ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 195
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
Информация об объекте управления
1.2 Описание технологического процесса
2.2 Функции разрабатываемой системы
2.4 Комплекс технических средств
3. Анализ и выбор средств разработки программного обеспечения
3.1 Обоснование выбора контроллера
3.2 Основные технические данные контроллера SLC 5/04
3.4 Программирование контроллера
3.5 Выбор протокола обмена информацией между контроллером и верхним уровнем АСУ ТП
4. Расчет надежности проектируемой системы
Таблица 4.1 - Показатели интенсивности отказов и времени восстановления модулей
5. Оценка экономической эффективности
5.1 Методика расчета экономических показателей проектируемой системы
5.2 Расчет единовременных затрат
5.3 Расчет обобщающих показателей экономической эффективности
6. Безопасность и экологичность проекта
6.1 Обеспечение безопасности работающих
6.2 Оценка экологичности проекта
Все датчики, приборы и исполнительные механизмы нижнего уровня выполнены во взрывоопасном исполнении и рекомендованы для применения в нефтегазовой отрасли. Основной функцией нижнего уровня является преобразование необходимых технологических параметров в электрические сигналы и обработка сигналов микропроцессорным контроллером.
Основными функциями верхнего уровня является полученние с нижнего уровня информации, передача управляющих команд.
На щите автоматики на основе технологического контроллера АСУ ТП и вторичных приборов датчиков реализованы:
-
схемы технологических защит установки; -
схемы сбора телемеханической информации с первичных датчиков установленных на технологических объектах; -
пусковая аппаратура; -
ручное управление.
Оборудование сопряжения с технологическим оборудованием построено на основе технологического контроллера SLC5/04 производства фирмы Allen Bradley с модулями ввода сигналов от измерительных приборов и датчиков, установленных на технологическом оборудовании, и модулями управления пусковой аппаратурой.
Автоматизированное рабочее место оператора разрабатывается на основе операционной системы Microsoft WINDOWS с применением инструментов разработки SCADA-систем RSView32.
АСУ ТП предусматривает возможность регламентированного вмешательства оператора в ход технологического процесса (открытие/закрытие электрозадвижек, переопределение уставок для регуляторов и т.п.) путем подачи команд с автоматизированного рабочего места оператора, организованного на базе промышленного персонального компьютера [5].
2.4 Комплекс технических средств
Все датчики, приборы и исполнительные механизмы выполнены во взрывоопасном исполнении и рекомендованы для применения в нефтегазовой отрасли. Выбранные датчики имеют высокую точность измерения, устойчивы к внешним воздействиям различного рода.
2.4.1 Манометр показывающий сигнализирующий ДМ-2005 Сг 1Ex
Манометры показывающие сигнализирующие ДМ - 2005 Cг 1Ех предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления различных сред и управлений внешними электрическими цепями от сигнализирующего устройства прямого действия.
Приборы являются взрывозащищенными с видом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" и имеют маркировку по взрывозащите 1ЕхdII ВТ4.
По защищенности от воздействия окружающей среды приборы имеют исполнения:
-
по устойчивости к атмосферным воздействиям - обыкновенное и защищенное от попадания внутрь пыли и воды; -
по устойчивости к воздействию агрессивных сред - обыкновенное и защищенное от воздействия агрессивных сред.
Контролируемые среды: неагрессивные, некристализирующие жидкости, газы, пары в том числе кислород.
Технические данные:
-
диапазон показаний приборов, МПа
от 0 до 0,1; 0,6; 0,25; 0,4; 0,6; 0,1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; 60,0;100,0;160,0;
-
класс точности приборов 1,5; -
диапазон измерений избыточного давления должен быть от 0 до 75% диапазона показаний; вакуумметрического давления равен диапазону показаний; -
диапазон установок приборов: от 5 до 95% диапазона показаний - для диапазона измерений от 0 до 100%, от 5 до 75% диапазона показаний - для диапазона измерений от 0 до 75 %; -
минимальный диапазон установок, задаваемый сигнализирующим устрой-ством от 0 до 10% диапазона установок; -
параметры сигнализирующего устройства: напряжения внешних ком-мутируемых цепей: 24; 27; 36; 40; 140; 220; 380В - для цепей переменного тока и 24; 27; 36; 40; 110; 220 В - для цепей постоянного тока; -
разрывная мощность контактов 10Вт постоянного и 20ВA контактами; 30Вт постоянного и 50ВA переменного тока - для сигнализирующего устройства с магнитным поджатием контактов; -
сила тока до 1 A; -
отклонение напряжения от номинальных значений должно быть от + 10 до - 15 %; -
частота переменного тока (50+/-1) Гц; -
предел допускаемой основной погрешности срабатывания сигнализирующего устройства: +/- 2,5% диапазона показаний - для приборов со скользящими контактами; +/- 4% диапазона - для приборов с магнитным поджатием контактов; -
приборы устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от -50 до + 60 С и относительной влажности до 98% при 35 С и более низких температурах конденсации влаги; -
приборы устойчивы к воздействию вибрации частотой (5 - 35)Гц с амплитудой смещения 0,35мм [6].
2.4.2 Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-3
Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-3 предназначен для сигнализации положения уровня различных жидких продуктов в двух точках технологических емкостей и управления технологическими агрегатами.
Технические данные:
-
четыре оптоэлектронных ключа типа «сухой контакт»; -
индикация положения первого и второго предельного уровней с помощью светодиодов; -
рабочее избыточное давление 2 МПа; -
рабочая температура от –45 до +65 С; -
максимальная длина чувствительного элемента 4м(жесткий ЧЭ) и 16м (гибкий ЧЭ); -
средняя наработка на отказ не менее 50000ч; -
срок службы не менее 10 лет;
Измеряемые среды: жидкие (нефть, темные и светлые нефтепродукты, сжиженный газ) [7].
2.4.3 Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-5
Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-5 предназначен для выдачи электрического сигнала в систему автоматического контроля и управления при достижении аварийного уровня жидких продуктов.
Технические данные:
-
два оптоэлектронных ключа типа «сухой контакт»; -
индикация положения уровня с помощью светодиодов; -
рабочее избыточное давление 84…106.7 кПа; -
рабочая температура от –45 до +65 С; -
длина чувствительного элемента 0,25…0,4м; -
средняя наработка на отказ не менее 50000ч; -
срок службы не менее 10 лет [7].
2.2.4 Датчик уровня ультразвуковой ДУУ4
Датчик уровня ультразвуковой ДУУ4 предназначены для измерения уровня различных жидких продуктов. Датчики могут осуществлять:
-
контактное автоматическое измерение уровня жидкостей; -
контактное автоматическое измерение до четырех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов; -
измерение температуры контролируемой среды в одной точке; -
измерение давления контролируемой среды.
Технические данные:
-
выходной сигнал 4-20мА или сухие контакты или RS-485(Modbus RTU); -
рабочее избыточное давление 2 МПа; -
рабочая температура от –45 до +95 С; -
длина чувствительного элемента 4м(жесткий ЧЭ) или 25м (гибкий ЧЭ); -
средняя наработка на отказ не менее 50000ч; -
срок службы не менее 8 лет [7].
2.4.5 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом МЕТРАН 200Т-Ех
Датчики предназначены для непрерывного преобразования температуры жидкостей, пара и газов в унифицированный токовый электрический выходной сигнал дистанционной передачи, которые могут использоваться для работы в системах автоматического контроля, регулирования и регистрации температуры на объектах в различных отраслях промышленности, энергетики, коммунального хозяйства.
Технические данные:
-
диапазон измеряемых температур 0 - 150 оС; -
предел допускаемой основной погрешности 0,5 %; -
дополнительная погрешность датчиков, вызванная воздействием вибрации, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, не должна превышать 0,25%; -
изменение значения выходного сигнала, вызванное изменением нагрузочного сопротивления от 0,1 до 1,0 не превышает 0,1%; -
дополнительная погрешность датчиков, вызванная изменением температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала на каждые 10 оС, не превышает 0,45%; -
длина погружаемой части в зону измерения 120 мм; -
температура окружающей среды от минус 50 до 60 о С; -
предельное значение выходного сигнала 4-20 мА; -
сопротивление нагрузки, подключаемое на выходе датчика, включая линию связи - от 0,1 до 1,0 кОм; -
напряжение питания постоянного тока 36 0,72 В; -
потребляемая мощность, не более 0,8 Вт; -
устойчивость к пыли и брызгам IP 54; -
климатическое исполнение и категория исполнения У.2; -
назначенный срок службы до списания датчика 12 лет; -
норма средней наработки на отказ 32000 ч; -
масса датчика, не более 0.73 кг [8].
2.4.6 Расходомер Метран-350
Расходомер Метран-350 (совместное производство с компанией Emerson Process Management) предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов.
Основные преимущества:
-
простая установка в трубопровод через одно отверстие; -
установка в трубопровод без остановки процесса (специальная конструкция); -
минимальная вероятность утечек измеряемой среды; -
более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков по сравнению с расходомерами на базе сужающих устройств; -
существенное снижение стоимости монтажа и обслуживания благодаря интегральной конструкции; -
легкость взаимодействия с существующими контрольными системами или вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола коммуникаций HART и Modbus; -
простота перенастройки динамического диапазона; -
высокая надежность, отсутствие движущихся частей.
Измеряемые среды: газ, пар, жидкость.
Параметры измеряемой среды:
-
температура: -40…400 °С – интегральный монтаж и -40…677 °С – удаленный монтаж; -
избыточное давление в трубопроводе 25 МПа.
Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерений массового (объемного) расхода до ±1 %.
Самодиагностика.
Средний срок службы – 10 лет.
Межповерочный интервал – 2 года.
Принцип действия расходомера Метран-350 основан на измерении расхода и количества среды (жидкости, пара, газа) методом переменного перепада давления с использованием усредняющих напорных трубок моделей Annubar Diamond II+ (4 поколение) и Annubar 485 (5 поколение), на которых возникает перепад давлений, пропорциональный расходу. Сенсоры устанавливается перпендикулярно направлению потока, пересекая его по всему сечению [8].
2.4.7 Интеллектуальный датчик давление Метран 100
Для получения аналоговых данных об избыточном давлении на различных узлах используются интеллектуальные датчики давления Метран-100-ДИ. Для измерения разности давлений на входе и выходе фильтров используются датчики Метран-100-ДД.
Диапазоны измеряемых давлений:
-
минимальный 0-25 кПа; -
максимальный 0-25 МПа.
Основная погрешность до ±0.1% от диапазона.
Исполнения:
-
обыкновенное; -
взрывозащищенное (Ex);
Межпроверочный интервал: 3 года.
Гарантийный срок эксплуатации: 3 года.
Возможности датчика:
-
контроль текущего значения измеряемого давления; -
контроль и настройка параметров датчика; -
установка "нуля"; -
выбор системы и настройка единиц измерения; -
настройка времени усреднения выходного сигнала (демпфирование); -
перенастройка диапазонов измерения, в том числе на нестандартный (25:1, 16:1, 10:1); -
настройка на "смещенный" диапазон измерения; -
выбор зависимости выходного сигнала от входной величины: (линейно-возрастающая, линейно-убывающая, пропорциональная корню квадратному перепада давления); -
калибровка датчика; -
непрерывная самодиагностика; -
тестирование и управление параметрами датчика на расстоянии; -
защита настроек от несанкционированного доступа [9].
2.4.8 Вибропреобразователь DVA-1-2-1
DVA-1-2-1 предназначен для измерения среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости. Тип выходного интерфейса: 4-20 мА;
Вибропреобразователи имеют взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты "искробезопасная цепь" и маркировкой по взрывозащищенности 1ExibIICT5 по ГОСТ 51330.10.
Срок службы – 8 лет [10].
2.4.9 Сигнализатор довзрывоопасных концентраций газов СТМ-10
Стационарные сигнализаторы СТМ-10 предназначены для автоматического непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций многокомпонентных воздушных смесей горючих газов и паров.
Диапазон измерения: 0-50 % НКПР.
Диапазон сигнальных концентраций: 5-50% НКПР.
Стандартная установка порогов: 1-й – 7 % НКПР, 2-й – 12 % НКПР.
Время срабатывания сигнализации: не более 10 с.
Время прогрева: не более 5 мин.
Температура окружающей среды: -60…+50 °С.
Питание: 220 В (50 ± 1 Гц).
Срок службы: не менее 10 лет.
Сигнализаторы имеют световую сигнализацию на лицевой панели по каждому каналу при достижении пороговых концентраций горючих газов или неисправности датчика [10].
2.4.10 Анализатор влажности 3050 OLV
Анализатор 3050 OLV определяет влажность в потоке газа, измеряя частоту колебаний кварцевого кристалла.
Когда кристалл обдувается анализируемым влажным газом, вода адсорбируется специальным покрытием кристалла, вызывая уменьшение частоты его колебаний. Затем кристалл обдувается сравнительным газом, в качестве которого используется осушенный анализируемый газ. При этом адсорбированная вода удаляется с поверхности кристалла, и частота его колебаний вновь увеличивается.