Simulationssimulatoren und Importsubstitution Honeywell Unisim / Sudo Null IT News

Honeywell hat beschlossen, sein bestehendes Geschäft und seine Aktivitäten in Russland und Weißrussland einzustellen. Für viele Öl- und Gasunternehmen in Russland war dies ein unangenehmes Ereignis. Tatsache ist, dass in gefährlichen Produktionsanlagen Computersimulationssimulatoren für die Personalschulung verwendet werden müssen, und ja, die meisten Computersimulationssimulatoren in der Öl- und Gasindustrie wurden auf der Grundlage der Honeywell Unisim-Software erstellt. Nach einiger Zeit begann der Prozess, solche Software- und Hardware-Software-Komplexe zu stoppen, weil. Eine gültige Lizenz für Unisim ist erforderlich und kann nicht verlängert werden.

Leider gibt es auf dem russischen Markt praktisch keine Unternehmen, die ähnliche Simulatoren für Öl- und Gasanlagen entwickeln, ohne UniSim zu verwenden. Der Grund ist ganz einfach, jetzt gibt es auf dem Markt kein Software-Analogon, das eine Echtzeit-Simulation des technologischen Prozesses mit ausreichender Genauigkeit (3-7% Abweichung von realen Daten) ermöglicht, sowie eine Software, die reale Steuerungen von Automatisierungssystemen simuliert. Teams, die 3D-Walker auf Unity/Unreal erstellen, von denen es jetzt ziemlich viele gibt, können dieses Problem nicht beheben, weil. nicht mit mathematischen Modellen dieser Größenordnung und Genauigkeit arbeiten und in den meisten Fällen die mathematischen Apparate überhaupt nicht verwenden.

Interessant ist auch, dass ich bereits 2007, als ich meine Dissertation „Entwicklung eines computergestützten Entwurfssystems für Computersimulationssimulatoren“ an der Staatlichen Technischen Universität Ischewsk verteidigte (auf Beschluss der Höheren Bescheinigungskommission des Ministeriums für Bildung und Wissenschaft von der Russischen Föderation Nr. 15k / 73 vom 11. April 2008, verliehen als Kandidat der technischen Wissenschaften), habe ich auf diese potenzielle Bedrohung hingewiesen.

In den Jahren 2013-2014 entwickelte unser Team erfolgreich den Simulator für Erdgasbehandlungsanlagen für Erdgas und Erdölbegleitgas, der damals nicht nur über fortschrittliche Grafiken, sondern auch über genaue Echtzeit-Mathematik verfügte.

Simulator für Gasförder- und GasinjektionsbohrungenSimulator für Gasförder- und Gasinjektionsbohrungen Simulator - Anlage zur Aufbereitung von Erd- und Erdölbegleitgas Simulator – Anlage zur Aufbereitung von Erd- und Erdölbegleitgas

In ähnlicher Weise wurden auch große Simulatoren implementiert, die hauptsächlich auf mathematischen Modellen und der Simulation von Prozessleitsystemen basieren – Simulator der Vorwasserableitungsanlage (WDU), Simulator der Ölaufbereitungsanlage (OTP) und Simulator der Clusterpumpstation Block (BKNS). ). Mehrere Simulatoren verfügten über Hardware in Form von interaktiven Layouts und einem Virtual-Reality-Bildungssystem.

Startbildschirm des virtuellen FeldesStartbildschirm des virtuellen FeldesSimulator - ÖlbehandlungseinheitSimulator – Ölbehandlungseinheit

Darüber hinaus wurde zur Erstellung dieser Simulatoren unser eigener Editor für mathematische Modelle und Szenarien verwendet.

Und ja, unser Team konnte ein Tool erstellen – einen Editor für mathematische Modelle, der UniSim im Bereich der mathematischen Modellierung von Prozessen ersetzen kann. Angemessenheit, Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit, d.h. Die Fähigkeit, den physikalischen Prozess in Echtzeit und unter Berücksichtigung vieler externer Faktoren genau zu simulieren, hat es uns ermöglicht, mehr als ein Dutzend Projekte für Öl- und Gasunternehmen umzusetzen. Nehmen wir ein Beispiel für einen Simulator einer Ölbehandlungseinheit (OTF) für die Irkutsk Oil Company.

Ein bisschen Terminologie. Der UPN-Simulator ist ein technisches Mittel zur beruflichen Ausbildung von Auszubildenden, das darauf ausgelegt ist, die beruflichen Fähigkeiten und Fertigkeiten der Auszubildenden zu formen und zu verbessern, die sie benötigen, um ein materielles Objekt zu kontrollieren, indem wiederholt Aktionen von Auszubildenden durchgeführt werden, die der Verwaltung eines realen Objekts innewohnen. Der Simulator besteht aus drei notwendigen Teilen: konstruktiv (eine exakte Kopie des Arbeitsplatzes des APCS-Bedieners und des Bedieners in 3D); Software (angemessenes Modell von Ausrüstung und Prozessen); Didaktik (Ausbilderarbeitsplatz mit einem Programm zur Auswertung und Überwachung von Bedienhandlungen und anderen ebenso wichtigen Serviceprogrammen). Der Simulator wird sowohl für das systematische als auch für das fachliche Training verwendet, d.h. Gewährleistung der Assimilation bestimmter Fertigkeiten, Fähigkeiten und Verfahren. Ziel des Simulators ist es, sicherzustellen, dass die erworbenen Materialien oder Fähigkeiten den Anforderungen der bevorstehenden Arbeit entsprechen, die Effektivität des Bildungsprozesses und auch sicherzustellen, dass die während der Ausbildung gelernten Stereotypen erfolgreich auf reale Arbeitsbedingungen übertragen werden.

3D- und mathematische Modelle der folgenden Gerätetypen wurden erstellt:

  • Verbindungsknotenstandorte (UDR)

  • Öl- und Gasabscheider der ersten Stufe

  • Endstufen-Öl- und Gasabscheider (KSU)

  • Gasabscheider (GS)

  • Absetzbecken für die Ölentwässerung (OG)

  • Ölleitungsheizungen (PP)

  • Öltanks RVS-3000 und RVS-5000

  • Standort der Löschwassertanks

  • Hochdruckfackelabscheider

  • Niederdruck-Fackelabscheider

  • Kombinierte Fackelanlage

  • Pumpstation für externe Ölförderung

  • Feuerlöschpumpstation NPS

  • Pumpen des internen Transfers

  • Stickstoffempfänger

  • Unterirdischer Nottank

  • Ölablassbehälter

  • Unterirdischer Entwässerungsbehälter

  • Kondensatsammelbehälter

  • Tank für chemische Entwässerung

  • System zur Messung der Gasqualität

  • Gasmesssystem

  • System zur Messung der Menge an Gaskondensat

  • Ölladestation

  • Blockpumpwerk BKNS

  • Chemische Dosiereinheit

  • RVS-3000 Wassertanks

  • Frischwasser pumpen

  • Elektrische Dörrgeräte

  • Heißstufenabscheider usw.

Schleuderarbeiten in VR durchführen Schleuderarbeiten in VR durchführen

Der Simulator wurde entwickelt, um die Kenntnisse und Fähigkeiten des OPF-Personals bei der Durchführung von technologischen Standardoperationen sowie in Not- und Notfallsituationen zu trainieren und zu kontrollieren, zum Beispiel:

  • Druckentlastung einer Flanschverbindung an Absperrventilen, Druckentlastung von Rohrleitungen durch Fistelbildung entlang der Schweißnaht oder des „Körpers“ der Rohrleitung, am Ort der Anschlusseinheit

  • Freisetzung von Öl durch Hochdruckfackeln infolge Überschreitens des Ölspiegels in Abscheidern und Öleintritt in Gaslagerstätten.

  • Druckentlastung des Abscheiders der ersten Trennstufe mit Bildung von Ölverschmutzungen, Gasemissionen mit Zündung (Explosion) und ohne Zündung.

  • usw. über 30 Szenarien.

Blick auf den OPF von der KSU (End Separation Unit) in einem Virtual-Reality-HelmBlick auf den OPF von der KSU (End Separation Unit) in einem Virtual-Reality-Helm

Die Hauptunterscheidungsmerkmale dieses Simulators:

  • Kinoqualität, inkl. VR

  • Mathematische Modellierung physikalischer Prozesse, exakte Entsprechung automatisierter Regelsysteme

  • Fähigkeit, Unfälle und Zwischenfälle am Arbeitsplatz zu simulieren

  • Beobachtung aus dem Inneren der untersuchten Ausrüstung

  • Möglichkeit, Hardware- und Umgebungseinstellungen schnell zu ändern

Wie es funktioniert?

Mathematischer Editor in ArbeitMathematischer Editor in Arbeit

Eigene Technologie der automatischen Synthese des mathematischen Modells des Objekts. Die Technologie verbessert die Qualität und das technische und wirtschaftliche Niveau der erstellten mathematischen Modelle. Unterstützung für einphasige und mehrphasige Flüssigkeits- und Gasströmungsmodi. Präzise Steuerung der Phasenzustände von Stoffen in allen Elementen des Prozessablaufmodells.

Universelle mathematische Gerätemodelle

  • Absperr- und Regelventile, hydropneumatische Rohrleitung

  • Stauseen-Brunnen

  • Öfen

  • Ventile prüfen

  • Dynamische Pumpen und Kompressoren

  • Verdrängerpumpen und Kompressoren

  • Wärmetauscher

  • Heizungen

  • SPPC

  • Messgeräte (Manometer, Thermometer, Durchflussmesser)

Hohe Genauigkeit bei der Bereitstellung der Komponentenzusammensetzung

Hohe Genauigkeit bei der Bereitstellung der Komponentenzusammensetzung von Öl und Begleitgas:

  • Fraktionszusammensetzung von Öl von C1 bis C40+

  • Methan CH4

  • Ethan C2H6

  • Propan C3H8

  • I-Butan iC4H10

  • Butan C4H10

  • I-Pentane iC5H12

  • Pentan C5H12

  • I-Hexane

  • Hexan C6H14

  • I-Heptane

  • Benzol C6H6

  • Heptan C7H16

  • I-Oktane iC8H18

  • Toluol C7H8

  • Oktan C8H18

  • I-Nonane iC9H20

  • Nonan C9H20

  • I-Deans iC10H22

  • Dekan C10H22

  • Kohlendioxid CO2

  • Stickstoff N2

  • Schwefelwasserstoff H2S

Hochpräzise Imitation der Automatisierung (APCS untere und obere Ebene)

  • Nachahmung von Steuergeräten

  • Sensorsimulation

  • Simulation von Regleralgorithmen

  • Systemsimulation der oberen Ebene (SCADA)

Script EditorSzenario-EditorSzenarien

  • Lineare und nichtlineare Struktur

  • Fortgeschrittene Szenario-Verzweigungsmechanismen

  • Entwickelte Mechanismen zum Festlegen der Folgen von Handlungen oder Bedingungen

  • Einfacher Grafikeditor

  • Beziehung zur mathematischen Beschreibung des Objekts

Die Kommunikation zwischen den Simulatorsystemen erfolgt nach dem Standard IEEE1516 / HLA 1.3. Das Empfangen von Trainingsdaten und das Generieren von Analysen erfolgt mithilfe der xAPI-Spezifikation.

So ist es uns gelungen, einen vollwertigen Importersatz des abgekündigten Honeywell Unisim zu implementieren.

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