§ 4. Микропроцессоры и некоторые перспективы их применения в нефтяной и газовой промышленности

В последние годы микропроцессором стали называть миниатюр­ный монолитный прибор, построенный на базе больших интегральных схем (БИС), способный выполнять функции центрального процессора ЦВМ. Микропроцессор, дополненный запоминающим устройством, устройствами ввода-вывода и вспомогательными БИС, образует микроЭВМ. Вместе с тем в последние годы наметилась тенденция применения микропроцессоров в качестве самостоятельных вычисли­тельных устройств в системах сбора, обработки и передачи информа­ции, а также в системах автоматизированного управления.

С этой целью предусмотрены так называемые «микропроцессор­ные системы», состоящие из микропроцессора, устройства для ввода информации от датчиков, устройства для передачи управляющих воз­действий на исполнительные устройства и запоминающего устройст­ва. Каждая из таких систем предназначена для выполнения некото­рой четко определенной функции.

Однако в отличие от существующих в настоящее время информа­ционных систем и систем управления, построенных на базе жестких связей между элементами системы, функция микропроцессорной си­стемы может быть легко изменена путем изменения программы (алгоритма) ее работы. При этом исключаются такие трудоемкие и дорогостоящие процессы, как перепроектирование системы управле­ния, отключение технологического оборудования, монтаж дополни­тельных элементов системы управления.

Высокая надежность микропроцессоров, обеспеченная высокой степенью интеграции элементов схем, простота их обслуживания и не­высокая стоимость предопределяют появление принципиально новых структурных решений в организации систем управления. На смену централизованным системам приходят децентрализованные, в кото­рых микропроцессоры выполняют первичную обработку информации и автоматическое регулирование на нижнем уровне. Это значительно снижает требования к производительности центральной ЭВМ, повы­шает живучесть системы, так как микропроцессорные устройства, обладая высокой степенью автономности, могут продолжать работать при отказе центральной ЭВМ.

Так, перспективные автоматизированные системы управления тех­нологическими процессами добычи и подготовки природного газа со­здаются на основе специализированных двухуровневых вычислитель­ных комплексов с размещением микропроцессоров на установке ком­плексной подготовки газа (УКПГ) и центральной ЭВМ в централь­ном диспетчерском пункте промысла. Применение микропроцессоров ь такой системе позволит эффективно решать задачи контроля, опти­мального управления технологическим процессом, защиты оборудова­ния, диагностики состояния оборудования за счет получения более полной и достоверной информации. Это повысит автономность УКПГ, качество и надежность управления и одновременно приведет к сокра­щению потребления электроэнергии, уменьшению габаритов средств автоматизации и сокращению расхода кабеля.

Институтом ЦНИИКА разработан агрегатный ряд управляющих вычислительных телемеханических комплексов (УВТК) на базе мик­роЭВМ «Электроника-60», размещенных в пунктах управления (ПУ) и в контролируемых пунктах (КП). Наличие встроенных микроЭВМ в устройствах КП и ПУ позволяет сжимать данные при передаче не­прерывной информации. Значения измеряемых параметров сглажива­ются, чтобы убрать шумы, новое значение параметра передается, если оно устойчиво отклонилось от ранее переданного. Устройства КП обеспечивают, с одной стороны, сбор информации и воспроизве­дение ее для местного обслуживающего персонала, управление сосре­доточенными на КП объектами, а с другой—обмен информацией с устройством ПУ и удаленными терминалами.

На базе этих агрегатных средств телемеханики разрабатывается управляющий вычислительный телемеханический комплекс для рас­средоточенных объектов нефтегазодобывающих предприятий.

При оперативном управлении процессом бурения в рамках проек­тируемых АСУ ТП число разнородных параметров, которые должны при этом рассчитываться, может достигать 100. Это предъявляет серьезные требования к аппаратуре передачи такого объема инфор­мации от датчиков на ЭВМ. Решение задачи может быть упрощено выполнением ряда расчетов с помощью микропроцессора, установлен­ного на буровой.

Применение микропроцессорных вычислителей на узлах замера газа приведет к существенному повышению точности измерения рас­хода и, следовательно, к ликвидации небаланса при расчетах между газодобывающим и газотранспортным предприятием.

Перспективно также применение микропроцессоров в передвиж­ных установках для гидродинамических исследований скважин.

В целом переход средств автоматизации на микропроцессорную ба­зу позволит создать новое поколение высоконадежных систем автома­тизации, обеспечивающих более широкие функции управления техно­логическими процессами.