Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2044

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.76 Mб
Скачать

е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И

Министерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

« ибирский государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Автомат зация производственных процессов и электротехника»

СИСТЕМЫ АВТОМ ТИКИ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

Методические указания к практическим занятиям Составитель Р.Ю. Сухарев

Омск ▪ 2018

СибАДИ

УДК 681.51

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей

ББК 32.965.8

вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

С40

 

 

Рецензент

 

канд. техн. наук, доц. С.Д. Игнатов (СибАДИ)

Работа утверждена редакц онно-

здательск м советом Си АДИ в качестве методических указаний.

С40 Системы автоматики предпр ят й нефтегазовой отрасли [Электронный ресурс] : методические указания к практическим

занятиям / сост. Р.Ю. Сухарев.– (Сер я внутр вузовских методических указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018. –

URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.

Приводится пример выполнен я практ ческой ра оты, задание на курсовой проект, задание на контрольную работу и таблица вариантов заданий для обучающихся заочной формы о учения.

Позволяют обучающимся получить знания по основам автоматизации и управления. Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Рекомендованы обучающимся всех форм о учения направлений подготовки бакалавриата «Автоматизация технологических процессов и производств», «Управление в технических системах», изучающих дисциплины «Системы автоматики предприятий нефтегазовой отрасли», «Системы автоматики производственных предприятий».

Подготовлены на кафедре «Автоматизация производственных процессов и электротехника».

Текстовое (символьное) издание (1,9 МБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:

Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка В.С. Черкашина Издание первое. Дата подписания к использованию 18.12.2018

Издательско-полиграфический комплекс

. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5

РИО ИПК

. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

 

ФГБОУ ВО «

», 2018

1. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1. Общие положения

Функциональная схема автоматизации (ФСА) является важнейшим документом проекта, определяющим состав, функции и

СибАДИвыполняется по пр нц пу двухуровнего распределенного управления с использован ем современных технических средств автоматизации: датчиков, сполн тельных устройств, программируемых логических контроллеров (ПЛК), управляющих компьютеров.

техническ е

средства

реализации

проектируемой

системы

автомат зац

. ФСА разрабатывается на основе технического задания,

1.2. ФСА объекта на азе программируемых контроллеров персональных компьютеров

Функц ональная схема автоматизации для технологического объекта выполняется согласно заданным задачам автоматизации по ГОСТам, приведенным в [1]. На схеме в верхней части листа изображают технологическую схему объекта с встроенными датчиками и исполнительными механизмами, а в нижней части - прямоугольники: а) ”Приборы по месту” (пусковая аппаратура, измерительные преобразователи, усилители мощности и т.д.); б) “Контроллер ПЛК”; в) ”Компьютер оператора”. При этом в прямоугольниках “Контроллер ПЛК” и “Компьютер оператора” выделяют субпрямоугольники выполняемых ими функций, связи между элементами схемы изображают непрерывными линиями, а процесса обработки сигналов программным способом - пунктирными горизонтальными линиями. В этом же подразделе приводится мнемосхема технологического объекта (экран 1 монитора), на которой показывают также элементы цифровой и световой индикации значений параметров, кнопки дистанционного управления объектом световые линейки - индикаторы его состояния. Архивная информация представляется в виде графиков изменения контролируемых параметров (экран 2 монитора).

Далее рассматривается пример разработки ФСА для технологического участка (звена) “Насос - технологический аппарат (ТА)”, обеспечивающей решение следующих задач автоматизации:

3

1.

Индикацию и регистрацию давления хладоносителя (воды) в

технологическом аппарате;

 

2.

Автоматическое регулирование – стабилизацию в ТА

давления хладоносителя на заданном уровне Р= РЗАД= const;

3.

Автоматическую защиту ТА от чрезмерного повышения

С

 

давления хладоносителя путем открытия клапана аварийного

давления при Р=РАВ;

 

4.

Предупред тельную и аварийную сигнализацию по заданным

значен

ям давлен я хладоносителя, соответственно, Р=РПР и Р=РАВ;

5.

гнал зац ю

насоса Включен/Выключен;

состояния

 

6.

Д станц онное управление насосом по командам оператора

Включ ть/Выключ ть.

 

 

б

 

А

 

 

Д

 

 

И

Рис. 1.1. ФСА участка “Насос - ТА”, выполненный на базе применения ПЛК и персонального компьютера (ПК): ТА – технологический аппарат (охладитель горячего продукта); РЗАД, РПР, РАВ – уставки, соответственно для регулирования, предупредительной и аварийной сигнализации и защиты ТА по давлению хладоносителя в ТА

4

ФСА участка “Насос - ТА”, решающая вышеуказанные задачи автоматизации, показана на рис. 1.1.

С

 

 

 

 

и

 

 

Рис. 1.2. Мнемосхема технологического участка на экране монитора (экран 1)

 

 

А

 

На схеме вертикальными непрерывными линиями показаны связи

между элементамибсистемы, а пунктирными горизонтальными линиями

- обработка сигналов в соответствии с алгоритмами контроля,

регулирования

и

управления,

реализуемыми

программным

обеспечением системы автоматизацииД(программами работы ПЛК и компьютера).

ПЛК выполняет функции локального управляющего устройства. Основное назначение компьютера – создание с помощью SCADA – системы интерфейса “Человек - машина”, обеспечивающего: а) отображение на экране монитора (на мнемосхемеИтехнологического процесса) отображение значений параметров (здесь давления) цифровыми и световыми сигналами; б) задание уставок регулирования, защиты и сигнализации; в) подачу команд дистанционного управления (“Включить”/”Выключить” электродвигатель насоса) и сигнализацию состояния управляемого механизма (здесь насоса); г) регистрацию (архивирование) параметров процесса (здесь давления).

На рис. 1.2 представлен вариант мнемосхемы технологического участка (экран 1 монитора), на котором показаны элементы цифровой и световой индикации значений давления, кнопки дистанционного управления насосом и световые линейки индикатора его состояния.

5

Представление архивной информации в графическом виде (экран 2) показано на рис. 1.3.

Си

Рис. 1.3.бГраф к зменения давления хладоносителя в ТА в течение часа с

12:00:00Адо 13:00:00 6 марта 2008 г (экран 2)

Д И

6

 

 

2. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

 

 

АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТА

 

Выбор технических средств автоматизации (ТСА) проводится на

основании анализа:

 

 

С

 

 

 

Технических требований к системе автоматизации;

 

Разработанной структуры ФСА;

 

 

Характер ст к технологической среды, где будут находиться

 

перв чные

преобразователи (датчики) и исполнительные

 

устройства (механизмы), и помещений, где будут расположены

 

остальные средства автоматизации (регуляторы, контроллеры,

 

компьютеры

др.);

 

План руемого уровня капитальных затрат на создание системы

 

 

зарубежных

 

 

автомат зац

;

 

Требован й к метрологическим характеристикам системы

змерения(точность контролируемых величин, надежность

 

с стемы управлен я о ъектом);

 

 

 

 

ТСА

Технических и стоимостных характеристик как отечественных

 

так и

 

ТСА и других показателей.

 

Исходя из вышеизложенного подраздел пояснительной записки

курсового проекта КП должен включать в себя следующие технические

документы:

 

 

 

Исходные данные для выбора

, представленные в виде табл.

 

2.1 (в скобках указан рекомендуемый диапазон для задания

 

данных)

Д

Перечень отечественных и зарубежных ТСА с их краткой технической характеристикой, представленный в виде табл. 2.2. В таблицу 2.2 следует записать только те средства автоматизации, которые соответствуют заданным исходным данным (см. табл.

2.1) и структуре ФСА. И Данные для заполнения табл. 2.2 формируются студентом в

процессе обзора ТСА, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями, и располагаются в этой таблице по 4 группам в следующем порядке:

1.Средства отбора информации (датчики, измерительные преобразователи);

2.Средства регулирования и логического управления (автоматические регуляторы, программируемые логические контроллеры, промышленные и персональные компьютеры);

7

3.Средства воздействия на объект (пусковая аппаратура: реле, контакторы, пускатели, исполнительные механизмы, преобразователи энергии и др.);

4.Комплексы технических средств (КТС).

Для возможности последующего выбора ТСА для проектируемой системы (формирования спецификации ее элементов) в табл. 2.2 должны быть представлены 2-3 типа устройств по каждому элементу системы (напр мер, 2 т па датчиков давления, 3 типа ПЛК и т.д.).

В табл. 2.2 пр веден пример записи данных для одного из элементов группы 2, а именно, контроллера типа ADAM-5510.

Аналог чно выполняются записи данных для других элементов.

С

 

Выбранные окончательно в результате анализа данных табл. 2.2

на соответств е параметрам та л. 2.1 и структуре ФСА, ТСА с их

краткой техн ческой характеристикой представляются в виде табл. 2.3

“Спец ф кац я техн

средств системы автоматизации”. В табл.

2.3 в качестве пр мера представлена спецификация ТСА для ФСА

ческих

участка “Насос - технологический аппарат”.

Понят е “функц ональный узел” в табл. 2.3 (см. столбец 1)

означает совокупность элементов (приборов и средств автоматизации),

выполняющихбна ор определенных функций в системе автоматизации.

 

А

Например “Узел дистанционного управления и сигнализации состояния

насоса” выполняет функции управления насосом и сигнализации его

состояния.

Д

В столбце 3 табл. 2.3 записываются позиционные обозначения

элементов, входящих в состав каждого функционального узла системы.

 

Выбор технических средств автоматизации следует проводить,

используя различные источники (см. Приложение 7), в частности:

 

 

И

Каталоги средств автоматизации отечественных и зарубежных

 

фирм;

 

Справочники по приборам и средствам автоматизации;

 

Научно технические журналы;

 

Компьютерные базы данных по приборам и средствам

 

автоматизации;

 

Руководства по эксплуатации приборов и средств автоматизации;

 

Веб-сайты Internet отечественных и зарубежных фирм по их

 

продукции для автоматизации технологических объектов.

8

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

 

 

 

Исходные данные для выбора ТСА

 

 

 

 

 

3.

Точность измерения исходных

 

(1 3 %)

 

Наименование

 

Значен я данных, принимаемые для проектируемой системы автоматизации

 

данных

 

 

 

 

 

САР

1.

Структура Одноконтурная САР (наименование регулируемого параметра)

2.

Условия эксплуатации А

 

Взрыво– пожаро езопасная среда;

 

 

б

 

 

 

 

В рац я: АВ 0,1 мм,

fВ 20 Гц;

 

 

 

Температура среды: (15 30 oC);

 

 

 

Влажность: (70 90 %)

 

 

контролируемых параметров

 

 

 

 

4.

Надёжность – среднее время

 

А

 

 

 

(5000 8000 часов)

безотказной работы системы

 

 

 

 

5.

Планируемая стоимость

 

 

 

(200 300 тыс. руб.)

капитальных затрат на создание

 

 

 

 

системы

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

И

9

С

 

 

 

 

Таблица 2.2

 

 

Перечень технических средств автоматизации

 

Наимено-

Ф рма з-

 

Функцио-

Основные тех-

Показатели

Условия

Ориентировочная

п/п

вание, тип

готов тель

 

нальные

нические дан-

надежности

эксплуата-

стоимость

 

 

 

 

 

возможно-

ные

 

ции

 

 

 

 

 

 

сти

 

 

 

 

1

2

 

3

б

6

7

8

 

 

4

5

1

Програм-

ADVAN

 

В локальных

4 модуля вво-

P(t)=0,99

Температура

30 тыс. рублей

 

мируемый

иTECH (Тайраспреде-

да-вывода: 32

при t=2000

от –10 до

 

 

контроллер

вань)

 

 

ленных АСУ

канала анало-

час

+75 oC.

 

 

ADAM-5510

 

 

 

ТП в качест-

гового ввода-

 

Влажность

 

 

 

 

 

 

ве автоном-

вывода, 64 дис-

 

до 95 % без

 

 

 

 

 

 

ного кон-

кретных кана-

 

конденсации

 

 

 

 

 

 

троллера:

лов ввода-

 

влаги

 

 

 

 

 

 

о ра отка и

вывода. Ком-

 

 

 

 

 

 

 

 

обмен ин-

муникацион-

 

 

 

 

 

 

 

 

формацией,

ные порты RS-

 

 

 

 

 

 

 

 

авторегулиА- 485 и RS-232.

 

 

 

 

 

 

 

 

рование, ло-

Гальваническая

 

 

 

 

 

 

 

 

гическое

развязка по

И

 

 

 

 

 

 

управление

входу, выходу

 

 

 

 

 

 

 

и питанию.

 

 

 

 

 

 

 

ПитаниеДот +10

 

 

 

 

 

 

 

до + 30 В

 

 

 

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]