Проектирование автоматизированной системы управления насосными агрегатами ДНС

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра Кибернетических систем

специальность 220201 «Управление и информатика в технических системах»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту на тему: «Проектирование автоматизированной системы управления насосными агрегатами ДНС Покамасовского месторождения»

  Дипломник                          гр. УИТСз-04-1, Паневина И. П.

  Руководитель                                     ассистент каф. КС Шелест А. А.

  Консультанты:                                        к.б.н., доцент каф. ПромЭко

                                                               Булгакова Е. В.

                                                              к. э. н., доцент каф. ЭкУП 

Вейнбендер Т. Л.

          Работа к защите допущена:

              Нормоконтроль:    ____________ д.т.н., доцент каф. КС Пиндак А.В.

          Зав. кафедрой КС:                                д.т.н., проф. Кузяков О.Н.

          Дата защиты _________                                    Оценка___________

Тюмень 2010

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра Кибернетических систем

Ответственный за выпуск специальности УИТС,

д.т.н., проф. Кузяков О.Н.

__________________________________

«______»_____________________2010 г.

Задание на дипломное проектирование

Студентке Паневиной И. П._____________________________________________

1. Тема проекта утверждена приказом по университету от

«29» марта 2010 г.   № 109/102-а

Проектирование автоматизированной системы управления насосными агрегатами ДНС Покамасовского месторождения_______________________________________

2. Срок сдачи студентом законченного проекта «2»  июня 2010 г.

3. Исходные данные к проекту

Технологический регламент ДНС Покамасовского месторождения__

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Характеристика автоматизированной системы управления__________________

Разработка автоматизированной системы управления ______________________

Оценка экономической эффективности проекта____________________________

Оценка безопасности и экологичности проекта____________________________

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16

6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта) ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Экономический раздел      ________________ Вейнбендер Т. Л., к.э.н., доцент каф. ЭкУП

Задание: оценить экономическую эффективность проекта___________________

____________________________________________________________________

Безопасность

жизнедеятельности             _____________ Булгакова Е. В., к.б.н., доцент каф. ПромЭко

Задание: оценить безопасность и экологичность проекта____________________

____________________________________________________________________

Дата выдачи задания "29" марта 2010г.

                                          Руководитель  __________________      (Шелест А. А.)

Задание принял к исполнению "29" марта 2010 г.

(подпись студента)
 

16

Реферат

Пояснительная записка содержит 80 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 13 рисунков, список использованных источников – 19 наименований, 4 приложения.

АВТОМАТИЗАЦИЯ, НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, ИЗМЕРЕНИЕ, РЕГУЛИРОВАНИЕ, УПРАВЛЕНИЕ, УРОВЕНЬ, ДАВЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРА, КОНТРОЛЛЕР, ДАТЧИК, ЭКРАН ОПЕРАТОРОВ, TRACE MODE.

Объектом исследования является насосные станции ДНС Покамасовского месторождения.

Цель проекта – разработка проекта автоматизации насосных агрегатов.

Разработан проект управления насосными агрегатами, включающий в себя:

–     выбор аппаратных средств;

–     выбор средства разработки человеко-машинного интерфейса;

–     создание программного обеспечения в пакете Trace Mode 6.06.3;

–     расчет надежности измерительного канала системы;

–     оценку экономической эффективности проекта;

–     оценку безопасности и экологичности проекта.

Область применения внедрение проекта возможно в ДНС Покамасовского месторождения.

Содержание

Введение

1              Характеристика автоматизированной системы управления

1.1              Характеристика объекта управления

1.2              Назначение АСУ

2              Проектирование автоматизированной системы управления

2.1              Структура системы

2.2              Комплекс технических средств нижнего уровня

2.2.1              Выбор средства измерения давления

2.2.2              Выбор средства измерения температуры подшипников

2.2.3              Выбор средства измерения температуры помещений

2.2.4              Выбор датчиков вибрации

2.2.5              Выбор сигнализатора загазованности

2.3              Средство управления и сбора данных

2.3.1              Функции контроллерных средств

2.3.2              Выбор контроллера

2.3.3              Выбор конфигурации контроллера

2.4              Разработка  алгоритмов  работы  автоматизированной  системы управления

2.4.1              Описание логики алгоритма контроля параметров и управления насоса внешней откачки нефти БН-1/1

2.4.2              Описание логики алгоритма контроля и управления насоса подтоварной воды  Н-4/1

2.4.3              Описание логики алгоритма управления аварийной сигнализацией блочных помещений

2.4.4              Описание логики алгоритма контроля параметров и управления вытяжным вентилятором

2.5              Программное обеспечение автоматизированного рабочего места

2.5.1              Выбор средства разработки

2.5.2              Разработка экранов             

2.6              Расчет надежности измерительных каналов системы

2.6.1              Канал измерения давления

2.6.2              Канал измерения температуры подшипников

3              Комплексная оценка экономической эффективности

3.1              Расчет стоимости машино-часа ЭВМ

3.2              Расчет затрат на разработку проекта системы

3.3              Расчет затрат на разработку программного обеспечения

3.4              Затраты на изготовление, внедрение и отладку системы

3.5              Расчет экономии эксплуатационных затрат

3.6              Выводы по разделу

4              Безопасность и экологичность проекта

4.1.1              Микроклимат

4.1.2              Освещение

4.1.3              Шум и вибрации

4.1.4              Электробезопасность, молниезащита и защита от статического электричества

4.1.5              Пожаровзрывобезопасность

4.2              Экологичность проекта

4.3              Чрезвычайные ситуации

4.3.1              Характерные чрезвычайные ситуации для региона

4.3.2              Перечень возможных чрезвычайных ситуаций в насосной станции

4.3.3              Расчет параметров ударной волны

4.3.4              Действия при ЧС

4.4              Выводы

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Введение

В последние 10-15 лет на предприятиях нефтяной и газовой промышленности происходят значительные изменения. О том, что технологические процессы в нефтегазовой отрасли не могут быть реализованы без автоматизации, известно всем и давно. Действительно, нужно измерять, контролировать основные технологические параметры процессов, следить за их отклонениями. Нужно иметь возможность дистанционно (из диспетчерского пункта) включать и отключать отдельные агрегаты, открывать и закрывать задвижки; обеспечивать режимы работы установок путём поддержания наиболее важных параметров на заранее рассчитанных значениях.

Реализация этих и многих других функций систем автоматизации значительно видоизменилась в результате бурного внедрения в промышленности микропроцессоров, персональных компьютеров и прикладного программного обеспечения.

Удешевление микропроцессорных устройств и расширение их функций сделало возможным построение так называемых «интеллектуальных датчиков», которые вычисляют значения косвенных параметров на основе прямых измерений по запрограммированным формулам, показывают значения измеряемых параметров на жидкокристаллических индикаторах, преобразуют измеряемый параметр в стандартный унифицированный сигнал для его передачи по каналам связи. Появились новые средства измерительной техники, такие как ультразвуковые, электромагнитные и кориолисовы расходомеры, радарные и ультразвуковые уровнемеры и т.п.

Существенным этапом в развитии систем автоматизации стало появление программируемых логических контроллеров. И если назначение первых ПЛК сводилось, в основ ном, к реализации функций «включить-отключить» на основе логических выражений, то в дальнейшем в ПЛК появились модули автоматического регулирования, реализующие стандартные законы регулирования. С учётом расширяющихся возможностей программирования современных ПЛК и так называемых «управляющих процессов» стало возможным создание сложных многоконтурных систем управления, теория которых была известна давно, но техническая реализация не вызывала энтузиазма из-за отсутствия технических средств.

Естественно, при появлении новой техники возникли трудности с её освоением. Нужно было суметь «запрограммировать» ПЛК в соответствии с разработанными алгоритмами. Решение было найдено в разработке специальных методов программирования, понятных широкой массе специалистов по автоматизации.

При всём многообразии новых технических средств автоматизации оператор по добыче нефти и газа наиболее тесно взаимодействует с современными пультами (панелями, станциями) управления, на мониторах которых отображаются мнемосхемы технологических процессов с указанием значений наиболее важных технологических параметров и сопровождением системами сигнализации, блокировок и защит. Создают такие экранные формы с помощью специальных программ пакетов операторского интерфейса. Каждый такой пакет состоит из двух частей: среды разработки, с помощью которой специалисты по автоматизации создают систему управления, и среды исполнения, в которой работает оператор по добыче нефти и газа. Оператор имеет возможность вмешиваться в ход технологического процесса в рамках своей ответственности в соответствии с действующими регламентами и инструкциями [1].

1     Характеристика автоматизированной системы управления

1.1        Характеристика объекта управления

Автоматизации подлежат следующие объекты:

–     насосные блоки внешней откачки БН-1/1 и БН-1/2;

–     насосная подтоварной воды (НПВ) Н-4.

Насосы внешней откачки предназначены для транспортировки нефти в напорный нефтепровод ЦППН НГДУ. На вход поступает нефть с буферной емкости. С выхода насосного блока нефть поступает в узел учета нефти.

НПВ предназначена для транспортировки воды в КНС Покамасовского месторождения. На вход поступает вода с резервуаров.

В состав НПВ входят 3 насоса ЦНС 60х198, из которых один рабочий, остальные резервные.

В помещениях насосных агрегатов установлены вытяжные вентиляторы, которые включаются при высокой загазованности в помещении [2].