Применение компьютерных технологий при проектировании нефтеперерабатывающего завода (стр. 3 из 6)

В 2010 году Autodesk выпустил бесплатное дополнение для AutoCAD, предназначенное для оформления чертежей в соответствии со стандартами СПДС, ГОСТ 21.101-97 «Основные требования к проектной и рабочей документации» и других нормативных документов – «СПДС модуль».

Модуль создает в ленте меню AutoCAD вкладку «СПДС» и добавляет в программу комплект чертежных шрифтов, соответствующих ГОСТ 2.304-81. Поддерживаются AutoCAD, AutoCAD Architecture, AutoCAD MEP, AutoCAD Civil 3D и AutoCAD Mechanical 2010 и 2011 версий.

AutoCAD сертифицирован для работы в семействе операционных систем Microsoft Windows. Версия 2010 поддерживает операционные системы Windows XP (с пакетом обновлений SP2) и Windows Vista (с пакетом обновлений SP1). В комплект поставки входят версии и для 32-разрядных, и для 64-разрядных систем. AutoCAD поддерживает использование вычислительных ресурсов многопроцессорных и многоядерных систем.

Стоимость AutoCAD может доходить до 100000 рублей, однако существует его ограниченная версия AutoCAD LT, стоимость которой снижена вдвое.

В AutoCAD LT отсутствуют инструменты трёхмерного моделирования (однако остаётся возможность просмотра трёхмерных моделей, сделанных в других системах) и программные средства адаптации системы (такие как AutoLISP и VBA). Таким образом, программа AutoCAD LT предназначена исключительно для 2D черчения.

Про проектировании НПЗ главное требование к программам типа САПР – это возможность 2D черчения, которая в полной мере реализована в программе AutoCAD. Все остальные ее компоненты, такие как AutoCAD Mechanical, AutoCAD Electrіс, AutoCAD Architecture и т.д. носят вторичное значение, они могут быть востребованы лишь для каких-то узкопрофильных задач.

Следует также учитывать, что AutoCAD содержит в себе компоненты по расчету прочности, кинематики, динамики спроектированных деталей. Данные возможности также являются невостребованными для задач проектирования НПЗ.

Подводя итоги, можно сказать, что AutoCAD является сложной многокомпонентной системой автоматизированного проектирования, однако большинство ее функций не находят своего применения при проектировании НПЗ. Следует также отметить ее высокую стоимость по сравнению с другими аналогичными системами.

Рабочее окно AutoCAD изображено на рисунке 2.4.

Рисунок 3.1 – AutoCAD 2006, запущенный под Windows XP

3.2 «АСКОН» КОМПАС

КОМПАС – это семейство систем автоматизированного проектирования с возможностями оформления проектной и конструкторской документации согласно стандартам серии ЕСКД и СПДС. Разрабатывается российской компанией «АСКОН».

Система ориентирована на поддержку стандартов ЕСКД и СПДС.

КОМПАС способен автоматически генерировать ассоциативные виды трёхмерных моделей (в том числе разрезы, сечения, местные разрезы, местные виды, виды по стрелке, виды с разрывом). Все они ассоциированы с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения на чертеже.

Стандартные виды автоматически строятся в проекционной связи. Данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, масса) синхронизируются с данными из трёхмерной модели.

Существует большое количество дополнительных библиотек к системе КОМПАС, автоматизирующих различные специализированные задачи. Например, библиотека стандартных изделий позволяет добавлять уже готовые стандартные детали в трехмерные сборки (крепежные изделия, подшипники, элементы трубопроводов, шпонки, уплотнения), а также графические обозначения стандартных элементов на чертежи (обозначения отверстий), предоставляя возможность задания их параметров.

КОМПАС существует в нескольких версиях:

· КОМПАС-График

· КОМПАС-СПДС

· КОМПАС-3D

· КОМПАС-3D LT

Возможности каждой из версии представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Сравнение продуктов семейства КОМПАС

Функция	КОМПАС-График	КОМПАС-СПДС	КОМПАС-3D	КОМПАС-3D LT
Возможность коммерческого использования	Да	Да	Да	Нет
Создание чертежей любой сложности	Да	Да	Да	Да
Трехмерное моделирование деталей	Нет	Нет	Да	Да
Трехмерное моделирование сборок	Нет	Нет	Да	Нет
Поверхностное моделирование	Нет	Нет	Да	Да
Создание текстовых документов	Да	Да	Да	Нет
Создание спецификаций	Да	Нет	Да	Нет
Импорт DXF и DWG	Да	Да	Да	Да
Импорт 3D-форматов	Нет	Нет	Да	Ограниченные возможности
Экспорт документов в другие системы	Да	Да	Да	Нет

КОМПАС-График может использоваться как полностью интегрированный в КОМПАС-3D модуль работы с чертежами и эскизами, так и в качестве самостоятельного продукта, полностью закрывающего задачи 2D-проектирования и выпуска документации. А КОМПАС-3D LT является облеченной некоммерческой версией КОМПАС-3D.

Для проектирования НПЗ необходимы лишь средства 2D-черчения, поэтому КОМПАС-График может в полной степени удовлетворять необходимым требованиям.

КОМПАС-График позволяет в скоростном режиме выпускать чертежи изделий, схемы, спецификации, различные текстовые документы, таблицы, инструкции и прочие документы. Гибкость настройки системы и большое количество прикладных библиотек и приложений для КОМПАС-График позволяют закрыть практически все задачи пользователя, связанные с выпуском технической документации.

Система КОМПАС-График предоставляет широчайшие возможности автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях промышленности. Он успешно используется в машиностроительном проектировании, при проектно-строительных работах, составлении различных планов и схем.

КОМПАС обладает рядом недостатков. Он не поддерживает открытие и редактирование созданных в более поздних версиях приложения проектов более ранними. Также имеется проблема совместимости версии LT с полнофункциональной версией.

Эти факты вынуждают использовать одну версию программы на всех этапах производства, что на больших предприятиях может вызвать некоторые затруднения.

КОМПАС в отличие от AutoCAD не содержит средства для расчета прочности, динамики, кинематики моделируемого объекта. Однако это не является большим минусом программы, так как при проектировании НПЗ подобные компоненты не используются.

На настоящий момент последней версией является КОМПАС-3D v12. Стоимость полного комплекта КОМПАС-3D составляет порядка 90000 рублей. Версия КОМПАС-График может обойтись в 35000 рублей.

Для юридических лиц стоимость одной версии КОМПАС-3D может обойтись примерно в 30000 рублей за одну копию. По такой цене КОМПАС-3D был закуплен в ГУП ИНХП РБ.

Рисунок 3.2 – Рабочее окно КОМПАС-3D

4. ПРОГРАММЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ

Деятельность специалистов нефте- и газодобывающей, а также перерабатывающей промышленности направлена на усовершенствование технологического процесса и получение достоверных предсказаний параметров. Перед инженерами стоит задача нахождения оптимального способа осуществления технологического процесса в сжатые сроки и с минимальной вероятностью допущения ошибок. Кроме того, решения, принимаемые технологами, должны соответствовать поставленным бизнес - целям и в тоже время обеспечивать эффективность, безопасность и рентабельность работы предприятия.

Моделирование технологических процессов позволяет связать бизнес - цели с проектированием и эффективно управлять производством. К наиболее важным преимуществам моделирования технологических процессов относятся:

· Организация расчётных исследований и причинно-следственного анализа для выбора оптимального варианта технологического процесса, соответствующего поставленным бизнес – целям.

· Нахождение оптимальных режимов работы оборудования для получения желаемой производительности установок и желаемого качества продуктов.

· Оценка влияния изменения характеристик сырья, сбоев в работе и остановки оборудования на безопасность, надёжность и рентабельность установки.

· Наблюдение за состоянием оборудования

· Оценка таких дефектов оборудования, как загрязнение теплообменников и захлёбывание тарелок ректификационных колонн путём моделирования и мониторинга оборудования реальной установки.

К наиболее популярным и используемым программам данного типа можно отнести Hysys, Pro-II, ProVision, ChemCad, AspenPlus, STX, ACX, HTFS (TASC, ACOL, FIHR, PIPE), Hextran, PipeSys и др. Рассмотрим некоторые из них.

4.1 Aspen HYSYS

Aspen HYSYS представляет собой программный пакет, предназначенный для моделирования в стационарном режиме, проектирования химико-технологических производств, контроля производительности оборудования, оптимизации и бизнес-планирования в области добычи и переработки углеводородов и нефтехимии.

Программный пакет HYSYS построен на основе надёжных и проверенных методов расчёта технологических процессов. Уже более 25 лет HYSYS применяется для моделирования процессов добычи нефти и газа, нефте- и газопереработки. Программа с одинаковым успехом работает в проектных и инжиниринговых фирмах, в ПКО заводов, в научно-исследовательских институтах и на заводских установках. На сегодняшний день инженеры и технологи используют HYSYS как средство построения стационарных моделей при проектировании технологических процессов, для мониторинга состояния оборудования и выявления неисправностей, для оптимизации технологических режимов, бизнес-планирования и управления активами.

HYSYS объединяет в себе удобный интерфейс и мощные средства для инженерных расчётов, что позволяет инженерам использовать программный пакет с максимальной эффективностью и с помощью него получать дополнительные знания о технологических процессах. Ключевыми особенностями HYSYS являются: