«Цифровой двойник процессов GALACOM» (ЦДП) – система адаптивного управления процессами добычи, транспорта, подготовки и переработки нефти и газа, ЦДП является инструментом проактивного управления производственными процессами, благодаря возможности математического моделирования объектов и процессов в цифровой среде для их оптимизации от геологоразведки до переработки и реализации.
Стандарты: 
ЦДП GALACOM выполняется в OPC UA стандарте и международном стандарте IEEE 1516 (определяющем нормы для распределенного имитационного моделирования).
Позволяет обеспечить совместимость с популярными зарубежными и отечественными scada-системами:
InTouch (Wonderware);
Vijeo Citect (Shneider Electric);
WinCC (Siemens); RSView32 (Rockwell Automation); Genesis64 (Iconics);
Trace mode (AdAstra);
Master-SCADA (НПФ “ИнСАТ”); КРУГ-2000 (НПФ “КРУГ”); САРГОН (“НВТ-Автоматика”).
Совместимость и обмен данными с АСУТП Заказчика
Возможности программы:
- Стыкуемая бесшовная интеграция с АСУТП заказчика.
- Привычный стандартный OPC UA интерфейс пользователя.
- Автоматизация рутинных операций по внесению данных.
- Математическое получение данных сломанных / фантомных датчиков.
- Точность математической модели 95 % от данных HYSYS / реального объекта.
- Возможность ускорения времени для прогнозирования и оптимизации.
- Получать данные о возможных путях выполнения целевой функции оптимизации при помощи ИИ-ассистента.
- Допускает разработку единой интегрированной математической модели ЦДП различными командами разработчиков.
- Обеспечивает доступ к единой модели для всех ее пользователей.
Преимущества ЦДП GALACOM
Собственная автоматическая система синтеза математической модели
Содержание математического редактора
- Графический редактор, позволяющий создать точную модель технологической схемы объекта.
- Модуль экспорта из технологической схемы в математическую модель с последующим выполнением пошаговых или непрерывных расчетов.
- Бесшовная стыковка с АСУТП заказчика.
- Автоматический расчет всех вариантов потоков жидкости и газа.
- Поддержка однофазных и многофазных режимов течения жидкости и газа.
- Точный контроль фазовых состояний веществ во всех элементах модели технологической схемы.
- Разработаны универсальные математические модели оборудования, в т.ч.
• Запорнорегулирующая арматура, гидро-пневмо- трубопровод
• Пласты-Скважины
• Печи
• Обратные клапаны
• Динамические насосы и компрессоры
• Объемные насосы и компрессоры
• Теплообменники
• Подогреватели
• СППК
• Измерительные приборы (манометры, термометры, расходомеры) - Экспериментальный модуль на основе модифицированного метода решетчатых уравнений Больцмана (LBM).
- Последовательная схема расчетов- на базе решения линейных уравнений для нахождения начальных условий с последющим решением с использованием прямых численных итерационных методов на основе найденного приближенного решения и величины шага.
- Создана точная модель > 10 полномасштабных установок для различных заказчиков (УПППНГ, УПН, УПХГК) с точным соответствием данных по HYSYS и UNISIM (отклонения не более 5-7%).
- Библиотека нестандартных (уникальных) математических моделей:
• Колонны
• Ребойлеры
• Турбодетандеры
• Двухфазные и трехфазные сепараторы - Библиотека для моделирования с высокой точностью компонентного состава нефти и попутного газа:
• Фракционный состав от C1 до С40+
• Метан CH4
• Этан C2H6
• Пропан C3H8
• И-Бутан iC4H10
• Бутан C4H10
• И-Пентаны iC5H12
• Пентан C5H12
• Гексаны
• Гексан C6H14
• И-Гептаны
• Бензол C6H6
• Гептан C7H16
• И-Октаны iC8H18
• Толуол C7H8
• Октан C8H18
• И-Нонаны iC9H20
• Нонан C9H20
• И-Деканы iC10H22
• Декан C10H22
• Углекислый газ CO2
• Азот N2
• Сероводород H2S - Средства высокоточной имитации автоматики (АСУ ТП нижний и верхний уровень)
• Имитация управляющих устройств
• Имитация датчиков
• Имитация алгоритмов контроллеров (ПИД-регуляторы и т.д.)
• Имитация системы верхнего уровня (SCADA) - Модуль создания сценариев событий
• Линейная и нелинейная структура
• Развитые механизмы ветвления сценария
• Развитые механизмы задания последствий действий или условий
• Простой графический редактор
• Связь с математическим описанием объекта - Поддержка стандартов IEEE1516e, OPC UA, xAPI для взаимодействия с другими системами.
- Интеграция с алгоритмом моделирования процессов, протекающих в электронных схемах SPICE. SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) . Для выполнения высокоточной симуляции электрических схем:
• AC анализ (анализ по переменному току)
• DC анализ (анализ по постоянному току) для слабых сигналов
• анализ DC transfer curve
• анализ шумов
• анализ передаточной функции (входное и выходное усиление малых сигналов и вычисление импеданса)
• анализ переходных процессов - Интеграция со свободным открытым программным обеспечением для моделирования, симуляции, оптимизации и анализа сложных динамических систем – OpenModelica, основанным на языке Modelica.
Возможности математического редактора
Мультидоменное компонентно-ориентированное моделирование сложных систем, содержащих механические, электрические, электронные, гидравлические, тепловые, энергетические компоненты, а также компоненты процессов и управления позволяют:
- Найти сочетание всех возможных комбинаций параметров при оптимизации на основе реальных данных и данных, полученных в процессе математического моделирования
- Выбрать такую комбинацию, которая максимально соответствует требуемым условиям.
- Выявить вероятность возникновения всех возможных аварийных ситуаций и инцидентов с точностью и скоростью, достаточной для использования этой системы в процессе аудита техногенных и экологических рисков.
- Предложить пути оптимизации бизнес процессов, экономии ресурсов, финансовых потоков.
- Получать данные по оптимизации при помощи ИИ- ассистента.
Примеры поэтапного применения адаптивной системы управления
- Этап. Создание математических моделей процессов и оборудования:
- Площадки узла подключения (УДР)
- Нефтегазовые сепараторы: первой ступени, КСУ, ГС
- Отстойники обезвоживания нефти (ОГ)
- Путевые подогреватели нефти (ПП)
- Резервуары нефти и воды РВС-3000 и РВС-5000
- Факельный сепаратор высокого и низкого давления
- Совмещенная факельная установка
- Насосные станции
- Емкости: подземная аварийная, дренажная, нефти, сбора конденсата, химреагентов
- Системы измерений качества и количества газа, конденсата
- Станция налива нефти
- Блочно-кустовая насосная станция БКНС
- Блок дозирования химических реагентов
- Электродегидраторы
- Этап. Автоматическое моделирование с заданным временным интервалом сочетаний всех параметров и нахождение оптимальной их комбинации, максимально соответствующей требуемым условиям сепарации.
- Типа и дозировки ингибитора / хим. Реагентов
- Включения и выключения части или всех аппаратов из технологической схемы (например электродегидраторов)
- Величины нагрева сырья, температуры и давления в емкостях, скорости сепарации, погодных условий.
- Технологических параметров и режимов – Нефтегазовые сепараторы первой ступени
- Технологических параметров и режимов – Нефтегазовые сепараторы концевой ступени (КСУ)
- Технологических параметров и режимов – Газовые сепараторы (ГС)
- Технологических параметров и режимов – Отстойники обезвоживания нефти (ОГ)
- Технологических параметров и режимов – Путевые подогреватели нефти (ПП)
- Технологических параметров и режимов – Электродегидраторы
- Технологических параметров и режимов – Сепараторы горячей ступени сепарации.
- Учета ресурса оборудования
- Режимов работы насосов перекачки нефти
- Режимов работы насосов в Блочно-кустовая насосная станция БКНС
- Режимов работы насосов в Блок дозирования химических реагентов и воды
Учет влияния изменения параметров оборудования УПН на соседние участки технологической цепочки:
- Влияние на систему ППД
- Влияние на водозаборные скважины
- Влияние на коррозионные процессы и параметры перекачки.
- Влияние на ДНС и кусты (в т.ч. Останов)
- Этап. Отчеты, рекомендации, технологические карты:
Положительный экономический эффект от применения Системы адаптивного управления технологическими процессами установки подготовки нефти (УПН)
- Подбор оптимального технологического режима работы УПН с учетом количества работающих.
- Заблаговременное выявление возможной нештатной ситуации, связанной с вынужденным или аварийным остановом оборудования УПН для оперативного реагирования и своевременного перехода на резервное при необходимости.
- Рекомендации по переводу работающего технологического оборудования УПН (насосы, сепараторы, трубопроводы, и др.) в резерв.
- Оптимизация количества одновременно работающих центробежных насосов для экономии электроэнергии, а также снижения износа оборудования, уменьшения затрат на ТО.
- Поддержание оптимальной температуры жидкостей для снижения затрат на электроэнергию и расходных материалов.
- Оптимизация процесса сепарации с целью повышения качества нефти и снижения износа оборудования.
- Совершенствование условий работы персонала при обслуживании оборудования, централизованное снабжение необходимой документацией с использованием 3D-модели УПН.
- Оптимизация негативного воздействия на окружающую среду, образующегося в результате производственных процессов. В целях разработки мероприятий по снижению негативного воздействия и внедрения наилучших доступных технологий .
- Оптимизация режима работы УПН по критерию минимума операционных затрат с учетом расхода ресурсов и их удельной стоимости.
- Создание на базе цифрового двойника тренажеров для обучения персонала и отработки устранения аварийных ситуаций.
- Этап. Сопровождение:
- При создании Системы адаптивного управления используется исключительно импортонезависимое программное обеспечение.
- Для создания Системы используется собственный редактор математических моделей.
- Система создается в стандарте OPC UA и международном стандарте IEEE 1516, что позволяет ей быть совместимой с международными и отечественными автоматическими системами управления и симуляционными тренажерами
- По желанию заказчика Система производит математический пересчет параметров с ежечасным обновлением.
- В системе предусмотрено создание виртуального ассистента, который предупреждает о возможных аварийных ситуациях и предлагает оператору оптимальный вариант решения стандартных и нестандартных ситуаций.
- Рекомендации по оптимизации могут быть выполнены в денежном или натуральном измерении.
- Услуги по сопровождению Системы адаптивного управления оказываются в соответствии с договором.