Опыт разработки информационной системы управления диагностической информацией для компрессорных станций

Своевременное проведение диагностических работ на объектах топливно-энергетического комплекса, таких как газораспределительные, компрессорные станции, установки осушки газа и так далее, позволяет увеличить надежность их работы и минимизировать возможные техногенные риски. Выполнение работ по диагностике  связано с большими трудозатратами, так как приходится собирать и анализировать достаточно большое количество как текущей технической информации, так и истории изменения показателей. Открыть оперативный доступ ко всему объему имеющейся информации и ускорить обработку данных позволяет использование современных информационных систем.
В данной статье рассказывается об опыте компании «НЕОЛАНТ Сервис» по разработке информационной системы управления диагностической информации и ее внедрению на компрессорных станциях «Ставропольская» (газопровод «Россия – Турция» («Голубой поток»), ОАО «Газпром») и «Сальская» (Починки – Изобильное – Северо-Ставропольское ПХГ, ОАО «Газпром»).

Исходная ситуация

До создания информационной системы EDocInspector процесс диагностики компрессорной станции «Ставропольская» сопровождался накоплением большого количества отчетов в формате MS Office Excel, Word, схем отдельных узлов в формате dwg. Со временем такой подход порождал все больше неудобств, так как достаточно большой массив неструктурированных данных было сложно анализировать, выявлять динамику изменений. Это затрудняло своевременное принятие оперативных решений и влекло за собой увеличение сроков и стоимости работ по диагностике объекта.
Для повышения эффективности процесса диагностики руководство станции решило его автоматизировать, то есть разработать информационную систему (ИС) управления диагностической информацией. На предприятии были сформулированы следующие требования к системе:

  • структурированное, централизованное хранение всего объема диагностической информации;
  • организация единого информационного пространства для всех подразделений, участвующих в диагностике;
  • автоматизированное создание отчетов произвольной формы;
  • прямая интеграция с 3D моделью объекта;
  • возможность использования сферических панорам.

В результате работ в 2010 году был создан программный продукт EDocInspector – информационная система управления диагностической информацией на линейных и технологических объектах магистральных газопроводов. Система состоит из следующих модулей:

  • база данных диагностической информации;
  • модуль проектирования и создания отчетов;
  • модуль конвертации и просмотра 3D моделей;
  • модуль редактирования 3D моделей;
  • модуль просмотра сферических панорам.


Рис.1: Модули EDocInspector.

База данных диагностической информации

В качестве основы для создания структуры базы данных диагностической информации была взята «Открытая стандартная модель данных по трубопроводным системам». Она является локализацией международного стандарта PODS (Pipeline Open Data Standard), используемого во многих зарубежных компаниях нефтегазовой отрасли. Модель применяется в качестве нормативной базы для сбора, хранения, систематизации и унификации состава и структуры технической информации об объектах магистральных газопроводов в процессе их строительства и последующей эксплуатации для всех подразделений ОАО «Газпром».
Информационная система EDocInspector предусматривает работу со следующими данными диагностических исследований:

  • измерение вибрации трубопроводной обвязки (ТПО);
  • геодезические измерения положения ТПО;
  • толщинометрия отводов;
  • дефекты, выявленные при визуальном осмотре (вмятины, повреждения изоляции и т.д.).

ИС использует СУБД Firebird 2.1, которая является свободно распространяемой системой и обеспечивает быстродействие и надежность хранения данных. 
В системе реализованы удобные возможности для ежедневной работы:

  • Различные режимы доступа к данным в зависимости от должности человека – от просмотра отдельных показателей до полного доступа.
  • Удобный интерфейс для ввода данных в систему, позволяющий минимизировать затраты времени на это.
  • Различные режимы сортировки записей и автоматизированная индикация вводимых значений относительно контрольных показаний.
  • Возможность составления логических запросов, что позволяет осуществлять быстрый поиск в модели элементов по тем или иным параметрам, например, по технологическому назначению трубопровода (номер линии), номеру крана, заводу-изготовителю, сроку безопасной эксплуатации и др.
  • Создание спецификации по заданному образцу, что упрощает заказ материалов при ремонте или замене данного участка.
  • Группировка различных записей по необходимым признакам с объединением в произвольные группы.

 Рис.2: Интерфейс EDocInspector.

В ИС возможно хранение не только показаний измерений, но и любых файлов, сопутствующих процессу диагностики (регламентов, руководств, отсканированных документов, фотографий и т.д.). Также существует возможность оставлять комментарий к измерению или группе измерений.

Модуль проектирования и создания отчетов

Модуль проектирования и создания отчетов представляет собой мощный инструмент для создания отчетов любых форм. Он создан на основе решения Fast Reports, которое стало фактически стандартным компонентом для организации отчётности в России и странах СНГ. EDocInspector включает в себя полный набор шаблонов для создания отчетов установленной формы, а также визуальный дизайнер, позволяющий создавать новые шаблоны отчетов. В ИС реализован экспорт данных в форматы MS Office Excel, PDF, HTML.

 Рис. 3: Модуль проектирования и создания отчетов.

Модуль конвертации и просмотра 3D моделей

Модуль просмотра 3D моделей реализован посредством программного комплекса для визуализации и интерактивной навигации 3D моделей и 2D чертежей P3DB Navigator. Он позволяет работать практически со всеми форматами данных, используемыми в САПР-продуктах нефтегазовой отрасли. Среди них: Intergraph SmartPlant 3D, PDS, AVEVA PDMS, Bentley Microstation, Autodesk Plant 3D. Таким образом, достигается гибкость в создании ИС, так как в нее можно импортировать 3D модели из разных САПР.
В созданной ИС на 3D объектах отображаются точки измерения диагностической информации, к которым привязана атрибутивная информация: дата измерений, значение измерения, максимально допустимые параметры, выводы. Реализована связь 3D точек с электронной таблицей (отчетом по проведенным обследованиям), в которой предоставляется расширенная информация – марка измерительного прибора, инженер, выполняющий измерения и т. д. Информационная система выполняет цветовую идентификацию уже проведенных исследований, при этом определено 3 уровня оценки показания:

  • Зеленый – нормальный – эксплуатация проходит в штатном режиме;
  • Желтый – неопределённый – требуется принять решение о допустимости продолжения работы данного агрегата;
  • Красный – тревога – уровень, при котором эксплуатация недопустима.

Кроме отображения диагностической информации, 3D модель объекта является наглядным, информативным и удобным инструментом при его эксплуатации,  планировании различного рода работ по диагностике и ремонту, так как обеспечивает управляющий персонал станции необходимой информацией для принятия решения. Каждый элемент модели содержит атрибутивную информацию, соответствующую исполнительной документации. Также ИС позволяет значительно ускорить процесс обучения новых сотрудников.
Использование 3D моделей при диагностике, анализе полученных данных, планировании и проведении ремонтно-профилактических работ позволяет сократить временные и финансовые издержки, повысить качество выполняемых работ. 

Рис. 4: Интерфейс модуля просмотра 3D модели (цифрами обозначены точки измерения диагностической информации).

Модуль редактирования 3D моделей

Зачастую созданная на этапе проекта 3D модель перестает актуализироваться на стадиях строительства и эксплуатации. Это прежде всего связано с тем, что для поддержания актуальности 3D модели обслуживающей компании необходимо использовать специализированные САПР, которые в большинстве случаев создавались для использования в проектных организациях. Для внедрения таких продуктов необходимы серьезные затраты и привлечение высококлассных специалистов, что для многих обслуживающих компаний является затруднительным и избыточным.
Для решения этой проблемы был создан и включен в EDocInspector модуль редактирования 3D моделей, который реализован при помощи программного продукта «Полином». Он основан на собственном графическом ядре и не требует наличия сторонних САПР. Основными критериями при разработке являлись простота освоения и направленность на отечественные стандарты. База данных программного комплекса содержит десятки тысяч элементов, созданных по ГОСТ и ТУ. Набор атрибутов позволяет полно описать конструктивные особенности элементов применительно к отечественной специфике работы.


 
Рис. 5: Окно модуля редактирования 3D моделей.

 Данный модуль открывает возможность для пользователей изменять существующую 3D модель, добавлять точки измерений показателей, выдавать спецификации и изометрические чертежи отдельных узлов и систем. Для каждого проекта продукт  поставляется с заранее заданными настройками и каталогом 3D элементов, что позволяет сразу начать работу.

Модуль сферических панорам

Сферические панорамы (СФ) являются фотореалистическим изображением объекта, «склеенным» из нескольких отельных кадров и предоставляющим  возможность обзора на 360 градусов вокруг себя, на 180 градусов вверх/вниз и приближения объектов. Таким образом достигается эффект присутствия на объекте. Комплект сферических панорам, снятых из разных точек и объединенных в одну систему, образуют виртуальный тур по объекту.
В ИС реализована возможность сравнения сферических панорам, так, сравнивая две панорамы, созданные в разное время, можно визуально отследить произошедшие перемены. Таким образом, можно проводить мониторинг ремонтных работ, реконструкций и т.д. с интервалом в 1 день и больше.


 
Рис. 6: Окно просмотра сферических панорам.

Сегодня система EDocInspector используется при эксплуатации КС «Ставропольская» и «Сальская». В результате использования информационной системы удалось сократить время проведения плановых диагностических работ, выявить потенциальные аварии и, как следствие, оптимизировать планирование ремонтно–профилактических работ. Планируется дальнейшее развитие системы, например, интеграция с системами АСУТП.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *