Модернизация автоматизированной системы управления установки подготовки нефти Ашировского месторождения на базе контроллера CP 315-2DP
Технология работы Ашировского нефтяного месторождения и изучение устройства установки подготовки нефти как объекта автоматизации. Обоснование выбора контроллера и коммуникационных модулей при разработке микропроцессорной системы управления установкой.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.03.2019 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Преобразователь расхода вихреакустический Метран-303ПР-Ех предназначен для измерения объемного расхода и объема водопроводной, теплофикационной, технической воды, водных растворов, пластовых вод с вязкостью не более 2 сСт.
Технические характеристики Метран-303ПР-Ех:
- диапазон температур измеряемой среды: 1…150°С;
- избыточное давление измеряемой среды: до 1,6 МПа;
- диаметр условного прохода трубопровода: от 25 до 300 мм;
- диапазон измерений расхода: 0,18…2000 м3/ч;
- динамический диапазон: 1:100;
- выходной сигнал: токовый 4-20 мА;
- маркировка взрывозащиты: ExiaIICT6X;
- питание: от источника постоянного тока напряжением от 18 до 42 В.
Схема подключения Метран-303ПР-Ех к контроллеру представлена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Схема подключения Метран-303ПР-Ех к контроллеру
Для подключения к контроллеру преобразователя расхода вихреакустического Метран-303ПР-Ех необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).
Для измерения расхода газа на факел и собственные нужды выберем вихревой счетчик газа Метран-331 производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [9]
Вихревой счетчик газа Метран-331 предназначен для измерения объемного расхода, избыточного давления, температуры газа и вычисления расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям.
Состав счетчика:
- многопараметрический датчик Метран-335;
- устройство микровычислительное Метран-333.
Измеряемая среда:
- природный газ;
- сжатый воздух;
- технические газы.
Диаметр условного прохода датчика: 32, 50, 80, 100, 150 мм.
Пределы измерений объемного расхода при рабочих условиях: 6…5000м3/ч.
Устройство микровычислительное Метран-333 осуществляет обработку сигналов от многопараметрического датчика Метран-335, вычисление расхода, приведенного к стандартным условиям, архивирование учетных данных по часам, суткам и месяцам. Для связи с устройствами верхнего уровня (компьютер, ПЛК) Метран-333 имеет интерфейсный выход RS-485 (Modbus ASCII).
Также Метран-333 выполняет следующие функции:
- питание датчика Метран-335;
- автоматическое тестирование технического состояния счетчика при включении и перезапуске;
- архивирование и вывод на дисплей нештатных ситуаций;
- сохранение архивной информации в течение пяти лет, даже при сбое в электропитании;
- кодовая защита от несанкционированного доступа.
2.1.4 Датчики измерения уровня
В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять уровень раздела фаз «нефть-вода» в основном отсеке сепаратора, в отстойнике и электродегидраторе.
Уровень жидкости (нефть с водой или вода с нефтью) необходимо измерять вгазосепараторе, буферной емкости и дренажных емкостях Е-1…5, Е-6/1…3, ЕП101…104 (также в дренажных емкостях необходимо измерять температуру). [10]
Уровень нефти необходимо измерять в КСУ, РС и РТ-1,2 (В РС и РТ-1,2 также необходимо измерять уровень).
В РВС-1,2 и РГС-1,2 необходимо измерять уровень и температуру воды.
Для измерения уровня раздела фаз «нефть-вода» выберем волноводный уровнемер Rosemount 3302, производства EmersonProcessManagement (поставщик - промышленная группа «Метран» г. Челябинск).
Волноводный уровнемер Rosemount 3302 предназначен для измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз. [10]
Измеряемые среды:
- нефть;
- темные и светлые нефтепродукты;
- вода и водные растворы;
- кислоты и т.д.
Диапазон измерений уровня: от 0,1 до 23,5 м.
Выходной сигнал - 4-20 мА (Exia).
Питание: 11…30 В.
Схема подключения уровнемера Rosemount 3302-Ex контроллеру представлена на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 - схема подключения уровнемера Rosemount 3302-Ex контроллеру
Для подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3302-Ex необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).
Для измерения уровня жидкости (нефть с водой или нефть) в газосепараторе, буферной емкости и КСУ выберем волноводный уровнемер Rosemount 3301, производства EmersonProcessManagement (поставщик - промышленная группа «Метран» г. Челябинск).
Волноводный уровнемер Rosemount 3301 предназначен для измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз (только при полном погружении).
Технические характеристики и схема подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3301 идентичны уровнемеру Rosemount 3302.
Для подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3301-Ex необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).
Для измерения уровня и температуры нефти в резервуарах РС и РТ-1,2 выберем поплавковый уровнемер ДУУ4М-ТВ, производства ЗАО «Альбатрос» г. Москва.
Уровнемер предназначен для измерения уровня различных жидких продуктов и уровней раздела сред многофазных жидкостей, а также измерения температуры и давления контролируемой среды.
Уровнемеры могут осуществлять:
- контактное автоматическое измерение уровня жидких продуктов;
- контактное автоматическое измерение до четырех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов;
- измерение температуры контролируемой среды;
- измерение давления контролируемой среды.
В зависимости от типа выходного сигнала уровнемеры выпускаются в виде следующих комплектов:
- комплект ДУУ4М_ТВ включает в себя блок токовых выходов искробезопасный БТВИ3 (далее “БТВИ3”) и один из датчиков уровня ультразвуковых ДУУ2М, обеспечивающий непосредственное измерение текущих значений параметров;
- комплект ДУУ4М_RS включает в себя один из датчиков и блок интерфейса искробезопасный БИИ3 (далее “БИИ3”).
Комплект ДУУ4М_ТВ обеспечивает формирование токовых сигналов 4-20 мА, в величине которых содержится информация о значениях измеренных параметров, причем каждому из них соответствует свой токовый сигнал. Комплект ДУУ4М_RS имеет выходной сигнал в виде последовательного интерфейса RS_485, причем передача результатов измерений организована в формате протокола Modbus RTU.
Технические характеристики уровнемера ДУУ4М-ТВ:
- рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75С;
- влажность воздуха 100 % при 35С (категория 5 исполнения ОМ);
- пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7кПа;
- тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная).
Степень защиты датчиков IP68 по ГОСТ 14254 (пыленепроницаемость и защита при длительном погружении в воду).
По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют исполнению N1 по ГОСТ 12997.
Датчики предназначены для установки на объектах в зонах класса 1 и класса 2 по ГОСТ Р 51330.9, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТР51330.11 температурного класса T5 включительно согласно ГОСТР51330.0.
Датчики имеют взрывозащищенное исполнение, соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.10, имеют вид взрывозащиты “Искробезопасная электрическая цепь”, уровень взрывозащиты “Взрывобезопасный” для взрывоопасных смесей категории IIВ по ГОСТР51330.11, температурного класса T5 по ГОСТР51330.0, маркировку взрывозащиты “1ExibIIBT5X” по ГОСТР51330.0.
Знак «Х» указывает на возможность применения датчиков в комплекте с БТВИ3 или БИИ3.
Выберем датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М-10 (измерение уровня и температуры) с блоком БТВИЗ.
Для подключения к контроллеру уровнемера ДУУ4М-ТВ необходимы 2 аналоговых входа (4 - 20 мА).
В соответствии с нормами проектирования резервуарных парков на резервуарах РС и РТ-1,2 необходимо поставить сигнализаторы максимального аварийного уровня. Выберем сигнализатор уровня СУР-5, производства ЗАО «Альбатрос» г. Москва. [11]
Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-5 предназначен для контроля положения уровня различных жидких продуктов. Прибор состоит из датчика положения уровня ДПУ5 и вторичного преобразователя ПВС4.
Прибор имеет два оптоэлектронных ключа с выходом типа “сухой контакт”, предназначенных для подключения к внешним устройствам сигнализации предельного уровня и автоматики. Начальные состояния ключей задаются потребителем.
Датчик положения уровня ДПУ5 предназначен для контроля положения уровня жидкости. Датчик подключается к вторичному преобразователю ПВС4 с помощью двухпроводного кабеля. Рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75С; влажность воздуха 100 % при +35С; пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7кПа; тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная). Степень защиты IP68 по ГОСТ14254 (пыленепроницаемость и защита при длительном погружении в воду).
Вторичный преобразователь ПВС4 предназначен для питания, подключенного к нему датчика, обработки, поступающих с него сигналов, индикации положения уровня и выдачи управляющих сигналов. Степень защиты IP20 по ГОСТ14254 (защита от проникновения внешних твердых предметов диаметром не менее 12,5 мм).
Датчик соответствует требованиям ГОСТР51330.0, ГОСТР51330.10, имеет вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIB по ГОСТР51330.11 температурной группы Т5 по ГОСТР51330.0, маркировку взрывозащиты “1ЕхibIIBT5X” и может применяться во взрывоопасных зонах согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое издание) и других нормативно-технических документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
ПВС4 соответствует требованиям ГОСТР51330.0, ГОСТР51330.10, имеет для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIB, маркировку взрывозащиты «[Exib]IIB», параметры искробезопасных выходов UО12 B, IО80 мА, СО4 мкФ, LO10 мГн и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружной установки.
Для подключения к контроллеру сигнализатора уровня СУР-5 необходим 1 дискретный вход (DC24V).
Для измерения уровня и температуры в дренажных емкостях и резервуарах РВС-1,2 и РГС-1,2 выберем герконовые уровнемеры ПМП-118 производства «НПП Сенсор» г. Заречный. [12]
Уровнемер предназначен для контроля параметров жидких сред:
- светлых нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов в резервуарах АЗС, АГЗС, ГНС, нефтебаз, морских и речных танках, контейнерах - цистернах, бензовозах, газовозах;
- нефти в резервуарах подготовки и переработки нефти;
- агрессивных, ядовитых жидкостей;
- жидких пищевых продуктов.
Преобразователь герконовый ПМП-118 состоит из направляющей (труба из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т), в которой на плате расположены герконы и датчики температуры. На направляющей находится кольцевой поплавок с магнитом. В верхней части, направляющей находится корпус с платой обработки сигналов. Корпус имеет кабельный ввод и крышку. [12]
Принцип действия заключается в следующем: поплавок свободно перемещается по направляющей, и своим магнитом вызывает замыкание герконов. Непрерывность измерения уровня достигается установкой герконов в ряд и соединением их через резисторы по схеме резистивного делителя напряжения.
Технические характеристики ПМП-118 приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Технические характеристики ПМП-118
|
Измеряемые параметры |
уровень, температура |
|
|
Диапазон измерения уровня, мм |
40 - 8000 |
|
|
Точность измерения уровня, мм |
± 4 |
|
|
Температура измеряемой среды, °С |
- 50...+ 99 |
|
|
Число точек измерения температуры |
1…3 |
|
|
Точность измерения температуры, °С |
± 0,5 |
|
|
Напряжение питания, В |
3; 4-15 |
|
|
Выходной сигнал |
цифровой кодированный |
|
|
Вид и степень взрывозащиты |
1ЕхdIIBT4 |
Комплектно с уровнемером поставляется блок питания и коммутации БПК-220-4Р-ГС. Блок предназначен для питания устройств в линии связи-питания. Преобразует сетевое напряжение ~220В в стабилизированное + 9В. Оснащен индикаторами степени токовой нагрузки, индикатором активности линии связи, индикатором срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя. Имеет защиту от короткого замыкания и перегрева при превышении токовых нагрузок. Выполнен в корпусе из ударопрочного полистирола. Предназначен для автоматической коммутации электрических цепей от сигналов критических уровней и температуры, поступающих от преобразователей. Имеет четыре программируемых реле. Выходной ток 0,1 А.
Для дренажных емкостей Е-1…5, К-1, ЕП101…104 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются:
- сигнализация минимальной температуры (реле 1)
- сигнализация минимального аварийного уровня (реле 2)
- сигнализация минимального уровня (реле 3)
- сигнализация максимального уровня (реле 4)
Для дренажных емкостей Е-6/1…3 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются:
- сигнализация минимальной температуры (реле 1)
- сигнализация минимального уровня (реле 2)
- сигнализация максимального уровня (реле 3)
- сигнализация максимального аварийного уровня (реле 4)
Для резервуаров РВС-1,2 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются:
- сигнализация минимальной температуры (реле 1)
- сигнализация минимального аварийного уровня (реле 2)
- сигнализация минимального уровня (реле 3)
- сигнализация максимального уровня (реле 4)
Схема подключения уровнемера ПМП-118 к БПК-220-4Р-ГС приведена на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 - Схема подключения уровнемера ПМП-118 к БПК-220-4Р-ГС
Для резервуаров РГС-1,2 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются:
- сигнализация минимальной температуры (реле 1)
- сигнализация минимального уровня (реле 2)
- сигнализация максимального уровня (реле 3)
Для подключения к контроллеру уровнемера ПМП-118 (через БПК-220-4Р-ГС) необходимо 4 дискретных входа (DC24V).
2.1.5 Датчики измерения состава и качества
В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять обводненность нефти и загазованность на площадках класса В-1г.
Для измерения содержания воды в нефти выберем микроволновый влагомер нефти МВН-1, производства ООО «НПП Нефтесервисприбор» г. Саратов. [13]
Влагомер нефти МВН-1 предназначен для непрерывного измерения объемной доли содержания воды в эмульсиях нефтепродуктов, нефти и смеси нефтей в потоке после предварительной сепарации газа, сброса неэмульгированной воды и очистки от механических примесей. В зависимости от режима, при вводе информации о плотности нефти возможен автоматический пересчет в массовую долю воды в нефти.
МВН-1 состоит из первичного измерительного преобразователя и блока обработки.
Датчик имеет вид взрывозащиты «1ExibIIAT3X», степень защиты - IP54. Датчик устанавливается на вертикальном участке линии качества рядом с расходомером и термометром в обогреваемом шкафу.
Блок обработки устанавливается в операторной. Выходной сигнал - 4-20 мА.
Для подключения к контроллеру влагомера нефти МВН-1 необходим 1 аналоговый вход (4-20 мА).
Для измерения загазованности выберем датчики - газоанализаторы ДАК, производства ФГУП «СПО Аналитприбор» г. Смоленск. [14]
Газоанализаторы предназначены, для непрерывного автоматического измерения довзрывоопасных концентраций метана (СН4), пропана (С3Н8), суммы предельных углеводородов С1 - С10 (СН), в том числе паров нефти и нефтепродуктов в воздухе рабочей зоны помещений и открытых пространств, в том числе во взрывоопасных зонах производственных помещений и наружных установок. Выходной сигнал - 4-20 мА.
Тип газоанализаторов - стационарный; рабочее положение - вертикальное, разъемами вниз.
Режим работы газоанализаторов - непрерывный.
Принцип действия газоанализаторов - оптико-абсорбционный метод анализа газа.
Конструктивно газоанализаторы представляют собой одноблочные приборы.
Газоанализаторы выполнены во взрывозащищенном исполнении, соответствуют ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.1-99, ГОСТ Р 51330.10-99, имеют маркировку взрывозащиты "1Exd[ib]IICT6X".
Газоанализаторы имеют взрывобезопасный уровень (1) взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.0-99, обеспечиваемый видами:
а) "взрывонепроницемая оболочка " (d) по ГОСТ Р 51330.1-99;
б) "искробезопасная электрическая цепь" (ib) по ГОСТ Р 51330.10-99.
Знак «Х» в маркировке взрывозащиты указывает на специальные условия для обеспечения безопасности в эксплуатации по ГОСТ Р 51330.0-99.
При установке газоанализаторов во взрывоопасных зонах - питание осуществляется от источника постоянного напряжения от 18 до 36 В с максимальным выходным током не менее 200 мА с прокладкой кабеля в защитной оболочке.
Для подключения к контроллеру датчика ДАК необходим 1 аналоговый вход (4-20 мА).
2.1.6 Средства управления
В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо управлять насосами и задвижками по месту, а также предусмотреть кнопки проверки местной сигнализации загазованности. Для проверки местной сигнализации загазованности выберем пост управления однокнопочный ПВК-12, нормально разомкнутый контакт, без самофиксации, производства ОАО «Вэлан» г. Зеленокумск. [15] Для подключения к контроллеру кнопки проверки местной сигнализации загазованности требуется 1 дискретный вход (DC24V).
Для управления насосами по месту выберем пост управления двухкнопочный ПВК-22, без самофиксации.
Для управления задвижками по месту выберем пост управления трехкнопочный ПВК-32, стоп с самофиксацией.
2.2 Разработка подсистемы вывода
2.2.1 Запорные клапаны с электроприводом
В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо регулировать уровень раздела фаз «нефть-вода» или уровень жидкости в С, ГС, О, ЭГ, КСУ. [16]
В качестве исполнительного устройства выберем запорный клапан с электромагнитным приводом ЗК-М, производства ЗАО «РУСТ-95» г. Москва.
ЗК-М предназначен для эксплуатации во взрывоопасных зонах классов 1 и 2 согласно ГОСТ Р 51330.9-99 (МЭК 60079-10-95) с возможностью возникновения взрывоопасных смесей категории IIС, группы Т6 по ГОСТ Р 51330.19-99 (МЭК 60079-20-96), помещений и наружных установок, в соответствии с ГОСТ Р 51330.13-99 (МЭК 60079-14-96) и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах. Тип привода - нормально-закрытый или нейтральный.
Вид взрывозащиты клапана - 1ExdIICT6 Х.
Напряжение питания в стартовом режиме 220В от источника переменного тока, выпрямленного по двухполупериодной схеме. Продолжительность стартового режима - 1,5 сек.
Напряжение питания в длительном режиме 15 В от источника переменного тока, выпрямленного по двухполупериодной схеме. Напряжение коммутируется блоком электронного управления приводом. Продолжительность включения длительного режима 100%.
Максимальная потребляемая мощность в стартовом режиме 600Вт, в длительном режиме - 4,5 Вт.
Температура окружающей среды от минус 60 до плюс 60ОС.
Время полного хода привода менее 1 сек.
В комплект поставки клапана ЗК-М входят:
а) клапан в сборе;
б) блок управления и сигнализации;
Управление приводом - дистанционное.
Диапазон напряжений сигнала управления от +5 до +24В (±5%).
Нагрузочная способность выходов, не более, 30В; 0,5А.
Схема электрических подключений клапана ЗК-М представлена на рисунке 2.7
Рисунок 2.7 - Схема электрических подключений клапана ЗК-М
Рисунок 2.8 - Схема монтажа шлейфа от САУ к разъему DB-9M
2.2.2 Сигнализирующие приборы
В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо предусмотреть светозвуковую сигнализацию загазованности на площадках класса В1-а, г.
В качестве исполнительного устройства выберем оповещатель пожарный взрывозащищенный ЭКРАН-СЗ, производства ЗАО «Эридан» г. Березовский Свердловской области. [15]
Оповещатель предназначен для использования в качестве светозвукового средства оповещения, информационных указателей и обеспечивает подачу светового и звукового сигналов во взрывоопасной зоне.
Оповещатель имеет степень защиты IP65, маркировку взрывозащиты 1Ехет11Т5Х по ГОСТ Р 51330.0 герметизация компаундом "т" и защита вида "е".
Диапазон питающих напряжений: 12-24 В от источника постоянного тока.
Максимальный потребляемый оповещателем ток: не более 0,3 А.
Габаритные размеры корпуса оповещателя не более 385x165x45 мм.
Длина кабеля питания 1,5 м или по заявке заказчика.
Масса оповещателя не более 2,5 кг.
Надписи на оповещателе: «Загазованность 20% НКПВ» и «Загазованность 50% НКПВ».
2.3 Схемы функциональные автоматизации
Функциональные схемы разрабатываются в целом на технологическую (инженерную) систему или её часть - технологическую линию, блок оборудования, установку или агрегат.
На функциональных схемах изображают:
- технологическое, инженерное оборудование и коммуникации (трубопроводы, газопроводы, воздуховоды) автоматизируемого объекта;
- технические средства автоматизации или контуры контроля, регулирования и управления;
- линии связи между отдельными техническими средствами автоматизации или контурами.
Функциональные схемы выполняют двумя способами:
- развёрнутый, при котором на схеме изображают состав и место расположения технических средств автоматизации каждого контура контроля и управления.
- упрощённый, при котором на схеме изображают основные функции контуров контроля и управления (без выделения входящих в них отдельных технических средств автоматизации и указания места расположения).
При развёрнутом способе выполнения функциональных схем приборы, встраиваемые в технологические коммуникации, показываются в разрыве линии изображения коммуникаций, устанавливаемые на технологическом оборудовании (с помощью закладных устройств) показывают рядом.
Остальные технические средства автоматизации показывают условными графическими обозначениями в прямоугольниках, расположенных в нижней части схемы. Каждому прямоугольнику присваивают заголовки, соответствующие показанным в них техническим средствам. Первым располагают прямоугольник в котором показаны вне щитовые приборы, конструктивно не связанные с технологическим оборудованием, с заголовком «Приборы местные», ниже - прямоугольники, в которых показаны щиты и пульты, а также комплексы технических средств.
На функциональной схеме буквенно-цифровые обозначения приборов указывают в нижней части окружности. В верхней части окружности указывается буквенное обозначение измеряемых величин и функциональных признаков прибора в соответствии с ГОСТ 21.404-85.
На линиях связи указывают предельные (максимальные или минимальные) рабочие значения измеряемых (регулируемых) величин по ГОСТ 8.417 или в единицах шкалы выбираемого прибора.
Приборы, устанавливаемые на технологическом оборудовании, показаны в овалах с обозначением измеряемых ими величин и функциональных признаков и номерами позиций.
На основании требуемого объема автоматизации и выбранных приборов и датчиков составим перечень приборов и датчиков.
2.3.1 Схема автоматизации основной технологической линии
На основании правил выполнения функциональных схем, перечня приборов и датчиков, технологической схемы установки подготовки нефти и требуемого объема автоматизации составим схему функциональную автоматизации основной технологической линии.
2.3.2 Схема автоматизации вспомогательных объектов
На основании правил выполнения функциональных схем, перечня приборов и датчиков, технологических схем установок пожаротушения, водоснабжения и канализации и требуемого объема автоматизации составим схему функциональную автоматизации систем пожаротушения, водоснабжения и канализации.
Вывод по второму разделу
В данном разделе подробно описаны устройства ввода-вывода информации, функции системы автоматизации, функции защиты оборудования, а также функции управления. Представлены датчики измерения температуры, давления, расхода, уровня, состава и качества. Описаны используемые запорные клапаны с электроприводом, сигнализирующие приборы. Даны схемы функциональные автоматизации основной технологической линии и вспомогательных обьектов.
3 РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
3.1 Выбор контроллера для создания АСУТП
Перечень входных и выходных сигналов АСУТП
Прежде чем выбирать управляющий контроллер, необходимо составить перечень входных и выходных сигналов АСУТП на основании требуемого объема автоматизации, перечня приборов и датчиков и описания устройств во втором разделе пояснительной записки.
При составлении перечня сигналов будем использовать следующие правила:
а) в наименовании сигнала на первой позиции стоит номер площадки или аппаратуры (клапан, насос, задвижка).
б) первая буква после дефиса характеризует физическую сущность сигнала:
1) T - температура;
2) Р - давление;
3) F - расход;
4) L - уровень;
5) Q - загазованность;
6) M - обводненность нефти;
7) Н - управляющий сигнал (кнопка проверки сигнализации, пуск/стоп насоса и т.д.);
8) G - сигнал состояния (открыт/закрыт/авария, включен/выключен и т.д.);
в) вторая и последующие буквы характеризует состояние или смысл переменной:
1) I - просто индикация на АРМ оператора;
2) A - сигнализация максимальных параметров;
3) S - блокировка или управление;
4) SS - выбор режима управления;
5) H - максимальное значение или состояние логической 1 (для дискретных сигналов);
6) HH - максимальное аварийное значение;
7) L - минимальное значение или состояние логического 0 (для дискретных сигналов);
8) LL - минимальное аварийное значение;
Например:
- 12-TI: показание температуры;
- 12-PAH - сигнализация максимального значения давления;
- N1-GA - сигнал аварии от задвижки N1;
- N1-GH - задвижка N1 открыта.
В результате составления перечня входных и выходных сигналов получим:
- 26 Exia-Входных аналоговых сигналов (4-20 мА);
- 74 Входных аналоговых сигналов (4-20 мА);
- 221 Входных дискретных сигналов (DC24V);
- 130 Выходных дискретных сигналов (DC24V).
Итого: 451 сигнал.
При выборе ПЛК следует учесть, что на сегодняшний день большинство выпускаемых ПЛК обладают следующими свойствами:
- программирование ПЛК производится на стандартных языках;
- высокое быстродействие;
- самодиагностика аппаратных средств, обеспечивающая определение неисправности компонентов ПЛК;
- наличие сторожевого таймера исключает «зависание» ПЛК;
- возможность расширения благодаря модульной структуре - можно собрать ПЛК для нужного числа сигналов ввода-вывода.
Современные ПЛК по своей сути - одинаковые устройства, выполняющие один круг задач. Все они имеют примерно одинаковый набор входных и выходных каналов и возможность подключения модулей расширения. Практически все модели имеют возможность ПИД-регулирования, часы реального времени и поддерживают основные интерфейсы (RS-485) и протоколы обмена (Modbus, Profibus и др.).
В основном, отличия заключаются в стоимости, наличии хорошей технической поддержки и документации у производителя.
Исходя из количества сигналов ввода-вывода, наличия отличной технической поддержки и документации на русском языке, а также высокой надежности выберем программируемый логический контроллер Simatic S7-300.
Исходя из количества входных и выходных сигналов выберем центральный процессор CP-315-2DP. [17]
Основные характеристики CP-315-2DP:
- 100 нс на выполнение бинарной инструкции, 3 мкс на выполнение арифметической операции с плавающей точкой;
- рабочая память объемом 128 Кбайт, RAM (приблизительно 43 K инструкций)для выполнения загруженной секции программы и хранения оперативных данных;
- микро карта памяти (до 8 Мбайт), используемая в качестве загружаемой памяти, а также сохранения архива проекта (с комментариями и таблицей символов), архивирования данных и управления рецептами.
- гибкие возможности расширения: подключение до 32 модулей S7-300(4-рядная конфигурация, по 8 модулей в ряду).
- интерфейс MPI;
- позволяет устанавливать одновременно до 16 соединений с программируемыми контроллерами S7-300/400, программаторами, компьютерами и панелями операторов. Одно из этих соединений зарезервировано для PG-, одно - для OP функций связи. MPI позволяет создавать простейшие сетевые структуры с объединением до 16 центральных процессоров и поддержкой механизма передачи глобальных данных.
- интерфейс PROFIBUS DP;
- интерфейс ведущего или ведомого DPV1 устройства для работы в системах распределенного ввода-вывода. Поддержка широкого спектра диагностических функций и настройки параметров ведомых устройств DP V1. С точки зрения пользователя системы локального и распределенного ввода-вывода полностью идентичны. Для них используются одинаковые способы конфигурирования, адресации и программирования.
Для ввода аналоговых сигналов с искробезопасными цепями выберем модули ввода аналоговых сигналов SM331-Ex Ai 4x24VDC (16 bit). Тогда получим, что для подключения 26 сигналов необходимо 26/4=6,5?7 модулей (2 канала останутся неиспользованными). [17]
Модули SM331-Ex Ai 4x24VDC предназначены для ввода аналоговых сигналов от датчиков, расположенных в зонах повышенной опасности (Ex-зонах) без использования внешних разделительных барьеров. Они обеспечивают аналого-цифровое преобразование входных аналоговых сигналов контроллера, а также гальваническое разделение стандартных и искробезопасных электрических цепей.
SM331-Ex Ai 4x24VDC характеризуются следующими показателями:
а) Компактное исполнение;
б) прочный пластиковый корпус, на котором расположены:
- красный светодиод индикации обобщенного сигнала отказа;
- по одному красному светодиоду на канал для индикации отказов или ошибок;
- отсек с разъемом для установки фронтального соединителя и размещения кабельной ячейки, закрытый защитной крышкой;
- паз на защитной дверце для установки этикетки с маркировкой внешних цепей модуля.
в) простота установки:
- модуль устанавливается на стандартную профильную шину DIN и соединяется с соседними модулями с помощью шинных соединителей.
- шинный соединитель входит в комплект поставки каждого модуля. В станциях ET 200M Ex-модули могут устанавливаться на активные шинные соединители.
г) Удобное подключение внешних цепей:
- Все внешние цепи подключаются к фронтальному соединителю модуля. При первой установке на модуль автоматически выполняется операция механического кодирования фронтального соединителя. В дальнейшем фронтальный соединитель может устанавливаться только на модули такого же типа. Наличие фронтального соединителя позволяет производить замену модулей без демонтажа внешних цепей. Фронтальный соединитель оснащен барьером для разделения цепей питания =24 В и сигнальных цепей.
Для ввода аналоговых сигналов выберем модули ввода аналоговых сигналов SM331 Ai 8x24VDC (16 bit). Тогда получим, что для подключения 74 сигналов необходимо 74/8=9,25?10 модулей (6 каналов останутся неиспользованными). [17]
Модули ввода аналоговых сигналов SM331 Ai 8x24VDC выполняют аналого-цифровое преобразование входных аналоговых сигналов контроллера и формируют цифровые значения мгновенных значений аналоговых величин. Эти значения используются центральным процессором в ходе выполнения программы.
К модулям подключаются датчики с унифицированными сигналами силы тока.
Модули SM 331 характеризуются следующими показателями:
- Разрешающая способность 15 бит + знак;
- Возможность использования большинства модулей для измерения различных видов аналоговых сигналов на различных пределах измерения. Выбор вида аналогового сигнала производится аппаратно с помощью модулей выбора вида входного сигнала или соответствующей схемой подключения датчика. Выбор предела измерения выполняется программным путем с помощью "HardwareConfiguration" STEP 7. В многоканальных модулях допускается выполнение индивидуальной настройки различных каналов на измерение заданного вида аналогового сигнала с заданным пределом измерений.
- Поддержка прерываний: модули способны формировать диагностические прерывания, а также прерывания при достижении измеряемым параметром предельных значений.
- Диагностика: модули способны пересылать в центральный процессор большой объем диагностической информации.
Для ввода дискретных сигналов выберем модули SM321/ [17]
Di 32x24VDC. Тогда получим, что для подключения 221 сигнала необходимо 221/32=6,9?7 модулей (3 канала останутся неиспользованными).
Модули ввода дискретных сигналов предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы
Модули ввода дискретных сигналов характеризуются следующими показателями:
а) Компактный пластиковый корпус:
- Зеленые светодиоды индикации состояния входных цепей.
- Красные светодиоды индикации отказов (только в некоторых модулях).
- Штекер для установки фронтального соединителя, закрытый защитной пластиковой крышкой.
- Паз для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.
- Два соединителя на тыльной части корпуса для подключения к внутренней шине S7-300/ ET 200M.
б) Простота установки:
- равноценность посадочных мест,
- адреса входов, определяемые номером посадочного места.
в) Удобство подключения внешних цепей через съемные фронтальные соединители. [18]
В качестве модулей дискретного вывода выберем модули SM322 Do 32x24VDC/0,5 А. Тогда получим, что для подключения 130 сигналов необходимо 130/32=4,06?5 модулей - 30 каналов останутся неиспользованными, что неоправданно дорого, значит возьмем 5 модуль SM322 Do 8x24VDC/0,5 А (Получим 6 каналов в запасе).
Модули вывода дискретных сигналов выполняют преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. Модули способны управлять задвижками, магнитными пускателями, сигнальными лампами и т.д. [18]
Они характеризуются следующими показателями:
а) Компактное исполнение:
- Зеленые светодиоды индикации состояний выходных цепей.
- Штекер для установки фронтального соединителя, закрытый пластиковой защитной крышкой.
- Паз для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.
- Два соединителя с тыльной стороны корпуса для подключения к внутренней шине S7-300/ ET 200M.
б) Простота установки:
- равноценность посадочных мест,
- адреса выходов определяется номером посадочного места модуля.
в) Удобство подключения внешних цепей через съемные фронтальные соединители.
г) Возможность использования большинства дискретных выходов для управления дискретными входами контроллера.
Для построения многорядной конфигурации контроллера S7-300 используются интерфейсные модули IM 360/361.
Интерфейсные модули IM 360/361 позволяют создавать многорядные конфигурации программируемых контроллеров S7-300 (от CPU 313C, CPU 314 и выше), в которых модули ввода-вывода размещаются не только в базовом блоке, но и в стойках расширения.
Подключение стоек расширения выполняется через интерфейсные модули IM 360/ IM 361, которые позволяют подключать к базовому блоку до 3 стоек расширения. В каждой стойке может размещаться до 8 модулей. Расстояние между соседними стойками может составлять от 4 см до 10 м.
IM 360 устанавливается в базовый блок контроллера. По одному модулю IM 361 устанавливается в каждую стойку расширения.
Питание модулей стоек расширения:
В каждую стойку расширения необходимо устанавливать блок питания =24В. Он используется для питания интерфейсного модуля IM 361 и всех остальных модулей, установленных в данной стойке. Для этой цели рекомендуется использовать блоки питания PS 307 программируемого контроллера S7-300.
Отсутствие ограничений на состав модулей в стойках расширения:
в стойки расширения могут устанавливаться все сигнальные, функциональные, коммуникационные модули, а также модули специального назначения программируемого контроллера S7-300.
3.2 Выбор компьютера для АРМ оператора
Рабочее место оператора должно содержать:
Монитор, принтер, мышь с клавиатурой, промышленный компьютер.
Так как особенные требования предъявляются только к компьютеру, то выбор остальных устройств производить не будем.
Ввиду того что современные SCADA-системы требовательны к аппаратным ресурсам компьютера, то рабочую станцию необходимо выбирать с мощным процессором, видеокартой и большим объемом памяти. Также компьютер для АРМ оператора должен отвечать высоким требованиям надежности и отказоустойчивости. Он должен иметь встроенные порты ввода-вывода RS-232 и RS-485 и слоты для расширения.
Исходя из данных условий выберем промышленный компьютер повышенной надежности ROBO-2000-4085TL.
Основные характеристики:
- процессор Intelpentium 4 (3 ГГц);
- видеокарта со 128 Мб памяти;
- объемом ОЗУ - 1 Гбайт;
- количество COM-портов - 4;
- количество слотов расширения - 6;
- дублированный источник питания 400+400 Вт;
- IDE RAID массив.
Для подключения ПЛК к АРМ оператора выберем PCI-карту для подключения промышленных компьютеров к сетям MPI/ PROFIBUS CP 5611.
Внешний вид ROBO -2000-4085TL представлен на рисунке 3.1
Рисунок 3.1 - внешний вид ROBO-2000-4085TL
3.3 Разработка схемы организационной структуры АСУТП
АСУТП нефтяного месторождения предназначена для оперативного централизованного контроля и управления технологическими процессами в реальном масштабе времени.
Структура АСУТП - трехуровневая. Верхний уровень - АРМ оператора, нижний уровень - ПЛК, полевой уровень - датчики и исполнительные механизмы.
Полевой уровень выполняет следующие функции:
- сбор и передачу данных;
- исполнение команд.
Нижний уровень, на базе ПЛК выполняет следующие функции:
- обработка сигналов, поступающих от полевого уровня;
- контроль значений параметров;
- диагностика и предотвращение аварийных ситуаций;
- формирование управляющих и регулирующих воздействий;
- передача информации на верхний уровень;
Верхний уровень, на базе АРМ оператора выполняет следующие функции:
- визуализация технологических процессов;
- предотвращение аварийных ситуаций посредством светозвуковой сигнализации;
- реализация человеко-машинного интерфейса.
- ведение локальных архивов и представление архивных данных.
В соответствии со структурой АСУТП, количеством модулей ввода-вывода, структурой ПЛК Simatic S7-300, схемами подключения датчиков и исполнительных механизмов составим схему организационную структуры АСУТП.
Так как число модулей ввода-вывода равно 29, то целесообразно разместить модули контроллера в щите ПЛК на четырех монтажных рельсах - Rack1…4.
На монтажной рельсе Rack1 разместим:
- Блок питания PS-307;
- Модуль центрального процессора CPU-315-2DP;
- Интерфейсный модуль IM 360;
- Модули ввода аналоговых сигналов SM331-Ex, Ai 4x24VDC (7 шт.).
Выберем блок питания PS-307 на рельсе Rack1.
Таблица 3.1 - расчет блока питания PS-307 на рельсе Rack1
|
Устройство |
Потребляемый ток от PS-307 |
Расчет |
|
|
CPU-315-2DP |
800 мА |
800 мА |
|
|
IM360 |
0 мА |
0 мА |
|
|
SM331-Ex, Ai 4x24VDC (7 шт.) |
40мА на канал |
40*4*7=1120 мА |
|
|
Итого: |
1920 мА |
Таким образом выберем блок питания PS -307 (2 A).
На монтажной рельсе Rack2 разместим:
- Блок питания PS-307;
- Интерфейсный модуль IM 361;
- Модули ввода аналоговых сигналов SM331, Ai 8x24VDC (8 шт.).
Выберем блок питания PS-307 на рельсе Rack2.
Таблица 3.2 - расчет блока питания PS-307 на рельсе Rack2
|
Устройство |
Потребляемый ток от PS-307 |
Расчет |
|
|
IM361 |
500 мА |
500 мА |
|
|
SM331, Ai 8x24VDC (8 шт.) |
32 мА на канал |
32*8*8=2048 мА |
|
|
Итого: |
2548 мА |
Таким образом выберем блок питания PS -307 (5 A).
На монтажной рельсе Rack3 разместим:
- Блок питания PS-307;
- Интерфейсный модуль IM 361;
- Модули ввода аналоговых сигналов SM331, Ai 8x24VDC (2 шт.);
- Модули ввода дискретных сигналов SM321 Di 32x24VDC (5 шт.).
Выберем блок питания PS-307 на рельсе Rack2.
Таблица 3.3 - расчет блока питания PS-307 на рельсе Rack3.
|
Устройство |
Потребляемый ток от PS-307 |
Расчет |
|
|
IM361 |
500 мА |
500 мА |
|
|
SM331, Ai 8x24VDC (2 шт.) |
32 мА на канал |
32*8*2=512 мА |
|
|
SM321, Di 32x24VDC (5 шт.) |
7 мА на канал |
7*32*5=1120 мА |
|
|
Итого: |
2132 мА |
Таким образом выберем блок питания PS-307 (5 A).
На монтажной рельсе Rack4 разместим:
- Интерфейсный модуль IM 361;
- Модули ввода дискретных сигналов SM321 Di 32x24VDC (2 шт.);
- Модули вывода дискретных сигналов SM322 Do 32x24VDC/0,5А (4 шт.);
- Модуль вывода дискретных сигналов SM322 Do 8x24VDC/0,5А (1 шт.).
Питание IM 361 и SM321 Di 32x24VDC подключим с блока питанияPS-307 на третьей рельсе.
Так как максимальный ток на канал для SM322 Do 32x24VDC/0,5А и SM322 Do 8x24VDC/0,5А равен 0,5 А, то получим:
- Для SM322 Do 32x24VDC/0,5А необходимо 0,5*32=16 А - возьмем 2 блока питания PS-307 (10 А) для каждого модуля;
- Для SM322 Do 8x24VDC/0,5А необходимо 0,5*8=4 А - возьмем блок питания PS-307 (5 А);
Вторичные преобразователи от приборов и датчиков, интерфейсные реле ABB R500 для коммутации цепей управления, оптроны ABB R500 (220VAC/24VDC) для сигнализации состояния задвижек разместим в щите управления и автоматизации ЩУА.
ПЛК S7-300, систему налива нефти на 2 стояка и счетчики газа
Метран-331 подключим к компьютеру ROBO-2000-4085TL по интерфейсу RS-485:
- ПЛК по протоколу Profibus DP;
- Система налива нефти по протоколу Modbus ASCII;
- Метран-331 (Вычислитель Метран-333) по протоколу Modbus ASCII;
3.4 Разработка электрических принципиальных схем
3.4.1 Клапан 12-07. Схема электрическая принципиальная управления
В соответствии с исходными данными необходимо управлять клапаном 12-07 дистанционно и автоматически с сигнализацией состояния - открыт/закрыт в операторной.
Используя схему электрических подключений клапана ЗК-М разработаем схему электрическую принципиальную управления клапаном 12-07. Клапан управляется с помощью дискретного выхода контроллера S7-300. Сигналы состояния клапана - открыт/закрыт подключаются к модулям дискретного ввода.
Так как схемы управления остальными клапанами ЗК-М аналогичны, то не будем разрабатывать схемы электрические принципиальные управления для каждого клапана, а разработаем таблицу применимости, на основании которой можно получить схему управления для любого клапана.
3.4.2 Насос Н151. Схема электрическая принципиальная управления
В соответствии с исходными данными необходимо управлять насосом Н151 по месту, дистанционно и автоматически с сигнализацией состояния - включен/выключен в операторной.
Для запуска насоса Н151 и защиты силовой цепи от короткого замыкания в части ЭМ предусмотрен блок управления электродвигателем нереверсивный БВ5130В. Блок предназначен для нереверсивного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 400 кВт.
Выбор режима управления насосом Н151 (по месту или из операторной) осуществляется с помощью промежуточного реле Н151-KV1 (ABB R500), сигнал управления на которое приходит с модуля вывода дискретных сигналов. Для управления насосом Н151 по месту предусмотрен пост управления взрывозащищенный двухкнопочный ПВК-22.
Для управления насосом Н151 из операторной и в автоматическом режиме предусмотрено промежуточное реле Н151-KV2, Сигнал управления на которое приходит с модуля дискретного вывода контроллера S7-300.
Сигнал состояния насоса Н151 - выключен/включен снимается с блока управления нереверсивным двигателем БВ5130В и заводится на модуль дискретного ввода контроллера.
Так как схемы управления насосами Н152, 161, 162, 110...112, 22, 63, 92, 101…104 аналогичны, то не будем разрабатывать схемы электрические принципиальные управления для каждого насоса, а разработаем таблицу применимости, на основании которой можно получить схему управления для любого насоса.
3.4.3 Задвижка N1. Схема электрическая принципиальная управления
В соответствии с исходными данными необходимо управлять задвижкой N1 по месту, дистанционно и автоматически с сигнализацией состояния - открыта/закрыта/сработала муфта в операторной.
Для управления электроприводом задвижки N1 и защиты силовой цепи от короткого замыкания в части ЭМ предусмотрен блок управления электродвигателем реверсивный БВ5430В. Блок предназначен для реверсивного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 400 кВт. Выбор режима управления задвижкой N1 (по месту или из операторной) осуществляется с помощью промежуточных реле Н151-KV1,2 (ABB R500), сигнал управления на которые приходит с модуля вывода дискретных сигналов.
Для управления задвижкой N1 по месту предусмотрен пост управления взрывозащищенный трехкнопочный ПВК-32 (Стоп с самофиксацией).
Из операторной или в автоматическом режиме задвижка N1 управляется с помощью двух дискретных выходов контроллера S7-300, через промежуточные реле N1-KV3,4 (ABB R500). Сигналы состояния задвижки N1- открыта/закрыта/сработала муфта снимаются с блока конечных выключателей задвижки N1 и подключаются к модулям дискретного ввода через промежуточные оптроны ABB R500 (220VAC/24VDC), которые открываются при наличии напряжения в цепи конечного выключателя. Так как схемы управления задвижками N2…12 аналогичны, то не будем разрабатывать схемы электрические принципиальные управления для каждой задвижки, а разработаем таблицу применимости, на основании которой можно получить схему управления для любой задвижки.
3.4.4 Модули ввода аналоговых сигналов. Схема электрическая принципиальная подключения
Схему электрическую принципиальную подключения модулей аналогового ввода будем разрабатывать в соответствии со схемами подключения приборов, датчиков и модулей контроллера.
3.4.5 Модули ввода дискретных сигналов. Схема электрическая принципиальная подключения
Схему электрическую принципиальную подключения модулей дискретного ввода будем разрабатывать в соответствии со схемами подключения приборов, датчиков и модулей контроллера.
3.4.6 Модули вывода дискретных сигналов. Схема электрическая принципиальная подключения
Схему электрическую принципиальную подключения модулей дискретного вывода будем разрабатывать в соответствии со схемами подключения приборов, датчиков и модулей контроллера.
3.4.7 ПК для АРМ оператора. Схема электрическая принципиальная подключения
Схему электрическую принципиальную подключения ПК будем разрабатывать в соответствии со схемами подключения АСН, ПЛК и вычислителя Метран-333.
3.5 Разработка технологических программ
Функциональный блок FB51 - управления задвижкой
Управление задвижкой осуществляется в трех режимах:
Местное управление - управление производится на месте установки задвижки;
Дистанционное управление - управление производится из операторной оператором;
Автоматическое управление - управление производится системой регулирования/управления.
В разрабатываемой системе имеет смысл организовать дистанционное управление через АРМ оператора. Сигналами воздействия являются команды: открыть и закрыть.
В используемой схеме управления выбор местного режима никак не выбирается. Выбор дистанционного и автоматического режима осуществляется программным путем.
Функциональный блок управления задвижкой (FB51) реализует следующие функции:
Переключение между дистанционным и автоматическим режимами;
Блокировка одновременного открытия и закрытия
Сброс сигналов на открытие и закрытие при достижении граничных значений.
На рисунке 3.2 приведен пример вызова функционального блока для управления задвижкой N15.
Рисунок 3.2 - Пример вызова функционального блока для управления задвижкой
Назначение входных/выходных переменных дано в таблице 3.4:
Таблица 3.4 - Назначение входных/выходных переменных
|
Название |
Тип |
Напр. |
Назначение |
|
|
auto_dist |
BOOL |
IN |
Выбор режима: автоматический/ дистанционный |
|
|
open_os |
BOOL |
Сигнал от задвижки: открыта полностью |
||
|
close_os |
BOOL |
Сигнал от задвижки: закрыта полностью |
||
|
open_a |
BOOL |
IN/OUT |
Комманда открытия в авт. режиме |
|
|
close_a |
BOOL |
Комманда закрытия в авт. режиме |
||
|
open_d |
BOOL |
Комманда открытия в дист. режиме |
||
|
close_d |
BOOL |
Комманда закрытия в дист. режиме |
||
|
open |
BOOL |
OUT |
Сигнал открывание задвижки |
|
|
close |
BOOL |
Сигнал закрывание задвижки |
Для того, чтобы выдать команду на открытие/закрытие задвижкой, выбрать режим, необходимо установить соответствующую переменную в блоке данных конкретной задвижки. Например, на рисунке 3.3 изображен фрагмент функционального блока FB1 где осуществляется 2х позиционное регулирование уровня нефти в газосепараторе ГС-1.
Рисунок 3.3 - Регулирование уровня нефти в ГС-1 с помощью электроприводной задвижки
Соответствие блоков и позиций задвижек приведен в таблице 3.5.
Таблица 3.5 - Соответствие блоков и позиций задвижек
|
Символьное обозначение блока |
Номер блока |
Позиция задвижки |
|
|
N1 |
DB110 |
N1 |
|
|
N2 |
DB111 |
N2 |
|
|
N3 |
DB112 |
N3 |
|
|
N5 |
DB113 |
N5 |
|
|
N7 |
DB114 |
N7 |
|
|
N8 |
DB115 |
N8 |
|
|
N9 |
DB116 |
N9 |
|
|
N10 |
DB117 |
N10 |
|
|
N11 |
DB118 |
N11 |
|
|
N15 |
DB119 |
N15 |
|
|
N16 |
DB120 |
N16 |
|
|
N17 |
DB121 |
N17 |
|
|
N6 |
DB122 |
N6 |
Функциональный блок FB50 - управление насосом
Управление насосом осуществляется в трех режимах:
Местное управление - управление производится на месте установки насоса (в технологической насосной);
Дистанционное управление - управление производится из операторной оператором;
Автоматическое управление - управление производится системой регулирования/управления.
В разрабатываемой системе дистанционное управление производится через АРМ оператора (как и в случае с задвижкой). Сигналами воздействия являются команды: пуск и останов.
В используемой схеме управления выбор местного режима выбирается замыканием ключа DO-Н-1/1-1. Выбор автоматического и дистанционного режима осуществляется размыканием этого ключа. Управление насосом в автоматическом и дистанционном режиме осуществляется с помощью ключа DO-H-1/1-2.
В функциональном блоке предусмотрена сигнализация внезапной остановки/не запуска насоса. Данные события могут возникнуть при:
Нажатии кнопки Стоп (H-1/1-SB1);
Срабатывании теплового реле QF1;
Неисправности магнитного пускателя или соединяющих проводов.
На рисунке приведен пример вызова рассматриваемого функционального блока для управления насосом Н-1/1. Назначение входных/выходных переменных блока дано в таблице 3.6:
Рисунок 3.4 - Пример вызова функционального блока для управления насосом
Таблица 3.6 - Назначение входных/выходных переменных блока