Применение SmartPlant Enterprise при проектировании и строительстве электростанций

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Ивановский государственный  энергетический университет имени  В.И. Ленина»

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра программного обеспечения компьютерных систем

 

 

 

 

 

Реферат

на  тему:

Применение SmartPlant Enterprise при проектировании и строительстве электростанций

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент гр. IV-41                           Громов А.А.    

 

 

Проверил:

Доктор тех. наук                     Савельев В.А.  

 

Иваново 2011

 

Содержание

1. Введение...................................................................................  3
2. Описание SmartPlant Enterprise..............................................  3
1. SmartPlant 3D..............................................................   5
2. SmartPlant P&ID..........................................................  6
3. SmartPlant Instrumentation..........................................  7
4. SmartPlant Electrical....................................................  8
3. Процесс проектирования с использованием SmartPlant Enterprise...................................................................................  9
4. Экономическая эффективность применения SmartPlant Enterprise..................................................................................  13
5. Применение SmartPlant Enterprise в «Атомэнергопроект»..............................................................   19
6. Заключение.............................................................................    21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

 

Проектный бизнес в энергетике долгое время не был востребован. Новые  мощности не вводились, проектные работы велись в основном по замене вспомогательного оборудования при его физическом износе. Член правления ОАО «Русгидро» Расим Хазиахметов рассказывает, что до периода масштабных преобразований в электроэнергетике долгое время в энергостроительстве отсутствовали крупные заказы, большинство инжиниринговых компаний ослабло, потеряло значительную часть квалифицированного персонала и накопленного за долгие годы потенциала. «Большинство проектных организаций не имело возможности выполнять все разделы проекта строительства крупного энергетического объекта в комплексе ввиду отсутствия специалистов по ряду узких направлений. Аналогичная ситуация сложилась и по другим направлениям инжиниринговой деятельности. Однако в последние годы ситуация начала исправляться, и сейчас главное — ее не упустить»,— говорит он. «Сегодня оказались нужны проектные институты, но технологии проектирования в них отстали от мировых технологий лет на десять. Сейчас общая тенденция — это стопроцентный уход от кульмана и переход на компьютерные технологии и в части расчетов, и в части графики. К этому подталкивает необходимость удовлетворять требованиям конкурсов и необходимость снижения трудозатрат при заданном качестве проектной продукции»,— рассказывает глава группы Е4 Петр Безукладников. По его словам, в последние два года в требованиях конкурсов появилось новое условие: «Генеральный проектировщик обязан иметь у себя внедренную систему трехмерного проектирования». Все ведущие проектные фирмы в России откликнулись на это, и началась буквально «гонка

вооружений». В атомной энергетике России это в основном технологии, предложенные фирмой Intergraph на базе Smart Plant Enterprise.

 

 

 

2.Описание SmartPlant Enterprise

 

 

Основу технологии SmartPlant Enterprise составляет центральное хранилище данных (ЦХД), содержащее структурированную техническую информацию по объектно-иерархической структуре промышленного объекта для всех стадий жизненного цикла.  Основной объем технической информации по бизнес-объекту создается на стадии проектирования средствами САПР. Поэтому любая управляющая компания, внедряющая элементы системы управления технической информацией для всех стадий ЖЦ (Plant Information Management – PIM), во-первых, жестко специфицирует формат и содержание проектной документации, передаваемой заказчику, на базе классификаторов, систем кодирования оборудования и технических требований по  ее структуризации. И, во-вторых, для получения информационной модели проектируемого предприятия на основе принятых в компании классификаторов и систем кодирования зачастую передает и программные средства, с помощью которых обеспечивается проектирование объектно-иерархической структуры промышленного объекта, являющейся фундаментом ЦХД.

 

Технология  SmartPlant Enterprise обеспечивает не только сбор всей технической информации в единое хранилище в полном соответствии с “материальной” структурой объекта, но и управляет ею на всех стадиях, включая “снабжение” систем уровня предприятия (ERP и EAM) актуальной и исчерпывающей информацией. При этом, любой участник процесса, независимо от места расположения, за счет взаимосвязи объекта и информации, в реальном режиме времени может получить данные о характеристиках оборудования, параметрах технологического процесса, о проведенных заменах типов оборудования, о проведенных плановых и внеплановых ремонтах и т.д.

 

 

 

 

Рис. 1. Архитектура SmartPlant Enterprise

 

 

 

В SmartPlant Enterprise входят следующие САПР:

• SmartPlant P&ID (создание функционально-технологических схем трубопроводов и приборов КИП);
• SmartPlant Instrumentation (проектирование приборов автоматизации и контуров управления);
• SmartPlant Electrical (проектирование и поддержка электрических  
  распределительных сетей);
• SmartPlant 3D (система трехмерного проектирования);
• Aspen ZyQAD (система проектирования диаграмм потоков);
• SmartPlant Review (система комплексной визуализации трехмерных моделей);
• Marian (система управления материально-техническим снабжением).

Наряду с перечисленными программами система позволяет задействовать и стороннее ПО.

2.1.SmartPlant 3D

В SmartPlant 3D решаются следующие задачи:

- проектирование  и расстановка трехмерных моделей  технологического оборудования  на площадных объектах;

- трассировка  в трехмерном пространстве технологических  трубопроводов и трубопроводов  обвязки оборудования;

- проектирование  в трехмерном пространстве инженерных  коммуникаций (систем водоснабжения,  отопления, вентиляции и т.д.);

- проектирование  в трехмерном пространстве кабельных  трасс и раскладка кабелей  по созданным трассам;

- проектирование  и расстановка опорных конструкций  и опор, как для трубопроводов,  кабельных конструкций и т.д., так и для оборудования;

- проектирование  в трехмерном пространстве силовых  строительных конструкций по  зданиям и сооружениям;

- автоматизация  процесса построения изометрических  монтажных схем трубопроводов;

- автоматизация  процесса по созданию ортогональных  чертежей по зданиям и сооружениям  (планы, разрезы, расстановка строительных  конструкций и т.п.)

- проверка  коллизий и взаимопересечений между объектами всех специальностей, участвующих в создании трехмерной модели объекта.

 

 

 

 

2.2.SmartPlant P&ID

SmartPlant P&ID — представляет собой ориентированное на активы, определяемое правилами решение для автоматизированного проектирования, позволяющее эффективно создавать и совершенствовать конфигурации предприятий. Программный продукт SmartPlant P&ID помогает проектировать и конфигурировать производственные процессы, используя правила проектирования, обеспечивая таким образом соблюдение инженерных стандартов и стандартов предприятия. SmartPlant P&ID позволяет безошибочно проектировать объект и принимать правильные решения на ранних стадиях проектирования, повышая эффективность проектирования, а именно при проектировании трубопроводов и разработке систем управления. Инженерные решения, принятые всего за пять минут, напрямую влияют на работу предприятия на протяжении всего 40-летнего срока его эксплуатации. SmartPlant P&ID играет ключевую роль в проектировании, строительстве, пуско-наладочных работах и эксплуатации и позволяет владельцам предприятий улучшить процесс планирования технического обслуживания, оперативных задач, а также осуществлять расширение производственных мощностей и модернизацию систем. Кроме того, данные программного продукта SmartPlant P&ID могут быть использованы в жизненно важных для работы электростанции системах, например, системах безопасности с функцией анализа внештатных ситуаций и рисков (SmartPlant Process Safety), системах управления (SmartPlant Instrumentation); также данные SmartPlant P&ID применяются для оптимизации технологических процессов (FALCONEER — программного продукта сторонних производителей).

Расширение возможностей при проектировании предприятий

SmartPlant P&ID открывает перед всеми проектными группами, инженерными и техническими службами, а также исследовательскими группами, экологами и группами технического контроля широкие возможности. Решение SmartPlant P&ID качественно улучшает имеющиеся функционально-технологические схемы предприятия, преобразуя функционально-технологические схемы из формата AutoCAD, MicroStation и других форматов в формат программы SmartPlant P&ID  через инструмент SmartPlant Import Assistant и службы технической поддержки. Решение SmartPlant P&ID, направленное на получение данных и соответствующей выходной документации, оптимизирует ввод данных, выявляет и устраняет нарушение их целостности и позволяет представить данные в формате, наилучшим образом соответствующем решению конкретной задачи. Эти задачи решаются с помощью функций редактирования систем и технических данных, автоматизации, импорта данных из электронных таблиц, а также инструментами отображения, которые запрашивают данные и представляют их в графической форме.

Оптимизация инженерных задач на всем протяжении технологического процесса

Интегрированные в SmartPlant P&ID правила оптимизируют инженерные задачи на всем протяжении технологического процесса. Автоматизация обеспечивает интеграцию приложений и импорт данных из разных систем, например, данные об оборудовании передаются от инженеров-механиков, технологические данные — от инженеров-технологов и т.д. SmartPlant P&ID позволяет распределять объем работ при совместном проектировании и сравнивать ревизии для эффективного управления изменениями. Инженерные правила и функции редактирования систем, входящие в состав программного продукта SmartPlant P&ID, также позволяют оперативно вводить непротиворечивые данные по всей системе трубопроводов. Правила обеспечивают проверку проекта на протяжении всего проектирования и при изменении данных позволяют делать автоматические обновления, что значительно экономит время на проверку проектных данных и повышает качество проектирования. Правила поддерживают целостность и точность данных, например, проверку данных по спецификациям трубопроводов.

 

2.3.SmartPlant Instrumentation

 

Intergraph SmartPlant Instrumentation - ведущее в отрасли решение для проектирования контрольно-измерительных приборов и автоматики, которое обеспечивает эффективное и качественное выполнение проектов компаниями EPC. Операторы заказчика могут снижать эксплуатационные риски, повышая эффективность управления статистическими данными по контрольно-измерительным приборам, автоматике и системам управления, а также эффективность хранения данных. Также операторы получают возможность предотвращать остановку предприятия за счет планирования своевременного технического обслуживания. Помимо этого, решение SmartPlant Instrumentation помогает владельцу/оператору и компаниям EPC планировать расширение или модернизацию систем управления.

SmartPlant Instrumentation — единый источник доступных и обновляемых данных о КИПиА. Программа обеспечивает согласованность данных и отчетов о системах КИПиА, которые автоматически выводятся как наглядное представление данных проектирования. Программное обеспечение быстро выдает точные данные и тем самым выполняет свои функции. Благодаря наличию единого источника данных, нет необходимости осуществлять поиск в разных местах хранения данных. Внешняя функция программного решения SmartPlant Instrumentation позволяет выполнять проверку правильности данных в процессе работы и на основе введенных данных формирует пользовательские правила для доступа к внешним источникам данных.

2.4.SmartPlant Electrical

SmartPlant Electrical компании Intergraph позволяет повысить качество, надежность и производительность при проектировании, строительстве, эксплуатации и техобслуживании электрических сетей. Программный продукт SmartPlant Electrical отвечает строгим современным требованиям сокращенных сроков работ и смет текущих затрат, контрактов с фиксированной ценой и параллельным проектированием. Он обеспечивает явные преимущества благодаря:

• решению для всего жизненного цикла объекта — от формирования концепции и детального проектирования до эксплуатации, техобслуживания и вывода из эксплуатации;
• экономии времени и средств с помощью автоматизации, балансировки нагрузки сети, автоматического создания чертежей и схем, формирования отчетов и управления изменениями;
• внедрению и поддержке корпоративных стандартов и стандартов предприятия;
• интеграции с ETAP;
• дополнительным возможностям детального проектирования шкафов и подключений кабелей в новом модуле.

 

 

3.Процесс проектирования с использованием

 SmartPlant Enterprise

 

Первый этап – создание в системе HYSYS расчетной модели процесса и ее передача в Aspen ZyQAD для публикации полученных документов и инженерных данных в системе управления технической информацией SmartPlant Foundation. На этом этапе формируется отдельный общий перечень потоков с технологическими характеристиками для всего объекта.

Полученные в ZyQAD потоки передаются из SmartPlant Foundation в SmartPlant P&ID для создания технологических схем трубопроводов и приборов КИП (PID). На основе диаграмм потоков формируются подробные технологические схемы по установкам либо отдельно по каждой позиции оборудования. В технологических схемах происходит разделение потоков на трубопроводы и трубопроводов на участки. Расставляются точки контроля и управления, определяется их тип. Специалисты КИПиА группируют представленные технологами точки контроля по контурам управления и создают проектные позиции приборов на технологической схеме. Все заведенные в модель инженерные данные публикуются в SmartPlant Foundation для их последующего использования в SmartPlant Instrumentation, SmartPlant Electrical и SmartPlant 3D.