многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами с управлением затратами по месту их возникновения для технологических объектов газовой и нефтяной промышленности

Формула изобретения

Многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности, характеризующаяся тем, что она содержит автоматизированную систему разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия, находящуюся на верхнем уровне управления, автоматизированную систему управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью, системы автоматического управления технологическими установками, находящиеся на нижних уровнях управления, системы автоматического управления технологическими объектами, находящиеся на уровне управления технологическими процессами производственных объектов, при этом на уровне управления производственными процессами предприятия находятся: автоматизированная система управления производственными процессами предприятия; система текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; диспетчерский пульт контроля производственных процессов предприятия; на уровне управления производственно-технологическими процессами предприятия находятся: автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени; система текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; диспетчерский пульт контроля производственно-технологических процессов предприятия; на уровне управления технологическими процессами объектов находятся: автоматизированные системы управления технологическими процессами объектов; системы текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; диспетчерские или операторские пульты контроля технологических процессов объектов, при этом автоматизированная система управления производственными процессами предприятия, автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и автоматизированные системы управления технологическими процессами объектов состоят из подсистем сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня, связанных с соответствующими подсистемами ввода-вывода; а система текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, система текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и системы текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте состоят из подсистем расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности, связанных с соответствующими подсистемами ввода-вывода; кроме того, имеются двухсторонние каналы передачи данных между: автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и диспетчерским пультом контроля производственных процессов предприятия; автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия; автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; автоматизированной системой управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью и подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; диспетчерским пультом контроля производственных процессов предприятия и подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия; подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия и подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и диспетчерским пультом контроля производственно-технологических процессов предприятия; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и системами автоматического управления технологическими объектами; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и подсистемами ввода-вывода систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта и диспетчерскими или операторскими пультами контроля технологических процессов объектов; подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта и системами автоматического управления технологическими установками; кроме того, имеются односторонние каналы передачи данных: от подсистемы ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия до подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; от подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия до диспетчерского пульта контроля производственных процессов предприятия; от подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия до подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; от автоматизированной системы управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; от подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия до диспетчерского пульта контроля производственно-технологических процессов предприятия; от подсистем ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта до подсистем ввода-вывода систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; от подсистем ввода-вывода систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте до диспетчерских или операторских пультов контроля технологических процессов объектов; от автоматизированной системы управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистем ввода-вывода систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте, кроме того, диспетчерский пульт контроля производственных процессов предприятия, диспетчерский пульт контроля производственно-технологических процессов предприятия и диспетчерские или операторские пульты контроля технологических процессов объектов связаны двухсторонними служебными и/или телефонными диспетчерскими каналами связи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может быть использовано для управления производственно-технологическими процессами предприятия газовой или нефтяной промышленности с управлением затратами по месту их возникновения.

Известна многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия, реализованная в ОАО «Газпром» в виде Отраслевой системы оперативного диспетчерского управления единой системы газоснабжения России, описанная в книге Радкевич В.В. Системы управления объектами газовой отрасли, М.: Серебряная нить, 2004. стр.101-130, 159-199, 258-264.

Система позволяет:

распределять производственно-технологические задания по уровням управления путем формирования производственных или технологических заданий на определенном уровне управления и их передачи на нижестоящие уровни управления, контролировать производственно-технологические процессы на определенном уровне управления путем получения данных с нижестоящих уровней управления, их математической обработки и отображения,

информировать о ходе производственно-технологических процессов вышестоящий уровень управления, путем усреднения и математической обработки данных, поступающих с нижестоящих уровней и передачи данных с результатами обработки на вышестоящий уровень,

управлять производственно-технологические процессами, путем формирования команд управления с вышестоящего уровня управления на нижестоящий уровень управления.

При этом при штатном режиме работы контролируется нахождение производственно-технологических показателей в пределах допустимых значений, обеспечивающих выполнение производственно-технологических заданий, а в случае выхода какого-либо из показателей за пределы допустимой границы, выполняются соответствующие управляющие действия.

Контролируемыми параметрами могут быть технологические параметры, например давление газа на определенных участках магистрального газопровода, производственно-технологические параметры, например средний баланс газа по газоперекачивающему предприятию, параметры, связанные с текущей оценкой производственной эффективности, например средний политропический коэффициент полезного действия работающих газоперекачивающих агрегатов, расходных показателей, например расходы топливного или технологического газа.

При управлении есть возможность улучшать некоторые показатели, тем самым повышать эффективность работы управляемого технологического объекта и системы в целом. Например, известно техническое решение по патенту РФ №2181854, кл. F04D 27/02, F01К 7/24, опубл. 27.04.2002 г., в котором минимизируется величина расхода топливного газа при совместной работе нескольких газоперекачивающих агрегатов.

Описанные технические решения не могут реализовать функцию по управлению затратами, так как среди обрабатываемых системами данных нет параметров с информацией о затратах. Даже имея информацию о расходах, например, электроэнергии или топливного газа, нет возможности непосредственно связать ее с соответствующей величиной затрат. Для такой связи необходим коэффициент, пропорциональный стоимости затрачиваемого ресурса для данного технологического объекта. Например, на компрессорных станциях, находящихся вблизи газовых промыслов, стоимость топливного газа будет во много раз дешевле, чем в средней полосе, а электроэнергия, горючесмазочные материалы, запасные части и транспортные расходы (а значит и стоимость ремонта и эксплуатации) существенно дороже. Для компрессорной станции, в состав которой входит электростанция собственных нужд, электроэнергия существенно дешевле, чем для компрессорной станции, получающей электроэнергию от единой системы электроснабжения России.

Известна автоматизированная система управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия и его объектов, реализованная, например, в многопользовательском сетевом комплексе полной автоматизации «Галактика», функционирующий в ООО «Мострансгаз» и известный по книге Смирнова Г.Н., Сорокин А.А., Тельнов Ю.Ф.Проектирование экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2002 г., стр.14-21. Также известна система управления производственно-хозяйственной деятельностью по патенту РФ №2216039, кл. G06F 17/60, опубл. 2003.11.10.

В соответствии с данными техническими решениями при управлении предприятием решается задача эффективного планирования текущей деятельности предприятия. При этом критерием оптимизации является увеличение прибыли на перспективу или в текущий момент за счет эффективного формирования потоков, как продукции, так и финансов. Затраты в данных системах определяются на основе интегральных технологических и производственных показателей и, рассчитываемых в системе, стоимостных показателей потребляемых ресурсов.

Данные технические решения также не могут реализовать функцию по управлению затратами в месте возникновения, так как в описанных системах при управлении затратами используются интегральные технологические и производственные показатели, а оптимальная стратегия затрат формируется на основе анализа бизнес-процессов. В результате реакция на неэффективно произведенные затраты отдалена циклом планирования или анализа бизнес-процесса. Управление затратами, реализованное в системах автоматического управления производственно-хозяйственной деятельностью, отдалено от непосредственных производственно-технологических процессов, в данных системах не предусмотрено механизма или инструмента непосредственного влияния на производственно-технологический процесс, где затраты непосредственно формируются.

Недостатки аналогов устранены в предлагаемой многоуровневой автоматизированной системе управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности.

Заявителем не найдены технические решения, позволяющие реализовать функцию по управлению затратами в месте возникновения, поэтому прототип не выявлен.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание многоуровневой автоматизированной системы управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения, позволяющей повысить эффективность управления за счет оперативного локального реагирования на снижение эффективности части производственно-технологического процесса предприятия.

Указанный результат достигается тем, что многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности взаимодействует с верхним уровнем управления, функционирует на иерархических диспетчерских или операторских уровнях управления предприятием: уровне управления производственными процессами предприятия; уровне управления производственно-технологическими процессами предприятия; уровне управления технологическими процессами производственных объектов, и взаимодействует с системами автоматического управления, находящимися на уровне управления технологическими процессами производственных объектов и на нижних уровнях управления, она связана с внешними системами: автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия, находящейся на верхнем уровне управления, автоматизированной системой управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью, системами автоматического управления технологическими установками, находящимися на нижних уровнях управления, системами автоматического управления технологическими объектами, находящимися на уровне управления технологическими процессами производственных объектов, при этом на уровне управления производственными процессами предприятия находятся: автоматизированная система управления производственными процессами предприятия; система текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; диспетчерский пульт контроля производственных процессов предприятия; на уровне управления производственно-технологическими процессами предприятия находятся: автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени; система текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; диспетчерский пульт контроля производственно-технологических процессов предприятия; на уровне управления технологическими процессами объектов находятся: автоматизированные системы управления технологическими процессами объектов; системы текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; диспетчерские или операторские пульты контроля технологических процессов объектов, при этом автоматизированная система управления производственными процессами предприятия, автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и автоматизированные системы управления технологическими процессами объектов состоят из: подсистем сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня и подсистем ввода-вывода; а система текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, система текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и системы текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте состоят из: подсистем расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности и подсистем взаимодействия; кроме того, имеются двухсторонние каналы передачи данных между: автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и диспетчерским пультом контроля производственных процессов предприятия; автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия; автоматизированной системой разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; автоматизированной системой управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью и подсистемой взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; диспетчерским пультом контроля производственных процессов предприятия и подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия; подсистемой ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия и подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; подсистемой взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемой взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и диспетчерским пультом контроля производственно-технологических процессов предприятия; подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и системами автоматического управления технологическими объектами, подсистемой ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта; подсистемой взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и подсистемами взаимодействия систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта и диспетчерскими или операторскими пультами контроля технологических процессов объектов; подсистемами ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта и системами автоматического управления технологическими установками; кроме того, имеются односторонние каналы передачи данных: от подсистемы ввода-вывода автоматизированной системы управления производственными процессами предприятия до подсистемы взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; от подсистемы взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятии до диспетчерского пульта контроля производственных процессов предприятия; от подсистемы ввода-вывода системы текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия до подсистемы взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; от автоматизированной системы управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистемы взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; от подсистемы взаимодействия системы текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия до диспетчерского пульта контроля производственно-технологических процессов предприятия; от подсистем ввода-вывода автоматизированных систем управления технологическими процессами объекта до подсистем взаимодействия систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте; от подсистем взаимодействия систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте до диспетчерских или операторских пультов контроля технологических процессов объектов; от автоматизированной системы управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистем взаимодействия систем текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте, кроме того, диспетчерский пульт контроля производственных процессов предприятия, диспетчерский пульт контроля производственно-технологических процессов предприятия и диспетчерские или операторские пульты контроля технологических процессов объектов связаны двухсторонними служебными и/или телефонными диспетчерскими каналами связи.

Суть изобретения заключается в том, что при управлении производственно-технологическими процессами на каждом уровне управления наряду с производственно-технологическими показателями контролируют и значения оценок показателей эффективности, которые, как и производственно-технологические показатели, тоже сравниваются с допустимыми границами. Значения оценок показателей эффективности рассчитывается как сумма затрат по статьям потребляемых в технологических процессах ресурсов. Каждая затрата рассчитывается как произведение расхода по определенной статье затрат и коэффициента, пропорционального стоимости данного ресурса для данного объекта. При выходе значения оценки показателя эффективности за допустимые границы производятся управляющие действия с целью вернуть показатель в область допустимых значений. При этом выявляются и отображаются источники и причины потери эффективности на каждом уровне управления.

Многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности изображена на чертеже. Система взаимодействует с верхним уровнем управления 1, функционирует на иерархических диспетчерских или операторских уровнях управления предприятием: уровне управления 2 производственными процессами предприятия; уровне управления 3 производственно-технологическими процессами предприятия; уровне управления 4 технологическими процессами производственных объектов, и взаимодействует с системами автоматического управления, находящимися на уровне управления 4 технологическими процессами производственных объектов и на нижних уровнях управления 5.

Она связана с внешними системами:

автоматизированной системой 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия, находящейся на верхнем уровне управления 1, для получения плановых производственных и технологических заданий и передачи отчетов об их выполнении,

автоматизированной системой 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью, для получения данных об экономических параметрах и передачи данных о текущих экономических оценках.

системами 8 автоматического управления технологическими установками, находящимися на нижних уровнях 5 управления, для передачи управляющих воздействий и получения данных об их выполнении, ходе технологического процесса и состоянии технологических установок,

системами 9 автоматического управления технологическими объектами, находящимися на уровне управления технологическими процессами производственных объектов, для передачи управляющих воздействий и получения данных об их выполнении, ходе технологического процесса и состоянии технологических объектов.

На уровне управления 2 производственными процессами предприятия находятся:автоматизированная система 10 управления производственными процессами предприятия; система 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия;

диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия.

На уровне управления 3 производственно-технологическими процессами предприятия находятся: автоматизированная система 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени;

система 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия;

диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия.

На уровне управления 4 технологическими процессами объектов находятся: автоматизированные системы 16 управления технологическими процессами объектов; системы 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте;

диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов.

Автоматизированная система 10 управления производственными процессами предприятия, автоматизированная система 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и автоматизированные системы 16 управления технологическими процессами объектов состоят из: подсистем сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня соответственно 19, 20, 21;

подсистем ввода-вывода соответственно 22, 23, 24.

Система 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, система 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и системы 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте состоят из подсистем:

подсистем расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных, затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности соответственно 25, 26, 27; подсистем взаимодействия соответственно 28, 29, 30.

Имеются двухсторонние каналы передачи данных между:

автоматизированной системой 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и диспетчерским пультом 12 контроля производственных процессов предприятия;

автоматизированной системой 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой 22 ввода-вывода автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия;

автоматизированной системой 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и подсистемой 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия;

автоматизированной системой 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью и подсистемой 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия;

диспетчерским пультом 12 контроля производственных процессов предприятия и подсистемой 22 ввода-вывода автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия;

подсистемой 22 ввода-вывода автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия и подсистемой 23 ввода-вывода системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия;

подсистемой 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемой 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия;

подсистемой 23 ввода-вывода системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и диспетчерским пультом 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия;

подсистемой 23 ввода-вывода системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и системами 9 автоматического управления технологическими объектами;

подсистемой 23 ввода-вывода системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия и подсистемами 24 ввода-вывода автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объекта;

подсистемой 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия и подсистемами 30 взаимодействия систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте;

подсистемами 24 ввода-вывода автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объекта и диспетчерскими или операторскими пультами 18 контроля технологических процессов объектов;

подсистемами 24 ввода-вывода автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объекта и системами 8 автоматического управления технологическими установками.

Имеются односторонние каналы передачи данных:

от подсистемы 22 ввода-вывода автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия до подсистемы 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятии;

от подсистемы 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятии до диспетчерского пульта 12 контроля производственных процессов предприятия;

от подсистемы 23 ввода-вывода системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия до подсистемы 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия;

от автоматизированной системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистемы 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия;

от подсистемы 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия до диспетчерского пульта 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия;

от подсистем 24 ввода-вывода автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов до подсистем 30 взаимодействия систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте;

от подсистем 30 взаимодействия систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте до диспетчерских или операторских пультов 18 контроля технологических процессов объектов;

от автоматизированной системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью до подсистем 30 взаимодействия систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте.

Диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия, диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия и диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов связаны двухсторонними служебными и/или телефонными диспетчерскими каналами связи.

Многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности функционирует следующим образом.

Она получает плановые производственные и технологические задания от автоматизированной системы 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия. Эти производственные и технологические задания распределяются по управляемым производственным объектам при помощи подсистем 19, 22 автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия, подсистем 20, 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени, подсистем 21, 24 автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов.

Плановые производственные и технологические задания загружаются на диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия непосредственно из автоматизированной системы 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия, а также из подсистемы 22 автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия, на диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия из подсистемы 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени, на диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов из подсистем 24 автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов.

При этом плановые производственные и технологические задания формируются в виде значений производственных или технологических показателей, которые должны поддерживаться в ходе производственных и технологических процессов, а также в виде допустимых границ производственных или технологических показателей.

Одновременно, при помощи подсистем 25, 28 системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, подсистем 26, 29 системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия, подсистем 27, 30 систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте соответственно на диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия, диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия, диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов поступают плановые значения показателей эффективности и также допустимые границы показателей эффективности, которые формируются на основе плановых производственных и технологических заданий, поступающих из автоматизированной системы 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия, при помощи подсистемы 28 системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, а также текущих экономических параметров поступающих из автоматизированной системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью в подсистемы 28, 29, 30 соответственно системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия, системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия, систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте.

При работе технологических установок, управляемых системами 8 автоматического управления технологическими установками, данные о текущих рабочих параметрах технологического процесса, режимах, состоянии и наработках работающих агрегатов, потребляемых ресурсах поступают в системы 16 управления технологическими процессами объектов при помощи их подсистем 24. Там они обрабатываются в подсистемах 21. В результате кроме поступивших из систем 8 автоматического управления технологическими установками технологических параметров при помощи подсистем 21, 24 на диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов поступают данные с усредненными за определенный период технологическими параметрами, интегрированными производственными показателями как по технологическим установкам, так и по всему технологическому объекту, распределению нагрузок, о режимах, состоянии и наработках работающих технологических установок, потребляемых ресурсах по каждой технологической установке и в целом по объекту, текущих значениях коэффициентов полезного действия работающих технологических установок и объекта в целом. Эти же данные при помощи подсистемы 24 загружаются в подсистему 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени.

На основе предоставленной информации диспетчера или операторы контролируют значения технологических показателей и в случае их выхода за допустимые границы выполняют управляющие действия. Эти действия реализуются в командах, которые диспетчера или операторы загружают при помощи человеко-машинного интерфейса диспетчерских или операторских пультов 18 контроля технологических процессов объектов. Команды при помощи подсистем 24 и 21 вырабатываются в управляющих воздействия, которые при помощи подсистемы 24 воздействуют на системы 8 автоматического управления технологическими установками, в результате чего меняются режимы работы технологических установок. Диспетчера или операторы выполняют управляющие действия до тех пор, пока значения технологических показателей не войдут в норму. При этом диспетчер или оператор может перераспределять нагрузки между установками, находящимися в едином технологическом цикле, например газоперекачивающими агрегатами, в рамках выполнения заданных значений технологических показателей, например, на входе и выходе компрессорного цеха.

Кроме того, данные о технологических процессах объектов при помощи подсистемы 24 системы 16 управления технологическими процессами объектов передаются в подсистемы 30 систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте. Здесь в подсистемах 27 на основе полученных данных о технологических процессах и текущих экономических параметров, поступающих из автоматизированной системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью, определяются значения оценок показателей эффективности, которые сравниваются с допустимыми границами показателей эффективности. Значения оценок показателей эффективности рассчитывается как сумма затрат по статьям потребляемых в технологических процессах ресурсов, например топливный газ, электроэнергия, горючесмазочные материалы, тепло, вода, износ оборудования, штафные и сервисные выплаты, транспортные расходы. При этом каждая затрата рассчитывается как произведение расхода по определенной статье затрат и коэффициента, пропорционального стоимости данного ресурса для данного объекта. Эти коэффициенты и являются текущими экономическими параметрами, поступающими из автоматизированной системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью. Это позволяет передавать из системы 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью не абсолютные значения стоимостей потребляемых ресурсов, а их нормированные величины.

Значения рассчитанных оценок показателей эффективности передаются на диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов при помощи подсистем 30 систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте и контролируются диспетчером или оператором.

В случае выхода оценки эффективности хода технологических процессов за допустимыми границы на диспетчерских или операторских пультах 18 контроля технологических процессов объектов формируются звуковые и световые сигналы, а в подсистемах 27 систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте выполняется анализ статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявляются источники и причины потери эффективности. Результаты этого анализа при помощи подсистем 30 систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте передаются на соответствующий диспетчерский или операторский пульт 18 контроля технологических процессов объектов.

Указанный анализ выполняется на основе математических методов причинно-следственного анализа применительно к массивам данных. В частности, это могут быть корреляционный анализ или метод главных компонент. В результате определяются технологические параметры или параметры показателей эффективности хода технологических процессов, изменение которых повлекло к снижению значений оценки эффективности хода технологических процессов.

Указанный анализ может быть выполнен по команде диспетчера или оператора в случае появившейся тенденции снижения оценки эффективности хода технологических процессов еще до перехода за допустимую границу.

По результатам выполненного анализа диспетчер или оператор выполняет управляющие действия аналогично его действиям при выходе за допустимую границу технологического параметра.

Таким образом, диспетчер или оператор выполняет управление не только технологическим процессом на объекте, но и затратами на объекте, то есть по месту их возникновения.

Управление системами 9 автоматического управления технологическими объектами производится с диспетчерского пульта 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия при помощи подсистем 20, 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и выполняется аналогично управлению системами 8 автоматического управления технологическими установками. Отличие заключается в том, что технологические объекты, например, цех компрессорной станции, содержат в своем составе несколько технологических установок, например газоперекачивающих агрегатов, и системами 9 автоматического управления технологическими объектами решается также задача перераспределения нагрузок между технологическими установками и управления их режимами.

Аналогично данным из подсистем 21 автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов из систем 9 автоматического управления технологическими объектами на вышестоящий уровень в подсистему 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени передаются усредненные за определенный период технологические параметры, интегрированные производственные показатели как по технологическим установкам, так и по всему технологическому объекту, о распределении нагрузок, режимах, состоянии и наработках работающих технологических установок, потребляемых ресурсах по каждой технологической установке и в целом по объекту, текущих значениях коэффициентов полезного действия работающих технологических установок и объекта в целом.

Данные, поступившие с уровня 4 управления технологическими процессами производственных объектов, обрабатываются в подсистеме 20 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и передаются при помощи подсистемы 23 на диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия.

Диспетчер контролирует не только выполнение технологических требований, но и выполнение плановых производственных заданий, то есть занимается решением задач производственно-технологического характера.

Система 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия обеспечивает функцию управления затрат по месту их возникновения на уровне 3 управления производственно-технологическими процессами предприятия и функционирует аналогично системе 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте. При помощи подсистем 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и подсистемы 29 системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия загружаются данные призводственно-технологического характера. Подсистемы 26, 29 системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия функционируют аналогично соответственно подсистемам 27, 30 системы 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте. Подсистема 29 системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия позволяет получать данные из подсистемы 30 системы 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте. Это данные о рассчитанных значениях оценки эффективности хода технологических процессов на объектах, которые после усреднения предоставляются диспетчеру. Кроме того, взаимодействие этих подсистем позволяет организовать объединенную базу данных значений технологических параметров и/или параметров показателей эффективности хода технологических процессов для группы объектов, объединенных технологически при выявлении причин снижения эффективности.

На уровне 3 управления производственно-технологическими процессами предприятия на основе работы системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия совместно с диспетчерским пультом 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия и автоматизированной системой 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени производится управление производственно-технологическими процессами предприятия, а также управление затратами, которые в данном случае, в основном, связаны с взаимодействием между разными технологическими объектами и перераспределением вклада каждого из них в производственно-технологический процесс.

Подсистемой 20 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени на основе усреднения формируются интегрированные производственные показатели по балансам, ресурсам, произведенным затратам, наработкам состояния производственной системы в целом которые при помощи подсистемы 23 в передаются автоматизированную систему 10 управления производственными процессами предприятия через ее подсистему 22.

Диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия работает аналогично диспетчерскому пульту 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия. Подсистемы 19, 22 автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия работают аналогично подсистемам 20, 23 автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени.

Подсистемы 25, 28 системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия работают аналогично подсистемам 26, 29 системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия.

Диспетчер диспетчерского пульта 12 контроля производственных процессов предприятия контролирует выполнение планового задания, принимает решение о его корректировке анализирует причины снижения эффективности всего предприятия в целом и выявляет резервы роста эффективности, о чем сообщает на верхний уровень 1 и в виде управляющих действий в автоматизированную систему 10 управления производственными процессами предприятия при помощи ее подсистемы 19. Автоматизированная система 10 управления производственными процессами предприятия формирует при помощи ее подсистемы 19 и передает при помощи подсистемы 22 на верхний уровень 1 количественный интегральный результат выполнения производственного задания по всему предприятию в целом. Система 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия позволяет оценить эффективность выполнения производственных процессов и сравнить их с плановыми заданиями, найти резервы повышения эффективности. Данные по текущей эффективности производственных процессов при помощи подсистемы 28 загружаются в автоматизированную систему 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью.

На уровне управления 2 производственными процессами предприятия на основе работы диспетчерского пульта 12 контроля производственных процессов предприятия, автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия и системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия производится управление производственными процессами предприятия в реальном времени и выполняется управление затратами, связанными с несбалансированностью производственных процессов, появлением факторов, не учтенных в плановых производственных заданиях, ошибками планирования.

Системы 8 автоматического управления технологическими установками могут быть реализованы на основе автоматических регуляторов по [Радкевич В.В. Системы управления объектами газовой отрасли. М.: Серебряная нить, 2004, стр.134-138, 275-284, пат. РФ №2040699, F02С 9/28, 1995 г.].

Системы 9 автоматического управления технологическими объектами управляют в составе технологического объекта, как правило, несколькими технологическими установками и, поэтому, содержат в своем составе соответствующее число автоматических регуляторов управления технологическими установками. При этом системы 9 автоматического управления технологическими объектами должны решать задачу перераспределения нагрузок между технологическими установками и управления их режимами, которая реализуется также автоматическими регуляторами. Системы 9 автоматического управления технологическими объектами могут быть реализованы на основе автоматических регуляторов по [Радкевич В.В. Системы управления объектами газовой отрасли. М.: Серебряная нить, 2004, стр.284-295, патенту РФ №2181854, кл. 7 F04D 27/02, F01К 7/24, опубл. 27.04.2002 г., патенту РФ №2084704, F04В 27/00, 1993 г.].

Автоматизированная система 10 управления производственными процессами предприятия совместно с диспетчерским пультом 12 контроля производственных процессов предприятия, как и автоматизированная система 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени совместно с диспетчерским пультом 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия, как и автоматизированные системы 16 управления технологическими процессами объектов совместно с диспетчерскими или операторскими пультами 18 контроля технологических процессов объектов могут быть реализованы в виде SCADA-систем, строящихся на основе технологии баз данных реального времени. SCADA-системы разрабатываются на основе базовых программных SCADA-пакетов путем параметрирования, то есть разработки прикладного программного обеспечения под имеющиеся технические средства и задачи управления нижестоящими системами автоматического управления. В настоящее время на рынке представлено большое количество базовых программных SCADA-пакетов различных фирм. В частности, обзор по, имеющимся на рынке базовым программным SCADA-пакетам представлен в [Николаевская С.А. Сравнительный анализ основных характеристик SCADA-систем, применяемых на газотранспортных предприятиях России // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности №1, 2003 г, стр.14-16, Ахметов Э.С. Аспекты выбора SCADA-систем в АСУ ТП // Автоматизация телемеханизация и связь в нефтяной промышленности №3, 2005 г., стр.34-38]. Основными документами при разработке SCADA-систем в газовой промышленности являются ГОСТ34.201-89, ГОСТ34.602-89, ГОСТ34.601-90, ГОСТ34.003-90, РД 50-682-89, РД 50-680-88, РД 50-34.698-90, Р 50-34.119-90, Типовые технические требования на проектирование КС, ДКС, и КС ПХГ (ВРД 39-1.8-055-2002). М., ООО «ИРЦ Газпром», 2002 г.

Техническими средствами SCADA-системы являются серверы и автоматизированные рабочие места в виде компьютеров с операционными системами Windows или UNICS. Диспетчерский пульт 12 контроля производственных процессов предприятия, диспетчерский пульт 15 контроля производственно-технологических процессов предприятия и диспетчерские или операторские пульты 18 контроля технологических процессов объектов представляют собой автоматизированные рабочие места в виде компьютеров, для каждого из которых при создании SCADA-системы разрабатывается свой человеко-машинный интерфейс. В газовой и нефтяной промышленности сегодня существует большое количество практических реализации SCADA-систем. В частности, такая реализация описана в [Реунов А.В., Соловьев Ю.А. САУ Газокомпрессорной станцией (новейший опыт) // Промышленные контроллеры АСУ, №3, 2001 г., стр.14-16].

Ядром автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия, как и автоматизированной системы 13 управления производственно - технологическими процессами предприятия в реальном времени, как и автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов являются серверы реального времени и сервер архивной базы данных, где формируется база данных реального времени и архивная база данных.

Подсистема 19 сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия, подсистема 20 сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени и подсистемы 21 сбора, хранения и первичной обработки производственной или технологической информации, выработки управляющих воздействий, подготовки отчетов для верхнего уровня автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов реализуются как комплекс расчетных задач в соответствующих базах данных реального времени или архивных базах данных SCADA-систем.

Подсистема 22 ввода-вывода автоматизированной системы 10 управления производственными процессами предприятия; подсистема 23 ввода-вывода автоматизированной системы 13 управления производственно-технологическими процессами предприятия в реальном времени; подсистемы 24 ввода-вывода автоматизированных систем 16 управления технологическими процессами объектов могут быть выполнены как стандартные подсистемы в соответствующих базах данных реального времени или архивных базах данных SCADA-систем. Все эти подсистемы должны состоять из двух блоков: блока подготовки и передачи данных и блока получения и загрузки данных. Блоки могут содержать собственные программные интерфейсы, обеспечивающие взаимодействие с каналами передачи данных.

Система 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; система 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; системы 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте могут быть выполнены как на основе обычной базы данных, например Oracle, так и базы данных реального времени, то есть являться отдельной SCADA-системой или быть частью общей SCADA-системы, функционирующей на соответствующем уровне управления.

Подсистема 25 расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; подсистема 26 расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; подсистемы 27 расчета обобщенных производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, снижения размерности текущей информации и производственных или технологических, удельных, расходных затратных и ресурсных показателей, расчета интегральных показателей оценки текущей эффективности, анализа статистических и временных характеристик показателей эффективности хода процессов и выявления источников и причин потери эффективности систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте реализуются как комплекс расчетных задач в соответствующих базах данных или базах данных реального времени или архивных базах данных SCADA-систем.

Подсистема 28 взаимодействия системы 11 текущей оценки эффективности хода производственных процессов предприятия; подсистема 29 взаимодействия системы 14 текущей оценки эффективности хода производственно-технологических процессов предприятия; подсистемы 30 взаимодействия систем 17 текущей оценки эффективности хода технологических процессов в технологическом объекте могут быть выполнены как стандартные подсистемы в соответствующих базах данных, базах данных реального времени или архивных базах данных SCADA-систем. Все эти подсистемы должны состоять из двух блоков: блока подготовки и передачи данных в другие системы и блока получения и загрузки данных.

Все каналы передачи данных, обслуживающие информационные обмены, могут быть трех типов: информационный обмен внутри одной базы данных, реализуется или на основе сети внутри сервера или на основе локально вычислительной сети; информационный обмен между однотипными базами данных реализуется при помощи ЛВС или связной сети передачи данных на основе внутренних протоколов, не требует трансформации или преобразования формата данных перед передачей или после получения; информационный обмен между разнотипными базами данных реализуется как правило на основе стандартных протоколов и форматов представления данных, например при помощи SQL - запросов. Служебными диспетчерскими каналами связи могут быть ЛВС, каналы связной сети передачи данных, каналы передачи связи на основе телефонной сети и модемов, электронная почта, Интернет. Телефонными каналами связи могут быть: телефонная связь государственных операторов, ведомственная телефонная связь, сотовая телефонная связь, радиосвязь, телефония на основе использования цифровых каналов передачи данных, например IP-телефония.

На предприятии может быть более сложная иерархическая система технологических объектов. В этом случае число уровней управления технологическими процессами производственных объектов может быть увеличено.

На предприятии могут отсутствовать автоматизированная система 6 разработки и контроля выполнения плановых производственных заданий предприятия и автоматизированная система 7 управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью.

В этом случае многоуровневая автоматизированная система управления производственно-технологическими процессами предприятия с управлением затратами по месту их возникновения для газовой и нефтяной промышленности взаимодействует с соответствующими отделами предприятия. Например, плановые, производственные и технологические задания могут заноситься в систему вручную по данным, подготовленным производственными или технологическими отделами предприятия. Они же и получают отчеты об их выполнении. Экономические параметры могут заноситься в систему вручную по данным, подготовленным, например, бухгалтерией или экономическим отделом. Они же получают данные из системы о текущих экономических оценках.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность управления за счет оперативного локального реагирования на снижение эффективности части производственно-технологического процесса предприятия.