ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ

тельного подогрева сырья и рецирку

ли, расположенные после теплообмен

Объектом автоматизации является ус

лята теплом катализата из реактора,

ников, — квенч (это компонент сырья,

тановка переработки олефинов в высо

компрессоры азото воздушной смеси,

поступающий в газообразном состоя

кооктановый компонент бензина на ос

насосное оборудование и т.п.

нии в распределители реакторов для

нове принципиально новой прогрес

В процессе реакции выделяется теп

регулирования их температурного ре

сивной технологической схемы, разра

ло. Поэтому температура потока реак

жима и последующего использования в

ботанной «САПР Нефтехим» (Москва).

ционной смеси, выходящей из слоя ка

процессе реакции).

Процесс конверсии отходящих оле

тализатора, выше, чем входящей. Для

Рост температуры в реакторе увели

финосодержащих газов каталитичес

снижения температуры потока реакци

чивает скорость протекания как основ

кого крекинга в компонент моторного

онной смеси, входящей в слой катали

ных, так и побочных реакций процес

топлива внедрен на Мажейкяйском АО

затора, в трубки теплообменников по

са, изменяя качество получаемых про

«Нафта» (Литва) на базе реконструиро

дается водяной пар, а в распределите

дуктов. Повышение температуры про

ванной секции гидроочистки

цесса сверх оптимальной при

керосина и газофракционной

одной и той же активности ка

установки (ГФУ) ЛК6У. В

тализатора

сопровождается

объеме реконструкции вы

уменьшением выхода продукта

полнено строительство ново

и увеличением выхода парафи

го реакторного блока (рис. 1),

нов и ароматики в получаемом

состоящего из двух реакторов

продукте. Температура является

и системы регенерации ката

основным параметром, исполь

лизатора.

зуемым для компенсации паде

Реакторы работают попе

ния активности катализатора в

ременно, то есть один пребы

течение 14 18 суток работы ре

вает в цикле реакции, а дру

актора в цикле синтеза.

гой — в цикле регенерации

Температурный режим в ре

или в резерве. Когда катали

акторе поддерживается измене

затор теряет активность, ре

нием температуры сырья, по

актор переводится в цикл ре

ступающего в реактор из печи,

генерации, а в цикл реакции

управлением

теплосъемом из

переключается реактор с от

быточного тепла на трех паро

регенерированным катализа

вых ребойлерах, а также изме

тором.

нением режима подачи квенча

Кроме этих аппаратов, в

в реактор по четырем впрыс

составе установки ЛК6У для

кам. Для контроля процесса

осуществления процесса ри

конверсии в четырех катализа

форминга газов было исполь

торных слоях и между этими

зовано оборудование, экс

слоями предусмотрено разме

плуатировавшееся ранее: ем

щение свыше 65 термодатчиков

кости для приема сырья, ре

и 8 датчиков расхода, информа

16

куперативные теплообмен

ция с которых одновременно

ные аппараты для предвари Рис. 1. Реакторный блок установки ЛК6У

используется при формирова

www.cta.ru

СТА 3/2000

СТА 3/2000

www.cta.ru

www.cta.ru

СТА 3/2000

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я /Н Е Ф Т Е ГА З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

дальнейшем подоб

BUFM

SL2

BUFM

средствами автома

RS 232

были заменены

RS232

5066

5648

5066

датчики с пневмовыхо

5500

5648

5500

Дублированные

кон

485RS

5648

рабочие станции

объединены в ло

Основной

Каркас

Резервный

вычислительную

контроллер

УСО

контроллер

Ethernet. Сервер, рабо

MTL838

станции и контроллер

MTL831

MPB24

MPB24

установлены в техниче

ском

помещении

MTL831

ЦПУ (в оператор

MPB24

MPB24

Датчики

MTL838

ской). Контроллер

и испол

MTL831

нительные

N4 предназначен, в

MTL831

MPB24

MPB24

устройства основном, для при

ема/выдачи сигна

Термо

лов, поступающих

от пневмоэлектро

пары

Рис. 3. Схема дублирования контроллера

преобразователей

сигналов с пневмодатчиков вспомога

было принято решение использовать

тельного оборудования.

ранее установленные на технологичес

Сервер, рабочие станции и контрол

ких аппаратах датчики и исполнитель

лер N4 образуют группу абонентов,

ные

механизмы

преимущественно

подключенных витой парой к концен

пневматической ветви ГСП (государ

тратору Hub N1. Для уменьшения длин

ственной системы приборов). Поэтому

линий связи остальные три контролле

для ввода информации с этих датчиков

ра расположены в непосредственной

в

контроллеры

были

использованы

близости к объектам управления — ре

пневмоэлектропреобразователи сигна

акторам и печам — в специально отве

лов в токовые сигналы 4 20 мА типа

денном необслуживаемом помещении

MBS 33 фирмы Danfoss, а для управле

возле дымовой трубы. Для удобства об

ния исполнительными механизмами

служивания контроллеры N1 и N2 за

применены электропневмопозиционе

креплены соответственно за реактора

ры фирмы Fisher Rosemount.

ми №1 и №2, обеспечивая их управле

На вновь смонтированном оборудо

ние в режиме синтеза и регенерации.

вании были установлены датчики рас

Кроме того, каждый из этих контрол

хода, давления и уровня с токовым вы

леров связан с 9 интеллектуальными

ходом 4 20 мА и исполнительные меха

задвижками аналогового

действия, а

низмы с электропневмопозиционера

также 28 электрозадвижками и отсека

Шкафы с оборудованием нижнего уровня

19

СТА 3/2000

www.cta.ru

www.cta.ru

СТА 3/2000

Для отладки программ управления в

Но при этом по просьбе завода нами

ния и т.д. Примеры панелей управле

пакете имеется развитая система инст

были реализованы функции, разрабо

ния приведены на рис. 4.

рументальных средств отладки (с точ

танные на основе пакета VISA3.1 и от

Взаимодействие оператора с системой

ками фиксации, останова, условными

сутствующие в пакете InTouch. В част

отображения организовано с помощью

остановами, окнами просмотра значе

ности, была предусмотрена возмож

мыши и функциональной клавиату

ний переменных и настроек алгорит

ность ввода, сохранения, просмотра и

ры, которая исключает

ошибочные

мов управления, возможностью изме

печати больших массивов данных в

действия оператора. Пример фраг

нения и блокирования переменных и

табличной форме. Подобные формы

мента стадии нагрева сырья приведен

др.). Отладка может выполняться в двух

потребовалось разрабатывать дополни

на рис. 5.

режимах: непрерывном и пошаговом.

тельно с применением электронных

● Графики и тренды (рис. 6). Построе

DDE/fastDDE сервер является свя

таблиц MS Excel. Встроенная система

ние графиков возможно как для анало

зующим звеном между контроллерами

разработки и сбора рапортов позволяет

говых, так и для дискретных сигналов

и системой отображения.

формировать отчеты любого

уровня

за любой промежуток времени, для ко

Диспетчер реального времени явля

сложности (мгновенные, средние, ин

торого в системе имеются архивные

ется программным ядром, обеспечива

тегральные и др. значения). Так как в

данные. Одновременно

может быть

ющим функционирование контролле

InTouch отсутствует собственная систе

просмотрено до 8 графиков. При этом

ра в режиме управления и выполняю

ма ведения рапортов, были дополни

часто просматриваемые

параметры

щим задачи:

тельно разработаны средства взаимо

можно объединять в группы быстрого

● циклического опроса модулей УСО и

действия рапортов системы VISA и си

вызова. Количество групп (до 10) опре

выдачи сигналов управления,

стемы отображения InTouch.

делено заказчиком и может быть не

● первичной обработки информации,

ограниченно увеличено. При построе

● циклического запуска программ уп

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

нии графиков оператор имеет возмож

равления,

СИСТЕМЫ

ность изменять их внешний вид: зада

● обмена информацией по сети с дру

В технологической схеме работы ус

вать интервал времени для отображе

гими контроллерами

и рабочими

тановки выделены стадии производст

ния, масштабировать как по времени,

станциями,

ва, по которым подготовлены соответ

так и по шкале датчика, изменять ко

● поддержки функций удаленной от

ствующие фрагменты. При этом цело

личество одновременно отображаемых

ладки,

стность восприятия всего объекта не

кривых на одном графике, а также вы

● сохранения состояния технологи

теряется. Информацию о ходе техноло

полнять их печать. Точное значение

ческого процесса

для

обеспечения

гического процесса операторы получа

параметра в любой момент времени

безударности рестарта

системы и

ют в описанных далее формах.

определяется путем перемещения вре

восстановления данных.

● Фрагменты стадий с указанием теку

менного указателя по оси времени.

Диспетчер реального времени явля

щих значений параметров, режимов

● Рапорты включают в себя сменные

ется надстройкой над базовой опера

работы контуров управления, состоя

отчеты оператора и материальный ба

ционной системой MS DOS, постав

ния насосов, компрессоров, отсечной

ланс установки. Сменный отчет выво

ляемой с контроллерами. Поддержку

арматуры и др.

дится на печать и сохраняется на диске

сетевых функций системы обеспечива

Каждый объект контроля или управле

рабочей станции по окончании смены.

ет операционная

система Novell

ния, представленный в фрагменте, мо

Отчет содержит в себе среднечасовые

Netware NWLite.

жет быть вызван на панель управления

показания по 136 параметрам, сгруп

В дальнейшем наработанные прин

для получения более детальной инфор

пированным по стадиям производства.

ципы представления информации бы

мации, например значений регламент

Рапорт материального баланса печата

ли адаптированы к системе отображе

ных и аварийных границ параметра,

ется и сохраняется на диске ежесуточ

ния на базе SCADA пакета InTouch 6.0.

состояния блокировки датчика, коэф

но, и содержит информацию об интег

фициентов

алго

ральных расходах 15 материальных по

ритма регулирова

токов установки за прошедшие сутки,

21

Рис. 4. Примеры панелей управления

Рис. 5. Фрагмент стадии нагрева сырья

СТА 3/2000

www.cta.ru

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я /Н Е Ф Т Е ГА З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

текущий час и те

ствляется с помощью клавиатуры или

кущие сутки. Кро

мыши после перевода исполнительного

ме

автоматичес

механизма в соответствующий режим.

кой печати, суще

Для регулирующих клапанов и ана

ствует

возмож

логовых электрозадвижек, кроме сте

ность

вывода

на

пени открытия, возможно задавать ве

печать любого ра

личину шага изменения управляющего

порта, в том числе

воздействия.

и

архивного,

по

При переводе контуров регулирова

инициативе

опе

ния в автоматический режим управле

ратора.

ние исполнительным механизмом вы

● Сообщения

—

полняется по алгоритмам, заложенным

протокол событий.

в программе управления. Для аналого

Существует четыре уровня приоритетов

Рис. 6. Окно графиков и трендов

вых контуров регулирования, задание

сообщений: аварийные, предаварий

которым рассчитывается программно

ные, технологические и действия опе

ратора. Перемещение по сообщениям

возможно как построчно, так и постра

нично с фильтрацией по типу сообще

ния и выбором сообщений по заданно

му критерию. Каждое появление ава

рийного или предаварийного сообще

ния сопровождается звуковой сигнали

зацией

и требует индивидуального

квитирования.

● Эпюры — форма обобщенного пред

ставления информации о температур

ном режиме реакторов по данным от

135 датчиков температуры.

● Таблицы

лабораторных анализов

Рис. 7. Фрагмент данных таблицы лабораторных анализов

(рис. 7). Заводской лабораторией еже

дневно выполняется анализ всех ос

новных материальных потоков уста

новки. Результаты анализа регистриру

ются в таблицах лабораторных анали

зов в формате книги Excel. Это позво

ляет в дальнейшем выполнять анализ

больших массивов данных за длитель

ный промежуток времени и использо

вать их при выборе режима работы ус

тановки.

Для

исключения несанкциониро

вия. Дистанционное управление осуще

23

СТА 3/2000

www.cta.ru

или является выходом другого контура,

пились менее чем за 7 месяцев. Про

рианта производства с увеличенной

предусмотрен каскадный режим рабо

должительность выполнения комплек

мощностью установки олигомериза

ты. При изменении режимов работы

са работ от разработки до внедрения

ции сжиженных олефиносодержащих

контуров обеспечивается безударность

системы управления сложным техно

газов каталитического крекинга для

перехода.

логическим процессом риформинга га

нефтеперерабатывающего

завода в

Система противоаварийной защиты

зов составила менее года.

России. В АСУ ТП этой установки пре

предусматривает комплекс мер по пе

Внедрение АСУ ТП оправдало ожи

дусмотрено использование хорошо за

реводу технологического объекта в без

дания, связанные с наглядностью

рекомендовавших на Мажейкяйском

опасное состояние с целью предот

представления информации и удобст

АО «Нафта» технических и программ

вращения развития аварийной ситуа

вом управления. Оперативный персо

ных средств, принципов

управления

ции. Для повышения надежности ра

нал без затруднений освоил навыки ра

основными технологическими процес

боты системы защиты предусмотрен

боты с системой в течение короткого

сами.

преимущественно

мажоритарный

времени. Улучшились условия труда

Авторы статьи выражают благодар

принцип обнаружения

нарушения.

операторов установки: они получили

ность коллективам предприятий и орга

Система защиты выполняет анализ от

современные средства контроля и уп

низаций «САПР Нефтехим», «Ленгипро

ветственных параметров

процесса и

равления технологическим оборудова

нефтехим», «Риус», «Fonas», АО «Наф

отключение оборудования в случае на

нием.

та» за оказанную поддержку и активное

рушения этими параметрами аварий

По итогам 1,5 годичной эксплуата

участие в создании АСУ ТП «Олигомери

ных границ, предусмотренных регла

ции АСУ ТП «Олигомеризация» пока

зация». ●

ментом.

зала высокие технические характерис

Действия системы

противоаварий

тики и надежность, не было зафикси

Научно техническая фирма

ной защиты имеют более высокий при

ровано сбоев в работе системы.

«Инкотех»

оритет, чем действия оператора и сис

В настоящее время выполнена разра

Телефон/факс: (06452) 254 39

темы управления. Сигналы срабатыва

ботка проекта более совершенного ва

ния защиты регистрируются в прото

www.cta.ru

СТА 3/2000