СПОСОБ И АППАРАТНО-ПРОГРАММНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ МОРСКОГО НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА

1. Способ тестирования того, способна ли система (2) управления обрабатывать ошибки, отказы или режимы (8) отказов в нефтеперерабатывающем заводе (1), причем упомянутая система (2) управления выполнена с возможностью
подключения к линиям (30) входных сигналов для принятия сигналов датчиков и других входных сигналов (3r) от упомянутого нефтеперерабатывающего завода (1), и
подключения к линиям (40) управляющих сигналов для передачи управляющих сигналов (4) к упомянутому нефтеперерабатывающему заводу (1),
предусматривающий следующие этапы на которых:
а) подключают упомянутую систему (2) управления с использованием упомянутой линии (30) входных сигналов для принятия имитируемых сигналов датчиков и других входных сигналов (3s) от имитируемого нефтеперерабатывающего завода (10), и
b) подключают упомянутую систему (2) управления с использованием упомянутой линии (40) управляющих сигналов для передачи управляющих сигналов (4) к упомянутому имитируемому нефтеперерабатывающему заводу (10),
отличающийся тем, что
с) подключают модификатор (9) входных сигналов к упомянутой линии (30) входных сигналов, причем упомянутый модификатор (9) входных сигналов модифицирует один или несколько упомянутых входных сигналов (3) для передачи одного или нескольких модифицированными входных сигналов (13) и оставшихся не модифицированных входных сигналов (3) к упомянутой системе (2) управления.
2. Способ по п.1, в котором подключат модификатор (12) выходных или управляющих сигналов к упомянутой линии (40) выходных управляющих сигналов, причем модификатор (12) выходных управляющих сигналов модифицирует один или несколько упомянутых управляющих сигналов (4) в модифицированные управляющие сигналы (14) и передает упомянутые модифицированные управляющие сигналы (14) и оставшиеся не модифицированными управляющие сигналы (4) к имитируемому нефтеперерабатывающему заводу (1).
3. Способ по п.1 или 2, в котором предусматрено взаимодействие между двумя или несколькими взаимодействующими имитаторами (100) подпроцессов нефтеперерабатывающего завода в пределах упомянутых имитаторов нефтеперерабатывающего завода (10).
4. Способ по п.3, в котором два или несколько упомянутых имитаторов (100) подпроцессов нефтеперерабатывающего завода взаимно передают имитируемые сигналы (23) измерений, представляющие массу (Т,P, момент, плотность, состав или другие параметры состояния) или передачу энергии, или имитируемые управляющие сигналы (24) (переменные состояния, логические состояния, подобные закрытию или открытию клапанов, или функциональные режимы) на линиях (143, 144) сигналов.
5. Способ по п.4, в котором предусмотрен модификатор (22) сигналов процессов, модифицирующий упомянутые имитируемые сигналы (23) измерений или упомянутые управляющие сигналы (24), между упомянутыми имитаторами (100) подпроцессов нефтеперерабатывающего завода.
6. Способ по п.1, в котором модификатор (9) входных сигналов модифицирует один или несколько упомянутых входных сигналов (3) для формирования одного или нескольких входных сигналов (13) на основе математических моделей упомянутого завода (1).
7. Способ по п.6, в котором упомянутые математические модели, основанные на физических законах, включают в себя термодинамическую теорию, содержащую непрерывные переменные и/или логические переменные.
8. Способ по п.1, в котором упомянутые имитируемые отказы и нарушения (18), вводимые упомянутым модификатором (9) входных сигналов, основаны на физических процессах на упомянутом заводе (1) и возможные ошибки и нарушения на упомянутой линии (30) передачи сигналов.
9. Способ по п.8, в котором упомянутые имитируемые отказы и нарушения, вводимые упомянутым модификатором (9) входных сигналов, предварительно заданы или заданы оператором согласно желанию упомянутого оператора или автоматически генерируются или определяются посредством исторически записанного инцидента.
10. Способ по п.3, в котором интегрируют реальные подпроцессы (100R) нефтеперерабатывающего завода (такие как электрический генератор или другие системы подачи энергии с резкими переходными процессами электрической нагрузки, моделируемые сложным образом, такие как FAT/CAT тесты в пределах собираемой системы процесса, но перед тем, как любые флюида содержатся в пределах этой системы, и в которой желательно тестировать соответствующее действие клапанов, исполнительных механизмов, гидравлики, датчиков и т.д.) в процесс имитации с имитируемыми подпроцессами (100) нефтеперерабатывающего завода.
11. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая модификация входных сигналов (3) или упомянутых выходных сигналов (4) основана на режимах отказов, в котором упомянутые режимы отказов являются функциональными проявлениями отказов, в котором упомянутые отказы являются неспособностью компонентов выполнять их функцию из-за неисправностей, в котором упомянутыми неисправностями являются дефекты в упомянутых компонентах.
12. Способ по п.11, вводящий одну или несколько следующих модификаций сигналов для упомянутых входных сигналов (3) для формирования модифицированных входных сигналов (13),
причем упомянутые отказы содержат одно или несколько из:
неправильно откалиброванные входные сигналы,
выходящие из диапазона входные сигналы,
нарушения на входных сигналах,
замена входных сигналов,
перестановка входных сигналов,
удаление или отсутствие входных сигналов,
задержанные входные сигналы,
запертый клапан или сигнал запертого клапана,
застрявший компонент или сигнал застрявшего компонента,
отсутствие подачи (нефти, энергии, воды, …) или сигнал, указывающий отсутствие подачи,
отсутствие давления или сигнал, указывающий отсутствие давления,
дублирующие датчики, показывающие конфликтующие измерения.
13. Способ по п.1, в котором упомянутая система (2) управления содержит две или несколько подсистем (200а, 200b, …, 200m) управления, управляющих подсистемами нефтеперерабатывающего завода или соответствующими имитаторами (100а, 100b, …, 100n).
14. Способ по п.13, в котором две или несколько подсистем (200), взаимно подключенные посредством линий (230, 240) сигналов, передают сигналы (203) измерений и/или управляющие сигналы (204) между упомянутыми подсистемами (200а, 200b, …) управления.
15. Способ по п.14, в котором подключают модификаторы (209, 212) сигналов на упомянутых линиях (230, 240) сигналов между упомянутыми подсистемами (200а, 200b, …) управления, модифицирующих упомянутые сигналы (203) измерений и/или управляющие сигналы (204), проходящие между упомянутыми подсистемами (200а, 200b, …) управления.
16. Способ по п.1, в котором упомянутые имитаторы (100а, 100b,.., 100n) подсистем нефтеперерабатывающего завода представляют один или несколько следующих реальных процессов:
получение углеводородного флюида под давлением от одной или нескольких скважин через коллектор,
сепарирование упомянутого углеводородного флюида под давлением на жидкую нефть, воду, газ и возможно песок,
охлаждение упомянутой нефти,
хранение упомянутой нефти в резервуарах или экспортирование упомянутой нефти на судах или через трубопроводы,
сжатие упомянутого газа и/или охлаждение упомянутого газа,
факельное сжигание части упомянутого газа,
экспортирование упомянутого газа с использованием трубопроводов или судов,
повторное нагнетание части упомянутого газа,
производство электроэнергии с использованием газовых турбин, приводящих в движение электрические генераторы, возможно управляемые посредством систем управления электроэнергией,
очистка упомянутой воды для сброса,
повторное нагнетание или сброс упомянутой воды.
17. Способ по п.1, в котором подключают две или несколько систем (2а, 2b, 2с, …) управления перерабатывающим заводом, причем каждая система (2а, 2b, 2с, …) управления перерабатывающим заводом, управляющая одним или несколькими нефтеперерабатывающими заводами (1а, 1b, 1с, …), является одним или несколькими из морского платформенного перерабатывающего завода (1а), подводного перерабатывающего завода (1b), и возможно наземного нефтеперерабатывающего завода (1с), к системе (50) управления интегрированными операциями, использующей линии (60а, 60b, 60с, …) входных сигналов от упомянутой системы (2а, 2b, 2с, …) управления, причем упомянутые линии (60а, 60b, 60с, …) входных сигналов соответственно вводят сигналы (63) текущего контроля из систем (2а, 2b, 2с, …) управления заводом в упомянутую систему (50) управления интегрированными операциями, и использующей линии (70) управляющих сигналов для передачи высших управляющих сигналов (73) от упомянутой системы (50) управления интегрированными операциями к упомянутым системам (2а, 2b, 2с, …) управления перерабатывающим заводом.
18. Способ по п.17, в котором располагают один или несколько модификаторов (39) входных сигналов на упомянутых линиях (60а, 60b, 60с, …) входных сигналов между упомянутыми системами (2а, 2b, 2с, …) управления заводом и упомянутой системой (50) управления интегрированными операциями, причем упомянутые модификаторы (39) входных сигналов модифицируют один или несколько упомянутых сигналов (63) текущего контроля и вводят упомянутый один или несколько модифицированных сигналов (64) текущего контроля и оставшиеся не модифицированными сигналы (63) текущего контроля в упомянутые системы (2а, 2b, 2с, …) управления заводом.
19. Способ по п.17, в котором располагают один или несколько модификаторов (32) управляющих сигналов на упомянутых линиях (70а, 70b, 70с, …) выходных сигналов текущего контроля от упомянутой системы (50) управления интегрированными операциями до упомянутых систем (2а, 2b, 2с, …) управления заводом, причем упомянутые модификаторы (32) выходных сигналов текущего контроля модифицируют один или несколько упомянутых выходных сигналов (73) текущего контроля в модифицированные выходные сигналы (74) текущего контроля и вводят упомянутый один или несколько модифицированных сигналов (74) текущего контроля и оставшиеся не модифицированными выходные сигналы (73) текущего контроля в упомянутые системы (2а, 2b, 2с, …) управления заводом.
20. Способ по п.17, в котором упомянутая система (50) управления интегрированными операциями расположена удаленно, например, на удаленной платформе или на берегу.
21. Способ по п.17, в котором упомянутые сигналы (63) текущего контроля от упомянутых систем (2) управления содержат сигналы состояния, сигналы (3) измерений и управляющие сигналы (4).
22. Способ по п. 1, в котором устанавливают сценарии тестов для упомянутых имитаторов, содержащие начальные физические или химические условия, параметры настройки входных команд, сигналы состояния и возможные последовательности из одного или нескольких дефектов и связанных с ними отказов, для обучения операторов системы управления для подачи команд упомянутой системе (2) управления, управляющей упомянутым имитируемым нефтеперерабатывающим заводом (10).
23. Система для тестирования того, способна ли система (2) управления детектировать и обрабатывать ошибки, отказы или режимы (8) отказов в нефтеперерабатывающем заводе (1), причем упомянутая система (2) управления выполнена с возможностью
подключения к линиям (30) входных сигналов для принятия сигналов датчиков и других входных сигналов (30) от упомянутого нефтеперерабатывающего завода (1), и
подключения к линиям (40) управляющих сигналов для передачи управляющих сигналов (4) к упомянутому нефтеперерабатывающему заводу (1),
содержащая следующие признаки:
упомянутая система (2) управления выполнена с возможностью получения имитируемых сигналов датчиков или других входных сигналов (3s) от имитируемого нефтеперерабатывающего завода (10) по упомянутой линии (30) входных сигналов,
упомянутая система (2) управления выполнена с возможностью передачи управляющих сигналов (4) к упомянутому имитатору (10) нефтеперерабатывающего завода по упомянутой линии (40) управляющих сигналов,
отличающаяся тем, что
модификатор (9) входных сигналов выполнен с возможностью подключения к упомянутой линии (30) входных сигналов,
упомянутый модификатор (9) входных сигналов выполнен с возможностью модификации одного или нескольких упомянутых входных сигналов (3) в модифицированные входные сигналы (13),
упомянутый модификатор (9) входных сигналов выполнен с возможностью передачи одного или нескольких упомянутых модифицированных входных сигналов (13) и оставшихся не модифицированными входных сигналов (3) к упомянутой системе (2) управления.
24. Система по п.23, в которой упомянутыми линиями (30) входных сигналов и упомянутыми линиями (40) управляющих сигналов являются одна или несколько стационарных линий сигналов, таких как сеть Ethernet или RS442, RS232, аналоговые линии, цифровые линии, оптические линии или линии беспроводной связи, и в которой сигналы передаются согласно одному или нескольким протоколов связи, таких как протоколы Field шины, протоколы CAN-шины, базовые протоколы Field шины, запатентованные протоколы шины, протоколы Bluetooth.
25. Система по п.23, в которой модификатор (12) выходных сигналов выполнен с возможностью подключения к упомянутой линии (40) выходных управляющих сигналов, в которой упомянутый модификатор (12) выходных сигналов выполнен с возможностью модификации одного или нескольких упомянутых управляющих сигналов (4) в модифицированные управляющие сигналы (14), и дополнительно выполнен с возможностью передачи упомянутых модифицированных управляющих сигналов и оставшихся не модифицированными управляющих сигналов (4) к упомянутому имитируемому нефтеперерабатывающему заводу (10).
26. Система по п.23, в которой упомянутая система (2) управления содержит одну или несколько систем (20) обеспечения безопасности, выполненных с возможностью передачи команд выключения имитируемого нефтеперерабатывающего завода (10).
27. Система по п.23 или 25, в которой упомянутый имитируемый нефтеперерабатывающий завод (10) содержит два или несколько взаимодействующих имитируемых подпроцессов (100) нефтепереработки.
28. Система по п.27, в которой упомянутые два или несколько имитируемых подпроцессов (100) нефтепереработки выполнены с возможностью взаимной передачи имитируемых сигналов (23) измерений, представляющих массу, температуру, давление, момент, плотность, состав или другие параметры состояния или передачи энергии, или имитируемые переменные (24) состояния, непрерывные состояния, переменные, логические состояния, подобные закрытым или открытым клапанам, или режимы функционирования на линиях (143, 144) сигналов.
29. Система по п.27, содержащая модификатор (22) сигналов процессов, выполненный с возможностью модификации упомянутых имитируемых сигналов (23) измерений или упомянутых состояний или управляющих сигналов (24) между имитируемыми подпроцессами (100) нефтеперерабатывающего завода.
30. Система по п.27, содержащая реальные подпроцессы (100R) нефтеперерабатывающего завода (такие как электрический генератор или другие системы подачи энергии со сложно моделируемыми резкими переходными процессами электрической нагрузки, такими как FAT/CAT тесты в пределах собираемой системы процессов, но перед тем, как какие-либо флюида содержатся в пределах этой системы, и в которой желательно тестировать соответствующее действие клапанов, исполнительных механизмов, гидравлики, датчиков и т.д.) в процессе имитации с имитируемыми подпроцессами (100) нефтеперерабатывающего завода.
31. Система по п.23, в которой упомянутая система (2) управления содержит две или несколько подсистем (200а, 200b, …, 200m) управления, выполненных с возможностью управления подсистемами нефтеперерабатывающего завода или соответствующими имитаторами (100а, 100b, …, 100n).
32. Система по п.31, в которой упомянутые две или несколько подсистем (200) управления, взаимно подключенные посредством линий (230, 240) сигналов, выполнены с возможностью передачи сигналов (203) измерений и/или управляющих сигналов (204) между упомянутыми подсистемами (200а, 200b, …) управления.
33. Система по п.32, содержащая модификаторы (209, 212) сигналов, выполненные с возможностью подключения на упомянутых линиях (230, 240) сигналов между упомянутыми подсистемами (200а, 200b, …) управления, выполненными с возможностью модификации упомянутых сигналов (203) измерений и/или управляющих сигналов (204), проходящих между упомянутыми подсистемами (200а, 200b) управления.
34. Система по п.23, содержащая две или несколько систем (2а, 2b, 2с, …) управления, причем каждая система (2а, 2b, 2с, …), выполненная с возможностью управления одним или несколькими нефтеперерабатывающими заводами (1а, 1b, 1с, …), является одним или несколькими из морского платформенного перерабатывающего завода (1а), подводного перерабатывающего завода (1b), и возможно наземного нефтеперерабатывающего завода (1с), для системы (50) управления интегрированными операциями, использующей линии (60а, 60b, 60с, …) входных сигналов от упомянутой системы (2а, 2b, 2с, …) управления, причем упомянутые линии (60а, 60b, 60с, …) входных сигналов соответственно выполнены для ввода сигналов (63) текущего контроля от систем (2а, 2b, 2с, …) управления заводом в упомянутую систему (50) управления интегрированными операциями, и использующей линии (70) управляющих сигналов, выполненные с возможностью передачи высших управляющих сигналов (73) от упомянутой системы (50) управления интегрированными операциями к упомянутым системам (2а, 2b, 2с, …) управления перерабатывающим заводом.
35. Система по п.34, содержащая модификаторы (39) входных сигналов, выполненные с возможностью подключения на упомянутых линиях (60а, 60b, 60с, …) от упомянутых систем (2а, 2b, 2с, …) управления заводом и упомянутой системы (50) управления интегрированными операциями, причем упомянутые модификаторы (39) входных сигналов выполнены с возможностью модификации одного или нескольких сигналов (63) текущего контроля и ввода упомянутого одного или нескольких модифицированных сигналов текущего контроля (64) и оставшихся не модифицированными сигналов (63) текущего контроля в упомянутые системы (2а, 2b, 2с, …) управления заводом.
36. Система по п.34, содержащая один или несколько модификаторов (32) управляющих сигналов на упомянутых линиях (70а, 70b, 70с, …) выходных сигналов текущего контроля от упомянутой системы (50) управления интегрированными операциями к упомянутым системам (2а, 2b, 2с, …) управления заводом, причем упомянутые модификаторы (32) выходных сигналов текущего контроля выполнены с возможностью модификации одного или нескольких упомянутых выходных сигналов (73) текущего контроля в модифицированными выходные сигналы (74) текущего контроля и выполнены с возможностью ввода упомянутого одного или нескольких модифицированных сигналов (74) текущего контроля и оставшихся не модифицированными выходных сигналов (73) текущего контроля в упомянутые системы (2а, 2b, 2с, …) управления заводом.
37. Система по п. 34, причем система (50) управления интегрированными операциями расположена удаленно, например, на удаленной платформе или удаленно на берегу.