PRODUCTICĂ ȘI INFORMATICĂ INDUSTRIALĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE Coordonator: Prof. Univ. Dr. Ing. Gabriel GORGHIU Absolvent: Andrei Valentin MIHAI… [302619]

Licență

PRODUCTICĂ ȘI INFORMATICĂ INDUSTRIALĂ LUCRARE DE DISERTAȚIE Coordonator: Prof. Univ. Dr. Ing. Gabriel GORGHIU Absolvent: Andrei Valentin MIHAI… [302619]

Byadmin ianuarie 1, 2024

[anonimizat]: [anonimizat]:

Prof. Univ. Dr. Ing. Gabriel GORGHIU

Absolvent: [anonimizat] 2016

Aplicație SCADA pentru

monitorizarea și controlul procesului

de etalonare a producției de țiței și gaze

în cadrul companiei OMV Petrom

Cuprins

„You can't control what you can't measure”

Argument.

Lucrarea de față se dorește a fi o radiografie comprehensivă și particulară a sistemului SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) a cărui implementare și dezvoltare se află la acest moment (2016) în plin proces de derulare în cadrul companiei petroliere OMV Petrom.

[anonimizat] a lovit vertiginos piața țițeiului de pe întreg Mapamondul în anul 2015 și este departe de a se încheia în 2016, [anonimizat]. Prăbușirea istorică a prețului barilului de petrol de la valoarea de peste 110 USD, din a doua jumătate a anului 2014, până sub pragul de 30 USD la începutul anului 2016, a obligat companiile petroliere să recurgă la reducerea masivă a costurilor de producție prin eficientizarea și ajustarea cât mai accentuată o operațiunilor.

[anonimizat], [anonimizat], aflându-se într-o permanentă căutare de soluții inovative menite să-i consolideze poziția de lider al pieței, a [anonimizat], [anonimizat].

Integrarea în SCADA a [anonimizat] a oferi un control mult mai precis decât cel actual asupra cifrelor de producție, a [anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat] a [anonimizat], [anonimizat], cu sau fără aportul unui operator local.

Tematica tezei de disertație a [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], analiză preliminară și implementare efectivă a sistemelor SCADA pentru unitățile de etalonare și distribuție a produselor de extracție ([anonimizat], tratare, transport).

[anonimizat] o prezentare succintă a istoriei exploatării petroliere în România și o prezentare elementară a companiei OMV Petrom.

În Capitolul 2 sunt prezentate noțiuni teoretice generale privind conceptul tehnologiei SCADA și modul în care componentele unui astfel de sistem ajung să conlucreze în cadrul ansamblului, cu scopul de a oferi operatorului aflat la centrul de comandă posibilitate obținerii de informații de la un grup de echipamente situate la distanță, și pe care le poate chiar comanda, trimițând către acestea un anumit set de instrucțiuni.

Capitolul 3

Capitolul I.

Introducere.

1.1. Scurtă istorie a exploatării petrolului în România.

Deși puțină lume cunoaște acest lucru, România se poate mândri cu o îndelungată și bogată istorie în exploatarea petrolului și a gazelor naturale. Din cele mai vechi timpuri, subsolul țării noastre a fost bogat în hidrocarburi, iar acestea au atras interesul strămoșilor noștri. Primele atestări în acest sens datează încă din secolul II (d.H.), iar drept dovadă stau numeroasele materiale ceramice cu urme de păcură, descoperite în site-urile arheologice.

În lupta zbuciumată pentru „aurul negru”, românii au contribuit la scrierea istoriei mondiale a petrolului cu câteva realizări însemnate, mărturii ale unui trecut glorios:

Sonda de la Lucăcești – Bacău, este considerată de către unii autori de specialitate ca fiind prima sonda petrolieră comercială din lume – 1861. Adevărul istoric este oarecum incert, existând controverse pe această temă. Unii autori consideră că sonda construită de către Edwin Drake în în Titusville, Pennsylvania ar fi prima din lume.

În 1857 România a fost prima țară din lume cu o producție de petrol oficial înregistrată în statisticile internaționale de peste 250 de tone (275), atestă „The Science of Petroleum”. Au urmat Statele Unite ale Americii în 1859, Italia 1860, Canada în 1862 si Rusia în 1863.

Construcția primei rafinării industriale de petrol din lume, a fost începută în anul 1856 de către frații Mehedințeanu, la periferia Ploieștiului, cu echipamente aduse din Germania, de la compania Moltrecht. Finalizată în 1857, „Fabrica de gaz” din Ploiești avea o suprafață de 4 ha și o capacitate de lucru de 2.710 tone pe an (în medie 7,5 tone/zi).

La 1 aprilie 1857, Bucureștiul devenea primul oraș din lume iluminat public cu petrol lampant (10.000 de lămpi).

În 1880, producția de petrol a României atingea 15.900 de tone.

Încă din anii 1900, România a devenit prima țară din lume care a exportat benzină ca produs finit.

Prima Școală de Maiștri Sondori din lume a fost înființată în 1904, la Câmpina Prahova.

Începând din 1929 și până în 1938, toate produsele petroliere obținute în marile rafinării românești Concordia (Vega), Steaua Română, Unirea (Orion și Speranța), Columbia, Creditul Minier (Brazi, Doicești), Prahova (Petrolul București), Xenia, Dacia Română și Petrol Block (Standard) erau solicitate la export.

1934 – Sonda nr. 1 a societății „Creditul Minier”, la Chițorani (jud. Prahova), a atins adâncimea de 3.300 metrii., clasându-se a 2-a din lume, fiind la o distanta de 158 metri de sonda societății „General Petroleum Corporation” din California, ce avea adâncimea record pentru acele vremuri de 3458 metri. Cu doar patru ani mai târziu, în 1938, sonda 13 „Astra Româna” de la Boldești era cea mai adâncă sondă din România – 3644 m.

1935 – România era al patrulea producător de petrol din lume cu o producție de 8,4 milioane tone.

Anul 1976 a adus un vârf al producției petroliere – 14,7 milioane tone.

Figura 1.1. Grup de sonde Schela Pâscov – Moreni, 1880.

Istoria exploatării petrolului în România a cunoscut însă și evenimente tragice, dintre care, amintim:

1914 – în timpul primul Război Mondial, au fost distruse 1.677 de sonde, dintre care 1.047 aflate in producție, împreună cu depozite, rezervoare și rafinării, pierzându-se o cantitate aproximativă de 827.000 de tone de țiței.

29 mai 1929, la Țuicani, în Moreni Prahova (azi Dâmbovița), în puțul sondei 160 RA, aparținând Societății Româno-Americane, a avut loc o explozie, ca urmare a perforării la adâncimea de 1.600 m a unui pungi de gaz. Incendiul a fost atât de mare încât a cuprins mai multe sonde din jur și a durat 850 de zile. La nivelul anului 1930, la Moreni se înregistra o producție de petrol anuală de 1.040.000 de tone.

1.2. OMV Petrom.

OMV Petrom este cea mai mare companie integrată de țiței și gaze din sud-estul Europei, cu activități în sectoarele: Explorare și Producție, Rafinare și Produse Petrochimice, Marketing, Gaze Naturale și Energie.

Compania are o importanță deosebită pentru România. Deține în prezent aproximativ 16.000 de angajați, și menține peste 50.000 de oameni antrenați în industria paralelă (contractori, parteneri, furnizori etc.), compania având contracte în desfășurare cu peste 15.000 de furnizori. Este cel mai mare contributor la bugetul de stat, compania plătind în 2015 aprox. 2 miliarde de euro și investește aproximativ un miliard de euro în fiecare an în dezvoltarea sectorului energetic, contribuind și la atragerea de investiții străine în țară.

Pe teritoriul României, compania OMV Petrom este organizată în 10 unități administrative:

Asset-urile Petrom totalizează 232 de sectoare de producție și aproximativ 8.200 de sonde.

Petrom deține licența de exploatare pentru 8 blocuri (peste 300 de perimetre de explorare și exploatare) de zăcământ situate pe uscat și 3 în Marea Neagra.

Petrom este unicul producător de țiței din România și contribuie cu 50% la producția totală de gaze a României. Producția de hidrocarburi a companiei în trimestrul al patrulea al anului 2015 a fost de 176.000 barili echivalent petrol pe zi.

Asset-ul VI Muntenia Central acoperă cu suprafața sa 34 de comunități locale din județele Dâmbovița, Prahova și Argeș. Organizat în patru Sectoare (Târgoviște Vest, Târgoviște Central, Târgoviște Est și Sector Moreni), Muntenia Central cuprinde 71 de parcuri de producție și avea la sfârșitul anului 2015, un număr de 1.025 sonde active, aproximativ 1.700 de angajați și 36 de contractori și subcontractori (aprox. 900 de locuri de muncă generate),.

Pe 3 iulie 2016, Österreichische Mineralölverwaltung Aktiengesellschaft (ÖMV Aktiengesellschaft – fosta Administrație Minerală Austriacă) a celebrat 60 de ani de la înființare. Petrom este parte a grupului OMV începând din anul 2004.

Capitolul II.

Sisteme SCADA.

2.1. Noțiuni generale privind sistemele SCADA.

Încercând o explicație proprie a conceptului, putem spune despre SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) că este o tehnologie ce interconectează diferitele componente ale unui sistem, cu scopul de a oferi operatorului posibilitate obținerii .de informații de la un grup de echipamente situate la distanță, și pe care le poate comanda, trimițând către acestea un anumit set de instrucțiuni.

Aplicabilitatea sistemelor SCADA .acoperă toate acele procese pentru care:

Se necesită monitorizarea și sau controlul unor .echipamente aflate la distanțe geografice importante și de la care se .așteaptă să se obțină informații exacte în timp real.

Este necesară respectarea unor condiții .speciale, se necesită analiza modului în care variația elementelor de intrare influențează .ieșirile sistemului;

Se dorește un management al alarmelor și .evenimentelor, cât și un suport de decizie obiectiv ce permite analiza tendințelor și generarea de rapoarte.

Un asemenea cumul de cerințe se întâlnește de regulă în domenii precum: asigurarea circuitului secvențial al apei în rețelele aglomerărilor .urbane, sistemele de termoficare, producția și transportul energie .electrice, extracția petrolului și gazelor etc.

Sistemele SCADA sunt bazate pe arhitecturi deschise, redundante cu posibilități de configurare multiple. SCADA se dezvoltă în .ritm cu procesul pe care îl deservește și poate fi adaptat oricând în funcție de necesitățile care apar pe parcurs. Beneficiile .implementării SCADA se traduc prin creșterea productivității, a calității procesului (eficientizare), dar și prin economii de costuri considerabile.

În general, termenul SCADA se referă la un centru de comandă care monitorizează .și controlează întreg spațiul de producție. Majoritatea operațiunilor sunt executate în mod automat de către unitățile .Remote Terminal Unit – RTU – Unități Terminale Comandate la Distanță, sau de către unitățile Programmable Logic Controller – PLC – Unități Logice de Control Programabile. Funcțiile de .control ale centrului de comandă sunt, de obicei, restrânse la funcții decizionale sau funcții de administrare generală.

Figura 2.1. Structura primară a unui sistem SCADA

Achiziția datelor pornește .de la nivelul RTU (sau PLC) și constă în citirea indicatoarelor .de măsură, precum și a stării echipamentelor, aceste date fiind ulterior .comunicate (la cerere) către SCADA. Datele sunt ulterior restructurate într-o manieră convenabilă operatorului .care utilizează Interfața Om – Mașină (Human Machine Interface) – HMI, pentru a putea lua eventuale decizii .asupra RTU/PLC. (În general, un sistem SCADA include componentele: .HMI, controllere, dispozitive de intrare-ieșire, rețele, software și altele).

Figura 2.2. Exemplu schematic de sistem SCADA.

2.2. Arhitectura hardware a sistemelor SCADA.

Sistemele SCADA sunt alcătuite din două .componente hardware distincte:

Server (unul sau mai multe). Conectat la elementele din câmp (la proces) .prin intermediul diverselor sisteme de achiziție de date. Sistemele de achiziție date sunt realizate .de regulă pe baza microcontrolerelor. Ele au rolul de a achiziționa date din .proces, dar și de a supraveghea și a controla desfășurarea (funcționarea) procesului. De asemenea, achiziția datelor se realizează .si prin intermediul senzorilor inteligenți ce pot fi conectați fie .direct la calculator, fie prin intermediul unor dispozitive .intermediare care concentrează date de la mai mulți senzori inteligenți – unitățile RTU, denumite .și „stații” sau „mastere” de comunicații. Dispozitivele de achiziții date și control proces nu sunt .altceva decât „automate programabile” (PLC).

Client (Viewer). Legat în rețea cu serverul, viewer-ul utilizează datele din .prelucrate de către server și asigură comunicarea .cu operatorul uman. Clientul poate lipsi la sistemele .SCADA mici (acolo unde serverul îndeplinește și funcția de viewer).

Figura 2.3. Arhitectura hardware a sistemelor SCADA.

Serverul este responsabil de toate datele .culese din proces (realizează și baza de date, asigură comunicația .cu PLC-urile din proces);

Serverele sunt conectate la PLC-uri printr-o .gamă largă de drivere de comunicație (sute de drivere asigură legătura PLC-urilor .provenite de la cei mai cunoscuți producători).

Un server poate comunica în același .timp cu mai multe protocoalei. Se pot dezvolta și drivere de comunicație .noi. Serverele și viewer-ele sunt legate în rețea (Ethernet), tehnologia Web permite vizualizarea .unui proces și prin intermediul Internet-ului.

De regulă, pentru conectarea unui .server SCADA la PLC-urile din sistemuli .tehnologic, se utilizează câte un dispozitivi .RTU (Remote Terminal Unit) care colectează și .centralizează datele de la și dinspre PLC-uri, așa .cum am explicat anterior.

Figura 2.4. Conectarea mai multor dispozitive RTU la serverul SCADA

RTU se instalează într-o locație .aflată la distanță și colectează date de la PLC-uri. SCADA Server-ul cere .date de la RTU, acestai din urmă codifica .datelei într-un format transmisibil, apoi .transmitei datele către server. De asemenea, RTU primește la .rândul său comenzi de la serverul SCADA, .pe care le trimite mai departe spre .procesul tehnologic.

În cazul sistemelor tehnologice .mai complexe, poate fi nevoie să se conecteze .mai multe dispozitive RTU. Pentru a putea conectai .mai multe dispozitive RTU sau .alte dispozitive la serverul SCADA, este necesară o .magistralăi de date nouă. O linie serială RS 485 .permite conectarea mai multor dispozitive pe aceeași magistrală .de date. Serverul SCADA dispune doar de interfața .RS-232, deci este nevoie de un .convertor RS-232/RS-485.

Figura 2.4. prezintă o arhitectura ihardware .tipică de sistem SCADA în care ise folosesc mai multe dispozitive RTU.

Pentru creșterea fiabilității isistemului, se are în vedere plasarea .mai imultor servere, asigurându-se astfel redundanța .(serverelor). iTotodată, se poate urmări și realiza redundanța dispozitivelor RTU, iplasându-se mai multe RTU .într-o configurației de tip „master-slave”. De asemenea, se poate recurge la .folosireai mai multor magistrale de câmp, extinzândi redundanța .până la acest nivel.

Figura 2.5. Arhitectura hardware tipică a unui sistem SCADA cu o redundanță dublă.

În situația proceselor tehnologice icritice, .ori a celor care presupun icosturi ridicate .cu mentenanța, se impune ca isistemul SCADA să asigure .o redondanță cât mai ridicată, pentru a se elimina cât mai ieficient cu putință riscul iapariției de incidente .cauzate de defectarea echipamentelor.

În multe cazuri, idispozitivele RTU (sau alte instrumente) sunt echipate . icu interfața RS-232. În astfel de situații, fiecare dintre acestea trebuie să .fie conectate print-un convertor serial RS-232/RS-484, îni scopul de a conecta .toate aceste idispozitive pe aceeași magistrală de date. Chiar și iServerul SCADA trebuie sa fie conectat . iprin intermediul unui convertor serial R-S484/RS-232. În loc de a folosi mai multe iconvertoare .RS-232/RS-484, se poate folosi un sistem de tip multi-dropping.

Figura 2.6. Un sistem de tip multi-dropping permite conversia magistralei
de date dintre dispozitivele RTU și server.

2.3. Arhitecturi software ale sistemelor SCADA.

Orice iaplicație software SCADA este .realizată după o iarhitectură software asemănătoare .cu cea din Figura 2.7. Arhitectura software are cel puțin .două icomponente: Aplicația server SCADA .și aplicația iclient SCADA.

De obicei, iaplicația SCADA .Server este de tip multi-tasking, aceasta . ifiind responsabilă de achiziția de date, .dar și de stocarea lor iîntr-o bază .de date. În Figura 2.7., aplicația iSCADA server citește date .de la portul serial RS232 folosind iprotocolul .MBUS RTU.

Figura 2.7. Arhitectura generală a unei aplicații software SCADA

Informațiile colectate de la RTU i.sunt stocate într-o baza de date, în imai multe tabele. Aplicația SCADA client ifolosește .baza de date actualizată de către iserver pentru a realiza interfețe .grafice adresate utilizatorilor, așa numitele iinterfețe HMI (Human Machine Interface). Acestea .mimează un proces tehnologic, oferind itotodată liste de evenimente, rapoarte, liste de alarmă .sau avertizare și itrending-uri ale diferiților parametrii.

În marea majoritate a cazurilor, o aplicație iSCADA .se adresează unor utilizatori îndepărtați, singura imetodă viabilă .de comunicare cu aceștia fiind conexiunea iInternet. Într-o astfel de .situație, este necesară o noua componentă: un iweb .server.

Web serverul se folosește ipentru a .genera pagini web dinamice, care sunt ifurnizate .clienților web SCADA. Prin intermediul ibrowser-ului web, .clienții web SCADA beneficiază de aceleași facilități ca .și clienții obișnuiți: liste de parametri, liste de .evenimente, rapoarte isau lista de alarme. Diferența este .făcută doar de tipul HMI-ului, care este distinctiv în .cazul clienților ce folosesc un browser web .(ca urmare a limitărilor browser-ului și a optimizării serverului web .SCADA), decât cel disponibil iclienților care rulează aplicații ispecifice client SCADA.

Figura 2.8. Arhitectura SCADA software bazată pe servicii pentru clienții WEB

În vederea reducerii idiferințelor dintre clienții .aplicațiilor iSCADA și clienții Web SCADA, sunt utilizate aplicații web bazate pe .servicii și instrumente virtuale. iComponentele de tip instrumente ivirtuale .sunt construite pentru a pune la dispoziția iutilizatorilor o .interfața care oferă date pentru inițializare, și .generarea iunui instrument virtual.

Instrumentele virtuale amplasate în paginile iweb vor fi .conforme cu specificațiile furnizate de icomponentele de tip instrument virtual. .Astfel orice update sau . iupgradare al instrumentelor ivirtuale se va .face unitar și automat prin ifurnizarea .unui nou tip de componenta. Practic, icomponentele tip .de instrument virtual nu sunt ialtceva decât servicii web puse la dispoziție de iserverele .de servicii web. Cu scopul de a facilita icăutarea acestor servicii specifice, se utilizează broker-ele .de servicii. În situația iserviciilor web pentru instrumente virtuale, acestea .se numesc SCADA Services Broker.

Sistemele SCADA Services iBroker furnizează .informații despre icomponentele hardware ce controlează iinstrumentația. În acest fel, aplicațiile clienților .web vor ibeneficia de o instrumentație virtuala conforma .cu iinstrumentația fizică din sistem. Fiecare modificare a .instalațiilor și iinstrumentației fizice, trebuie obligatoriu . isă fie comunicată brokerilor, pentru ca iinstrumentația virtuală să poată fi conformă .cu irealitatea pe toată perioada de funcționare.

Figura 2.9. SCADA Services Broker

Așadar, putem defini SCADA .Services Broker drept entități icare înregistrează furnizorii de instrumente, date iși servicii și a căror .utilizare permite iadaptarea continuă a aplicațiilor web SCADA la noile imodificări și .modernizări din sistemele SCADA.

În urma unei astfel de schimbări a .sistemului iSCADA, noile specificații .se vor face publice, iar astfel, un iinstrument virtual vizat de respectivele imodificări .va apela un SCADA Services Broker care îi .va putea comunica noile specificații.

Capitolul III.

Monitorizarea și controlul

procesului de etalonare a producției

de țiței și gaze prin mijloace automate.

3.1. Procesul tehnologic de funcționare a unui Metering Point Skid.

Termenul de MP-Skid (Metering Point Skid) se referă la o facilitate proiectată și construită cu scopul de a colecta producția de la sonde, de a o măsura (atât pe fiecare sondă în parte – etalonare, cât și totalul producției) și de a transfera țițeiul brut către alte facilități, in vederea procesării ulterioare. Funcționarea MP-Skid-urilor nu necesită prezența permanentă a operatorilor în instalații, însă în prezent exista parcuri care sunt operate cu personal.

Figura 3.1. Plan de amplasament MP Skid.

MP-Skid-urile includ 4 module și un post de transformare electrică:

1) Claviatură țiței;

2) Container tehnologic;

3) Container panou comandă;

4) Decantor acoperit, îngropat în incinta parcului.

Figura 3.2. Imagine de ansamblu MP Skid (exterior).
(1. Claviatura, 2. Container tehnologic, 3. Container panou comandă, 4. Decantor îngropat.)

Prezentarea procesului tehnologic:

Figura 3.3. Extracția de petrol și gaze. Stația de măsură.
LC – Control nivel; PC – Control presiune; FT – Debitmetru; AT – Analizor fluid.

Fluidele (gaze, sau țiței cu gaze asociate, apă de zăcământ) extrase de la sonde sunt colectate în manifold-ul de producție, de unde se direcționează manual către separatorul de total, sau către cel de etalonare. Liniile de intrare sunt prevăzute cu manometru.

Figura 3.4. Claviatura (manifold-ul) de intrare în MP Skid.

Figura 3.5. Imagine de ansamblu container tehnologic (interior).
Separator de etalonare, separator de total, sistem de pompare.

Cu ajutorul separatorului de etalonare se măsoară producția realizată de fiecare sondă în parte. Gazele sunt evacuate prin partea superioară a separatorului și măsurate cu ajutorul unui debitmetru. Țițeiul în amestec cu apa de zăcământ este descărcat din separatorul de etalonare în pachete și este măsurat prin intermediul unui sistem de măsură Coriolis, după care este introdus în separatorul bifazic de total.

Separatorul de etalonare este prevăzut cu:

robinet de siguranță pe linia de intrare;

întreruptoare de nivel;

traductor de temperatură;

termometru;

manometru.

Figura 3.6. Container tehnologic – Separator de etalonare (bifazic).

Separatoarele de țiței (bifazice, separă faza gazoasa de faza lichida) sunt de asemenea prevăzute cu încălzitoare electrice – un încălzitor pentru separatorul de etalonare și două pentru separatorul de total. Rolul încălzitorului este de a asigura fluiditatea materiei ce trece prin separatoare.

Figura 3.7. Separarea bifazică țiței-gaz. Separatoare orizontale.

Figura 3.8. Separarea bifazică țiței-gaz. Separatoare verticale.

Figura 3.9. Container tehnologic – Separator de total

Separatorul de total este prevăzut cu:

robinet de siguranță pe linia de intrare;

traductor de nivel;

întreruptoare de nivel;

traductor de temperatură pentru comanda rezistențelor de încălzire.

termometru și manometru

Lichidul din separatorul de producție este descărcat continuu, cu ajutorul pompelor de transport echipate cu convertizor de frecvență. Pe conducta de refulare a pompelor în magistrala către depozitul de țiței, este instalat un sistem de măsură Coriolis pentru țițeiul produs.

Pompele de la separatorul de etalonare funcționează în regim pornit – oprit, controlate de întreruptoarele de nivel. Pompele de total sunt echipate cu convertizor de frecvență pentru asigurarea pompajului continuu, fiind controlate de traductorul de nivel. Pompele sunt de asemenea protejate de senzori de prezență lichid în aspirație si traductor de presiune în refulare.

Figura 3.10. Pompe de transport.

Gazele separate atât în separatorul de etalonare, cât și în cel de total, sunt măsurate și transferate în conducta existentă de gaze de joasă presiune.

Separatoarele sunt echipate cu sistem de spălare, iar apa rezultată în urma spălării este colectată în decantorul îngropat și acoperit.

Containerul panou comandă este alcătuit din:

dulapul general de distribuție;

dulapul de automatizare;

centrala de detecție gaze;

compresorul de aer instrumental.

Figura 3.11. Container panou comandă.

Procesul este prevăzut cu aparatură de măsură și control automat, semnalele aparatelor fiind transmise în dulapul de control al procesului, care, pe baza unei logici programate, controlează elementele de execuție (robinete, pompe).

Robinetele <Închis / Deschis> sunt acționate pneumatic, cu ajutorul unui modul de aer instrumental și a unei rețele de aer dedicate.

Operarea în siguranță este asigurată prin intermediul sistemului de control al procesului și al sistemului de detecție gaze, care monitorizează în permanență desfășurarea procesului.

Robinetele de închidere de siguranță, montate la intrarea în separatoare, sunt acționate de către sistemul de control al procesului.

Figura 3.12. Centrala de detecție gaze.

Sistemul de detecție gaze este proiectat să detecteze scurgerile accidentale de gaz și formarea amestecurilor potențial explozive. La 10% din limita de explozie, centrala de detecție comandă pornirea ventilatorului, iar la 40% din limită transmite alarmă sistemului de control al procesului pentru a închide robinetele de siguranță.

În prezent în fișa de post a operatorilor de parc sunt incluse și următoarele activități referitoare la MP-Skid-uri:

înregistrarea orară a datelor de producție de la sondele de țiței și gaze;

introducerea datelor de producție în PIMMS utilizând aplicația aferentă;

schimbarea sondei introduse la etalonare;

monitorizarea desfășurării generale a procesului de producție;

intervenția asupra MP-Skid-ului la apariția alarmelor de proces;

realizarea mentenanței minore a MP-Skid-urilor.

3.2. Prezentarea conceptului de operare a MP-Skid-urilor
prin intermediul sistemului SCADA.

Prin implementarea soluției SCADA, MP-Skid-urile din parcurile afectate sunt monitorizate de la distanță (parametri de proces, stare de funcționare, alarme de proces, date de producție) pe baza datelor achiziționate în timp real. Această implementare implică amenajarea Dipeceratelor, din care Dispecerul urmărește evoluția procesului și asigură informații necesare pentru efectuarea intervenției în cazul alarmelor de proces.

Soluția SCADA are posibilitatea de a fi reconfigurată în viitor, astfel încât să asigure controlul de la distanță al MP-Skid-urilor si al altor facilități moderne / modernizate.

Toate datele de proces – temperatură, presiune, volum, debit și densitate, procent de apă, presiune, presiune diferențială, alarme de proces – vor fi disponibile în timp real în Dispecerat. În afara personalului din Dispecerat, vizualizarea parametrilor sistemului SCADA va fi accesibilă și altor utilizatori din Asset și Sectoarele de producție, din interiorul rețelei IT OMV-Petrom, în funcție de nivelul de acces oferit.

Aplicația SCADA va permite întocmirea de rapoarte standard și non-standard, pe baza valorilor datelor de proces înregistrate.

Alarmele de proces vor fi afișate în ordinea priorității și vor fi transmise ca SMS în timp real, către numere de telefon predefinite.

Figura 3.13. Arhitectura sistemului.

3.3. Managementul tranziției de la funcționarea MP Skid-urilor
cu ajutorul operatorilor permanenți, la operarea mobilă (SCADA).

Pentru a se asigura buna funcționare a MP Skid-ului și îndeplinirea tuturor cerințelor operaționale, tranziția de la funcționarea MP-Skid-urilor cu ajutorul operatorilor permanenți, la operarea mobilă trebuie să fie realizată conform unui plan de pregătire și implementare.

Figura 3.14. Plan de pregătire și implementare.

După implementarea soluției SCADA, operarea MP-Skid-urilor se va efectua cu ajutorul Coordonatorilor Operativi și al echipelor mobile mixte (MMT). În vederea tranziției de la prezența permanentă a operatorilor de parc la operarea mobilă, setul de sarcini al operatorilor de parc este realocat următoarelor categorii de personal:

dispeceri;

șef de formație;

coordonatori Operativi;

MMT-uri;

echipele de securitate.

Implementarea soluției SCADA și operarea mobilă a parcurilor de tip MP-Skid necesită amenajarea unui Dispecerat, cu rolul de a monitoriza parcurile de producție și a asigura managementul alarmelor de proces în timp real.

Dispecerat este localizat la nivelul Asset-ului VI – Muntenia Central (Târgoviște) și este deservit 24/7 de către Dispeceri. Personalul din Dispecerat va monitoriza parametrii funcționali ai MP-Skid-urilor, va gestiona alarmele de proces apărute și va asigura informații necesare pentru efectuarea intervenției în cazul alarmelor de proces.

Figura 3.15. Concept general al operațiunilor ce vizează MP Skid-ul

după implementarea sistemului SCADA.

Pentru asigurarea securității parcurilor de producție toate obiectivele din cadrul spațiului delimitat de gardul de protecție fizică, iar responsabilitatea este transferată contractorului de servicii de protecție și securitate.

Capitolul IV.

Sistem SCADA utilizate pentru colectarea

de informații de la Metering Point Skids.

4.1. Prezentarea generală a sistemului SCADA.

Figura 4.1. Schema funcțională a sistemului SCADA.

Sistemul SCADA are rolul de a colecta date de la MP Skid-uri si de a le face disponibile într-un server central, accesibil din orice locație OMV Petrom prin intermediul serverului Web. Clientul Web va utiliza Microsoft Internet Explorer pentru a accesa proiectul Vijeo Citect.

Schema bloc a sistemului SCADA pentru proiectul pilot MP Skid Strâmbu este prezentata mai jos:

Figura 4.2. Schema bloc a sistemului SCADA pentru proiectul pilot MP Skid Strambu.

Suportul hardware SCADA este constituit din doua servere:

un server SCADA pe care rulează aplicația Vijeo Citect și are rolul de a prelua datele de la MP-Skid-uri și de a le memora pentru o perioadă fixă. Platforma de dezvoltare a aplicației se numește Vijeo Citect și este dezvoltată de către Schneider-Electric. Datele preluate de la MP-Skid-uri sunt: valori instantanee, totalizatoare, alarme.

un server de rapoarte pe care rulează aplicația Vijeo Historian care are rolul de a memora pe o perioadă îndelungată informațiile necesare sistemului de producție al MP-Skid-urilor. Stocarea acestor informații este realizată într-o bază de date SQL. Datele memorate de Historian sunt: toate alarmele sistemului SCADA, totalizatoarele debitului de țiței și gaz corespunzătoare separatoarelor de etalonare și producție, densitatea țițeiului, impuritatea acestuia.

4.2. Comunicația între modulele funcționale ale sistemului SCADA.

Arhitectura de comunicație a unui proiect SCADA cuprinde:

un server Web pe care rulează aplicația runtime Vijeo Citect;

mai mulți clienți Web care pot accesa serverul prin intermediul Internet Explorer.

Figura 4.3. Arhitectura de comunicație a unui proiect Vijeo Citect.

4.3. Aplicația HMI (Human Machine Interface) a sistemului SCADA

pentru monitorizare MP-Skid-uri.

Clientul va lansa aplicația Microsoft Internet Explorer versiunea 32 de biți de la un calculator și va introduce în browser, adresa IP sau denumirea serverului (în acest caz, denumirea serverului Petrom este SPETRO503346) pe care rulează proiectul Vijeo Citect, urmată de textul „citect”.

La prima accesare a serverului de date Vijeo Citect, este necesară autentificarea clientului, astfel încât acesta va fi nevoit să introducă parola personală (este identică cu cea necesară pentru autentificarea în Windows).

Figura 4.4. Fereastra introducere credențiale de autentificare.

În final, după autentificare, clientul va fi direcționat spre pagina Web Client Deployment.

Figura 4.4. Fereastra Web Client Deployment.

Ambele tipuri de utilizator au aceleași drepturi în proiectul Vijeo Citect, existând o singură diferență și anume că utilizatorul de tip control va putea lua la cunoștință alarmele active/inactive aparute în sistemul SCADA pentru monitorizare MP-Skid-uri.

4.3.1. Ecran principal.

După accesarea proiectului, printr-un click al mouse-ului pe simbolul corespunzător tipului de utilizator, clientul va putea vizualiza ecranul principal al sistemului SCADA.

În cadrul aplicației „Sistem SCADA pentru monitorizare MP-Skid-uri”, clienții Web, atât cei de tip control cât și cei de tip monitorizare, se împart la rândul lor în trei grupe:

administrator – acesta va putea monitoriza si controla MP-Skid-urile din cadrul tuturor asset-urilor.

utlizatori de asset – aceștia vor putea controla/monitoriza, în funcție de drepturile de acces, MP-Skid-urile din cadrul unui întreg asset.

utilizatori de sector – aceștia vor putea controla/monitoriza, în funcție de drepturile de acces, MP-Skid-urile din cadrul unui sector.

Astfel, în funcție de drepturile de acces, din ecranul principal al sistemului SCADA, clientul Web va putea apela următorul ecran al proiectului, printr-un click al mouse-ului pe assetul corespunzător.

Figura 4.5. Fereastra Web Client Deployment.

4.3.2. Ecran asset. [Asset VI Muntenia Central]

Din ecranul principal, clientul Web va putea accesa următorul ecran al aplicației, acest ecran fiind un ecran de asset.

Pentru fiecare asset există o pagină de ansamblu în care pot fi vizualizate amplasarea și stările tuturor MP-Skid-urile din cadrul sectoarelor existente în interiorul acestuia.

Spre exemplu, dacă se va dori monitorizarea MP-Skid-urilor din cadrul assetului VI Muntenia Central, clientul Web va putea vizualiza harta acestuia:

Figura 4.6. Ecran prezentare Asset VI Muntenia Central.

Asset-ul VI Muntenia Central cuprinde sectoarele de producție Târgoviște Vest, Târgoviște Central, Târgoviște Est și Moreni.

Fiecare MP-Skid este reprezentat simbolic printr-un dreptunghi, a cărui culoare are următoarea semnificație:

– MP Skid în funcțiune, fără alarme;

– MP Skid în funcțiune, cu cel puțin o alarmă activă;

– MP-Skid oprit/avarie;

– MP-Skid fără comunicație de date.

4.3.3. Ecran sectoare producție. [din cadrul Asset VI Muntenia Central]

În momentul în care cursorul mouse-ului se va afla poziționat pe zona aferentă unui sector în ecranul de Asset, această situația va fi indicata prin modificarea culorii de fundal a sectorului respectiv.

Astfel, printr-un click al mouse-ului pe sectorul de producție dorit a fi monitorizat, clientul Web va putea vizualiza detaliat starea MP-Skid-urilor din cadrul acestuia.

Simbolurile aferente MP-Skid-urilor își vor schimba la rândul lor culoarea în funcție de stare, astfel:

Figura 4.7. Ecran prezentare Sector Târgoviște Vest din cadrul Asset VI Muntenia Central.

Figura 4.8. Ecran prezentare Sector Târgoviște Central din cadrul Asset VI Muntenia Central.

Figura 4.9. Ecran prezentare Sector Târgoviște Est din cadrul Asset VI Muntenia Central.

Figura 4.10. Ecran prezentare Sector Moreni din cadrul Asset VI Muntenia Central.

4.3.4. Fereastra MP Skid.

Dacă se doresc informații detaliate de la un MP Skid, atunci printr-un click al mouse-ului pe simbolul corespunzător din ecranul de sector, se va accesa o nouă fereastră, în care, prin intermediul elementelor de instrumentație virtuală, sunt prezentate în detaliu toate informațiile existente în cadrul MP Skid-ului ales (stări echipamente, valori instantanee etc).

În acest ecran, clientul Web poate vizualiza următoarele:

Starea electrovanelor SDV: închis/deschis;

Starea pompelor de export țiței: oprit/în funcțiune/defect;

Valorile instantanee ale contoarelor de debit gaz pe cele două separatoare;

Valorile instantanee ale contoarelor de debit țiței pe cele două separatoare;

Valorile total volumic contoarelor de debit gaz pe cele două separatoare;

Valorile total volumic contoarelor de debit țiței pe cele două separatoare;

Valorile temperaturilor țițeiului în cele două separatoare (etalonare și producție);

Valorile presiunilor de refulare pe conductele de aspirație aferente celor două separatoare;

Valoarea nivelului de țiței în separatorul de producție;

Prezența aerului instrumental în instalație;

Prezența tensiunii de alimentare în MP-Skid;

Starea centralei de detecție foc și gaze: prag 10% LIE depășit, prag 40% LIE depășit, centrală defectă.

Figura 4.11. Ecran prezentare MP Skid 12 Șotânga
(Sector Târgoviște Central din cadrul Asset VI Muntenia Central).

Figura 4.12. Fereastră claviatură intrare.

În acest ecran, pot fi accesate alte două ferestre de detaliu, de tip pop-up, aferente separatorului de test respective separatorului de producție. Accesul în aceste ferestre se face printr-un click al mouse-ului pe simbolurile care reprezintă cele două separatoare.

Figura 4.13. Fereastră separator de etalonare
(Se măsoară producția pentru sonda 220 sector Târgoviște Central).

Figura 4.14. Fereastră detaliată mărimi contor gaz și contor țiței

pentru separatorul de etalonare. Se măsoară producția pentru sonda 220.

Figura 4.15. Fereastră detaliată mărimi contor gaz și contor țiței pentru separatorul de total.

MP Skid Cobia 181 – Sector Târgoviște Vest.

Simbolurile echipamentelor electrice aferente MP-Skid-ului sunt urmatoarele:

Figura 4.16. Simbolurile echipamentelor electrice aferente MP-Skid-ului.

Meniul de navigare al proiectului se află în partea superioara a acestuia. Astfel, utilizatorul se poate autentifica, poate alege ecranele/paginile corespunzătoare alarmelor active prezente, ale istoricului alarmelor, trend-urilor etc.

În partea de jos a fiecărui ecran, este reprezentată bara alarmelor, fiind afișate atât ultimele trei alarme active (având descrierea, data și ora apariției acestora), cât și totalul alarmelor prezente neluate la cunoștință.

4.3.5. Descrierea meniului sistemului SCADA.

Panoul de meniu al sistemului SCADA este compus din meniul principal – bara de meniu situată în partea superioară a ferestrei aplicației, și meniul secundar, situat în partea de jos.

Din meniul principal „Startup” se poate alege ecranul aferent MP-Skid-urilor din cadrul fiecărui Asset de producție.

Figura 4.17. Meniul principal al aplicației.

Submeniul Alarme permite vizualizarea tuturor alarmelor prezente sau trecute din sistemul SCADA.

Figura 4.18. Submeniul „Ecrane Alarme”.

Bara de meniu din partea inferioară a ferestrei este de asemenea dedicata alarmelor din sistemul SCADA si este împărțită astfel:

Figura X. Meniul secundar al aplicației.

În centru sunt afișate informații despre ultimele 3 (trei) alarme active sau inactive care nu au fost luate la cunoștință (informațiile despre alarmă sunt: data, ora, detalii, stare).

4.3.6. Ecran alarme.

În acest ecran, clientul Web poate vizualiza alarmele active/inactive/neluate la cunoștință în orice moment din sistem. În cazul apariției unei alarme, utilizatorul va fi atenționat vizual prin intermediul unei barei de alarme aflată în partea de jos a fiecărui ecran. În această bara sunt prezente ultimele 3 alarme apărute și sunt specificate detaliile importante precum data și ora apariției, tagul, descrierea și starea acesteia.

Figura 4.19. Ecran alarme active.

– Descriere – informații detaliate despre semnal;

– Tipul alarmei – digitale (de tip ON/OFF) sau analogice (setarea prealabilă a unor nivele de alarmare software pentru diverse mărimi analogice din sistem);

– Valoare – ON/OFF în cazul alarmelor digitale și HIGH HIGH / HIGH / LOW / LOW LOW în cazul alarmelor analogice;

– Data – data la care alarma s-a activat – mărimea a intrat în alarmă;

– Ora – ora la care alarma s-a activat – mărimea a intrat în alarmă.

La ieșirea din starea de alarmă, culoarea acesteia se modifică atenționând utilizatorul de faptul ca la un moment anterior a avut loc o alarmă.

Starea fiecărei alarmei este simbolizată prin culori astfel:

• Culoarea roșie: alarmă activă, neluată la cunoștință de prioritate 1;

• Culoarea roșu deschis: alarmă inactivă, neluată la cunoștință de prioritate 1;

• Culoarea galben: alarmă activă, neluată la cunoștință de prioritate 2;

• Culoarea portocalie: alarmă inactivă, neluată la cunoștință de prioritate 2;

• Culoarea turcoaz: alarmă activă, luată la cunoștință;

• Culoarea gri: alarmă inactivă, luată la cunoștință;

• Culoarea bleu: alarmă dezactivată.

Figura 4.20. Ecran alarme active.

Butonul „Filter” permite filtrarea sau resetare filtrului alarmelor din ecranul de alarme accesat. În câmpul denumit „Advanced”, se alege optiunea Tag = apoi se tasteaza *, se scrie textul din cadrul tag-ului căutat și din nou *. După aceea se apasă „Adaugă” și în câmpul denumit „Current Rulset” va apărea textul după care se va realiza filtrarea, iar la final se va apăsa OK. Pentru o înțelegere mai bună a realizării filtrului de alarme, poate fi accesat butonul denumit „Ajutor”.

Figura 4.21. Filtrare alarme. Am definit rulleset-ul de filtrare „ *SKIDUL_COM* ”

pentru a realiza filtrarea alarmelor „COMUNICATIA CU MODEMUL ESTE INTRERUPTA”

Figura 4.22. Rezultatul filtrării după rulleset-ul „ *SKIDUL_COM* ”

Filtrarea alarmelor poate fi realizată și prin marcarea de către utilizator a căsuțelor din structura ierarhica de tip arbore din partea stângă a ecranului de alarme. În Figura 4.23. am realizat filtrarea alarmelor de proces de la MP Skid-ul 12 Sotânga (Sector Târgoviște Central).

Figura 4.23. Filtrarea alarmelor de proces

de la MP Skid-ul 12 Sotânga (Sector Târgoviște Central).

De asemenea, coloanele cu informații despre alarmă pot fi redimensionate, adăugate sau ascunse prin accesarea meniului printr-un click dreapta pe capătul de tabel.

Figura 4.24. Adăugare / ștergere coloane în tabelul de alarme.

Clientul Web poate lua la cunoștință alarma, numai dacă îndeplinește condiția de utilizator control, moment în care se afișează automat următoarea alarmă activă, iar după ce toate alarmele sunt luate la cunoștință avertizarea vizuală intermitentă încetează.

În cazul în care nu sunt luate la cunoștință, descrierea ultimelor alarme rămâne pe banda de jos. Apariția ferestrei de luare la cunoștință se face prin click dreapta al mouse-ului pe alarma care se dorește a fi luată la cunoștință.

Figura 4.25. Fereastra de luare la cunoștință a alarmelor apărute.

Dacă în sistem există cel puțin o alarmă activă / inactivă neluată la cunoștință, clientul Web va fi avertizat sonor. Avertizarea sonoră poate fi oprită printr-un click al mouse-ului pe simbolul aflat în partea stângă de jos a oricărui ecran.

Toate alarmele apărute în sistem vor fi memorate și pot fi vizualizate în pagina denumită „Istoric Alarme”, aceasta putând fi accesata din partea superioara a ecranului de alarme.

4.3.7. Ecran grafice (trenduri).

Concluzii.

Lucrarea de față se dorește a fi o radiografie

Anexă.

Tabel descriere tag-uri.

Bibliografie.

Tom DeMarco – Controlling Software Projects, Management Measurement & Estimation, (1982), p. 3. https://en.wikiquote.org/wiki/Tom_DeMarco

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_petroleum_industry

http://www.150deanidepetrol.ro/history.html

http://www.ropepca.ro/articole/istoria-titeiului-si-gazelor-in-romania/55/

https://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum_refining_processes

https://kuweit.mae.ro/sites/kuweit.mae.ro/files/romanian_oil_industry.pdf

http://www.historia.ro/exclusiv_web/general/articol/evolutia-industriei-petroliere-romanesti-perioada-1857-1945

http://adevarul.ro/locale/ploiesti/fascinanta-poveste-primei-rafinarii-romania-ploiesti-oras-lume-fabrica-gaz-premiera-mondiala-1857-fost-investitia-frati-bogati-1_54fdc956448e03c0fd64150a/index.html

http://www.ropepca.ro/articole/istoria-titeiului-si-gazelor-in-romania/55/

http://www.cnp.ro/user/repository/industria_petroliera_%202015.pdf

http://www.150deanidepetrol.ro/curiozitati-despre-petrol.html

http://www.150deanidepetrol.ro/scurt-istoric.html

http://www.ropepca.ro/articole/istoria-titeiului-si-gazelor-in-romania/55/ („Cele mai adanci sonde din lume”, articol in Moniteur du Pétrole Roumain, nr. 17/1934, pag.1085)

Idem.

http://furcuta.blogspot.ro/2009/10/romanian-petroleum-history.html

https://ro.wikipedia.org/wiki/Industria_petrolului_in_Romania

http://www.hetel.ro/index.php/2012/09/6172/

https://www.omvpetrom.com/OMV_Petrom_Investor_Presentation_2016-05.pdf

http://www.zf.ro/companii/energie/cati-bani-a-platit-la-stat-in-2015-petrom-cel-mai-mare-contribuabil-15082365
http://www.iqads.ro/istoria-brandului/15032/petrom-istoria-celei-mai-de-succes-companii-romanesti

https://ro.wikipedia.org/wiki/OMV_Petrom#cite_note-stex2009-05-23-18

Producţia de hidrocarburi a OMV Petrom a scăzut în ultimul trimestru al anului trecut cu 3,3%

http://www.omvpetrom.com/portal/01/petromcom/annual_report

https://www.omvpetrom.com/portal/01/petromcom/petromcom/OMV_Petrom/Divizii_si_Subsidiare/Upstream/Descopera_activitatile_Upstream

http://elth.ucv.ro/student1/Cursuri/Ciontu%20Marian/Sisteme%20de%20monitorizare%20(Master)/SCADA.pdf

Schneider Electric – SCADA Systems (White paper), martie 2012.
http://www.schneider-electric.com/solutions/ww/fr/med/20340568/application/pdf/1485_se-whitepaper-letter-scadaoverview-v005.pdf

Sursa: https://en.wikipedia.org/wiki/SCADA