Система веб-мониторинга SCADA Review Каспийского Трубопроводного Консорциума

С самого создания КТК в компании была развёрнута система технологического мониторинга SCADA S/3, за пультами которой диспетчеры ГЦУ и начальники смен на НПС могли наблюдать за параметрами количества и качества нефти, прокачиваемой через трубопровод и находящуюся в резервуарах с установленных на оборудовании датчиков. И в течение первых же нескольких лет истории КТК в дополнение к этому программно-аппаратному комплексу Группой трубопроводных прикладных программ Отдела технологий при непосредственном участии Диспетчерского управления и Группы SCADA был разработан информационный комплекс SCADA Info, который позволял в различных отчётных формах следить за состоянием прокачки, нефти и оборудования в Интернет сети КТК – вне диспетчерских пультов.

Это особенно понравилось руководящему аппарату, а потом поступили запросы от технологов, коммерческих аналитиков, специалистов по утечкам, метрологов, «киповцев», энергетиков, транспортников, лаборантов, турбинистов, службы безопасности, электро-химической защиты (ЭХЗ) и других служб КТК.

Конечно, официальными данными считаются завизированные бумажные документы (Паспорт качества, Акт приёмки и др.), но свободный доступ (для разрешённых лиц) к показаниям датчиков с оборудования КТК стал очень востребован. За любым компьютером, подключённым к сети КТК (с правом доступа) можно было просматривать и анализировать оперативные данные всей нефтепроводной системы за каждые 2 часа или даже в квази-реальном времени (runtime) – по последним изменённым показателям датчиков.

Со временем комплекс SCADA Info стал включать следующие веб-сводки:

• Суточная сводка / Dispatchers daily report – основная и самая широко применяемая сводка SCADA, визуализированная великолепной Графической сводкой (произведение нашего “художника” приложений), на которой изображены резервуары с уровнями налитой нефти, работающие и неработающие насосы и положения задвижек в разных цветах, технологические и основные трубопроводы с давлениями и расходами на них;
• Краткая сводка по MT / MT Report;
• Сводка определения утечек / Leak Detection Report (теперь – Сводка КИПиА);
• Интервальные данные для определения утечек / LDT Data (сейчас – Сводка СОУ);
• Технологические параметры НПС и ЛЧ по регионам (Technological Parameters);
• Показания электрооборудования по регионам (Electrical Parameters);
• Данные для оперативного баланса по регионам (Operating Balance);
• Оперативный лист НПС Кропоткин / Operational Spreadsheet;
• Сводка главного механика (по вспомогательным системам МТ) / MT Auxilary Systems Daily Report.
• Комплекс runtime-сводок (в «реальном» времени, «мгновенные»):
  • Данные по ЭХЗ на ЛЧ / Cathodic Protection Data on Pipeline;
  • Данные по ЭХЗ на НПС / Cathodic Protection Data on PS;
  • Данные по ЭХЗ на МТ / Cathodic Protection Data on MT;
  • Данные по шелтерам линейной части / Pipeline Shelters Data;
  • Данные по радио-шелтерам / Radio Shelters;
  • Данные по шелтерам на новом участке трубопровода (0-209 км) / New Pipeline Shelters Electrical 0-209;
  • Электропараметры на шелтерах ЛЧ / Pipeline Shelters Electrical;
  • Состояние работы насосов / Pumps Statuses;
  • Оборудование ВПУ / SPM Equipment;
  • Климат в помещениях / Room Climate – температура и влажность в зале ГЦУ (можно подключить и другие помещения).
• Сводки с диаграммами:
  • Давление на линии в метрах / Line Pressure – для слежения за возможными утечками;
  • Масса принятой нефти на МТ / MT Reception Report – таблица и график с ежедневными показателями;
  • Баланс нефти за месяц / Monthly Balance Report – список ежедневных балансов с графиком.
• Сводки SCADA не в 2-часовом формате:
  • Количество времени погрузки на МТ / MT Injection Time – время налива танкеров в часах и процентах за каждый день месяца;
  • Среднемесячные масса и объемы в резервуарах / Tanks Reports – средние масса или объём нефти в резервуарах с начала месяца;
  • Еженедельный отчет о перекачке нефти / Crude Oil Transportation Weekly Report – поставки и отгрузки нефти по НПС и МТ.

С течением времени хорошо поработавший комплекс SCADA S/3 устарел морально и физически. Было принято решение о его замене на новую версию - SCADA OASyS. Кроме прочего, новая система позволяла обрабатывать события и определять достоверность работы датчиков.

В соответствии с внедряемой системой была пересмотрена и усовершенствована вся архитектура программного комплекса SCADA Info. В новой SCADA параметров было более 60000 (!) – в 20 раз больше, чем в старой. Ввиду новой организации данных со стороны SCADA и накопившимися пожеланиями со стороны пользователей SCADA Info, было решено переписать весь интерфейс, что привело к созданию нового комплекса сводок SCADA Review. Специалисты Группы прикладных программ решили сделать легкий, быстрый, настраиваемый интерфейс, в котором видны ключевые показатели и есть возможность посмотреть второстепенные, что невозможно в виде единой таблицы с тысячами значений.

Весь «переезд» базы данных и программного функционала с новой на старую SCADA длился больше года. Было много и интересной и рутинной работы. Требовалось найти соответствие всем 3000 параметрам между новой и старой системами: далеко не всегда они назывались похоже, очень много было новых параметров, из которых нужно было найти замену отсутствующим. Для такой кропотливой и ответственной работы потребовалось написать несколько сот (!) вспомогательных скриптов, которые и сейчас используются для контроля и анализа данных.

Работы хватило на всех. В первую очередь подключились специалисты по архитектуре БД и приложений, по разработке веб-клиентской и серверной частей, по миграции данных, по дизайну пользовательского интерфейса (UI и UX). Поскольку в группе работают "многостаночники", каждую из этих функций не обязательно выполнял один человек.

Целый год ряду специалистов группы пришлось работать почти без выходных, по вечерам и даже по ночам до самого утра. Наконец, в октябре 2017 года новая система сводок SCADA Review была введена в эксплуатацию. В переходный период работала и старая система SCADA. До сих пор поступают задания собрать данные по эксплуатационным параметрам (скорость налива, производительность перекачки, Т нефти, её плотность и вязкость) за несколько лет, включая года эксплуатации старой SCADA – и эти данные, конечно же, имеются в архивной БД, которые можно достать с помощью специально разработанных запросов.

Проанализировав архитектуру данных старой SCADA было решено не противопоставлять 2-часовые и «мгновенные» сводки, а сделать их взаимно преобразуемыми – “по одному щелчку”. Планируется продолжить эту универсализацию и сделать разные типы сводок (2-часовые, с колоночным представлением параметров, месячные, односуточные) конвертируемыми друг в друга. А для управления огромным объёмом данных наш талантливый архитектор БД разработал уникальную древовидно-табличную архитектуру, которая в дальнейшем позволит для удобства отключать из просмотра целые группы параметров – т.о., веб-сводки можно будет сокращать по вертикали (можно сделать сокращение колонок и по горизонтали).

После преобразования старых сводок появилась возможность выявить в новой SCADA параметры других НПС и региональных веток ЛЧ, которые прежде не участвовали в мониторинге SCADA Info. Эти сводки были добавлены. Для упрощения всей системы многие из них были объединены в одну с набором вкладок, а длинные отчёты-«простыни» были, наоборот, разделены по вкладкам.

В 2019 году было жаркое лето. По заданию руководства КТК, чтобы не допустить перегрева нефти в трубопроводах и резервуарах, понадобилось срочно разработать онлайн-диаграммы температурных профилей ЛЧ и СИКН. Работа была новая, сложная, но группа с ней справилась за 3 месяца. Так появились сводки:

• Температурный профиль нефтепровода / Pipeline Temperature Profile – совмещённые графики температур нефти и грунта, давления и расхода нефти на всех участках ЛЧ;
• Температурный профиль СИКН / CTM Temperature Profile – совмещённые графики температуры и расхода нефти на узлах учёта.

В дальнейших планах – чтобы пользователь SCADA Review мог автоматически получать подобные диаграммы по любым параметрам, особенно критически важным – температурам, вязкости, давлению, плотности, антифрикционным присадкам…

Система SCADA Review может дополняться также сводками в других форматах. Например, по запросу специалистов по контролю и недопущению утечек был разработан полугодовой Отчет по рассылке СОУ / Leak Detection Mailing Report в виде файла Excel. Мало того, любую сводку SCADA можно выгрузить в Excel, чего не было в старой SCADA. Это очень удобно для дальнейшего анализа средствами самой Excel, включая построение диаграмм и задание формул для обработки значений сигналов.