Software & Systems

Химические производства (ХП) – один из наиболее опасных техногенных источников, так как на них сосредоточены взрыво- и пожароопасные вещества, а в ходе химических превращений, процессов выделения полупродуктов могут образовываться побочные вещества или соединения, более опасные для человека и окружающей среды, чем исходное сырье и продукты.

На предприятиях химической промышленности часто возникают аварийные ситуации, которые, если их не локализовать, могут привести к последствиям, угрожающим не только самому предприятию, но и прилегающим территориям. Поэтому возникает необходимость прогнозирования возникновения возможных аварий.

Современный уровень управления производством позволяет обеспечить мониторинг состояния технологических процессов и управления ими. Для распределенного сбора и обработки данных об основных источниках производственных опасностей ХП разработана структура базы данных (БД), позволяющая анализировать производственные опасности, оценивать риск и управлять безопасностью ХП (см. рис.).

Для проектирования функциональной структуры БД использовался программный продукт Rational Rose 2000e фирмы Rational Software Corporation. Для проектирования физической структуры БД (таблиц и связей между ними) и генерации программного кода создания таблиц, первичных и внешних ключей, ограничений использовался программный продукт ErWin. БД реализована в СУБД Oracle 7.0.

БД формируется на основании информации из технологических регламентов производств и данных по возникшим производственным опасностям на химических и нефтехимических предприятиях. Она включает информацию как о производственных опасностях, связанных с технологическими особенностями процессов, так и об опасных химических веществах, находящихся в обращении на предприятии, и предназначена для многоуровневого использования в интегрированной АСУ безопасностью химических и нефтеперерабатывающих предприятий.

Информация из БД необходима для оператора-технолога при принятии решений по выявлению причин отклонения технологических параметров от регламентных значений и выборе метода устранения этого отклонения. Кроме того, информация из БД может использоваться руководством предприятия для принятия оперативных решений по локализации аварийных ситуаций, возникших на предприятии, а также для выработки тактических и стратегических решений, направленных на повышение безопасности ХП.

БД включает 18 таблиц. По характеру информации все таблицы могут быть разделены на справочные, информационные и таблицы связи (см. табл.). Например, таблица ALARMS – «Аварийные ситуации» содержит: уникальный номер аварийной ситуации; описание аварийной ситуации, включающее в себя текстовое сообщение, например, «Разрыв рабочих предохранительных клапанов»; вероятность ее возникновения.

Таблица БД REFUSALS – «Отказы» содержит: уникальный номер отказа; описание отказа, например, «Разгерметизация торцевых уплотнений»; код отказа; вероятность возникновения отказа.

Информация из таблиц БД по отказам и аварийным ситуациям предназначена для анализа производственных опасностей и риска. Информация о свойствах веществ (таблица БД MATTERS) – для оценки последствий аварий со взрывами топливно-воздушных смесей и с возгораниями легковоспламеняющихся и горючих жидкостей на крупнотоннажных химических и нефтехимических предприятиях.

Возможности использования информации из БД для пользователя с ограниченными правами доступа разработаны при помощи программного продукта Rational Rose и приведены далее.

1.  Пользователь формирует запрос для просмотра интересующей его информации. Вызывается форма «База данных по производственным опасностям», где пользователь может выбрать предприятия, аварийные ситуации или вещества.

2.  Если пользователь в форме «База данных по производственным опасностям» выбрал предприятия, то вызывается форма «Предприятия», где он может ознакомиться со списком предприятий.

3.  В форме «Предприятия» для выбранного предприятия пользователь может просмотреть список установок.

4.  В форме «Предприятия» для выбранной установки пользователь может просмотреть список оборудования на данной установке.

5.  В форме «Предприятия» для выбранного оборудования при выборе пункта «Вещества» выводится форма «Вещества», где можно посмотреть список веществ, использующихся  на данном оборудовании.

6.  В форме «Вещества» для выбранного вещества пользователю предлагается ознакомиться с его свойствами.

7.  В форме «Предприятия» для выбранного оборудования, если выбран пункт «Отказы», выводится форма «Отказы», где можно посмотреть список отказов, возникающих на данном оборудовании.

8.  Если пользователь в форме «Отказы» выбрал пункт «Причины возникновения», вызывается форма «Причины возникновения отказов», где для выбранного отказа можно просмотреть список причин его возникновения.

9.  Если пользователь в форме «Отказы» выбрал пункт «Аварийные ситуации», вызывается форма «Аварийные ситуации», где для выбранного отказа можно просмотреть список аварийных ситуаций.

10.    В форме «Причины возникновения» для выбранной причины пользователь может просмотреть список методов устранения.

11.    В форме «Аварийные ситуации» для выбранной аварийной ситуации можно просмотреть список сценариев ее развития.

Для организации запросов из БД использовался язык SQL. Для создания пользовательского интерфейса был использован Delphi 5 фирмы Borland, исходные тексты программы написаны на языке Object Pascal.

Запрос информации начинается с главной формы. При выборе одного из пунктов – «Предприятия», «Вещества» или «Аварийные ситуации» – выводятся соответствующие формы. В форме «Предприятия» пользователю предоставляется возможность просмотреть список предприятий, выбрать конкретное предприятие и просмотреть список установок для данного предприятия. Причем список установок недоступен, если не выбрано предприятие. Для выбранной установки можно просмотреть список оборудования. Причем список оборудования недоступен, если не выбрана установка. После того как выбраны предприятие, установка и оборудование, можно выбирать либо пункт «Вещества», либо «Отказы» и осуществить поиск информации в БД по пунктам 5–11.

Используемые форматы представления данных: *.mdl (RationalRose) – файл диаграмм вариантов использования; *.er1 (ErWin) – файл структуры БД; *.txt (NotePad) – файлы скриптов; *.pas (Object Pascal) – исходные тексты программ; *.dpr (Delphi ) – файл всего проекта.

Большая часть программных приложений комплекса программных средств интегрированной АСУ (ИАСУ) безопасностью ХП использует единую информационную БД, хотя для удобства работы с некоторыми программными модулями часть информации, используемая только в этих модулях, заносится в локальные БД. Информация из распределенной БД с использованием специальных программно-технических средств может быть экспортирована в другие БД ИАСУ безопасностью. Информация предложенной БД используется разработанными программными приложениями комплекса программных средств системы поддержки принятия решений ИАСУ безопасностью для анализа производственных опасностей, оценки риска и управления безопасностью ХП.

Литература

1.   Егоров А.Ф., Савицкая Т.В. Управление безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий. – М.: Химия, КолосС, 2004. – 416 с.

2.   Егоров А.Ф., Савицкая Т.В., Михайлова П.Г. Модели и методы решения задач оперативного управления безопасностью непрерывных химико-технологических систем. Ч. 1. // Проблемы управления. – 2005. – № 6. – С. 50–56.

3.   Егоров А.Ф., Савицкая Т.В., Михайлова П.Г. Модели и методы решения задач оперативного управления безопасностью непрерывных химико-технологических систем. Ч. 2. // Там же. – 2006. – № 3. – С. 25–30.

4.   Михайлова П.Г., Варнавский Е.В., Савицкая Т.В., Его- ров А.Ф. Разработка структуры базы данных для анализа производственных опасностей и риска возникновения аварий. // Сб. науч. тр.: Успехи в химии и химической технологии. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. – 2002. – Т. XVI. – № 1. – С. 81–82.