Первая стационарная система мониторинга состояния насосных агрегатов СВК-1

Весной 1989 г. главный механик Омского нефтеперерабатывающего завода В.Н. Долгопятов поставил задачу диагностики насосных агрегатов технологических установок НПЗ: «Несколько раз проверял работу механиков и машинистов - зайду в насосную, постою там минут 40 - никого нет, хотя машинист должен постоянно обходить насосы; зайду в операторную - они там что-то обсуждают, машинист ко мне: «Виктор Николаевич, я только что из насосной - там все в порядке.» Если так ведет себя хороший машинист, то что говорить о плохом? Отсутствие наблюдения за оборудованием, наглядной информации о его состоянии - и есть главная причина аварий. Несколько раз оснащал механиков, машинистов виброакустическими приборами и с наушниками, и с указателем - ни к чему хорошему это не привело: у кого-то прибор не работает, кто-то им не работает, датчик ставят туда, где вибрация меньше и т.д. Субъективные методы не годятся, необходим объективный контроль, не зависящий от мнений, желаний и умений персонала. Состояние оборудования должно определяться надежно, представляться просто и доходчиво, быть понятным бывшему ПТУ-шнику!». Этот подход и был положен в основу созданных систем.

Система СВК-1 была первой стационарной системой виброконтроля состояния насосных агрегатов, внедренной на Омском НПЗ в октябре 1990 г. Она автоматически определяла 5 основных неисправностей: подшипников, кавитации, центровки, балансировки и качества крепления.

Разработке системы предшествовал период исследований виброхарактеристик крупных насосных агрегатов для определения места и способа установки датчиков, необходимого перечня диагностируемых параметров, пороговых значений параметров вибрации. Для проведения исследований применялось методическое и аппаратное обеспечение систем серии РАПИД, разрабатывавшихся с середины 70-х годов для диагностики насосных агрегатов авиационных двигателей.

В ходе исследований было установлено, что контроль состояния машины только по параметру виброскорости, как это требовали существовавшие в то время нормы, требует установки до 12 датчиков на агрегате, методика диагностирования сложна и часто приводит к пропуску неисправного агрегата. На основе принципа информационной полноты был определен минимально-необходимый перечень диагностических признаков (виброускорение, виброскорость, виброперемещение) для надежного контроля состояния агрегата по минимальному числу датчиков вибрации.

Система СВК-1 контролировала работу двух пропановых насосных агрегатов мощностью 500 кВт установки деасфальтизации 36/1-3. Уже в этой системе можно отметить элементы, которые присутствовали во всех последующих разработках: получение 3 параметров вибрации из сигнала одного датчика; полный самоконтроль аппаратных средств, включая датчик.

Система измеряла вибрацию в 4 точках каждого насосного агрегата - на подшипниках насоса и двигателя. В системе использовались аналоговые электронные блоки для обработки сигналов, цифровые индикаторы и светодиоды для отображения информации о состоянии оборудования, элементы жесткой логики и механические переключатели для управления ее работой. Был предусмотрен вывод протоколов измерения на принтер, но персонал попросил это переделать и вывести информацию на привычный ему КСП, для экономии бумаги которого нам пришлось разработать блок, адаптивно изменяющий скорость записи в зависимости от состояния агрегата.

Система хорошо зарекомендовала себя на установке 36-1/3, выдала первый положительный диагноз о разрушении подшипника электродвигателя, который подтвердился при его разборке, и проработала до августа 1993 г., когда ей на смену пришла система вибромониторинга КОМПАКС^®.

Система виброконтроля, впервые внедренная на Омском НПЗ в октябре 1990 года

Первая стационарная система компьютерного мониторинга насосных агрегатов со встроенным анализатором вибрации - СВИП-64 СВИП-64 - первая система вибродиагностики на 64 датчика, содержащая в своем составе ЭВМ Система СВИП-64М - диагностики и прогнозирования технического состояния подшипников центробежных насосных агрегатов на 64 датчика - была внедрена на установке АВТ-10 Омского НПЗ в июле 1991 г. Она уже содержала в своем составе экзотическую по тем временам и первую на объединении персональную ЭВМ АТ286, установленную в цехе на установке. Применение дисплея ПЭВМ, как универсального средства отображения информации, решило проблемы с индикацией состояния оборудования, поскольку другие решения громоздки и не дают полной возможности отобразить состояние агрегатов и тенденции его изменения, тем более прогноз. ПЭВМ решала задачи сбора данных с локальных диагностических станций, расчета параметров прогноза на основании уравнений авторегрессии - скользящего среднего, архивирования данных, одновременного вывода графиков тренда двух различных вибропараметров в разных временных шкалах и его прогноза, печати протоколов измерений, отображения результатов полного самоконтроля системы. Управление режимами работы осуществлялось посредством меню. Конфигурирование программно-аппаратных средств для настройки системы на конфигурацию установки и диагностируемых агрегатов реализовано в специальной опции меню. Весь программный комплекс был написан в графическом режиме EGA на языке Си под управлением DOS. Этот программный комплекс, относящийся по современной классификации к SCADA (Supervision Control and Data Acquisition) системам ММI типа (Man-Machine Interface - интерфейс «человек-машина») был, по-видимому, одной из первых систем такого рода не только в России, но и в мире. Именно в этот период были определены нормы параметров вибрации насосных агрегатов. Следует заметить, что численные значения норм, определенные в то время на небольшой выборке агрегатов по разработанной методике, претерпели незначительное изменение после широкомасштабного внедрения систем КОМПАКС®, когда они были уточнены и утверждены Госгортехнадзором России. Большое внимание при разработке стационарных систем уделялось выбору места и способа крепления датчика вибрации. Традиционные способы крепления вибродатчиков (крепление на шпильке, магнитное крепление, клеевое крепление) либо требуют доработки конструкции агрегата (что недопустимо), либо недостаточно надежны в реальных условиях эксплуатации. Был разработан способ крепления датчиков, не требующий доработки корпуса агрегата, что соответствовало требованиям Госгортехнадзора, достаточно надежный в эксплуатации и позволяющий получать максимум информации при минимальном количестве датчиков. Сформулированы и реализованы основные требования к конструкции самих датчиков системы, прежде всего большой отдачи - до 100 пКл/м/с2 - для работы на длинные кабельные линии до 500 м и более, обеспечения их безотказной работы в течение всего срока эксплуатации систем (не менее 10 лет). При дальнейшем развитии систем конструкция датчиков постоянно совершенствовалась, учитывая опыт реальной эксплуатации. Разработаны вибродатчики с магнитным креплением, термопары специальных конструкций, датчики тока, частоты вращения, давления, уровня, перемещения и т.д. Таким образом, были изысканы способы обеспечения контролепригодности существующих машин и агрегатов взрывобезопасного исполнения без их доработки, разработаны конструкции датчиков и приспособлений для их крепления, реализующих стратегию диагностики минимальной стоимости - СДМС™ при допустимой ошибке распознавания.

Основание НПЦ «Динамика», стационарные системы вибромониторинга КОМПАКС® и Руководящий документ Руководящий документ В связи с успешным внедрением первых стационарных систем компьютерного мониторинга 11 июня 1991 г. в Омске был основан Научно-производственный центр «Диагностика, надежность машин и комплексная автоматизация» - НПЦ «Динамика». В период с 1991 по 1994 гг. 10 установок Омского НПЗ были оснащены первыми системами компьютерного мониторинга состояния насосно-компрессорных агрегатов со встроенной автоматической экспертной системой - системы КОмпьютерного Мониторинга для Предупреждения Аварий и Контроля Состояния КОМПАКС®. Внедрение систем сопровождалось созданием серьезной нормативной и методологической базы, основу которой составил Руководящий документ «Центробежные электроприводные насосные и компрессорные агрегаты, оснащенные системами компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния типа КОМПАКС®. Эксплуатационные нормы вибрации», утвержденный Минтопэнерго и Госгортехнадзором РФ в 1994 году. В данном документе впервые в мире были пронормированы для различных типов агрегатов не только виброскорость и виброперемещение, но и виброускорение, а так же скорости роста вибропараметров. А самое главное – этот документ разрешил при внедрении систем КОМПАКС® переход на эксплуатацию оборудования и ППР по фактическому техническому состоянию. В феврале 1994 г. система компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля состояния КОМПАКС® была принята Комиссией Минтопэнерго РФ и Госгортехнадзора России и рекомендована к широкому внедрению. Разработанные датчики, модули и системы в целом в комплексе с программным обеспечением испытаны, аттестованы и приняты Комиссией Департамента нефтепереработки Минтопэнерго совместно с Госгортехнадзором России. Системы КОМПАКС® аттестованы Госстандартом, включены в Государственный реестр средств измерений и разрешены к применению Госгортехнадзором России на всей территории Российской Федерации. С 1995 г. началось широкомасштабное внедрение систем на предприятиях России. В период до 1998 г. были успешно внедрены системы в Ангарской НХК, Тобольском НХК, Волгоградском НПЗ, Ачинском НПЗ, Славнефть-Ярославском НПЗ.

Создание АСУ БЭР™ КОМПАКС® Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования опасных производственных объектов Первая книга НПЦ «Динамика» В 1997 г. Была разработана технология и Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования опасных производственных объектов (АСУ БЭР™ КОМПАКС®), объединяющая стационарные системы мониторинга состояния оборудования, стендовые системы контроля качества агрегатов и их узлов, персональные системы автоматической вибродиагностики Compacs®-Micro в единую компьютерную диагностическую сеть Compacs-Net®. В 1999 г. вышла книга «Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®): Внедрение безопасных ресурсосберегающих технологий эксплуатации сложных производственных объектов, содержащих сотни и тысячи машин, агрегатов и прочего оборудования сегодня невозможно без применения методов и средств безразборной технической диагностики, обеспечивающих автоматическую оценку и прогнозирование технического состояния объектов и интервала безопасной эксплуатации в процессе их функционирования по прямому назначению во всем диапазоне рабочих режимов и влияющих факторов современного производства. В настоящей монографии предпринята попытка подвести некоторые итоги развития систем компьютерного мониторинга и диагностики машинного оборудования КОМПАКС® за первые 10 лет работы специалистов НПЦ «Динамика» и предприятий-потребителей продукции Центра в нефтехимии и нефтепереработке. За эти годы были разработаны и внедрены на различных стадиях «жизненного цикла» оборудования предприятий отрасли около сотни стационарных систем КОМПАКС® диагностики, мониторинга и прогнозирования технического состояния агрегатов, машин и механизмов, на основе, прежде всего, виброакустического метода неразрушающего контроля, которые обеспечили существенное снижение аварий, производственных неполадок и простоев технологических установок по этим причинам. Существенно повышено качество ремонта механизмов, узлов и агрегатов благодаря внедрению в ремонтном производстве предприятий диагностических систем, обеспечивающих объективный контроль качества ремонта.

Премия Правительства Российской Федерации В 1998 г. за работу «Стационарные системы непрерывного мониторинга безопасной эксплуатации машинного оборудования потенциально опасных производств химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» и широкое внедрение стационарных систем мониторинга и вибродиагностики КОМПАКС®Премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники был удостоен коллектив авторов: Малов Е.А. (Госгортехнадзор РФ), Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н. (Омский НПЗ), сотрудники НПЦ «Динамика» – Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Мелинг А.Я., Тарасов Е.В., Павленко Б.А. Российская газета - о присуждении Премии Правительства РФ коллективу авторов НПЦ «Динамика» Медаль Премии Правительства РФ

Заключение Комиссии Госгортехнадзора РФ о возможности и целесообразности применения АСУ БЭР™ КОМПАКС®

В 2003 г. система комплексного мониторинга состояния машинного и статического оборудования в реальном времени, а также комплексные системы непрерывного и периодического мониторинга НХК на основе автоматизированных систем управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования АСУ БЭР™ КОМПАКС^® прошли всесторонние испытания и были принята Комиссией Госгортехнадзора РФ. Комиссия рекомендовала широкое внедрение АСУ БЭР™ КОМПАКС^® на нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях страны. В частности, в заключении было указано:

1. Внедрение системы комплексного мониторинга состояния оборудования НХК КОМПАКС^®обеспечивает резкое снижение числа внезапных для персонала отказов всего диагностируемого оборудования технологической установки и повышает его надежность за счёт своевременного круглосуточного оповещения системой персонала о месте, времени и причинах возникновения неисправностей.

2. Высокая надёжность, низкая стоимость и простота использования системы выгодно отличают его от западных аналогов.

3. Широкое внедрение систем комплексного мониторинга состояния оборудования НХК на предприятиях России позволит эксплуатировать и ремонтировать как насосно-компрессорное, так и технологическое оборудование по фактическому техническому состоянию, даст большой экономический и экологический эффект и является, по мнению комиссии, необходимым.

4. Комиссия рекомендует:

1) проектным организациям при выполнении проектов реконструкции и строительства технологических установок и предприятий закладывать в проекты системы комплексного мониторинга состояния машинного и технологического оборудования в реальном времени;

2) химическим, нефтехимическим и нефтеперерабатывающим предприятиям оснащать действующие, реконструируемые и вновь вводимые мощности указанными системами;

3) разработчику-изготовителю систем комплексного мониторинга - НПЦ «ДИНАМИКА» - совместно с заинтересованными организациями подготовить Руководящий документ, регламентирующий порядок реализации изложенных требований и рекомендаций на предприятиях, подконтрольных Госгортехнадзору России.

Развитие и широкомасштабное внедрение систем КОМПАКС®

В конце XX века системы КОМПАКС^® шагнули за пределы нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической отраслей народного хозяйства – проведено успешное внедрение систем в горнодобывающей и металлургической отраслях, коммунальном хозяйстве, в машиностроении и на железнодорожном транспорте. Помимо традиционных заказчиков – НГК: Газпром, Газпромнефть, Сибур, Лукойл, Роснефть, ТНК-BP, нефтеперерабатывающих заводов в Украине и Казахстане, системы начали активно продвигаться и в ОАО «РЖД»; в горно-рудной промышленности – ОАО Сильвинит, Уралкалий, АК АЛРОСА; в металлургической отрасли – Выксунский металлургический завод, Магнитогорский металлургический комбинат; в портовом хозяйстве – ОАО «Распределительно-перевалочный комплекс «Высоцк «ЛУКОЙЛ-II»; в машиностроении – Первомайский электромеханический завод им.К.Маркса (Украина), Завод Авиационных Подшипников (г. Самара), ОАО «Волгограднефтемаш»; в энергетике - Рефтинская ГРЭС (Свердловская обл.).

С 2003 г. началось широкомасштабное внедрение системы мониторинга состояния колонно-емкостного оборудования КОМПАКС^®-АЭ.

В 2005 г. был осуществлен первый экспортный контракт – поставка стационарных систем КОМПАКС^® в республику Болгария, с тех пор мы ежегодно поставляем системы, проводим работы и оказываем услуги на территории ближнего и дальнего зарубежья. Более 12 отраслей народного хозяйства с успехом используют разработанные и внедренные нами системы и подходы к безопасной ресурсосберегающей эксплуатации оборудования и процессов.

Горнодобывающая отрасль, металлургическая отрасль, коммунальное хозяйство, машиностроение, порты и наливные терминалы

НПЦ «Динамика» сегодня

В июле 2015 г. был образован Совет директоров НПЦ «Динамика», возглавил который Костюков Владимир Николаевич. На должность Генерального директора назначен Костюков Андрей Владимирович, а на должность Первого заместителя генерального директора - технический директор Костюков Алексей Владимирович.

За 44 года работы в области виброакустической диагностики и мониторинга разработаны и внедрены в производство в различных отраслях народного хозяйства более 680 автоматизированных диагностических комплексов, систем и приборов. Данное оборудование обеспечивает объективную оценку технического состояния на всех этапах «жизненного цикла» машин, механизмов и агрегатов - при разработке и доводке конструкции в опытном производстве, серийном производстве и эксплуатации. Новизна технических решений подтверждена более 125 авторскими свидетельствами и патентами РФ на изобретения, промышленные образцы и полезные модели, свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ и свидетельствами на товарные знаки, в т.ч. международными патентами на промышленные образцы.

Научную деятельность под руководством Председателя совета директоров Научно-производственного Центра Владимира Николаевича Костюкова, - лауреата Премии Правительства РФ, доктора технических наук, профессора, - ведут доктора и кандидаты наук, аспиранты, высококвалифицированные специалисты и перспективные студенты. За эти годы подготовлены и защищены две докторских и пять кандидатских диссертаций, на выходе находятся еще несколько диссертационных работ. Процесс прикладных исследований и разработок носит глобальный и непрерывный характер.

Программное обеспечение в составе автоматических систем вибродиагностики и мониторинга состояния оборудования КОМПАКС^®, проверенное более чем 25-летней практикой на сотнях производств, десятках тысяч машин и агрегатов, сотнях тысяч подшипников, обеспечивает надежную безаварийную ресурсосберегающую эксплуатацию оборудования в промышленности и на транспорте!

Ежегодно пополняется и неуклонно растет фонд объектов интеллектуальной собственности и публикаций.

Патенты и свидетельства на объекты интеллектуальной собственности НПЦ «Динамика»

На сегодняшний день Научно-производственный центр «Динамика» прочно стоит на ногах, является лидером мировой науки и практики в области разработки, производства и внедрения комплексных систем мониторинга состояния оборудования. Системы КОМПАКС®обеспечивают безопасную ресурсосберегающую эксплуатацию сотен производств, осуществляя мониторинг состояния в реальном времени свыше 23000 единиц разнообразного оборудования более 2400 типов. Совокупный ежегодный экономический эффект от внедрения всех систем КОМПАКС^® в России и за рубежом превышает 10 миллиардов рублей, а расчет чистой приведенной стоимости (NPV) инвестиций в наши системы показывает совокупную экономию от сокращения затрат и потерь народного хозяйства более 200 миллиардов рублей!

Важнейшим приоритетом нашего предприятия является возможность неограниченного профессионального роста сотрудников, обеспечиваемого непрерывными научными исследованиями в различных отраслях знаний, разработкой новых видов продукции, программных и технических средств на основе последних научных достижений, проверенных практикой. Развитию человеческого капитала в нашей организации всегда уделялось и уделяется первостепенное внимание. Мы стоим на принципах роста интеллектуальных и творческих способностей сотрудников.

Основополагающим принципом социальной политики Центра является позитивная и конструктивная реакция всего персонала на изменения во внешней среде, которая обеспечивается непрерывным тренингом, учебой и повышением квалификации всех без исключения сотрудников и большинства наших партнеров, а так же объективной оценкой вклада каждого в общее дело по обеспечению экономически эффективной ресурсосберегающей безопасности и результативности промышленных производств на основе мониторинга их состояния в реальном времени. Можно однозначно утверждать, что коллектив Центра – это одна команда, девиз которой:

«Через надежность и качество к ресурсосберегающей безопасности, эффективному производству и процветанию общества!»

Подробнее:http://www.dynamics.ru/about/history/

© НПЦ «Динамика»