С.В. Квашнин, АО НПФ «Система-Сервис»

Научно-производственная фирма «Система-Сервис» была создана в 1993 г. специалистами Государственного союзного конструкторского бюро средств контроля и автоматизации, имеющими большой опыт автоматизации объектов газовой промышленности, полученный при разработке и внедрении более 2 тыс. систем управления газоперекачивающими агрегатами и компрессорными цехами А-705–15.
Компания продолжила работы в этом направлении, создав четыре следующих поколения САУ газоперекачивающими агрегатами, компрессорными цехами, газотурбинными электростанциями и электростанциями собственных нужд, в частности МСКУ 4510, МСКУ 5000, МСКУ 6000 и МСКУ 7000.
В общей сложности НПФ «Система-Сервис» внедрила порядка 3 тыс. микропроцессорных систем контроля и управления в ПАО «Газпром».

Рис. 1. Основной корпус НПФ «Система-Сервис»

Основные результаты деятельности НПФ «Система-Сервис»

В настоящее время численность коллектива НПФ «Система-Сервис» превышает 300 специалистов. Фирма имеет собственную научно-производственную базу площадью более 15 тыс. м² (рис. 1) и включает департаменты перспективных разработок, испытаний, пусконаладочных работ на объектах, а также производственные цеха.

Для подготовки молодых специалистов и повышения квалификации специалистов ПАО «Газпром» АО «НПФ «Система-Сервис» создало филиал кафедры автоматизации производственных процессов при Санкт-Петербургском электротехническом университете.

Эффективность работы компании подтверждается результатами эксплуатации тысяч систем и оценкой их качества мировыми лидерами в области автоматизации, такими как Siemens, General Electric, Nuovo Pignone и рядом других.

Компания совместно со специалистами заводов ПАО НПО «Искра», АО «ОДК-Авиадвигатель», АО «КМПО», АО «ОДК – Газовые турбины», АО «РЭП Холдинг» и др. внесла большой вклад в создание пилотных проектов газоперекачивающих агрегатов (ГПА) «Урал», «Волга», «Ладога-32» и т. д.

Так, первые 148 агрегатов «Урал» были внедрены в кратчайшие сроки с САУ МСКУ 4510 и МСКУ 5000. Общее количество внедренных ГПА «Урал» с САУ микропроцессорных систем контроля и управления (МСКУ) превысило 400 шт.

Очередным достижением НПФ «Система-Сервис» стало производство САУ МСКУ 5000 и МСКУ 6000 для 82 ГПА «Ладога-32».

В 2022 г. НПФ «Система-Сервис» обеспечила ввод в эксплуатацию оборудования с САУ МСКУ 6000 на объектах государственной важности, в том числе были автоматизированы ГПА на компрессорных станциях (КС) «Сивакинская», «Салдыльская» и «Нагорная» магистрального газопровода «Сила Сибири»; установки налива конденсата на Ковыктинском месторождении; агрегаты «Ладога-32» для комплекса по производству, хранению и отгрузке СПГ в районе КС «Портовая» и Амурского ГПЗ.

Помимо разработки и внедрения серийных систем автоматизации, специалистами НПФ «Система-Сервис» проводится большая работа по созданию перспективных систем автоматизации, позволяющих выпускать технологическое оборудование для ПАО «Газпром» с более высокими технико-экономическими показателями.

Одним из результатов этой деятельности является разработка и обеспечение серийного производства отечественного программно-технического комплекса «АИС-ОРИОН».

В 2015 г. комплекс «АИС-ОРИОН» успешно прошел приемочные межведомственные испытания на КС «Вятская». По результатам испытаний он рекомендован к серийному выпуску на объектах ПАО «Газпром» и включен в перечень инновационных продуктов для внедрения в ПАО «Газпром».

В настоящее время в эксплуатации находится более 100 тыс. контроллеров и модулей АИС-ОРИОН, при этом среднее время наработки на отказ модуля превышает 25 млн ч, что соответствует лучшим мировым аналогам.

Большим достижением компании стали разработка (взамен поставляемых фирмой General Electric систем Mark VI) и проведение межведомственных испытаний САУ газотурбинной установкой МСКУ 6000 И1 (Иван 1) для управления турбиной MS5002e.

Эксплуатация МСКУ 6000 И1 на КС «Русская» и «Новый порт» подтвердила, что они по своим функциональным характеристикам и надежности превосходят Mark VI.

Результаты этой работы показали возможность отказа ПАО «Газпром» от зарубежной автоматики.

«Система-Сервис» осуществляет деятельность по разработке новейших принципов автоматизации ГПА и компрессорных цехов. Одним из итогов этой работы стало создание систем распределенного типа, внедрение которых позволило в 7,5 раза сократить количество кабелей, в шесть раз уменьшить количество соединительных клемм и более чем в три раза уменьшить объем аппаратуры в блок-контейнерах автоматики. Указанные принципы опробованы на КС «Зейская», «Новый Порт», «Юбилейная» и др. При этом более чем в пять раз уменьшилась трудоемкость строительно-монтажных работ САУ на объекте, наработка на отказ систем управления превысила 140 тыс. ч, что в 2,5 раза превышает показатели аналогов.

Метод автоматизации «СМАРТСАУ»

Следующим этапом развития созданных НПФ «Система-Сервис» САУ стала разработка нового принципа автоматизации, получившего название «СМАРТСАУ». Он основан на интеграции технических средств САУ в автоматизируемое технологическое оборудование и позволяет дополнительно увеличить эффективность распределенных систем за счет:

• возможности создания технологического оборудования полной заводской готовности;
• существенного сокращения трудоемкости строительно-монтажных работ на объекте;
• упрощения технического обслуживания и ремонта оборудования;
• значительного сокращения габаритов агрегатов.

СМАРТСАУ состоит всего из трех типов средств автоматизации и интерактивной сети для обмена информацией между ними.

Типовая структурная схема автоматизации методом «СМАРТСАУ» технологического блока представлена на рис. 2. Схема включает:

• узлы интерактивной сети (УИС) двух видов: УИС-И (информационный) (рис. 3) для подключения датчиков к сети; УИС-У (управляющий) (рис. 4) для подключения сети к исполнительным механизмам;
• УИС-М (рис. 5) обеспечивает взаимодействие интерактивной сети с несколькими датчиками и исполнительными механизмами;
• агрегатные интеллектуальные станции (АИС) для обработки информации, поступающей от УИС-И, и формирования команд управления в УИС-У (рис. 6). Устанавливаются в любом удобном месте технологического блока. Как правило, для автоматизации технологического блока достаточно одной АИС. Также осуществляют электронную паспортизацию технологического блока и архивирование параметров его работы;
• блоки управления механизмами (БУМ) (рис. 7) для подачи силового электропитания на исполнительные механизмы по командам от УИС-У.

Рис. 2. Типовая структурная схема автоматизации технологического блока методом «СМАРТСАУ»

Рис. 3. Узел интерактивной сети информационный на датчике. Габариты – 65 × 62 × 45 мм

Рис. 4. Узел интерактивной сети управляющий. Габариты – 65 × 62 × 45 мм

Рис. 5. Узел интерактивной сети (16 каналов). Габариты – 360 × 120 × 80 мм

Рис. 6. Агрегатная интеллектуальная станция. Габариты – 200 × 100 × 80мм

Рис. 7. Блок управления механизмом. Габариты – 180 × 180 × 90 мм

Информационное взаимодействие между указанными средствами автоматизации осуществляется посредством интерактивной сети технологического блока КБ.

Как видно на рис. 2, СМАРТСАУ имеет регулярную, масштабируемую структуру для автоматизации любого технологического оборудования.

При необходимости модернизации или модульного ремонта оборудования в процессе эксплуатации имеется возможность простого изменения количества УИС и БУМ, при этом структура САУ останется неизменной.

Все технические средства СМАРТСАУ работают в диапазоне температур от –60 до +75 °С и имеют взрывобезопасное исполнение.

При создании агрегатов, состоящих из ряда блоков, в СМАРТСАУ реализуется структура их объединения, представленная на рис. 8.

Рис. 8. Типовая структура автоматизации агрегата (установки). Расшифровку обозначений см. на рис. 2

Обмен информацией между АИС разных блоков осуществляется посредством кольца КА.

В СМАРТСАУ для реализации алгоритмов работы агрегатов в целом разработан метод обмена информацией между АИС разных блоков без центрального устройства управления.

Каждая из АИС и УИС имеет значительные вычислительные мощности. Таким образом, вычислительная мощность СМАРТСАУ достаточна для автоматизации большого круга технологических объектов.

Построение СМАРТСАУ на базе унифицированных технических средств ограниченной номенклатуры позволило формализовать процесс создания систем автоматического управления как отдельными технологическими блоками, так и агрегатом в целом.

Для программирования алгоритмов управления в НПФ «Система-Сервис» создан графический конфигуратор, получивший название «АЛЬФА». Результатом его работы является программный код, загружаемый в УИС и АИС по интерактивной сети. АЛЬФА имеет интуитивно понятный интерфейс разработчика, который может быть легко освоен как специалистами в области автоматизации, так и технологами.

Опыт эксплуатации на технологических объектах, таких как КС «Помарская» и «Юбилейная», подтвердил заявленные технические характеристики СМАРТСАУ. Для детального ознакомления с принципами построения СМАРТСАУ и рекомендациями по ее применению в НПФ «Система-Сервис» проводятся семинары.

195009, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Арсенальная, д. 66, корп. 3, стр. 1
Тел.: +7 (812) 334-01-60
E-mail: info@systserv.spb.su
www.systserv.spb.ru