4 Технорабочий проект

Функциональная схема автоматизации приводится в приложении А.

В позициях TSA 153, 154; TE 111, 117, 141, 147 происходит измерение температуры с последующей индикацией и регистрацией. Значение измеренной температуры преобразуется в аналоговый сигнал 420 мА и поступает на станцию распределенного ввода-вывода ET200M/iSP с интерфейсными модулями IM 153-2. Из последнего сигнал по по шине PROFIBUS-DP (PROcess Field BUS – Decentralized Periphery), передается на контроллер. Контроллер обрабатывает сигнал и передает на верхний уровень АСУТП, где подлежит отображению на консолях операторов и сохранению в архивах компьютерной базы данных.

В позициях PI 261, 262, 263, 201, 205, 207, 254, 255, 256, 257, 211, 221, 231, 241, 212, 222, 232, 242, PS 261, 262, 263; PSA 201, 203, 205, 206, 207, 209; PISA 214, 215, 224, 225, 234, 235, 244, 245, 251, 252, 253; PT 213, 223, 233, 243, 202, 204, 208. происходит измерение давление с последующей индикацией и регистрацией. Значение измеренной температуры преобразуется в аналоговый сигнал 4…20 мА и поступает на станцию распределенного ввода-вывода ET200M/iSP с интерфейсными модулями IM 153-2. Из последнего сигнал по по шине PROFIBUS-DP (PROcess Field BUS – Decentralized Periphery), передается на контроллер. Контроллер обрабатывает сигнал и передает на верхний уровень АСУТП, где подлежит отображению на консолях операторов и сохранению в архивах компьютерной базы данных.

В позициях LSA 401; LS 456, 453, 454, 455, 401, 452, 453, 454, 411, 421, 431, 441, 411; LA 451, 452 происходит измерение уровня с последующей индикацией и регистрацией. Значение измеренной температуры преобразуется в аналоговый сигнал 4…20 мА и поступает на станцию распределенного ввода-вывода ET200M/iSP с интерфейсными модулями IM 153-2. Из последнего сигнал по по шине PROFIBUS-DP (PROcess Field BUS – Decentralized Periphery), передается на контроллер. Контроллер обрабатывает сигнал и передает на верхний уровень АСУТП, где подлежит отображению на консолях операторов и сохранению в архивах компьютерной базы данных.

В позиции QT 501,502,503,504,505 происходит измерение загазованности с последующей индикацией и регистрацией. Выходной аналоговый сигнал (4…20 мА) прибора и поступает на станцию распределенного ввода-вывода ET200M/iSP с интерфейсными модулями IM 153-2 и далее передается по шине PROFIBUS на вход контроллера. С контроллера значение параметра передается на консоль оператора и в архив данных.

Так как рассматриваемый технологический объект относится к первой категории опасности, то необходимо по позициям ПАЗ устанавливать дублирующие датчики. В случае отказа рабочего (основного) датчика предусмотрено временное использование резервного.

Реализация АСУТП в SCADA-системе

Для создания системы управления воспользуемся SCADA-системой WinCC 6.0 фирмы Siemens. В разработанной системе управления реализован ряд функций присущий большинству подобных систем.

На главной мнемосхеме отображаются все технологические объекты насосной нефтеперекачивающей стации. Для более детального обзора каждого из объектов предусмотрен переход на экран этого объекта нажатием на него на общей мнемосхеме.

При нажатии на позицию прибора на экране появляется тренд соответствующего параметра. Размер и положение окна тренда на экране могут быть изменены. При необходимости окно тренда может быть закрыто. С помощью функциональных кнопок тренда можно просмотреть историю выбранного параметра.

Изменения уставок регулируемых параметров осуществляется в окне управления.

Рисунок 4.1 - Главный экран мнемосхемы

Рисунок 4.2 - Экран схемы магистрального агрегата №1

Система управления выполняет следующие задачи:

Визуализация:

- измерение и отображение технологических параметров (в виде отдельных величин или в виде группы взаимосвязанных величин);

- вывод основных технологических параметров и состояния исполнительных механизмов на мнемосхемы;

- обнаружение и оперативное отображение отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования за установленные пределы.

Регистрация:

- формирование трендов по основным технологическим параметрам;

- обнаружение и регистрация первопричины аварийного останова;

- обнаружение, регистрация и сигнализация отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования за установленные пределы.

Автоматическое управление:

- регулирование технологических параметров;

- основываясь на полученных данных о технологическом процессе, осуществляется управление исполнительными механизмами по заданному алгоритму.

Ведение технологического процесса осуществляется с панели местного щита управления. Со щита управления, который установлен в операторной, можно вести контроль за технологическим процессом и протоколирование событий.

Существующая система автоматизации данного технологического процесса представляет собой совокупность первичных и вторичных приборов различного назначения и конструкции. Эти приборы предназначены для контроля, сигнализации и регулирования технологических параметров.

Первичные приборы – это оборудование, находящееся непосредственно на технологических объектах и трубопроводах. Оно предназначено для преобразования таких параметров, как давление, расход, уровень, температура в стандартные электрические сигналы для последующей их передачи на вторичные приборы в операторную.

Вторичные приборы представляют собой устройства, которые преобразуют электрические сигналы от первичных датчиков в визуальную информацию, необходимую оператору для ведения технологического режима.

На вторичные приборы выводятся: количественное значение технологических параметров с последующей их регистрацией, сигнализация превышения параметра норм режима технологического процесса, состояние насосного и других видов оборудования переналадку.

Структура АСУ ТП должна соответствовать магистрально-модульному принципу построения с сетевой организацией обмена информацией между устройствами и иметь распределенное программное обеспечение и базу данных, доступную (с заданными ограничениями) всем абонентам промышленной сети, а также быть 2-х уровневой и предоставлять следующие возможности:

- автоматизированный сбор и первичную обработку технологической информации, определение значений параметров по измеренным сигналам;

- автоматическую обработку информации, вычисление усредненных, интегральных и удельных показателей;

- выдачу предупредительной и аварийной сигнализации при выходе технологических показателей за установленные границы и при обнаружении неисправности в работе оборудования АСУ ТП;

- управление технологическими режимами в реальном масштабе времени, предотвращение аварийных ситуаций;

- предоставление технологической и системной информации;

- накопление, регистрацию и хранение поступающей информации;

- автоматизированную передачу данных в общезаводскую сеть;

- самодиагностику, выдачу сообщений по отказам и предотвращение их последствий, и т.д.

Временный отказ технических средств или потеря электропитания не должны приводить к разрушению накопленной или усредненной во времени информации.

Техническое оборудование и системы противоаварийной защиты (ПАЗ) должно обеспечивать возможность создания математических моделей технологических объектов и иметь необходимые технические и программные средства для обучения персонала современным методам управления, а также должна быть предусмотрена возможность замены неисправных модулей и блоков в оперативном режиме.

Должен производиться обмен информацией с комплексной информационной системой, помимо передачи сводок по телефону, радиостанции.

Описание структурной схемы АСУТП

Структурная схема системы управления объектом, состоящая из двух уровней управления, показана на рисунке 4.3. Непосредственно с технологическим процессом связаны с помощью «полевой» автоматики (полевой уровень) локальные системы управления нижнего уровня.

Нижний уровень реализован на контроллере, в комплекте с датчиками и преобразователями они выполняют следующие функции: измерение и регулирование технологических параметров, обеспечение предупредительной и аварийной сигнализации технологического процесса, преобразование значений технологических параметров в нормированные сигналы и передачу их на верхний уровень по промышленной сети Ethernet.

На верхнем уровне осуществляется централизованный сбор и обработка информации о ходе технологического процесса. Связь между нижним и верхним уровнями осуществляться преимущественно кодовым способом посредством промышленной сети, обеспечивающей полный цикл обмена данными между компонентами в пределах одной секунды. Операторская станция представляет собой компьютер Pentium, монитор ViewSonic “17, принтер Epson 1050.

При нарушениях в каком-либо узле на мониторе сигнализируется (изменением цвета или миганием) аппарат, в котором отмечено отклонение параметра за допустимые пределы. Цвет поля меняется в зависимости от состояния параметра, а цифры показывают его значение.

Задачи верхнего уровня входит: развитый графический интерфейс для оперативного отображения информации; сигнализация и управление объектом; автоматическое системное управление нижнем уровнем; диагностика системы. Задачи нижнего уровня входит: автоматическое регулирование, сбор информации.

Рисунок 4.3- Структурная схема системы управления НПС

24