Автоматизация технологических процессов (2)

Дипломная работа

Автоматизация — это применение комплексных средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска продукции, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшению количества операторов, повышению надежности и долговечности машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и безопасность.

Автоматизация освобождает людей от необходимости непосредственно управлять механизмами. В автоматизированном производстве роль человека ограничивается установкой, настройкой, обслуживанием оборудования автоматизации и контролем его работы. Эксплуатация оборудования автоматизации требует высококвалифицированных операторов.

Газораспределительная станция (ГРС) — основной объект газотранспортной системы, используемый для снижения давления газа в трубопроводах и обеспечения его потребителей. Современная ГРС — это сложный, высокоавтоматизированный и энергоемкий объект. Газопроводы могут работать в различных режимах, которые меняются вместе с режимами работы оборудования. В этом случае возникает проблема выбора наиболее подходящих режимов, соответствующих оптимальной нагрузке на газопровод.

С развитием электронных компьютеров стало возможным автоматизировать управление GDS. В настоящее время на заводах ГРС широко применяются как отечественные системы автоматизации, так и зарубежные счетчики, системы автоматизации и телемеханика.

Назначение станции — снижение рабочего давления до заданного значения. Система управления должна быть достаточно сложной, чтобы соответствовать разнообразным статическим и динамическим характеристикам станции. Стоимость системы управления несоизмерима с потерями в результате аварий. Систему защиты можно сравнить с противопожарной системой, которая окупает себя сразу после установки за счет экономии на неудавшихся пожарах.

Задачей систем автоматизации СУГ является управление агрегатом в соответствии с командами, полученными от оператора, контроль технологических параметров, обеспечение защиты главной газораспределительной станции. На сегодняшний день решение этих проблем является важным вопросом.

Технологическая схема ГРС и ее характеристики

20 стр., 9573 слов

Автоматизация газораспределительной станции

... как отечественные системы автоматизации, так и зарубежные контрольно-измерительные приборы, системы автоматики и телемеханики. Назначение станции — понижение рабочего давления до заданного значения. Система управления должна быть ... условий обеспечения требуемой температуры газа на выходе ГРС, нормальной работы оборудования станции и исключения его оледенения. В случае использования БПГ в контуре ...

Название и состав ГРС

Основным технологическим процессом Стерлитамакского ЛПУМГ ООО «Газпромтрансгаз-Уфа» является транспортировка газа на юге Республики Башкортостан и поставка газораспределительных станций, доставляющих газ потребителям.

Станция является сложным и ответственным энергетическим (технологическим) объектом повышенной опасности. Надежность и безопасность газоснабжения потребителей, промышленная безопасность как взрыво- и пожароопасного промышленного объекта предъявляют высокие требования к технологическому оборудованию и средствам автоматизации ГРС.

Газораспределительные станции предназначены для подачи газа из магистральных и промысловых трубопроводов следующим потребителям

  • Объекты газовых и нефтяных месторождений (для собственного потребления);
  • Установки газокомпрессорных станций (ГКС);
  • Объекты малого и среднего населенного пункта;
  • электростанции;
  • Промышленные, коммунальные и жилые комплексы.

GDS обеспечивает:

  • Очистка газа от механических примесей и конденсата;
  • газовое отопление;
  • снижение давления газа и его постоянное обслуживание с определенной точностью;
  • Измерение расхода газа с записью в течение нескольких дней;
  • Одоризация газа по отношению к его потоку перед доставкой потребителю.

Газораспределительная станция включает в себя:

(а) Узлы:

  • Распределительное устройство;
  • Очистка газа;
  • Предотвращение гидратообразования;
  • Сокращение газа;
  • подогрев газа;
  • коммерческое измерение расхода газа;
  • одоризация газа (при необходимости);
  • автономное питание.

b) системы:

  • Управление и автоматизация;
  • связи и телемеханики;
  • электрическая молниезащита;
  • защита от статического электричества;
  • электрохимическая защита;
  • отопление и вентиляция;
  • охранная сигнализация;
  • контроль газа.

Распределительное устройство

Распределительное устройство должно включать в себя:

  • Клапаны с пневматическим приводом на входных и выходных газовых линиях;

— предохранительные клапаны с переключением трехходовых клапанов на каждом выходном газопроводе (могут быть заменены на два ручных клапана с блокировочным устройством, предотвращающим одновременное отсечение предохранительных клапанов при отсутствии трехходового клапана) и свечой для сброса газа

  • Изоляционные устройства на входных и выходных газопроводах для поддержания потенциала катодной защиты для раздельной защиты оборудования газоснабжения на месте и внешних газопроводов;
  • свеча на входе ГРС для аварийного сброса газа из технологических трубопроводов;
  • Обходная линия, соединяющая входной и выходной трубопроводы ГРС для обеспечения кратковременной подачи газа потребителю в обход ГРС.

Перепускная линия должна быть оснащена двумя клапанами:

первый — вдоль запорного клапана для потока газа, а второй — для дросселирования регулирующего клапана (при отсутствии регулирующего клапана можно использовать задвижку с ручным управлением).

17 стр., 8378 слов

Технологии сбора и подготовки нефтяного газа на Мессояхском газогидратном ...

... газ Мессояхского месторождения по углеводородному составу относится к сухим газам (в таблице 2.1 приведен состав пластового газа). За период разработки месторождения состав газа практически не изменился. Газ Мессояхских ... электроконтактный манометр; УВК - углеводородный конденсат; ДЭГ (НДЭГ) - деэтиленгликоль ... строительного материала. На установку очистки воды подаются и нефтесодержащие промысловые ...

Байпасная линия должна быть оборудована устройствами контроля газа.

Коммутационный блок должен находиться на расстоянии не менее 10 м от зданий, сооружений или технологического оборудования, установленного на открытой местности. Клапаны с пневматическим приводом коммутационной установки должны иметь автоматическое или дистанционное управление.

Газоочистительная установка

Для очистки газа на ГРС необходимо использовать пылеулавливающее оборудование, обеспечивающее кондиционирование газа для стабильной работы системы ГРС и потребителя.

Газоочистительная установка состоит из фильтра-сепаратора SGV-7 или фильтра-сепаратора, который обеспечивает проектную мощность АГРС и должен очищать газ от твердых частиц и капельной влаги. Степень очистки 10 мкм, а эффективность очистки 99,99%. Продукты очистки из емкости фильтрующих сепараторов автоматически сбрасываются в резервуар для сбора конденсата.

Рекомендуется предусмотреть на ГРС не менее двух газоочистных установок. Блок газоочистки должен быть оснащен системой отвода конденсата и сброса его в сборные резервуары.

Вместимость резервуара должна определяться исходя из слива примесей в течение 10 дней.

Емкости должны быть рассчитаны на максимально возможное давление и оборудованы указателем уровня жидкости.

Для устранения выбросов в атмосферу паров конденсата и пахучих веществ необходимо применять меры по их использованию.

Технологический процесс сбора продуктов газоочистки из емкостей должен исключать возможность пролива и проникновения жидкости в почву.

Единица снижения расхода газа

Количество редукционных линий в редукционной установке должно быть не менее двух (один резервный).

Допускается использование трех редукционных линий одинаковой пропускной способности (одна — резервная линия).

При необходимости на начальной стадии работы ГРС в редукционном блоке может быть предусмотрена низкопроточная линия.

Линии редукции внутри редуктора должны быть оснащены аналогичными запорными и регулирующими клапанами. Газоснижающие трубопроводы должны быть оборудованы выпускными свечами зажигания.

Линии сокращения должны быть оборудованы автоматической защитой от отклонения от рабочих параметров и автоматическим вскрытием резерва.

В линиях редуцирования используются регуляторы RDO-1, RDE, Tartarini, RMG, RDO25-100, RD-10 и другие. Регуляторы обеспечивают точность поддержания давления на выходе: 2,5 0,5. При необходимости для поддержания дисциплины потребления газа используются регуляторы с дистанционным входом заданного значения.

Газовый нагревательный блок

Газовый нагревательный блок предназначен для косвенного нагрева газа до заданной температуры; используется в составе ГРС для предотвращения образования гидратов газа при редуцировании газа и поддержания температуры газа на выходе из ГРС на заданном значении, а также для обеспечения теплоносителя для систем отопления помещений или других возможных потребителей тепла.

19 стр., 9086 слов

Дожимная насосная станция

... жидкости существует несколько типов ДНС. Дожимная насосная станция состоит из следующих блоков: буферной емкости; сбора и откачки утечек нефти; насосного блока; свечи аварийного сброса газа. Все блоки ... стабилизацию. При необходимости применяют сочетание ... насосной станции (ДНС) Дожимные насосные станции (ДНС) применяются в тех случаях, если на месторождениях (группе месторождений) пластовой энергии ...

ПГУ предназначены для работы в районах умеренного и умеренно-холодного климата (УХЛ, СФ) и в холодных климатических зонах (КХЛ, F).

Размеры отопительного агрегата в составе газораспределительных станций следует определять в соответствии с условиями требуемой температуры газа на выходе из газораспределительной станции, нормальной работы оборудования станции и устранения его обледенения. При использовании сжиженного газа в отопительном контуре необходимо учитывать дополнительную тепловую нагрузку.

Нагрев газа в кожухотрубном теплообменнике осуществляется с помощью промежуточного теплоносителя, нагретого в водогрейном котле. В зависимости от тепловой мощности агрегата теплоноситель нагревается до 95°C и подается в кожухотрубчатый теплообменник, где тепло передается на обогреваемое тело (газ), затем охлажденный теплоноситель из обратной линии подается на вход водогрейного котла при температуре до 95°C. При наличии дополнительного отопительного контура теплоноситель берется из обратной линии.

Конструктивно блок газового отопления состоит из двух блоков:

  • Котельная;
  • блок теплообменников.

Оборудование этих блоков расположено в герметично закрытой коробке, которая разделена на две камеры: котельную (категория D) и теплообменную (категория B-1a).

Коробка выполнена из «сэндвич»-панелей и имеет съемную крышу, что позволяет быстро устанавливать и ремонтировать тяжелое и громоздкое оборудование. Устойчивость блок-бокса к сейсмическим нагрузкам до 9 баллов. Компактность агрегата и полная заводская готовность позволяют быстро транспортировать, устанавливать и вводить его в эксплуатацию. ГПУ спроектирован в соответствии с требованиями ГОСТ и СНиП, а также последними требованиями государственных документов «Газпрома».

Необходимая тепловая мощность обеспечивается двумя водогрейными котлами в котельном отсеке для повышения надежности установки. В случае выхода из строя одного котла, второй котел сможет обеспечить работоспособность установки в аварийном режиме.

Циркуляционные насосы устанавливаются на входе в котлы горячей воды и работают под управлением контроллера насоса и устройства защиты насоса в режиме распределения времени. В случае выхода из строя насоса из строя, исправный насос обеспечивает 100% работоспособность. Для защиты системы от превышения внутреннего гидравлического давления котлы оснащены предохранительными продувочными устройствами (сбрасываемыми в расширительный бак).

Питание BPH осуществляется от промышленной сети 220В/50Гц, или 380В/50Гц, в зависимости от требований заказчика. Питание подается от входного шкафа, который оснащен автоматическими выключателями. Входной шкаф установлен в котельной.

Управление логистикой распределения газа

Газовое одоризационное оборудование

25 стр., 12461 слов

Тема работы Разработка системы автоматизированного управления ...

... системы) установки комплексной подготовки газа. Цель работы разработка автоматизированной системы управления блока сепарации УКПН с использованием ПЛК, на основе выбранной SCADAсистемы. В данном проекте была разработана система контроля и управления технологическим ...

Газ, подаваемый в населенные пункты, должен быть одоризован. Для одоризации газа можно использовать этил меркаптан (не менее 16 г на 1000 м) или другие вещества.

Газ, поставляемый на промышленные предприятия и электростанции, не должен иметь запаха по согласованию с потребителем.

В тех случаях, когда центральная установка одоризации газа расположена на магистральном газопроводе, установка одоризации газа на ГРС не предусмотрена.

Система одоризации обычно устанавливается на выходе станции ниже байпасной линии. Подача запаха допускается как для автоматического, так и для ручного управления.

Необходимо предусмотреть резервуары для хранения пахучих веществ на ГРС. Объем резервуаров должен быть таким, чтобы их можно было заполнять не более 1 раза в 2 месяца. Заполнение резервуаров и хранение пахучего вещества, а также одоризация газа должны проводиться в закрытом режиме без выпуска паров пахучего вещества в атмосферу и их нейтрализации.

Режимы работы и эксплуатационные параметры АГРС «Энергия-1» Салихово.

Режимы управления:

  • полностью автоматическое управление;
  • дистанционное управление приводами с удаленного рабочего места оператора ARM;
  • ручное и автоматическое дистанционное управление приводами с центрального рабочего места оператора станции, установленного в шкафу АСУ.

Автоматические газораспределительные станции «Энергия» (рис. 1) предназначены для обеспечения индивидуальных потребителей природным, попутным, предварительно очищенным от тяжелых углеводородов и искусственного газа из магистральных газопроводов под давлением (1,2-7,5 МПа) за счет снижения давления до заданного (0,3-1,2 МПа) и поддержания его в работоспособном состоянии. Энергетические» станции эксплуатируются на открытом воздухе в помещениях с умеренным климатом при температуре воздуха от -40 °С до +50 °С с относительной влажностью 80% при 20 °С.

Номинальная производительность станции «Энергия-1» в газе по ГОСТ 2939-63 равна 10000 м3/ч при давлении на входе Рвх=7,5 МПа (75 кгс/см2) и Р аут=0,3 МПа (3 кгс/см2).

Максимальная производительность станции равна 40000 м3 /ч газа при входном давлении Пвх = 7,5 МПа (75 кгс/см2) и P out = 1,2 МПа (12 кгс/см2).

Индикаторы Значения

Энергия-3 Энергия-1 Энергия-3.0

Расход, нм3/ч 1000-6000 10000-40000 3000

Давление рабочей жидкости, МПа:

  • вход 1,2-7,5
  • выход 0,3;
  • 0,6;
  • 0,9;
  • 1,2 (по мере необходимости)

Температура рабочей жидкости, °С:

входное отверстие по мере необходимости

Выход по мере необходимости

Рабочая температура, °С:

температура окружающей среды от -40 до +50

внутри помещения ГРС от -40 до +50 минимум +5

Количество розеток Один или несколько,

по мере необходимости

Содержание капель жидкости в газе не ограничено.

Содержание механических примесей в газе не ограничено.

Минимальный размер механических частиц, удерживаемых в фильтрах, микрон 400 5

Количество котлов, шт — 2-3 (один резервный)

Тепловая мощность, кВт

  • Котел — 29,7
  • Отопление 100 235, 350 или 980

Потребление газа, м3/ч:

  • для котлов — 3,5
  • Для подогревателя (Факел-ПГ-5) 12 — — — —
  • к подогревателю (РН-10) 41 — —
  • к подогревателю (ПТПГ-30) — 115 — —
  • к подогревателю (PHA-200) — 33 -.

Давление теплоносителя, МПа:

11 стр., 5029 слов

Измерение кровяного давления

... согласно закону Паскаля, избыточное давление столба жидкости вносит минимальные искажения в результаты измерения АД (рис. 1). Рис. –2 участок временной реализации АД. Преимуществом этого метода является ... основе одного из известных методов измерения артериального давления (АД). Так у людей молодого возраста при нормальной величине АД линейная скорость течения крови по артериям не превышает 0,3-0,5 ...

  • с котлами — — 0,2-0,3
  • от тепловой сети — до 0,6.
  • в подогревателе — атмосферный до 0,6

Температура охлаждающей жидкости, °C 70-95

Тип одоризатора автоматический с дискретным питанием

Габаритные размеры, мм Вес, кг

Коммутационный блок 5450/2200/2700 3800

Коммутационный блок 4800/2200/2700 4500

Устройство одоризации 1800/1180/2270 256

Блок управления (вариант) 4500/2450/2700 3950

Газовый нагреватель ПГ-10 5450/2200/2700 3800

Описание схемы технологического процесса

Схема технологического процесса АГРС «Энергия-1» Салихово представлена на рис. 1.4.

Газ высокого давления, поступающий в ГРС, проходит через шаровой кран № 1 (рис. 1.4) к газоподогревателю ПТПГ-15М, где он нагревается для предотвращения осаждения кристаллогидратов.

Нагревание происходит в змеевике за счет излучения от горелки и тепла от выхлопных газов.

Нагретый газ высокого давления поступает через клапаны №7,6 в редукционный блок, который совмещен с блоком очистки. Редукционный блок состоит из двух редукционных поездов: Операционная и резервная нить.

В редукционной установке топливный газ снижается до 100-200 мм водяного столба для питания горелки.

Из редуктора газ низкого давления поступает в дозатор.

После дозатора газ поступает в блок одоризации, а затем в блок коммутации. Газ поступает в коммутационный аппарат через входной кран № 12 и отводится к свече через выходную линию.

Кондиционированный газ поставляется потребителю при давлении на выходе 0,6 МПа.

Автоматизация объекта технологического контроля ГРС

Сфера автоматизации

Уровни автоматизации

Как правило, системы мониторинга и управления — двухуровневая система, поскольку именно на этих уровнях осуществляется прямое управление технологическими процессами.

Нижний уровень — уровень объекта (управления) — включает в себя различные датчики для сбора информации о технологическом процессе, электроприводы и исполнительные механизмы для выполнения регулирующих и управляющих воздействий. Датчики предоставляют информацию локальным программируемым логическим контроллерам (ПЛК — программируемый логический контроллер).

Как правило, задачи управления выполняются на уровне контроллера.

Для снижения человеческого фактора, связанного с ошибочной эксплуатацией сложного технологического оборудования, необходимо внедрить средства автоматизации на основе человеко-машинного интерфейса, который интуитивно понятен человеку и предназначен для обобщения, структурирования и систематизации информации.

5 стр., 2371 слов

Артериальное давление, техника измерения, виды артериальной гипертонии

... у ближайших родственников. 2.4 Методы измерения артериального давления В настоящее время кровяное давление измеряется двумя методами: 1. Метод Короткова ... необходимо знать его величину. Чем выше уровень артериального давления, тем выше риск развития таких опасных заболеваний, как ... и это сопровождается появлением отдышки, утомляемости, отеков на ногах. Эти признаки часто свидетельствуют о развитии ...

Верхний уровень изначально включает в себя одну или несколько станций управления, которые представляют собой автоматизированную рабочую станцию (АРМ) диспетчера/оператора. Рабочие станции в основном представляют собой компьютеры IBM различной конфигурации.

Актуальность автоматизированного рабочего места оператора ГРС заключается в необходимости повышения эффективности взаимодействия оператора (диспетчера) с системой и доведения до нуля его критических ошибок под контролем; сокращения времени на обработку информации, поиск необходимой информации; повышения качества контроля и регистрации аналоговых и дискретных параметров; контроля технологического оборудования, т.е. повышения эффективности работы оператора.

Следующие функции выполняет автоматизированное рабочее место системы управления GDS:

  • Обеспечить механизм регистрации пользователей для защиты от несанкционированного контроля технологического оборудования ГРС;
  • Отображение на мониторе имитационных схем прослушивания и технологического оборудования GDS в виде видеозаписей, выполненных по принципу многоуровневого вложения от общего к конкретному;
  • На мониторе можно увидеть информацию от датчиков и сигнализаторов о состоянии технологического оборудования ГРС, а также информацию от локальных автоматизированных систем управления в режиме реального времени (газовые обогреватели и т.д.);
  • Отображение аналоговых параметров, в том числе тенденций за определенный период времени, и контроль их надежности;
  • отображение настроек аналоговых параметров с возможностью их модификации;
  • отображение состояния приводов и управление их работой;
  • дистанционное управление исполнительными механизмами (клапанами, вентиляторами, УЗО)
  • Запись и архивирование информации с согласованной ретроспективной глубиной о состоянии отделений ГРС, состоянии технологического оборудования, аварийных и предаварийных ситуациях, действиях оператора (управление технологическим оборудованием, изменение настроек параметров технологического процесса);
  • Отображение и запись учета расхода газа на нескольких счетчиках (мгновенный, суточный, месячный расход), изменение параметров конфигурации, в том числе химического состава газа;
  • отображение текущей тревожной и предупреждающей информации в текущем журнале тревог;
  • звуковой сигнал оператора в случае тревоги, включая тревожное и предупреждающее сообщение.
  • автоматическая генерация и печать журналов операторов;
  • архивирование журналов событий, трендов и журналов операторов.

Внедрение таких систем на газораспределительных станциях имеет особое значение, так как позволяет эффективно работать ГРС в определенных режимах, улучшая качество работы, обеспечивая отсутствие аварий и экологическую безопасность, а также повышая производительность труда.

Средства автоматизации ГРС (САУ ГРС) должны повысить надежность и стабильность работы ГРС и обеспечить бесперебойную подачу газа потребителям.

Функции автоматизации

Обеспечивает комплект технических средств автоматизации, установленных на технологическом оборудовании:

1) Управление коммутационным аппаратом, в том числе:

12 стр., 5978 слов

Мокрая очистка газов

... Описание схемы процесса мокрой очистки газов Исходные данные: Fг=150± ... сигналом 4-20mA. Таким образом давлению 0МПа будет соответствовать сигнал на выходе преобразователя 4mA, а давлению 0.25 МПа -ток 20 mA. Оценим требуемую относительную погрешность измерения д. Для заданной абсолютной погрешности измерения ... управления рассмотрим форсуночную трубу Вентури, в которой жидкость под небольшим давлением ...

  • Измерение давления и температуры газа на входе ГРС, сравнение измеренных значений с заданными технологическими и аварийными пределами, формирование и вывод аварийных и предупреждающих сообщений.
  • Измерение давления и температуры газа на выходе ГРС, сравнение измеренных значений с заданными технологическими и аварийными пределами, формирование и вывод предупреждающей и аварийной сигнализации;
  • Сигнализация положения клапанов коммутационного блока, предохранительного клапана ГРС; дистанционное управление (с локального пульта управления ГРС и с диспетчерской станции) клапанами коммутационного блока, предохранительным клапаном ГРС и автоматическое отключение ГРС в случае аварии.

Управление системой газоочистки, в том числе: измерение дифференциального давления в сепараторе;

  • Сигнал о минимальном и максимальном допустимом уровне жидкости в сепараторе;
  • дистанционное и автоматическое управление краном на линии жидкости в зависимости от уровня жидкости в сепараторном фильтре;
  • сигнализация максимального уровня жидкости в сборных резервуарах;

2) Контроль блока предотвращения гидратообразования, в том числе:

  • Измерение давления и температуры газа на выходе из отопительного прибора;
  • сигнализация положения кранов на входе и выходе подогревателя и клапана на линии подачи газа в обход подогревателя;
  • автоматическое и дистанционное управление кранами;
  • Сигнализация работы подогревателя от управления подогревателем; сигнализация отказа подогревателя.

3) Управление газовым редуктором, в том числе:

  • Контроль положения ответвителей на линиях редуктора;
  • автоматический и дистанционный запуск/остановку редукторных линий, включая резервные и вспомогательные цепи в соответствии с РДД 39-1.10-069-2002.
  • Сигнализация давления газа на редукционных линиях между последовательно соединенными управляющими устройствами.
  • Автоматическое регулирование давления газа для потребителей.

4) Коммерческое измерение газа для каждого потребителя, в том числе:

  • Измерение общих для всех потребителей параметров и введение необходимых постоянных;
  • измерение давления газа;
  • измерение температуры газа;
  • Измерение расхода газа (газовый счетчик с импульсным выходом).

  • Расчет расхода газа по ГОСТ 30319.1-96, ГОСТ 30319.2-96, ГОСТ 30319.3-96, ГОСТ 8.563-97, ПР 50.2.019-96.

6) контроль системы одоризации газа, в том числе

  • индикация минимального уровня наполнения бака для пахучих веществ
  • Контроль дозированной подачи пахучего вещества в газ.
  • индикация наличия пахучего потока
  • контроль количества впрыскиваемого пахучего вещества.

7) Управление краном на байпасной линии, в том числе:

  • Положение клапана на байпасной линии;
  • 7) Дистанционное управление краном (из локальной панели GDS и диспетчерского пункта) на байпасной линии.

8) Сигнализация состояния узла питания, в том числе:

  • Сигнализация отключения основного источника питания;
  • Сигнализация состояния резервного источника питания;
  • Сигнализация переключения на резервный источник питания;
  • Счета за энергопотребление.

9) Коммерческий учет газа для собственных нужд, в том числе.

2 стр., 994 слов

Регулятор давления газа

... Термины, используемые для характеристики работы регуляторов давления газа Статическая ошибка — отклонение регулируемого давления от заданного при установившемся режиме, ... чувствительным элементом регулятора, достаточно большое, то он сам осуществляет функции управления регулирующим органом. Такие регуляторы называются регуляторами прямого ... 978-5-9758-1209-4 Данный реферат составлен на основе .

  • Измерение параметров и ввод необходимых констант;
  • Измерение давления газа;
  • Измерение температуры газа;
  • Измерение расхода газа (газовый счетчик с импульсным выходом);

10) Государственный контроль ГРС, в том числе

  • Обнаружение аварийных ситуаций по соответствующим алгоритмам, активация мер противоаварийной защиты ГРС;
  • Измерение температуры в приборе и блоке управления;
  • Сигнализация в случае докритической концентрации природного газа в помещениях ГРС;
  • пожарная тревога;
  • Сигналы о проникновении на территорию ГРС и ГРС;
  • Сигнализация утечки запаха;
  • Контроль эксплуатации и управления станцией катодной защиты (измерение напряжения, тока, потенциала и регулирование выходного напряжения/тока);

11) самодиагностика технического состояния системы управления ГРС, в том числе.

  • Обнаружение неисправностей аналоговых датчиков с унифицированным выходом;
  • Контроль целостности цепей исполнительных механизмов;
  • Обнаружение неисправностей с точностью до типичного модуля ввода/вывода;
  • Обнаружение отсутствия связи с верхним уровнем управления.

12) Представление информации:

  • Формирование и вывод информации, в том числе предупреждающей и аварийной сигнализации, в местный диспетчерский центр;
  • активация сирены в ГРС;
  • Генерирование и выдача предупреждений и сигналов на удаленную консоль, активация сирены;
  • Сгенерировать и передать информацию по каналам связи в операционный центр;
  • Обрабатывайте, синхронизируйте и выполняйте команды с локальной панели управления и центра управления;
  • Удаленное выключение (из центра управления) GDS.

13) Вспомогательные функции:

  • Переключение с основного на резервное питание без нарушения алгоритма работы и вывода ложных сигналов;
  • Защита от несанкционированного доступа к информации и контролю;
  • Регистрация событий.

Описание функциональной схемы автоматизации.

Функциональная схема автоматизации (ФСА) АГРС «Энергия-1» Салихово приведена на рис. 2.2. Он выполнен в соответствии с областью автоматизации для данного объекта. На схеме можно отметить следующие контуры:

  • Измерение параметров и их отображение на месте или на панели;
  • Контроль и сигнализация предельных значений или пороговых значений;
  • Контроль необходимых технологических параметров для поддержания технологического процесса.

Измерение всех технологических параметров необходимо для визуализации технологического процесса и определения соответствия режиму работы ГРС.

Управление и сигнализация выполняется контроллером. Это делается следующим образом. Токовый сигнал от датчика подается на вход модуля аналогового входа контроллера. Процессор получает сигнал и с помощью программного обеспечения сравнивает его с предустановленным значением. Если входное значение равно или больше предела, то на соответствующем выходе модуля дискретного выхода формируется логическое. Соответственно, световая и звуковая сигнализация активируется на панели управления.

Обозначение изделия Количество Примечание

ТТ1,… ТТ3 Интеллектуальный температурный преобразователь Метран-286 3

ТТ4, ТТ5 Термопарный преобразователь сопротивления ТСМУ-205 2

RT6,… RT8 Преобразователь манометрического давления Метран -100-Vn-DI 3

PIS9, PIS10 Электрический контактный датчик DM 2005 CrlEx 2

Ультразвуковой сигнализатор уровня в искробезопасном исполнении UZS-207I

LE11.1 1 1) Акустический датчик AD101I-1600-0 1

LE11.2) Акустический преобразователь AD101I-1000-N 1

LSA11 3) Вторичный преобразователь частоты HP-201I 1

Комплект системы газового анализа SGAES

QT12.1, 1) Оптические SGOES с газовым датчиком 2

QT12.2

QS12 2) Устройство с пороговым значением UPES-40 1

YQC13. Электропневматический блок управления ЭПУУ-4-1 11.

YQC23

SQ13,… Бесконтактный концевой выключатель ВКЭ-02 11

…SQ23

ZS24, ZC25 Выключатель Взрывозащищенный VPV-1A11U1 2.

Компьютер комплекса UT26 Superflu-2ET 1.

PT26.1; 26.4 Преобразователь давления 2

FT26.2; 26.5 Газовый счетчик с преобразованием импульсов 2

TE26.3; 26.6 Датчик температуры 2

PC27 Du80 Дроссельный клапан с приводом AUMA 1

PC28, PC29 Регулятор давления Лорд 2

FQI30 Корректор объема газа SEVC-D 1

USA31 Блок управления газовым нагревателем BUC-5PG 1

HSL Комбинированный передатчик сигналов «Экран-C3» 1

ППКОП Панель управления пожарной и охранной сигнализацией 1

Оборудование управления и связи комплекса «Магистраль-2» 1

Интеллектуальный преобразователь температуры Метран-286 предназначен для точного измерения температуры нейтральных, а также агрессивных сред, где материал защитной арматуры устойчив к коррозии.

Термоэлектрические преобразователи взрывозащищенные ТКМУ-014 предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред во взрывоопасных атмосферах, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси категорий IIA, IIB, IIC групп Т1…Т4 по ГОСТ Р 51320.19.

Измерение давления на входе и выходе ГРС осуществляется с помощью манометра Метран -100-Vn-DI и контактного манометра DM 2005 CrlEx. Уровни, выходящие за указанные пределы, сигнализируются набором ультразвуковых индикаторов уровня UZS-207I. Система газового анализа состоит из оптических газовых датчиков, установленных на месте, и порогового устройства УПЭС-40, установленного на панели управления. Электропневматический блок управления ЭСУУ-4-1 и бесконтактный концевой выключатель ВКЭ-02 сигнализируют о положении и управляют арматурой. Калькулятор комплекса «Суперрасход-2ET» автоматически собирает, обрабатывает и сохраняет данные о потреблении газа, в его состав входят датчики давления, счетчик газа с генератором импульсов и датчики температуры.

Электроуправляющий клапан Du80 позволяет осуществлять дистанционное управление клапаном. В редукторе давление контролируется регуляторами давления Лорде. Электронный корректор объема SEVC-D является ключевым элементом коммерческого расходомера газа, который используется для приведения объема газа, измеряемого счетчиком, к стандартным условиям.

Блок управления БУК-5ПГ предназначен для управления процессами нагрева газов и газовых смесей в когенерационных установках с промежуточными теплообменниками и обеспечения их безопасной эксплуатации.

В случае аварии включается световая и звуковая сигнализация, а отопительный прибор выключается с сохранением основной причины аварии.

Блок связи и управления комплекса «Магистраль-2» обеспечивает сбор и обработку телеметрической информации от сенсорного оборудования в режиме реального времени и функционирует в составе системы автоматического управления.

Пульт управления предназначен для централизованной и автономной защиты объекта от несанкционированного проникновения и пожаров.

Инструменты автоматизации

Интеллектуальный преобразователь температуры Метран-286

Измерение температуры осуществляется путем преобразования сигнала от первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА и наложенный цифровой сигнал на основе протокола HART.

Измеряемая величина — температура в датчике температуры Метран-286 преобразуется в изменение омического сопротивления платинового датчика. Аналоговый сигнал поступает на вход источника питания и преобразуется в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

С выхода микропроцессорного преобразователя дискретный сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует дискретный сигнал в равномерный ток-аналоговый сигнал 4-20 мА, и на блочный частотный модулятор, который преобразует дискретный сигнал в частотно-модулированный сигнал, наложенный на аналоговый сигнал.

Манометрический датчик давления Метран-100

Наиболее важным индикатором работы ГРС является давление. Это параметр, который должен измеряться, контролироваться и поддерживаться во время работы.

Датчик Метран-100 состоит из преобразователя давления и электронного преобразователя.

Мембранный преобразователь давления 3 расположен внутри основания 2. Внутренняя полость 4 заполнена силиконовой органической жидкостью и отделена от среды металлической гофрированной мембраной 5, которая приварена к основанию 2 по внешнему контуру. Полость 7 взаимодействует с окружающей средой.

Измеренное давление направляется в камеру 6 фланца 9, которая герметизирована прокладкой 8. Измеряемое давление воздействует на мембрану 5 и через жидкость на мембрану тензодатчика, вызывая ее отклонение и изменение сопротивления тензодатчика. Электрический сигнал от тензометрического преобразователя передается от блока датчиков к электронному преобразователю 1. Полость 7 герметизирована, а сигнал по проводам передается на электронный преобразователь по кабельному каналу 10.

Функционально электронный преобразователь состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), источника опорного напряжения, блока памяти АЦП, микроконтроллера с блоком памяти, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), регулятора напряжения, фильтра радиопомех и модема NART для преобразователей. Кроме того, электронный преобразователь оснащен ЖК-дисплеем. АЦП, источник опорного напряжения и блок памяти АЦП расположены на плате АЦП, которая объединена с измерительным блоком в один узел — датчик давления. Другие элементы функциональной схемы расположены в корпусе электронного преобразователя.

Плата АЦП принимает аналоговые пропорциональные сигналы от преобразователя давления и преобразует их в цифровые коды. Энергонезависимая память предназначена для хранения корректирующих коэффициентов характеристик блока датчиков и других данных о блоке датчиков.

Микроконтроллер, установленный на микропроцессорной плате, принимает цифровые сигналы с платы АЦП вместе с корректирующими коэффициентами, выполняет коррекцию и линеаризацию характеристик блока датчика, вычисляет корректируемое значение выходного сигнала датчика и передает его в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).

Цифровой преобразователь преобразует цифровой сигнал от микроконтроллера в аналоговый выходной токовый сигнал.

Термопаратный преобразователь ТСМУ-205

Термопреобразователь с однородным выходным сигналом ТСМУ-205 предназначен для преобразования значения температуры различных нейтральных (коррозионных) сред в однородный токовый выходной сигнал.

Они используются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в промышленных условиях.

Чувствительный элемент первичного преобразователя (100П или 100М, для ТЦМУ — К) и преобразователь IP, установленный в головке датчика в виде герметичной «таблетки», преобразуют измеряемую температуру в равномерный токовый выходной сигнал, что позволяет создавать системы ППКП без применения дополнительных преобразователей стандартизации.

IP включает в себя компенсатор нелинейности входного сигнала и, для TCMU-205, температурный компенсатор «холодного спая».

Технические характеристики датчика ТСМУ-205:

  • ? Диапазон температур кабриолета 0…100°C;
  • ? Предел допустимой сниженной основной погрешности 0,25%;
  • ? Предел рабочего избыточного давления составляет 20 МПа;
  • ? Индекс тепловой инерции 40 сек;
  • ? Выходной стандартный сигнал 4…20 мА;
  • ? Схема подключения 2-проводная;
  • ? ? сопротивление нагрузки до 1000 Ом;
  • ? потребляемая мощность не превышает 0,8 ВА;
  • ? Степень защиты от воды и пыли IР54 по ГОСТ 14254;
  • ? Рабочая температура окружающей среды -30 … 50 (-50 … 100)°С;
  • ? атмосферное давление 84-106,7 кПа (630-800 мм рт.ст.);
  • ? относительная влажность до 95% при 35 °С;

Программное обеспечение системы автоматизации объекта

Программирование задачи логического управления.

Описание алгоритма автоматического переключения газораспределительной станции (ГРС) в байпасный режим:

При нормальной работе ГРС газ проходит через впускные трубопроводы через открытую впускную задвижку KSH 1. В это время клапаны KSH 3, KSH 4 закрыты.

Переход в байпасный режим происходит в случае выхода из строя основных ГРС устройств, управляемых манометрами PT7 и PT8.

При отклонении давления от заданных параметров переключение ГРС на байпас начинается с полного открытия задвижки KSH 3, затем на 10% открывается регулирующий клапан KSH 4 и после возникновения давления в байпасной линии, управляемой манометром РС27 и выдержки по времени 30 секунд, задвижка KSH 1 закрывается. После этого регулирующий золотник KSH 4 должен использоваться для установки значения давления, необходимого для сброса, контролируемого манометром РС27 (золотник KSH 4 должен открываться до достижения заданного давления РС27).

Затем оператор получает сигнал для нормального переключения на байпасную линию.

Если по истечении 30 секунд с задержкой по времени давление в байпасной линии не появляется, срабатывает сигнал тревоги и затвор KSH 3 закрывается.

Список сигналов и структура графика перехода.

Входные сигналы:

P1, P2 — отклонение давления обнаруживается у датчиков PT7, PT8.

P3 — давление на датчике PC27 достигло заданного значения.

P30 — давление при PC27=0

X1o / X1z- задвижка KS1 полностью открыта / закрыта

X2o / X2z- слайд KS3 полностью открыт / закрыт

X10% — KSH4 открыт до 10%

X3z — KSH4 полностью закрыт

Үsb — Сброс сигнала тревоги

Выходные сигналы:

U1o / U1zz — сигнал к открытию / закрытию KSH1.

U3o / U3z — сигнал к открытию / закрытию KSH2

U4o / U4zzz — сигнал к открытию / закрытию KSH3

Uok — сигнал оператору при нормальном переключении на байпасную линию.

Ic — сигнал об аварийной ситуации при переходе на байпасную линию.

Т — таймер

3.3 Текст программы

Текст программы автоматического переключения газораспределительной станции в байпасный режим на языке ST.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ Шаг от

0: U1o:= FALSE;

  • U1z:= FALSE;
  • U3o:= FALSE;
  • U3z:= FALSE;
  • U4o:= FALSE;
  • U4z:= FALSE;
  • Uok:= FALSE;
  • Ic:= FALSE;
  • IF p1 AND p2 THEN step:= 1;
  • END IF;

1: U3o:= TRUE;

  • IF X2o THEN step:= 2;
  • END_IF;

2: U3o:= FALSE;

  • U4o:= TRUE;
  • IF x10% THEN step:= 3;
  • END_IF;

3: U4o:=FALSE;

  • T:=t#0s;
  • Tstart(T);
  • шаг: =50;

50: IF T>t#30s И p30 THEN шаг:=7; END IF;

  • IF T>t#30s AND (не p30) THEN step:=4;
  • END_IF;

4: U1z:= TRUE;

  • Т-стоп(Т);
  • IF x1z THEN step:= 5;
  • END IF;

5: U4o:=TRUE;

  • U1z:=FALSE;
  • IF p3 THEN step:= 6;
  • END_IF;

6: Uok:=TRUE;

  • U4o:=FALSE;
  • IF Ysb THEN step:= 7;
  • END_IF;

7: Ic:=TRUE;

  • U3z:=TRUE;
  • Т-стоп(Т);
  • IF X3z THEN step:= 8;
  • END_IF;

8: U3z:= FALSE;

  • IF Ysb THEN шаг:= 9;
  • END IF;

9: U1o:=TRUE;

  • U3z:=TRUE;
  • U4z:=TRUE;
  • Uok:=FALSE;
  • Ic:=FALSE;
  • IF x1o AND x3z AND x4z THEN step:=0;
  • END_IF;
  • END_CASE;

Заключение

Системы автоматизации для нефтегазовой промышленности уже немыслимы без высокоточных технологий. Обычные датчики были заменены на интеллектуальные, которые имеют ряд особенностей, позволяющих значительно упростить процесс обработки параметров.

В данной работе мы рассмотрели техническое оснащение ЛПУ «Стерлитамак» системами автоматизации и техническими средствами автоматизации. Автоматические системы управления обеспечивают качественный контроль работы ГРС во всех ее режимах, а также контроль технологического оборудования.

В работе описана функциональная схема автоматизации, структурная схема автоматизации.

Надежный и качественный контроль технологического процесса обеспечивается применением современных датчиков с высокой степенью надежности резервирования, а также резервирования.

Рассмотрен алгоритм автоматического переключения газораспределительной станции в байпасный режим, для которого программа была создана в инструментальной среде ISaGRAF на языке СТ.

Необходимо повысить эффективность использования технологического оборудования, т.е. повысить надежность работы и сократить количество аварий и ремонтов за счет точного соблюдения технологических режимов, а также сократить время простоя оборудования.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/diplomnaya/temyi-diplomnyih-rabot-po-avtomatizatsii-tehnologicheskih-protsessov/

1-й Профессор Богушевский В.С., Сухенко В.Ю. Система автоматизации выдувного режима плавки конвертера. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт».

2. управление и автоматизация металлургических процессов: Учебник для университетов. Глинков Г.М., Косырев А.И., Шевцов Е.К. М.: Металлургия, 1989. 352 с.

3. ТИ 232-154-96. внепечная обработка стали в конвертерном цехе. Металлургический комбинат «Азовсталь».

Автоматические системы управления технологическими процессами в черной металлургии. Глинков Г.М., Маковский В.А. Учебник для средней школы. 2-е пересмотренное и дополненное издание. М.: «Металлургия», 1999, 310 с.

5. проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочник / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. — Издание 2, переработанное и дополненное — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 464 с.: иллюстрация.

6-е Методическое руководство по выполнению организационно-экономической части дипломной работы для студентов по специальности «Автоматизированное управление технологическими процессами и производством».

/ Авторы Белявцева М.Д., И.П. Парлюк, Мариуполь: ПГТУ, 2010. — 22.с./.

7-й дипломный проектный раздел «Безопасность и здоровье» (Руководство для студентов специальностей «Вычислительная техника», «Автоматизация технологических процессов и производств» на дневном и заочном отделении) / Составлено автором. Рудакова С.Г., Башмакова Т.Н. — Мариуполь: ПГТУ, 2007. с.

8. 8. Закон Украины «О гражданской обороне Украины». 1999 г.

9. закон Украины «О защите населения от воздействия ионизирующего излучения».1998.

10 В.М. Шоботов «Ядерная энергетика и радиационная безопасность». Учебник. ПГТУ, 2005.

Максимов М.Т., «Радиоактивное загрязнение и его измерение», Москва. М. «Энергоатомиздат», 1989, стр.5-18, 20-27, 68-74.

12.Шоботов В.М. «Оценка ситуации в чрезвычайных ситуациях». Учебник, ПГТУ. 1999 г.

13. В.М. Шоботов, «Гражданская оборона», учебник. ПГТУ, 2002.

14. В.М. Шоботов. «Действия производственного персонала и населения в чрезвычайных ситуациях». Учебник. РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ. 1999г.

15. Шоботов В.М. «Содержание и последовательность проведения ОПЗО в зоне осадков». Методическая разработка. ПГТУ. 1999г.

16. Демиденко Г.П., Кузьменко Е.П., Орлов П.П. и др. «Защита объектов народного хозяйства от оружия массового уничтожения», Вышая Шк. Главное издательство, 1989.

17. Г.Н. Ойкос, А.В. Степанов и др. «Металлообработка защитных газов» Металлургия, М., 1696, 111 стр.

18. Еронко С.П., Быковский С.В. «Физическое моделирование процессов обработки внепечной стали». — К.:Техника, 1998.

19. с. Харлашин, А.Н. Яценко, В.Ю. Смешивание расплава и удаление водорода методом аргонной продувки металла в сталепрокатном цехе.

20. Кудрин В.А., «Внепечная обработка — эффективный способ повышения качества металла» — М. «Металлургия», 1987, с. 112.

21. Кудрин В. А. «Металлургия стали» -М.:Металлургия, 1989.

22. Нисковских В.М., Карлинские машины для непрерывной разливки слябовой заготовки С.Е., Москва «Металлургия», 1991,272 с.

23. http://uas.su/books/mnlz/mnlz.php.

24.Шоботов В.М. «Стабильность работы промышленных объектов в условиях чрезвычайных ситуаций». Учебник, ПГТУ. 1999г. 48с.