ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИМИ АГРЕГАТАМИ «ЭЛАР-АТ»

Системы автоматического управления газоперекачивающим агрегатом «ЭЛАР-АТ» (далее - САУ ГПА «ЭЛАР-АТ») представляют собой программно-технические комплексы, предназначенные для измерительных преобразований сигналов силы и напряжения постоянного электрического тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, а также сигналов частоты переменного электрического тока, приема и обработки дискретных сигналов, формирования управляющих аналоговых сигналов силы постоянного электрического тока и дискретных сигналов по командам оператора и по алгоритмам управления на основе измерений параметров технологических процессов.

САУ ГПА «ЭЛАР-АТ» предназначены для автоматизации управления, регулирования, контроля и защиты газоперекачивающего агрегата (ГПА) на всех режимах работы, укомплектованного газотурбинным или поршневым двигателем, компрессором (нагнетателем) различных модификаций и другим оборудованием в составе агрегата. САУ ГПА «ЭЛАР-АТ» являются проектно-компонуемыми средством измерения и может работать в различных модификациях, в зависимости от особенностей автоматизируемого объекта. В состав системы входят следующие функциональные блоки:

- блок управления системы автоматического управления (БУ САУ);

- блок экстренной аварийной остановки (БЭАО);

- блок защиты двигателя (БЗД), только для газотурбинной установки (ГТУ);

- пульт резервного управления (ПРУ);

- автоматизированное рабочее место (АРМ), включая коммуникационное оборудование;

- комплект сервисного оборудования (КСО) [1].

Современные магистральные газопроводы предъявляют высокие требования к надежности, энергоэффективности и автоматизации газотранспортного оборудования. Одним из ключевых элементов таких систем являются газоперекачивающие агрегаты (ГПА), от стабильности и точности работы которых зависит функционирование всей газотранспортной сети. Системы автоматического управления (САУ), такие как «ЭЛАР-АТ», обеспечивают реализацию сложных алгоритмов регулирования, диагностики и защиты оборудования в режиме реального времени [2].

Комплекс автоматического управления «ЭЛАР-АТ» разработан для управления различными типами ГПА, включая агрегаты с газотурбинными приводами отечественного и зарубежного производства. Система применяется на компрессорных станциях газопроводов с целью:

• автоматического пуска, останова и регулирования режимов работы ГПА;
• обеспечения защиты оборудования при аварийных ситуациях;
• повышения эффективности эксплуатации за счёт оптимизации режимов;
• сбора, обработки и архивирования параметров технологического процесса.

САУ «ЭЛАР-АТ» построена на модульной архитектуре с использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК) и распределённой системы ввода-вывода. Основные компоненты:

• ПЛК Siemens, Schneider Electric, OWEN — в зависимости от конфигурации;
• Операторская станция (HMI) для визуализации процессов и управления;
• Сервер архивации и диагностики;
• Интерфейсы передачи данных (Modbus, Profibus, OPC и др.).

Система поддерживает интеграцию в верхний уровень автоматизации (SCADA), а также взаимодействует с системами диспетчерского контроля.

Основные функции САУ «ЭЛАР-АТ»:

• автоматическое регулирование параметров ГПА (давление, температура, расход);
• контроль технического состояния агрегатов и оборудования (вибрация, износ, температура подшипников и др.);
• реализация алгоритмов адаптивного управления в зависимости от внешней нагрузки;
• ведение архивов параметров с привязкой к событиям;
• удалённый доступ для обслуживания и диагностики [3].

Система может работать в различных режимах: ручной, полуавтоматический и автоматический, что обеспечивает гибкость эксплуатации.

Проведённые испытания на ряде компрессорных станций ПАО «Газпром» показали, что внедрение САУ «ЭЛАР-АТ» позволяет:

• снизить аварийность оборудования на 25–30%;
• повысить коэффициент готовности агрегатов до 0,98;
• сократить энергозатраты на 8–12% за счёт оптимизации режимов работы;
• снизить затраты на техническое обслуживание за счёт раннего выявления неисправностей.

Современные тенденции автоматизации требуют внедрения элементов искусственного интеллекта и машинного обучения в системы САУ. В перспективе возможно развитие «ЭЛАР-АТ» в сторону предиктивной аналитики, самодиагностики и интеграции в цифровые двойники компрессорных станций.

Внедрение системы автоматического управления газоперекачивающими агрегатами (ГПА) «ЭЛАР-АТ» обеспечивает ряд значимых эксплуатационных, технических и экономических преимуществ, что делает её востребованным решением для газотранспортной отрасли.

1. Повышение надежности и безопасности эксплуатации. Система обеспечивает непрерывный мониторинг технологических параметров, включая температуру, давление, вибрационные характеристики и прочие показатели, критически важные для безопасной работы ГПА. Благодаря встроенным алгоритмам диагностики и автоматическим сценариям аварийной защиты, «ЭЛАР-АТ» позволяет существенно снизить риск нештатных ситуаций, минимизировать количество внеплановых остановов и увеличить межремонтные интервалы.

2. Рост энергоэффективности. Интеллектуальные алгоритмы регулирования позволяют поддерживать оптимальные режимы работы агрегатов, исключая перерасход топлива и повышенные энергетические затраты. За счёт автоматического распределения нагрузки между несколькими ГПА и адаптации к текущим условиям эксплуатации достигается снижение удельного расхода энергоресурсов на единицу транспортируемого газа.

3. Адаптивное управление и гибкость эксплуатации. «ЭЛАР-АТ» реализует адаптивные методы управления, которые учитывают текущую загрузку, погодные условия, состояние оборудования и прочие внешние факторы. Это позволяет достигать стабильности технологического процесса в условиях изменяющихся режимов работы и эксплуатационных ограничений. Наличие ручного, полуавтоматического и автоматического режимов управления даёт возможность оператору гибко реагировать на производственные задачи.

4. Простота в эксплуатации и обслуживании. Пользовательский интерфейс системы выполнен в виде интуитивно понятных экранов (HMI), обеспечивающих визуализацию технологического процесса в реальном времени. Поддерживается функция удалённого мониторинга, диагностики и обновления программного обеспечения, что особенно актуально для удалённых и труднодоступных компрессорных станций.

5. Модульность и масштабируемость архитектуры. Конструктивное исполнение системы «ЭЛАР-АТ» основано на модульной архитектуре, что позволяет гибко наращивать функциональность в зависимости от требований конкретного объекта. Система легко интегрируется в существующую инфраструктуру управления и совместима с различными SCADA-платформами.

6. Снижение эксплуатационных затрат. Благодаря внедрению предиктивной диагностики и возможностям анализа параметров в режиме реального времени, снижается необходимость в частом техническом обслуживании и аварийном ремонте. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению общих затрат на эксплуатацию и обслуживающий персонал [4].

Таким образом, система автоматического управления «ЭЛАР-АТ» демонстрирует высокую эффективность в условиях реальной эксплуатации, обеспечивая не только стабильную работу газотранспортных мощностей, но и ощутимое снижение эксплуатационных издержек при одновременном повышении уровня технологической безопасности.