3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4
ГЛАВА 1. Описание предприятия ..................................................................... 6
1.1. Сфера деятельности предприятия .................................................... 6
1.2. Аппаратное и программное обеспечение ООО «Геопрогресс» .. 11
1.3. Требования, предъявляемые к ИС «КИПиА и АСУТП» ............. 21
ГЛАВА 2. Проектирование информационной системы................................ 24
2.1. Анализ бизнес-процессов организации ......................................... 24
2.2. Моделирование базы данных ......................................................... 30
2.2.1. Анализ входной и выходной информации ................................. 30
2.2.2. Структура реляционных баз данных ........................................... 33
2.2.3. СУБД InterBase .............................................................................. 47
2.3. Методология программирования ................................................... 49
ГЛАВА 3. Реализация программного продукта ............................................. 51
3.1. Эскиз и специфика типов объектов управления ........................... 51
3.2. Руководство системного программиста ........................................ 54
3.2.1. Схема взаимодействия модулей .................................................. 54
3.2.2. Описание модулей ........................................................................ 55
3.3. Руководство пользователя ............................................................... 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......................................... 74
ПРИЛОЖЕНИЕ А – Организационная структура предприятия .................. 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Входные и выходные документы ................................. 80
ПРИЛОЖЕНИЕ В – ER-диаграмма ................................................................. 83
ПРИЛОЖЕНИЕ Г – Код проекта .................................................................... 84
4
ВВЕДЕНИЕ
Данная выпускная квалификационная работа выполнялась на основе
требований организации ООО «Геопрогресс». Данная организация занимается
добычей и подготовкой нефти, с использованием современных средств
автоматизации.
Основу средств автоматизации составляют контрольные измерительные
приборы. Помимо механических манометров, термометров и прочих средств
измерения, которые могут только отображать показания, есть множество
электрических приборов, которые дают более точные показания, а также
способны передавать информацию в цифровом виде.
Как правило, приборы делятся на первичные и вторичные
преобразователи. Первые преобразуют измеряемую величину в цифровой
сигнал, «понятный» вторичному прибору. Второй же приводит полученные от
первичного прибора данные к определенным условиям, и служит либо блоком
индикации и управления, либо для передачи информации на ЭВМ верхнего
уровня напрямую, либо на программируемый логический контроллер (ПЛК) по
определенному протоколу.
На определенные групп приборов, в зависимости от производителя
прибора, назначения и условий эксплуатации все приборы имеют различный
меж поверочный интервал. Средства автоматизации, в отличии от средств
измерений, в поверке не нуждаются.
Своевременная поверка средств измерений требует оперативного
реагирования и постоянного мониторинга за сроком истечения поверки.
Поэтому данная область подлежит автоматизации.
Тема данной ВКР актуальна для предприятия ООО «Геопрогресс» в
частности, так как существует необходимость оперативного мониторинга за
средствами измерения, а также автоматизации процесса поиска необходимых
документов и схем.
5
В ООО «Геопрогресс» база данных СА и СИ ведется в редакторе
Microsoft Excel и имеет очень слабый функционал, а поиск схем и документов
на оборудование занимает много времени, т.к. основная их масса хранится
только на бумажных носителях.
Объектом исследования является служба метрологии, автоматизации,
связи и информационных технологий (МАСИТ) предприятия ООО
«Геопрогресс».
Предметом исследования является база данных средств измерения и
автоматизации, системы автоматизированного управления технологическим
процессом.
Цель работы является создание программного продукта, позволяющего
автоматизировать деятельность службы МАСИТ организации ООО
«Геопрогресс».
Задачи работы:
- изучить организационную структуру ООО «Геопрогресс» на примере
службы МАСИТ;
- определить источники входной и выходной информации;
- составить схему основных бизнес-процессов;
- разработать базу данных;
- разработать программный продукт для автоматизации поиска и
мониторинга информации.
Данная тема имеет практическую значимость для организации, т.к. ее
внедрение в организационную структуру должно значительно повысить
комфортность обработки и поиска информации.
6
Глава 1. Описание предприятия
1.1. Сфера деятельности предприятия
Общество с ограниченной ответственностью ООО «Геопрогресс»
является дочерним предприятием АО «Преображенскнефть», которая является
одним из крупнейших независимых нефтедобывающих предприятий
оренбургской области.
АО «Преображенскнефть» осуществляется нефтедобычу на территории
шести месторождений: олимпийское, александровское, моховое, южно-
моховое, колганское и ашировское. Разработкой первых четырех занимается
ООО «Геопрогресс».
ООО «Геопрогресс» - динамично развивающаяся компания,
заинтересованная в поиске и привлечении в свои ряды целеустремленных,
инициативных, энергичных и творческих людей, умеющих работать в команде,
готовых к совершенствованию профессиональных знаний и опыта.
Персонал ООО «Геопрогресс» является основным ресурсом ее развития.
Ценность человеческой жизни является основным приоритетом при
взаимодействии организации с работниками, поэтому охране труда,
промышленной безопасности и сохранению здоровья персонала организация
уделяет основное внимание. Перед организацией стоят масштабные и сложные
задачи стратегического характера, решение которых напрямую зависит от
мотивации работников на эффективный труд, а также от их профессионального
и личностного развития. Мотивация подразумевает современные комфортные
условия труда, систему оплаты труда, способную обеспечить достойный
уровень дохода, который в свою очередь зависит от эффективности труда
работника, достаточный уровень социальных льгот. Профессиональное и
личностное развитие осуществляется через действующие в организации
системы обучения и карьерного роста работников. [38]
7
Стремление сохранить красоту, природные богатства области понятны
каждому. Добыча и переработка нефти на территории Оренбуржья ведется вот
уже более 70 лет. В недалеком прошлом изучению количества и характера
промышленных выбросов практически не уделялось внимания. Даже когда их
негативное влияние на природу было изучено и доказано учеными-экологами,
все ограничивалось только рекомендациями, до кардинальной смены моделей
и технологий производства дело не доходило.
Результатом такой деятельности стало множество накопленных
проблем, связанных с загрязнением бассейнов рек, озер и водохранилищ,
значительных площадей, земель, хранением отходов нефтяного производства.
Вопрос, как наладить современное производство, не нанеся урона окружающей
природной среде, стал одним из главных в деятельности ООО «Геопрогресс».
Работа в области охраны окружающей среды и экологии на объектах
ООО «Геопрогресс» организована в соответствии с Федеральным
законодательством. Специалистами компании разработаны и утверждены
мероприятия по недопущению загрязнения территории объектов, инструкции в
области обращения с отходами. На все объекты ООО «Геопрогресс» получены
документы об утверждении нормативов образования отходов и лимитов на их
размещение, разрешения на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный
воздух. Проведено обучение специалистов ООО «Геопрогресс» на право
работы с отходами I – IV классов опасности. Руководствуясь приоритетными
направлениями государственной политики в области обращения с отходами
специалистами ООО «Геопрогресс» получена лицензия на утилизацию отходов
III класса опасности с целью вовлечения их в хозяйственный оборот.
ООО «Геопрогресс» реализован проект по полезному использованию
попутного нефтяного газа: завершено строительство и монтаж рекуператорной
установки на пункте сбора и перекачки нефти Олимпийского нефтяного
месторождения. Предприятием достигнуто предельно допустимое значение
показателя сжигания попутного нефтяного газа.
8
Проанализировав организационную структуру управления
предприятием, можно сделать вывод, что структура управления ООО
«Геопрогресс» является линейно-функциональной. Такой вывод был сделан
потому, что прослеживается четкое разделение труда по функциональным
областям (добыча, подготовка, транспортировка и т.д.), а внутри каждой
области прослеживается организованная пирамида подчиненности (например,
функциональная область - экономика и анализ, линейная пирамида -
заместитель генерального директора по экономике и финансам, которому
подчинены финансовый отдел, планово - экономический отдел, одел
экономического анализа, отдел организации труда и заработной платы,
промысел подготовки нефти – начальнику промысла, отдел подготовки –
главному технологу).
Учитывая все преимущества и недостатки каждой составляющей
линейно - функциональной системы в отдельности можно сделать вывод, что
она является оптимальной для ООО «Геопрогресс», так как позволяет четко
организовать работу предприятия и соответствует современным требованиям.
Основными задачами фирмы является добыча, обезвоживание и
транспортировка сырой нефти. Это основные службы, которые составляют
«костяк» организации. Для достижения высоких результатов во всех службах
необходима автоматизация.
Автоматизация производства компании находится на высоком уровне и
требует постоянного мониторинга состояния.
За всю присутствующую автоматику отвечает отдел метрологии,
автоматизации, связи и информационных технологий. Вся автоматика состоит
из контрольно-измерительных приборов, средств измерения и автоматизации.
Контрольно-измерительные приборы – это специальные устройства,
главное назначение которых - измерение определенной физической
величины. Контрольно-измерительные приборы и автоматика выполняют
функции имеющие важную роль, позволяющие наблюдать за
9
работоспособностью оборудования и выполнению технологии на основе
предоставленных данных, выполнять его обслуживание, а в случае
необходимости, производить корректировку работы.
В перечень контрольно-измерительных приборов входит достаточно
большое количество разнообразных устройств, использующихся в различных
областях деятельности человека, в частности нефтедобыча и переработка.
Контрольно-измерительные приборы имеют достаточно сложную
классификацию и подразделяются в зависимости от:
конструктивного исполнения: на переносные, стационарные,
панельные, щитовые;
способа предоставления информации: на регистрирующие,
показывающие;
методики измерения: на приборы сравнения, приборы прямого
действия;
особенностей шкалы: на приборы с равномерной шкалой,
неравномерной, с безнулевой шкалой, с односторонней шкалой, двухсторонней
(симметричной и несимметричной);
точности измерений: на ненормируемые и нормируемые;
функционального назначения и области применения:
1) контрольно-измерительные приборы, измеряющие давление –
манометры, вакуумметры и др.;
2) электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения
электрических параметров: однофазные, многотарифные, трехфазные счетчики
электроэнергии, амперметры, вольтметры;
3) контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения
плотности: ареометры, плотномеры;
4) контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения
уровня: сигнализаторы уровня, уровнемеры контактные, радарные, для
сыпучих продуктов и жидкостей;
10
5) контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения
температуры: газовые, технические, цифровые, лабораторные термометры,
термопреобразователи, инкубаторные индикаторы, термометры для испытаний
нефтепродуктов;
6) контрольно-измерительные приборы для снятия метрологических
показателей: калибраторы давления, контроллеры давления, грузопоршневые
манометры, устройства для калибровки и проверки измерительных приборов
(газоанализаторов, приборов уровня и расхода).
Также существуют многие другие показатели, по которым можно
классифицировать КИП и автоматику.
Автоматика подразделяются еще на средства измерения и средства
автоматизации.
Средствами измерения называются такие технические средства, которые
предназначены для измерений, имеющие нормированные метрологические
характеристики, воспроизводящие и хранящие единицу физической величины,
размер которой принимают неизменным (в пределах установленной
погрешности) в течении известного интервала времени.
Средствами автоматизации называют приборы и устройства, которые
позволяют выполнять поставленные задачи без участия человека. Они могут
действовать как по отдельности, так и в составе программно-аппаратного
комплекса.
Весь комплекс средств автоматизации и измерения в ООО
«Геопрогресс» выполнен на высшем уровне и соответствует всем
существующим нормам и стандартам.
1.2. Аппаратное и программное обеспечение ООО «Геопрогресс»
Так как данная выпускная квалификационная работа посвящена только
одному структурному элементу организации – отделу метрологии,
автоматизации, связи и информационных технологий, то и аппаратное и
11
программное обеспечение ООО «Геопрогресс» будет рассмотрено только для
этой службы.
Аппаратная поддержка организации имеет развитую структуру и
современное оборудование. В комплекс аппаратного обеспечения входят не
только персональные компьютеры с сетевым оборудованием, но и системы
автоматизации, управляемые программируемыми логическими контроллерами,
которые согласованны между собой.
Промысел олимпийского месторождения имеет объекты, которые
полностью автоматизированы. К их числу относится насосная станция по
перекачки нефти.
Данная насосная имеет свой аппаратный блок в состав которого входят:
программируемый логический контроллер (ПЛК) фирмы «Овен», частотные
преобразователи, блоки искрозащиты, управляющие реле, а также система
местного пожаротушения и сигнализаторы загазованности.
ПЛК – программируемый логический контроллер, представляющий
собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, обработки,
преобразования, хранения информации и выдачи команд управления, имеющий
определенное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков,
ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и
предназначенный для работы в режимах реального времени.
Программное обеспечение ПЛК состоит из системного и
пользовательского. Контроллер имеет постоянную, энергонезависимую память
в которую записано системное программное обеспечение, которое готово у
работе в течении нескольких миллисекунд после подачи питания на
контроллер. ПЛК работают циклично, по методу периодического опроса
входных данных. Как правило, рабочий цикл ПЛК включает в себя четыре
фазы:
1. опрос входов;
2. выполнение пользовательской программы;
12
3. установку значений выходов;
4. вспомогательные операции (диагностика состояния, визуализация,
подготовка данных, и т.п.).
Первый этап выполняется с помощью системного программного
обеспечения, после чего управление передается пользовательской программе.
После выполнения всех необходимых действий, т.е. по завершению программы
и получению результатов, управление передается системному программному
обеспечению.
Как указывалось выше, у контроллеров имеются входы и выходы
которые подразделяются на дискретные и аналоговые. Так же имеются
специализированные счетные входы для измерения длительности, фиксации
фронтов и подсчета импульсов.
Дискретные выходы-входы определяют состояние: включен и
выключен. Один дискретный вход ПЛК способен принимать один бинарный
электрический сигнал. Как правило, основным рабочим напряжением для
микроконтроллеров, для «Овен» в том числе, рабочее напряжение составляет
двадцать четыре вольта постоянного тока. Такой сигнал является стандартным
для дискретного входа.
Как правило, дискретными входами-выходами управляются устройства,
которые передают предельные значения: датчики предельного уровня,
электроконтактные манометры и прочие СА и СИ.
Аналоговый вход способен принимать аналоговый электрический
сигнал, отображающий напряжение или ток, который соответствует
некоторому значению физической величины в определенный момент времени.
Это могут быть давление, температура, уровень, расход и др.
Аналоговые цифровые сигналы подлежат обязательному аналогово-
цифровому преобразованию, для того, чтобы контроллер мог правильно
отобразить полученный сигнал.