того, на план были нанесены, указанные ранее, шесть видов водопроводных сетей, обслуживаемых цехом водоснабжения и канализации. Они стали основой для создания сетевых топологий средствами AutoCAD Map 2000. В качестве семантической информации использовались данные о пользователях водопроводных сетей, которые были привязаны к зданиям и установкам.

Данная автоматизированная система представляет собой топологическую модель водопроводных сетей, узлами которой являются запорные элементы (задвижки). Задвижки могут находиться в трёх состояниях: открыта, закрыта, неисправна (открыта всегда). Диспетчер имеет возможность моделировать различные ситуации, закрывая и открывая задвижки, и наблюдать реальное распространение воды по трубопроводу, отмечая обезвоженные участки. Система позволяет визуализировать работу сети и проконтролировать правильность принимаемых решений. После принятия диспетчером окончательного решения, система может подготовить печатный отчёт о пользователях, оставшихся без воды в результате отключения, и распечатать план аварийного участка.

Кроме того, при работе с автоматизированной системой диспетчер может получить различные сведения. Такие как:

  1. Виды водопроводных сетей проходящих в месте аварии;
  2. Положение задвижек на последний момент времени;
  3. Кто и когда проводил последнее закрытие, открытие.

При разработке системы в качестве рабочего инструмента использовались языки программирования AutoLISP, VBA, Delphi и средства самого AutoCAD Map 2000. Для получения сведений о пользователях, оставшихся без воды, были применены ряд топологических преобразований, описанных при помощи топологических функций в макросах AutoLISP-а. Нужно сказать, что кроме стандартных инструментов для работы с топологиями, AutoCAD Map 2000 предоставляет набор функций, управляющих топологиями на уровне примитивов. Это позволило создать ряд специфических преобразований для системы диспетчеризации. Для оформления выходного отчёта использовалась среда Delphi, а для расширения пользовательского интерфейса — VBA. Хочется отметить лёгкость и естественность существования разных сред программирования в среде AutoCAD Map 2000. Это позволяет использовать в каждой конкретной ситуации наиболее удобный инструмент.

Возможности системы

Кроме аварийных отключений, когда нужно быстро принять решение и выдать его ремонтной бригаде, оперативно сообщить потребителям об отключениях, система используется для моделирования ситуаций по плановому отключению воды. Система подскажет ту задвижку, которую необходимо закрыть, выделяя цветом обезвоженный участок. Поэтому её можно использовать для обучения новых диспетчеров. Учитывая, что интерфейс задачи очень простой, достаточно нескольких занятий, чтобы научить любого пользователя. Бумажные копии можно оставлять для отчетности.

Система способна решать задачу распространения воды по трубопроводу. Для решения используется модель, в качестве входных параметров которой, являются источники и состояние запорных элементов - задвижек. Здания и установки имеют связи с записями в БД чертежа (Object data), содержащие информацию о потребителях. Подав воду в сеть можно проследить за её распространением. При этом участки с водой отмечаются одним цветом, а обезвоженные - другим.

Получив сообщение об утечке, диспетчер должен оперативно принять решение о том какие задвижки следует перекрыть, для того, чтобы изолировать аварийный участок. Затем он должен известить пользователей, оставшихся без воды в результате отключения.

Рассмотрим работу системы на конкретном примере при поступлении сообщения об утечках, например в хозяйственно-питьевом водопроводе.

  1. При запуске система запрашивает фамилию дежурного диспетчера. (В дальнейшем можно проследить, кто и когда принимал решение о переключении данной задвижки.)
  2. Затем диспетчер выбирает одну из водопроводных сетей - ту, где произошла утечка.
  3. Используя кнопки с панели "вид" диспетчер, перемещаясь по плану, находит нужный участок и отмечает место аварии.
  4. При этом аварийный участок выделяется другим цветом (до ближайших исправных задвижек).
  5. Затем, диспетчер переключает задвижки, указывая их курсором. При этом они меняют свой цвет.
  6. С каждой задвижкой связана информация о том кто и когда сделал переключения и её текущее состояние. Эти данные обновляются в момент переключения.
  7. После этого диспетчер может проконтролировать правильность своего решения, подав воду в трубопровод. Участок сети, заполненный водой, подсветится синим цветом, обезвоженный останется прежнего цвета.
  8. Если диспетчер допустил ошибку, система подскажет об этом, заполнив водой аварийный участок.
  9. В случае если переключения сделаны правильно, диспетчер может, нажав соответствующую кнопку, на панели "Диспетчер", получить отчёт о потребителях, оставшихся без воды в результате отключения.
  10. Отчёт и часть плана с аварийным участком можно распечатать на принтере.

Как было отмечено ранее, существует режим обучения. После того, как аварийный участок отмечен, система получает набор запорных элементов для переключения. Можно было бы осуществлять переключения автоматически на этом этапе, однако мы решили не исключать участия человека из процесса управления работой сети. Если включить режим обучения, сделать переключения вручную, а затем включить проверку, система проверит правильность переключений и выдаст сообщение в случае ошибки.

Существует набор инструментов для редактирования сетей. С их помощью можно:

  • начертить трубу, колодец;
  • определить новый источник;
  • определить нового пользователя (сток);
  • заполнить или отредактировать данные о пользователе;
  • установить запорные элементы.

Для проведения ремонтных работ необходимо знать более подробную информацию; например, какие подземные коммуникации проходят в непосредственной близости от поврежденной трубы, - на этот вопрос призвана ответить система инвентаризации сетей завода. Она выполнена на основе генплана предприятия. База данных по трубам использует данные, взятые из исполнительных чертежей по санации водопроводов. На каждый участок трубы имеются следующие данные: диаметр, материал, длина участка, дата замены, кто проводил ремонт и т.д. По камерам переключений: высотные отметки, размеры, номер, исполнение, количество запорной арматуры, дата ремонта и прочее. Кроме того, имеется возможность связно перейти в базу данных по арматуре и выйти на журнал ремонтов и осмотров, а также посмотреть подробную схему каждого колодца. Приложение разработано с использованием Delphi.

Система инвентаризации

В результате векторизации объектов было создано около 70 тематических слоёв. Семантическая информация хранится во внешних базах данных (Informix). Отдельные элементы (колодцы) имеют связи с чертежами их детального изображения и пользователь, при желании, может просмотреть эти чертежи.

Приложение позволяет производить поиск нужного элемента или элементов, просмотр данных по ним, составлять запросы и подготавливать отчёты по ним.

В составе системы имеется электронный журнал осмотров и ремонтов. Используя электронный журнал, начальник цеха, его заместитель или мастер могут просмотреть записи о произведённых работах, узнать об их характере, дате проведения, исполнителях.

Эти данные пригодятся при планировании работ, составлении отчетов. С их помощью можно проследить динамику изменения состояния сетей, выявить наиболее опасные участки, требующие немедленного осмотра и, если нужно, ремонта. Перед началом работ мастер имеет возможность составить сопроводительные документы, содержащие всю необходимую информацию для их проведения. После выполнения определённого задания дежурный персонал, выполнивший какие-либо работы, заносит эти данные в электронный журнал. Анализируя эту информацию можно выявлять наиболее аварийно опасные участки, делать прогноз на будущее. Всё это поможет эффективно управлять и поддерживать сети в надлежащем порядке.

В настоящее время нами создан и создаётся целый ряд программных продуктов, работающих совместно и с использованием возможностей, предоставляемых AutoCAD 2000 и AutoCAD Map 2000.

Вот кратко основные направления работ:

  1. Информационная поддержка управления капитального строительства на основе электронного генплана предприятия. Все пользователи имеют возможность просматривать генплан в режиме "read only", создавать свои проекты на рабочих слоях, пересылать их для согласования и отправлять в отдел генплана. Затем, эти проекты, по необходимости, переносятся в электронный генплан только ответственным работником отдела генплана.
  2. Учёт состояния технологического оборудования. Работники отдела технического надзора имеют возможность создавать и вести паспорта по трубопроводам, печам и резервуарам и т.п. Графические документы, входящие в состав паспорта, создаются в среде AutoCAD 2000. Для отрисовки чертежей в изометрии имеется набор инструментов, обеспечивающих достаточно высокую скорость отрисовки и связь с базой данных, например, по трубам. Графические паспорта по печам решены в виде трёхмерных изображений с проекциями, для большей наглядности и лёгкости нахождения контрольных точек замера.
  3. Учёт состояния электрооборудования. Графической основой для этой работы служит схема электропитания завода, нанесённая на план промплощадки.
  4. Моделирование процесса смешения нефтепродуктов. Для графической визуализации используются принципиальные схемы, отображающие процесс приготовления продукции. Схемы созданы в среде AutoCAD Map 2000 и имеют сетевую топологию с запорными элементами, источниками и стоками.

Исходя из опыта работы с AutoCAD Map 2000, хочется сказать, что основные достоинства этого продукта раскрываются при разработке собственных пользовательских приложений. Хочется надеяться, что фирма Autodesk и дальше будет развивать и совершенствовать свои продукты.

Работы производятся ООО "Наука, Информатика, Технология, Контроль", г. Санкт-Петербург.

И.Е. Сомов, Н.В. Лисицын, Д.Е. Порфирьев, В.В. Раменский

"CADmaster" 06/01, 2001 г.

Эл. версия "CADmaster" 06/01, 2001 г.

 

вернуться к списку