Автоматизированное управление насосной станцией

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизированное управление насосной станцией

Костюкова Т.П., Муханов М.М.

Требования нефтяных компаний по обеспечению бесперебойного и устойчивого процесса по транспортировке и распределению нефтепродуктов постоянно растут. Наиболее полно выполнить эти требования возможно при введении автоматизированной системы управления насосной станцией. Применение автоматизированного управления насосной станцией позволяет обеспечить бесперебойную и надежную работу при высоких технико-экономических показателях, выполнять производственные и технологические процессы с большей эффективностью.

Автоматизированное управление позволяет:

- повысить бесперебойность, устойчивость и надежность работы, поскольку автоматическая аппаратура быстро реагирует на изменение режима работы насосной станции;

- обеспечить управление и мониторинг технологического процесса в режиме реального времени, дистанционно управлять работой насосов, задвижек, регулирующей арматурой из операторной;

- обеспечить работу в условиях нормальной эксплуатации в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала непосредственно на объекте, у агрегатов и соответственно снизить эксплуатационные расходы вследствие уменьшения числа обслуживающего персонала;

- увеличить срок службы оборудования и приборов благодаря своевременному выключению из работы агрегатов при возникновении неполадок;

- обеспечить безопасность (в том числе экологическую) при помощи автоматической системы противоаварийной защиты;

- формировать оперативные сводки и данные в рамках производственной деятельности предприятия;

- осуществлять плановые профилактические мероприятия на основании данных наработки оборудования.

Система автоматизированного управления нефтяной насосной станцией состоит из следующих подсистем:

1) автоматизации электропривода насоса;

2) автоматизации задвижек на трубопроводе;

3) автоматизации системы противоаварийной защиты и сигнализации;

Подсистема автоматизации электропривода насоса предназначена для управления и защиты насоса и выполняет следующие функции:

- ручного и автоматического управления насосами, а также контроля их состояния;

- контроля активного и реактивного тока статора, срабатывания электрозащит электродвигателя;

- контроля давления нефти на входе и выходе насоса;

- контроля температуры обмоток электродвигателя насоса, подшипников насосного агрегата;

- контроля вибрации насосного агрегата;

- контроля температуры и давления охлаждающей жидкости;

- контроля температуры и уровня масла в бачке системы смазки, давления масла на входе подшипников агрегата;

- контроля автоматического ввода резерва;

- определения времени наработки насосного агрегата.

Подсистема автоматизации задвижек на трубопроводе выполняет следующие функции:

- управления и контроля состояния регулирующей арматуры;

- управления и контроля состояния задвижек.

Подсистема автоматической системы противоаварийной защиты и сигнализации осуществляет автоматическую защиту и блокировку технологического оборудования при возникновении аварийной ситуации, предупредительную и аварийную звуковую сигнализацию.

Автоматизированное управление насосной станцией осуществляется на 2-х уровнях: нижнем и верхнем уровнях управления.

Нижний уровень управления выполняет функции:

- измерения технологических параметров и контроля состояния оборудования;

- автоматического управления и регулирования (поддержания параметров в заданных технологических границах);

- обеспечения безопасности при ручном управлении;

- обеспечения сетевого обмена информацией с верхним уровнем управления.

Верхний уровень управления выполняет функции:

- сбора, обработки и хранения данных процесса (ведение базы данных);

- доступа АРМ оператора к информации, необходимой для мониторинга, безопасного и эффективного управления технологическим процессом, визуализации мнемосхем и параметров текущего состояния технологического процесса;

- обеспечения АРМ оператора дистанционным управлением насосной станцией, в т.ч. в ручном режиме;

- диагностики состояния оборудования;

- передачи на нижний уровень управления уставок (давления, температуры и т.д.) технологического процесса;

- формирования оперативных сводок и данных.

Верхний уровень управления реализуется широко известной в мире и распространенной SCADA-системой (Supervisory Control And Data Acquisition) InTouch. SCADA-система InTouch - программное обеспечение для разработки интерфейса человек-машина (НMI). HMI позволяет контролировать и управлять всеми объектами и системами, используя графические объекты. Данная система SCADA предназначена для визуализации и управления производственными процессами, предоставляет удобную в использовании среду разработки и набор графических средств. Мощные средства разработки и реализации предоставляют широкие функциональные возможности для быстрого создания и развертывания приложений автоматизации, которые получают и передают информацию в реальном времени [2].

В систему InTouch входят следующие три основные программы: Менеджер приложений (InTouch Application Manager), WindowMaker и WindowViewer.

Менеджер приложений InTouch обеспечивает процесс создания приложений.

WindowMaker - это среда разработки, в которой объектно-ориентированная графика используется для создания интерактивных анимированных окон. Созданные окна приложения могут подключаться к системам ввода / вывода и другим приложениям Microsoft Windows.

WindowViewer представляет собой систему исполнения для отображения графических экранов, созданных с помощью среды разработки WindowMaker. Эта система может исполнять скрипты InTouch (QuickScript), архивировать данные и алармы и создавать на их основе различные отчёты, а также может выполнять функцию как клиента, так и сервера при обмене данными по коммуникационным протоколам DDE (Dynamic Data Exchange - динамический обмен данными) и SuiteLink или OPC технологии.

InTouch позволяет организовать взаимодействие фактически с любым устройством автоматизации, включая программируемые логические контроллеры (ПЛК), при помощи сотни предоставляемых серверов ввода - вывода и OPC, а также протоколу Microsoft DDE.

Основные задачи, решаемые SCADA-системой InTouch, следующие:

· сбор с контроллера и датчиков сигналов, определяющих состояние производственного процесса в текущий момент времени (температура, давление, положение регулирующей арматуры и т.д.);

· графическое отображение собранных данных на экране компьютера в удобной для оператора форме (на мнемосхемах, индикаторах, сигнальных элементах, в виде текстовых сообщений и т.д.);

· автоматический контроль состояния параметров, генерация сигналов тревоги и выдача сообщений оператору в графической и текстовой форме в случае выхода их за пределы заданного диапазона;

· защита от неправильных действий персонала, приводящих к аварийному состоянию, от случайных изменений осуществляется посредством программного обеспечения системы, позволяющей подтвердить разрешение на выполнение любого действия персонала;

· контроль действий оператора, определение прав доступа обслуживающего персонала, а также защита от несанкционированного доступа;

· вывод (автоматически или по команде оператора) управляющих воздействий в промышленные контроллеры и исполнительные механизмы для регулировки непрерывных или дискретных процессов, а также подача сообщений персоналу на информационное табло и пр.;

· автоматическое ведение журнала событий, в котором регистрируются изменения производственных параметров, с возможностью просмотра в графическом виде записанных данных, а также ведение журнала аварийных сообщений;

· генерация отчетов и оперативных сводок.

Для программирования ПЛК на низком уровне управления применяется продукт компании CSInternational ISaGRAF. ISaGRAF является мощной программной технологией для разработки встраиваемых приложений, основывается на концепции открытой автоматизации и обеспечивает существенное сокращение времени создания изделий.

В ISaGRAF заложена методология структурного проектирования, которая дает возможность описать автоматизируемый процесс в наиболее легкой

и понятной форме. Интерфейс с пользователем системы ISaGRAF соответствует международному стандарту GUI (Graphical User Interface), включающему многооконный режим работы, полнографические редакторы, работу с мышью и т.д.

Основными возможностями описываемой интегрированной системы являются:

· поддержка всех пяти стандартных языков программирования PLC (в соответствии со стандартом IЕС 1131-3), а именно:

- язык последовательных функциональных схем (Sequential Function Charts, или Grafcet), описывающий логику программы на уровне чередующихся процедурных шагов и транзакций (условных переходов);

- язык функциональных блоковых диаграмм (Function Block Diagrams), дающий возможность пользователю построить комплексную процедуру, состоящую из различных функциональных библиотечных блоков (арифметических, тригонометрических, блоков управления логикой, PID-регуляторов, блоков списывания некоторых законов управления мультиплексоров и т.д.);

- язык релейных диаграмм, или релейной логики (Ladder Diagrams), используемый для описания логических выражений различного уровня сложности;

- язык структурированного текста (Structured Text), на основе которого можно создавать гибкие процедуры обработки данных;

- язык инструкций (Instruction List);

· возможность широко смешивать программы / процедуры, написанные на разных языках, а также вставлять кодовые последовательности из одного языка в коды, написанные на другом языке;

· наличие мощного отладчика, позволяющего во время работы прикладной задачи просматривать состояние программного кода, переменных, программ и многое другое;

· поддержка основных функций протокола MODBUS для доступа к переменным приложения со стороны SCADA, таких как Intouch, Sitex и других, позволяющих работать с устройствами по протоколу MODBUS;

· наличие дополнительных интерактивных редакторов для описания переменных, определений и конфигураций ввода / вывода;

· встроенные средства контроля внесения изменений в программный код ISaGRAF-приложения и печати отчетов по разработанному проекту с большой степенью детализации, включая печать таблиц перекрестных ссылок для программ и отдельных переменных;

· полное документирование системы разработки и языков программирования (в том числе и на русском языке).

Прикладная задача ISaGRAF работает строго по временным циклам, продолжительность которых определяет разработчик при компиляции задачи. Максимальная продолжительность циклов исполнения прикладной задачи определяется характеристиками аппаратно-программной платформы (ISaGRAF Target), на которой происходит исполнение задачи [1].

Отладчик ISaGRAF предоставляет полный набор возможностей для получения качественного программного продукта (ISaGRAF-приложения).

Применение современных информационных технологий при создании систем автоматического управления насосными станциями позволяет визуализировать режимы работы, полностью автоматизировать технологические процессы, повысить надежность и безопасность производства в целом.

Литература

нефтяной информационный автоматизированный управление

1. Любашин, А.Н. Краткий обзор системы программируемой логики ISaGRAF. [Электронный документ]. - Режим доступа: http://www.skbpa.ru/publish/article1.htm - Проверено 19.03.2008.

2. Средства и системы компьютерной автоматизации. Система SCADA и визуализации данных InTouch - человеко-машинный интерфейс для управления производственными процессами. [Электронный документ]. - Режим доступа: http://www.asutp.ru/? p=400168 - Проверено 19.03.2008.

Размещено на Allbest.ru