Автоматизация технологических процессов книга. Компетенций в новой среде обучения виртуальной среде профессиональной деятельности
 Скачать 24.89 Mb.
|
|
22.5. АСУТП АБСОРБЦИОННОЙ УСТАНОВКИ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА СЕНОМАНСКОЙ ЗАЛЕЖИ НА БАЗЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ФИРМЫ FOXBORO (INVENSYS) ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА Сырой газ по 20 газосборным коллекторам (ГСК) поступает во входные линии ЗПА, состоящего из 2 помещений по 10 входных ниток в каждом. Арматура, установленная в ЗПА, обеспечивает подачу газа из коллекторов на установку осушки или прекращение этой подачи, продувку ГСК на горизонтальный факел, сброс газа из ГСК на свечу. Из ЗПА газ по коллектору-гребёнке подаётся в цех осушки. Установка осушки газа, размещаемая в технологическом корпусе подготовки газа (ТКПГ), состоит из восьми рабочих и двух резервных ниток номинальной производительностью 10 млн м 3 /сут каждая. ТКПГ состоит из двух помещений. Количество технологических линий в каждом помещении - 5 (4 раб. + 1 рез. Установка регенерации гликоля состоит из четырех (2 рабочих + 2 резервных) технологических линий максимальной производительностью по насыщенному гликолю 17,5 м 3 /ч, размещенных в двух помещениях по 1 раб. + 1 рез. линии в каждом. Каждая технологическая линия осушки газа содержит в своем составе блок газосепаратора с промывочной секцией блок абсорбера. На выходе каждой технологической линии осуществляется контроль качества процесса осушки газа. С этой целью исполь- 392 Таблица Объекты Тип сигнала Объекты Аналоговые Дискретные Объекты AI АО DI D O Основное производство 345 79 1309 1202 Экстренный останов — — 70 87 Вспомогательное производство 109 3 462 319 Энергоснабжение 15 — 97 82 Пожаротушение 222 — 1294 365 Телемеханика 522 — 78 39 Всего по объектам 1213 82 3310 2094 Итого 6699 зуются анализаторы точки росы Конг-Прима-4 (производитель - НПФ ВЫМПЕЛ. Осушенный газ из технологического корпуса подготовки газа по двум коллекторам направляется на АВО или СОГ и далее на газоизмерительную станцию. После ГИС газ направляется через отключающие охранные краны в магистральный газопровод. Объём автоматизации объектов промысла представлен в табл. 22.4. СТРУКТУРА АСУ Т ПУК П Г АСУТП УКПГ сеноманской залежи представляет собой многоуровневую децентрализованную распределенную систему управляющего типа. АСУТП УКПГ имеет в своем составе распределенную (децентрализованную) систему управления технологическими объектами основного и вспомогательного производства (РСУ); подсистему пожарной автоматики (СПА); подсистему телемеханики (СТМ); подсистему экстренного останова (СЭО); подсистему энергоснабжения (АСУ ЭС). Вышестоящей системой для АСУТП УКПГ является инфор мационно-управляющая система диспетчерского управления (ИУС ДУ), которая включает в себя два уровня уровень предприятия (ЦДП); уровень диспетчерской службы (ПДС). Распределенная система управления является ядром АСУТП и реализована на базе программно-технического комплекса I/A Series производства компании «Invensys Foxboro* (рис. 22.8). РСУ включает в себя два взаимосвязанных между собой уровня :i<):i верхний уровень - уровень оперативно-производственной службы (ОПС); нижний уровень - уровень систем автоматического управления (САУ) технологических установок и цехов, входящих в состав УКПГ. Не останавливаясь на функциях уровней управления (они аналогичны функциям рассмотренных ранее АСУТП), предлагается более подробно остановиться на рассмотрении программно- аппаратных средств системы управления и их взаимодействии. Реализация функций верхнего уровня системы осуществляется с АРМов технологического персонала, оборудованных операторскими (рабочими) станциями. В операторной размещаются следующие рабочие станции основной сервер РСУ; резервный сервер РСУ; две станции оператора РСУ; инженерная станция СПА (система противопожарной автоматики станция оператора АСУ ЭС; инженерная станция СТМ (система телемеханики. В качестве средств представления информации используются основной и резервный серверы и АРМы операторов. Технические характеристики серверов и АРМов операторов РСУ идентичны процессор Pentium IV; 2,4 ГГц ОЗУ 512 Мб; жёсткий диск 36 Гб. Серверы РСУ оснащены двухэкранными мониторами, остальные рабочие станции - одноэкранными. Интерфейс пользователей (операторов, инженеров) с системой обеспечивается с помощью пакета программ FoxView, являющегося неотъемлемой частью системы I/A Series (интегрированная система. Выбор среды в пакете FoxView обеспечивает соответствующий интерфейс (оператор, инженер, администратор) в зависимости от прав доступа персонала. Нижний уровень системы управления строится по территори ально-технологическому принципу и включает в свой состав технические средства контроля и управления (процессорные модули, модули ввода/вывода, коммуникационные модули, оборудование электропитания. Для оптимизации процесса сбора, обработки, хранения и передачи информации о состоянии УКПГ, а также для снижения затратна кабельную продукцию АСУТП разбивается на отдельные сегменты, каждый из которых осуществляет контроль и управление отдельными технологическими участками УКПГ. В 395 соответствии с этим оборудование нижнего уровня системы управления размещается в аппаратных помещениях соответствующих зданий аппаратная ЗПА; аппаратная ЦОГ; аппаратная ЦРТ; аппаратная технологической насосной аппаратная ГИС; СЭБ (служебно-эксплуатационный блок. Технические средства нижнего уровня монтируется в системных шкафах. Информация, собранная по каждому участку УКПГ передается в здание СЭБ, где располагается основной пункт контроля и управления технологическим процессом (операторная УКПГ). Технические средства объектов вспомогательного производства устанавливаются непосредственно на объектах вспомогательного производства и подключаются к системным шкафам тех зданий, которые находятся на минимальном расстоянии от вспомогательного объекта. Модули ввода/вывода обеспечивают необходимые преобразования аналоговых и дискретных сигналов, сигналов от интеллектуальных датчиков и производят обмен данными с управляющими процессорами FCP270. Управляющий процессор FCP270 представляет собой программируемый контроллер, который предназначен для построения надежных распределенных систем автоматического управления технологическими процессами. FCP270 способен поддерживать до 30 модулей ввода/вывода (FBM) 200 серии, имеет порты для подключения к управляющей сети Ethernet 100 Мбит/с через обычный волоконно-оптический кабель, а также имеет возможность построения резервированных систем. Резервированный управляющий процессор состоит из двух модулей FCP270, устанавливаемых в соседних отсеках базовой платы, которая обеспечивает высокоскоростную связь между ними. Оба модуля получают и обрабатывают информацию одновременно, производят самодиагностику и обнаружение ошибок. Обнаружение отказов работы управляющих процессоров производится за счёт сравнения передаваемых сообщений на внешних интерфейсах модулей. Сообщения передаются в управляющую сеть только в том случае, если оба контроллера пытаются передать одинаковые данные. При обнаружении сбоя оба управляющих процессора запускают процедуру самодиагностики, с помощью которой определяется неисправный модуль. Резервированные модули FCP270 (рис. 22.9) соединяются парой волоконно-оптических разветвителей/объединителей, кото- 396 Рис. Схема резервированного модуля F C P - 2 7 0 E t h e r n e t 1 Г бит со п тов о л окно рые подключаются к коммутаторам Ethernet, образующим резервированную сеть управления. Разветвители/объедините- ли обеспечивают отдельные волоконно-оптические каналы передачи и приёма данных для каждого управляющего процессора от основного и резервного коммутаторов Ethernet. Оптоволоконный кабель подключается так, что разветвитель/объе- динитель передает входящий трафик от коммутатора обоим модулям, а выходящий - от основного модуля обоим коммутаторам. Пара разветвителей устанавливаются в блоке, который закрепляется на базовой плате рядом с управляющими процессорами. Управляющие процессоры FCP270 производят сбор данных, регулирование и логическое управление, обнаружение и сигнализацию аварийных со- М оду ли ввода вывода общений в соответствии с прикладной программой, записанной в контроллеры. Программы реализуются в виде функциональных блоков и создаются разработчиками САУ по заданным алгоритмам. Системы управления вспомогательным производством строится на базе контроллеров GE Fanuc. Эти системы интегрируются в РСУ основного производства при помощи коммуникационных модулей FBM230 по протоколу Modbus. Эти модули также устанавливаются на базовые платы. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) АСУТП УКПГ состоит из двух сетей, построенных на технологии Ethernet: - управляющей сети - технологической сети. Сетевая архитектура АСУТП УКПГ, в которой можно выделить управляющую и технологическую сеть, имеет смешанную топологию, Основной и резервный серверы, а также станции операторов 1,2 и АСУ ЭС объединены в управляющую вычислительную оптоволоконную сеть Ethernet 100Base-FX с радиально-кольцевой топологией, в центре которой расположены резервированные оптоволоконные коммутаторы Ethernet. К этим же коммутаторам через оптоволоконные линии связи подключаются контроллеры РСУ основного и вспомогательного производства. Приданной топологии к каждому кабелю подключаются только два узла (коммутатор + процессор или рабочая станция. Поэтому их отказы не приводят к отказу всей АСУТП. Для интеграции СПА, СТМ в РСУ основным производством, а также для передачи данных на вышестоящие уровни ЦДП (УГП) и ПДС (УГПУ) используется технологическая сеть Ethernet 10Base-T. Передача данных на уровни ЦДП и ПДС осуществляются по радиоканалу. Для этого к технологической сети верхнего уровня подключается маршрутизатор, связанный с каналообразующей аппаратурой. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Технические средства систем управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности. - М Изд-во РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина. - 2004. - 269 с. 2. Андреев Е.Б., Куцевич НА, Синенко О.В. системы взгляд изнутри. -М Изд-во РТСофт. - 2004. - 176 с. 3. Андреев Е.Б., Попадько В.Е. Программные средства систем управления технологическими процессами нефтяной и газовой промышленности. - М Изд-во РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина. - 2005. - 266 с. 4. Андреев Е.Б., Мезенцева СЛ., Пелипец СВ Проектирование систем управления в пакете InTouch. Компьютерный практикум. - М Изд-во РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина. - 2008. - 85 с. 5. Душин В.К. Теоретические основы информационных процессов и систем. -М Изд-во Дашков и К. - 2003. - 347 с. 6. Информационные технологии в радиотелекоммуникационных системах. Мс Кохановский ВА. Организация и планирование эксперимента. - Ростов- на-Дону: 2003. - 733 с. 8. Крекрафт Д, Джерджили С Аналоговая электроника. Схемы, системы, обработка сигналов. - М Изд-во Техносфера. - 2005. - 358 с. 9. Крухмалев В.В., Гордиенко ВН., Моченое АД Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. - М Изд-во Горячая линия Телеком. - 2004. 10. Лозинский Л Д Теория автоматического управления. Учебное пособие. -М Компания Спутник. - 2007. 11. Раннеев А.Г., Тарасенко АЛ. Методы и средства измерений. - М Изд-во Академия. - 2006. 12. Теоретические основы испытаний и экспериментальная обработка сложных технических систем. - М Изд-во Логос. - 2003. - 7 3 3 с. |