Изучение принципа организации автоматизированного рабочего места диспетчера в автоматизированном управлении различными технологическими процессами

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Практическая работа № 10

Тема: Изучение принципа организации автоматизированного рабочего места диспетчера в автоматизированном управлении различными технологическими процессами



Цель: изучить требования к техническому обеспечению АРМ

Теоретические сведения

В практической работе рассмотрены требования к техническому обеспечению АРМ специалиста по контролю месторождений нефти и газа.

Автоматизация управления различными технологическими процессами дает живой экономический эффект и позволяет свести к минимуму пресловутый человеческий фактор. Причем польза от внедрения автоматизированных систем управления значительно возрастает по мере их интеллектуализации. На заводах «Газпром нефти» в этом уже убедились.

Суть современной АСУТП хорошо описывает цепочка взаимодействий: оператор -- компьютерный интерфейс -- программируемые контроллеры -- датчики и исполнительные механизмы -- объекты управления. Причем именно технологическое развитие центрального звена цепи -- программно-технического комплекса (компьютерный интерфейс и программируемые контроллеры) -- позволило преодолеть пропасть, разделявшую в ранних АСУТП «голову» системы в виде ЭВМ и «руки» -- в виде различных датчиков, регуляторов, клапанов и прочих механизмов локальной автоматизации, соприкасающихся непосредственно с «телом» технологического процесса. Для управления и связи со всевозможными устройствами в современных программируемых контроллерах предусмотрены специальные блоки. В то же время, будучи по своей сути цифровыми, контроллеры совместимы с машинами верхнего уровня -- персональными компьютерами.

Умная АСУТП

Первые АСУТП на базе ЭВМ внедрялись на Омском заводе еще в 1970-е и были гордостью отечественной автоматики. Но есть нюанс: понятие «автоматизированный» в названии систем в отличие от понятия «автоматический» подчеркивает необходимость участия человека в отдельных операциях. Это одновременно и сильное, и слабое место АСУТП. С одной стороны, без контроля человека в сложном и опасном производстве не обойтись. С другой -- стандартные, рутинные операции машина выполняет гораздо эффективнее человека. Понимание этого факта привело к появлению «умных» АСУТП.

Повышение интеллекта АСУТП возможно за счет дополнения их сложными многопараметрическими контроллерами. Так происходит в случае с внедрением систем усовершенствованного управления технологическим процессом (СУУТП), или Advance Process Control (APC) в зарубежном варианте.

Именно многопараметрический контроллер -- ключевое звено СУУТП. Он программируется на основе статистической модели технологического процесса, которая строится «вживую» в процессе тестирования работы конкретной заводской установки и выявления зависимости между различными параметрами технологического процесса. Созданная таким образом система практически заменяет собой оператора, управляя процессом в соответствии с построенной моделью.

Важные компоненты СУУТП -- виртуальные анализаторы. Они представляют собой математическую модель, которая, используя прямые измерения различных параметров (температуры, расхода, давления), в реальном времени рассчитывает качество выпускаемого продукта. Опираясь на эти расчеты, автоматика корректирует различные параметры технологического процесса.

На основе запрограммированных моделей можно построить не только систему, управляющую технологическим процессом, но и целый ряд других «помощников» оператора.



Станции управления на базе контроллеров в нефтедобыче используются для автоматизации следующих объектов:

-одиночные добывающие скважины;

-кусты скважин, обладающие совокупностью таких технологических установок, обеспечивающих добычу нефти и газа, как скважины нефтяные, нагнетательные, водозаборные, групповые установки для измерения производительности скважин, водораспределительные блоки системы поддержания пластового давления, блоки дозирования химреагентов;

-кустовые и дожимные насосные станции (КНС и ДНС);

-установки предварительного сброса воды (УПСВ);

-установки подготовки нефти (УПН);

-узлы контроля состояния нефтепроводов.

нефтедобыча автоматизированный контроллер месторождение

Использование интеллектуальных технологии? на месторождении позволяет сделать шаг вперед по сравнению с применением традиционных систем автоматизации. «Умная» система обеспечивает ответственный? персонал компании всей? необходимой информацией в режиме реального времени и позволяет адекватно и практически моментально реагировать на изменения параметров, гибко подстраиваться к меняющимся условиям и с помощью корректировок добиваться максимальных объемов добычи.

Оператор пульта управления в добыче нефти и газа

Характеристика работ.

Контроль за технологическим процессом добычи нефти, газа и газового конденсата на промысле и дистанционное управление технологическим процессом замеров добычи нефти, газа и газового конденсата с помощью средств автоматики и телемеханики. Запуск и отключение установок и механизмов. Осуществление сбора, обработки и передачи информации со скважин (включая нагнетательные) и из групповых замерных установок. Контроль за работой действующего фонда скважин через пульт управления и информацию обслуживающих операторов. Подготовка и передача информации о выполнении работ и аварийных ситуациях на промысел и центральной технологической службе. Передача центральной инженерно-технологической службе заявки на необходимую спецтехнику и транспорт. Составление сводки о работе скважин и сдаче продукции, движении бригад подземного и капитального ремонта скважин. Осуществление работы под руководством инженерно-технологической службы промысла и получение оперативных указаний от центральной инженерно-технологической службы нефтегазодобывающего управления. Ведение вахтовой документации по изменению режима работы скважин и проводимым работам на объектах нефтепромысла. Руководство работой операторов по добыче нефти и газа, по пуску и остановке скважин.

Должен знать:

характеристику разрабатываемого месторождения; технологический процесс добычи нефти, газа и газового конденсата; методы освоения скважин и интенсификации добычи нефти и газа; назначение и характеристику подземного и наземного оборудования; виды капитального и подземного ремонта скважин и методы исследования скважин; технологические схемы сбора, транспортировки, учета и подготовки нефти, газа и газового конденсата; принципиальные и монтажные схемы обслуживающей аппаратуры, средств автоматики и телемеханики; основы телеконтроля и телеуправления, телемеханики и программных устройств; назначение применяемых контрольно-измерительных приборов; основы электротехники.

При работе на неавтоматизированных промыслах - 4-й разряд;

при работе на автоматизированных промыслах - 5-й разряд.

Задачи и должностные обязанности оператора пульта:

1. Управляет с дистанционного пульта технологическим процессом перекачки нефти, нефтепродуктов при работе на автоматизированных станциях магистральных трубопроводов перекачки нефтепродуктов с производительностью насосов до 3000 м.куб./час.

2. Обеспечивает заданный режим перекачки.

3. Следит за показаниями контрольно-измерительных приборов, нагрузкой электродвигателей, рабочим давлением на насосах и в трубопроводе, вибрацией насосных агрегатов, температурой подшипников насосов и электродвигателей; обслуживает при необходимости электродвигатели.

4. Снимает показания приборов.

5. Осуществляет учет количества перекачиваемой жидкости.

6. Обслуживает насосы, системы охлаждения и вентиляции, запорную арматуру.

7. Готовит к пуску, пускает и останавливает насосы.

8. Обслуживает электродвигатели, пускорегулирующую аппаратуру и распределительные устройства.

9. Включает и переключает электродвигатели.

10. Обслуживает автоматизированные котельные, водоносные и канализационные станции, оснащение подстанции, периметральную сигнализацию.

11. Выявляет неисправности в работе основного и вспомогательного оборудования, систем автоматики дистанционного пульта управления и выводит их в ремонт.

12. Принимает выполненные ремонтные работы и проверяет готовность оборудования и приборов к пуску.

13. Ведет техническую документацию.

14. Передает необходимые сведения диспетчеру.

15. Знает, понимает и применяет действующие нормативные документы, касающиеся его деятельности.

16. Знает и выполняет требования нормативных актов об охране труда и окружающей среды, соблюдает нормы, методы и приемы безопасного выполнения работ.

Система автоматизированная диспетчерского управления нефтяными месторождениями типа асду н/м

Назначение и область применения

Система предназначена для автоматического и централизованного управления процессами добычи, сбора, подготовки к транспорту, учета, отгрузки или перекачки нефти с месторождения на сборный пункт и выполняет весь комплекс информационных, управляющих и сервисных функций на основе использования радиоканалов связи.

АСДУ н/м является проектно-компонуемой системой, состав и количество функциональных устройств которой определяется заказом в соответствии с конфигурацией конкретных месторождений - количеством нефтяных скважин, дожимных насосных станций, АГЗУ.

Технические характеристики

1. Количество сигналов контроля и управления до 512

2. Количество рабочих нефтяных скважин до 42

3. Количество контролируемых месторождений 4

4. Количество локальных САУ с комплектом аппаратуры радиосвязи 4

5. Количество АРМ диспетчера с аппаратурой радиосвязи 1

6. Габаритные размеры шкафов САУ, мм 700.600.400

7. Дальность радиомодемной связи с АРМ диспетчера в радиусе 30 км

8. Потребляемая мощность локальной САУ в штатном режиме, Вт не более 150

9. Погрешность измерительных каналов контроллера, % не более 0,25

Конструктивные особенности

Встроенные в шкафы локальных САУ алфавитно-цифровые функциональные дисплеи позволяют, в случае необходимости, осуществлять отображение технологической информации и дистанционное управление технологическими процессами месторождений.

АСДУ н/м обеспечивает взаимодействие локальных САУ с АРМ диспетчера промысла как в режиме реального времени (днем), так и в режиме накопления (архивирования) данных при автономной работе локальных САУ (в ночное время) с последующей передачей их на диспетчерский пункт для отображения и контроля.

Условия работы

Локальные САУ и АРМ диспетчера предназначены для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от +5°С до +50°С.

Исполнение

Датчики технологических параметров, измерительные преобразователи и исполнительные механизмы САУ, располагаемые во взрывоопасных зонах, должны иметь взрывозащищенное исполнение вида «взрывонепроницаемая оболочка» или «искробезопасная электрическая цепь» по ГОСТ 22782.3. 22782.5.

Степень защиты шкафов САУ от воздействия окружающей среды IP40 в соответствии с ГОСТ 14254-96.

Наличие сертификатов и разрешающих документов

Разрешение на применение в газовой и нефтяной промышленности № РРС-56-00386 от 21.05.04 г.

Испытания

АСДУ н/м пошла приемочные испытания в 2003 г. на Ушаковском нефтяном месторождении ООО «ЛУКОЙЛ - Кали нин град мор нефть».

Структура автоматизированной системы диспетчерского управления нефтяными месторождениями (асду н/м)

КИП и автоматизация производства

Автоматизация установок подготовки нефти позволяет улучшить контроль над основными параметрами процессов (давлением, температурой, расходом), что является залогом стабильности работы установки и необходимым условием для качественной подготовки нефти.

Современные нефтеперерабатывающие предприятия представляют собой комплекс технологических объектов, рассредоточенных на больших площадях, связанных между собой единым потоком продукции, циркулирующей по технологическим коммуникациям. Подготовка нефти производится круглосуточно, поэтому для нормальной эксплуатации необходимо обеспечить постоянный дистанционный контроль работы технологических объектов и их состоянием.

Технические средства для управления технологическим процессом

Для управления технологическим процессом и обеспечения безопасной эксплуатации объекта применены следующие технические средства:

1. Система автоматического управления технологическим процессом.

2. Автоматизированная система управления противопожарной защитой.

3. Подсистема контроля загазованности производственных помещений промышленной площадки ЦПС.

Основными функциями системы управления являются:

· автоматическое регулирование основных технологических параметров;

· автоматическая остановка технологических агрегатов, закрытие/открытие запорных клапанов при достижении аварийных значений параметров технологического процесса или состояния оборудования;

· автоматическое управление пуском и остановкой насосов;

· автоматическое включение аварийных вентиляторов при возникновении загазованности в насосных;

· автоматический останов насосов и вентиляторов в помещениях по сигналам от автоматизированной системы противопожарной защиты;

· обеспечение на экране операторских станций необходимой для управления информацией (текущие значения параметров на мнемосхемах технологического процесса, состояние насосных агрегатов, положение запорных клапанов, предупредительная и аварийная сигнализация отклонения параметров, первопричины срабатывания противоаварийной защиты, текущие и исторические тренды параметров);

· дистанционное управление пуском/остановом насосов, открытием/ закрытием запорных клапанов;

· пуск нагревательных печей по заданной программе;

· выбор режима работы насосов (автоматический, дистанционный, местный, резервный);

· автоматическое ведение журналов событий и действий операторов;

· автоматическое ведение журнала аварийной и предупредительной сигнализации.

Требования к организации АРМ оператора

Проектирование операторских (диспетчерских) помещений должно быть подчинено задаче создания наиболее благоприятных условий для успешной деятельности операторов, отвечающих не только техническим нормам, но и психофизиологическим характеристикам человека и эстетическим требованиям.

Элементами, определяющими расположение постоянного места оператора автоматизированной системы управления, являются щиты и пульты, на которых размещены средства и органы управления, пульты производственной связи, экраны устройств промышленного телевидения и т.п.

Компоновка звеньев щитов и пультов зависит от их общей длины по фронту, характера и частоты использования средств информации и органов управления. Различают несколько основных видов щитов и способов их компоновки.

Щиты прямолинейной формы применяют при небольшой их протяженности по фронту, когда они обозреваются с рабочего места оператора под допустимым углом обзора в горизонтальной плоскости - 30.

Щит многогранной формы. При угле обзора прямолинейного щита, превышающем 90 градусов, боковые панели разворачивают по отношению к оператору. Каждая панель должна быть перпендикулярна к оператору. Оптимальная форма многогранного щита - вписывающаяся в часть дуги окружности.

Щиты с большим количеством установленных средств информации АРМ оператора организуется против панелей с наиболее ответственными и часто считываемыми средствами информации, при этом углы их обзора и дистанция считывания должны находиться в допустимых пределах.

Постоянно обслуживаемые пульты, устанавливаемые на АРМ оператора, могут иметь прямолинейную или секторную форму. Конструкция таких пультов должна быть приспособлена для работы сидя.

В стороне от АРМ оператора необходимо оборудовать зону отдыха, которая не должна находиться в поле зрения оператора в рабочее время.

Количество освещения в операторских пунктах должно удовлетворять следующим требованиям:

· равномерное освещение поверхности щитов и пультов и рабочего стола;

· отсутствие пульсации светового потока;

· постоянство освещенности во времени;

· спектральные характеристики источников света близкие к спектру дневного света;

· минимальные контрасты в помещении.

Для освещения помещений следует применять люминесцентны источники света (наиболее благоприятны по спектру лампы белового света). Электропроводка освещения должна быть срыта. Необходимо наличие независимых источников питания для светильников пожарного аварийного освещения.

Помещения операторских пунктов следует располагать вдали от источников сильного шума, если это возможно. Иначе следует принять меры по уменьшению шума самих источников и предусмотреть звукоизоляцию помещения.

Для обеспечения нормальной эксплуатации приборов и средств автоматизации температура воздуха в помещениях без постоянного присутствия персонала не должна выходить за пределы: +15 ч +28 С.

Помещения операторских пунктов оборудуются установками вентиляции, при расчете которых учитывается тепловыделение от приборов и средств автоматизации. В помещениях операторских пунктов должна проходить магистраль заземления в целях заземления щитов и пультов, корпусов отдельно установленных приборов и средств автоматизации, металлических оболочек кабелей, защитных труб и других металлических частей, которые могут оказаться под напряжением.

На проектируемом объекте центральный пункт управления (ЦПУ) находится на высоте 27 м от уровня нижней платформы. ЦПУ состоит из двух помещений: аппаратной и операторной. В аппаратной находятся шкафы с котроллерами и вторичными приборами, которые при работе издают специфический шум и вибрацию.

Понятие автоматизированного рабочего места специалиста (АРМ).

Организационно АИС реализуется через создание автоматизированных рабочих мест специалистов, состав которых зависит от структуры предприятия и соответствует комплексу решаемых задач.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) -- это рабочее место специалиста, оснащенное персональным компьютером, программным обеспечением и совокупностью информационных ресурсов индивидуального или коллективного пользования, которые позволяют ему вести обработку данных с целью получения информации, обеспечивающей поддержку принимаемых им решений при выполнении профессиональных функций.

Отдел, оснащенный совокупностью АРМ работников этой службы, становится автоматизированным подразделением. В нем значительная часть рутинной работы по переработке информации выполняется компьютером. Вместе с тем специалист может активно вмешиваться в процесс решения задач обработки данных, самостоятельно формируя информацию, позволяющую принимать обоснованные решения. Компьютер становится повседневным орудием труда специалиста, органично вписываясь в технологию его работы. При: акцент переносится с формально-логических аспектов информации на процесс принятия решений. Такая технология сокращает поток бумажных носителей, снижает трудоемкость выполняемых работ, повышает профессиональный уровень работников и комфортность условий их работы: Как и при ручной технологии организации работы, специалист несет полную персональную ответственность за весь процесс, но, продолжая выполнять традиционные функции, он выступает и в роли оператора ПЭВМ, становясь непосредственным участником процесса автоматизированной обработки информации.

Структура АРМ-а специалиста.

АРМ включает пять основных компонентов:

· персональный компьютер;

· комплекс программ для обработки информации;

· обучающую систему (гипертекстовую систему документации для пользователя;

· интегрированную систему подсказок; систему закладок, указателей и справок;

· систему примеров; систему контроля и обнаружения ошибок);

· средства настройки АРМ (алгоритмов расчетов, аналитических и технологических параметров; устройств: принтера, сканера, модема, эргономики экранных форм и т. д.);

· средства эксплуатации АРМ (классификаторы, генератор отчетных форм, инструментарий приема/передачи данных по каналам связи, копирования и сохранности данных, администратор баз данных, мониторинг работы конкретных пользователей).

Кроме этого, АРМ комплектуется документацией и методическими материалами по применению программ, а также регламентами выполнения работ по обработке информации. Конкретная насыщенность каждой из компонент определяется решаемыми задачами. АРМ могут функционировать автономно или в составе компьютерной сети.

При автономном режиме работы АРМ создаются для решения отдельных функциональных задач и не могут оперативно использовать всю информационную базу экономического объекта, а обмен информацией между различными АРМ выполняется с помощью машинных носителей. Работа на базе компьютерных сетей позволяет организовать обмен данными между АРМ по каналам связи, объединить информационное пространство объекта управления и организовать доступ к нему любого работника в пределах его полномочий. Каждое АРМ рассматривается как самостоятельная подсистема, а вместе они составляют единое целое.

При этом начальник отдела имеет возможность руководить процессом решения функциональных задач и интегрировать результаты работы отдельных специалистов, оперативно получая обработанную информацию для принятия решений. В то же время сохраняется возможность автономной работы каждого специалиста. АИС может использовать не только локальные, но и глобальные сети для подключения территориально удаленных подразделений и доступа к внешним информационным службам общего назначения: национальным информационно-поисковым системам, базам данных и т. п.

Организационная структура предприятия предопределяет номенклатуру (количество) АРМ, а декомпозиция целей и функций, а также распределение обязанностей между сотрудниками определяют функциональное содержание (функциональную направленность) конкретных АРМ -- состав задач, которые будут решаться на конкретном рабочем месте. Специфика функций, выполняемых каждым из этих сотрудников, требует разных ин-, формационных и программных ресурсов. Распределение работ зависит от технической базы, а также от уровня компьютерной) подготовки специалистов. Как правило, АРМ организуются в соответствии с существующим распределением работ. В зависимо-1 ста от объема работ и общего числа компьютеров на одном рабочем месте могут решаться различные задачи. Возможен и другой вариант, когда одна задача будет распределена между несколькими рабочими местами.

Классификация автоматизированных рабочих мест

Любой специалист (экономист, юрист или др.) для успешного выполнения стоящих перед ним задач должен иметь соответствующим образом оборудованное рабочее место.

По степени автоматизации:

ручные рабочие места -- имеющиеся в распоряжении работника специальная мебель (стол, стул, шкафы, телефон, линейки, таблицы и другие подсобные средства);

механизированные рабочие места, кроме того, содержат простейшие или программируемые калькуляторы; автоматизированные рабочие места обязательно используют ПК с соответствующим программным обеспечением.

По количеству сотрудников, использующих АРМ, и выполняемых ими функций:

индивидуальные АРМ, которые характерны для руководителей различных рангов;

групповые АРМ, используемые лицами, которые готовят информацию с целью ее дальнейшего использования и принятия управленческих решений руководителями (АРМ бухгалтеров, финансистов, делопроизводителей и др.).

По типизации решаемых функциональных задач:

уникальные АРМ, узкоспециализированные для решения набора нестандартных задач;

массовые АРМ, создаваемые для решения типичных задач в различных отраслях.

По специализации:

АРМ руководителя характеризуется функциональной замкнутостью, полностью обеспечивающей автономную работу руководителя.

АРМ специалиста должно предоставить ему возможность решать любые стоящие перед ним функциональные задачи, максимально используя всю необходимую информацию.

АРМ технического работника должно избавить его от каждодневного выполняемой рутинной работы, требующей определенных профессиональных навыков.

По технической базе создания АРМ:

АРМ на базе больших (универсальных) ЭВМ, обеспечивающих специалистам возможность работать с большими массивами данных при технической и программной поддержке, осуществляемой силами работников собственного информационного центра (ИВЦ).

АРМ на базе персональных компьютеров являются наиболее простым и распространенным вариантом создания автоматизированных рабочих мест, так как избавляют от всех недостатков АРМ на базе больших ЭВМ.

Задание

Прочитав вышеизложенный текст:

1. Записать краткие теоретические сведения об АРМ и АСУ рабочих нефтепромысла.

2. Раскрыть понятие АРМ специалиста нефтепромысла.

3. Проанализировать и записать технические требования к АРМ вашей будущей профессии.

4. Привести требования к организации АРМ оператора.

Контрольные вопросы

1. Для чего используются контролеры на станциях управления нефтедобыче.

2. В чём суть автоматизированной системы управления технологическим процессом в нефтепромысле?

3. Какую функцию выполняет многопараметрический контролер системы управления?

4. Назовите обязательные компоненты системы управления технологическим процессом нефтепромысла.

5. Что входит в обязанности оператора пульта управления в добыче нефти и газа?

6. Что входит в центральный пункт управления (ЦПУ)?

7. Чем на ваш взгляд в первую очередь должны помещения операторских пунктов?

8. Дайте описание структуры АРМ-а специалиста.

9. Классифицируйте АРМ.

10. Размещено на Allbest.ru

...