Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ПЗ_ METSO_курсовая.doc
Скачиваний:
47
Добавлен:
30.08.2019
Размер:
2.47 Mб
Скачать

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана автоматизированная система управления технологическим процессом сепарации нефти первой ступени в нефтегазосепараторе НГС-1,0-2000 ДНС СЗ ЦППН-2 Мамонтовского месторождения ООО «РН-Юганскнефтегаз».

Система предназначена для автоматизации процесса контроля состояния технологического процесса и дистанционного управления исполнительными механизмами.

Данный проект использует удобный для оператора интерфейс, реализованный средствами программы Metso DNAuse Editor.

Программа для контроллера была разработана с помощью программы FbCAD.

В качестве измерительных приборов используются современные датчики и приборы, которые имеют унифицированный токовый сигнал (4…20 мА) необходимый для схем автоматического управления.

Для оператора была создана мнемосхема, отражающая процессы, протекающие на объекте, и позволяющая оператору управлять технологическим процессом.

Данный проект обеспечит минимальное вмешательство человека в технологический процесс.

Приборы и контроллер достаточно надежны и современны, что гарантирует безотказную и эффективную работу технологического процесса.

Список использованных источников

  1. Технологический регламент ДНС-СЗ ЦППН-2 Мамонтовского месторождения ООО «РН-Юганскнефтегаз». – Нефтеюганск, 2005.- 78 с.

  2. ГОСТ 21.404-85. «Автоматизация технологических процессов».

  3. ГОСТ 8.401-80. «Классы точности средств измерений. Общие требования».

  4. ГОСТ 6651-2009. «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля».

  5. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. СХЕМЫ АЛГОРИТМОВ, ПРОГРАММ ДАННЫХ И СИСТЕМ: Условные обозначения и правила выполнения. — Москва: Государственный стандарт Союза ССР, 1990. — 23 c.

  6. РМ4-2-96. Схемы автоматизации. Пособие к ГОСТ 21.408-93.

  7. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03).

  8. Датчики давления. Тематический каталог №1. – Концерн «Метран», Челябинск, 2011, 222 с.

  9. Датчики температуры. Тематический каталог №2. – Концерн «Метран», Челябинск, 2011, 201 с.

  10. Расходомеры. Счетчики. Тематический каталог №3. – Концерн «Метран», Челябинск, 2011, 222 с.

  11. Технические условия для счетчика нефти турбинного НОРД-М с блоком VEGA-03.

  12. Преобразователи измерительные уровня «Сапфир–22ДУ(Ех)», ОАО «Теплоприбор». Техническое описание и инструкции по эксплуатации 08906128 ТО, 2011, 78 с. Технические условия ТУ 25-2472.009-87, 2011, 10 с.

  13. Каталог продукции ОАО «Курганхиммаш» раздел «Сепарационное оборудование», 2011, 167 с.

  14. Техническое описание и РЭ многооборотных электроприводов SAExC 07.1-SAExC 16.1 / SARExC 07.1-SARExC 16.1 с блоком (узлом) управления AUMA MATIC ExC 01.1, 2011, 48 с.

  15. Сигнализатор СТМ-30. «Аналитприбор». Техническое описание и руководство по эксплуатации. ИБЯЛ.424339.001 РЭ, 2011, 59 с.

  16. Персиянцев М. Н. Совершенствование процессов сепарации нефти от газа в промысловых условиях. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. – 283 с.: ил.

  17. Лутошкин Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М.: «Недра», 1977, 192 с.

  18. Байков Н. М., Позднышев Г. Н., Мансуров Р. И. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды. М., Недра, 1981, 261 с.

  19. Мильштейн Л. М., Бойко С. И., Запорожец Е. П. Нефтегазопромысловая сепарационная техника: Справочное пособ./Под ред. Л.М.Мильштейна. – М.: Недра, 1992. – 236 с ил.

  20. РД 39-0004-90. Руководство по проектированию и эксплуатации сепарационных узлов нефтяных месторождений, выбору и компоновке сепарационного оборудования. – Уфа: «ВНИИСПТнефть», 1990. – 70 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Функциональная схема автоматизации

Рисунок А.1 – Функциональная схема автоматизации.

Рисунок А.2 – Щит оператора.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица КИПиА

51

№ сигнала

Наименование параметра

№ позиции

Единицы измерения

Условное

обозначение

Характеристики параметра

Характеристики прибора

Диапазон изменения сигнала

Наименование прибора

Примечание

Диапазон изменения параметра

Допустимая погрешность измерения

Диапазон измерения прибора

Основная погрешность

Абсолютная погрешность

Тип сигнала

ТС

ТУ

ТИ

ТР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Нефтегазосепаратор НГС2-1,0-2000

1

Температура эмульсии на вх. сепаратора

1

ºС

TT

5..40

1

0..50

±0.25%

±0.125

1

4-20 мА

ТСМУ Метран-274-Exia

2

Расход эмульсии на вх. сепаратора

2

м3

FT

100..485

0.8

0..500

±0.15%

±0.75

1

4-20 мА

НОРД-М + VEGA-03

НОРД-И2У-02 - магнитоинд.датч.

3

Расход воды (в дренаж. емкость)

3

м3

FT

40..185

1

0..250

±0.15%

±0.375

1

4-20 мА

НОРД-М + VEGA-03

4

Концентрация газа

4

% НКПР

QE

0..50

2.5

0..50

±5%

±2.5

1

4-20 мА

СТМ-30

диапазон индикации 0..100% НКПР

5

Концентрация газа (высокая)

% НКПР

QE

10..18(*)

-

-

-

-

1

24 В

СТМ-30

6

Концентрация газа (крайне высокая)

% НКПР

QE

18..20(*)

-

-

-

-

1

24 В

СТМ-30

7

Давление (изб.) на вх. сепаратора

5

МПа

PT

0.6..0.8

0.005

0..1.6 (*)

±0.075%

±0.001

1

4-20 мА

Метран-150TG

8

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыта)

6

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

9

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыта)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

10

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

11

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

12

Уровень «вода-нефть» в сепараторе

7

м

LT

0.2..0.5

0.01

0..0.6

±0.5%

±0.003

1

4-20 мА

Сапфир-22ДУ-Ex

Модель 2615

13

Задвижка(2) на дренаже (открыта)

8

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

14

Задвижка(2) на дренаже (закрыта)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

15

Задвижка (2) на дренаже (открыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

16

Задвижка (2) на дренаже (закрыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

17

Давление (изб.) в сепараторе (рабочее)

9

МПа

PT

0.6..0.8

0.005

0..1.6 (*)

±0.075%

±0.001

1

4-20 мА

Метран-150TG

18

Задвижка (3) на выходе газа (открыта)

10

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

19

Задвижка (3) на выходе газа (закрыта)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

20

Задвижка (3) на выходе газа (открыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

21

Задвижка (3) на выходе газа (закрыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

22

Уровень нефти в сепараторе

11

м

LT

0.8..1.2

0.01

0..1.6

±0.5%

±0.008

1

4-20 мА

Сапфир-22ДУ-Ex

Модель 2620

23

Задвижка(4) на вых. эмульсии (открыта)

12

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

24

Задвижка(4) на вых. эмульсии (закрыта)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

25

Задвижка (4) на вых. эмульсии (открыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

26

Задвижка (4) на вых. эмульсии (закрыть)

-

NS

-

-

-

-

-

1

24 В

AUMA MATIC ExC 01.1

27

Давление (изб.) газа на вых. газа

13

МПа

PT

0.5..1.1

0.005

0..1.6 (*)

±0.075%

±0.001

1

4-20 мА

Метран-150TG

28

Давление (изб.) эмульсии на вых. эмульсии

14

МПа

PT

0.6..0.8

0.005

0..1.6 (*)

±0.075%

±0.001

1

4-20 мА

Метран-150TG

29

Расход газа на факел

15

м3

FT

0..25000

350

0..30000 (*)

±1%

±300

1

4-20 мА

Метран-350-SFA-Ex

30

Расход газа на вых. газа

16

м3

FT

0..70000

800

0..75000 (*)

±1%

±750

1

4-20 мА

Метран-350-SFA-Ex

31

Температура жидкости в сепараторе (раб.)

17

ºС

TT

5..40

1

0..100

±0.25%

±0.25

1

4-20 мА

ТСМУ Метран-274-Exia

32

Расход эмульсии на вых. эмульсии

18

м3

FT

86..430

0.8

0..500

±0.15%

±0.75

1

4-20 мА

НОРД-М + VEGA-03

см.прим.сигн.2-3

33

Температура газа на вых. газа

19

ºС

TT

5..50

1

0..100

±0.25%

±0.25

1

4-20 мА

ТСМУ Метран-274-Exia

34

Температура эмульсии на вых. эмульсии

20

ºС

TT

5..35

1

0..50

±0.25%

±0.125

1

4-20 мА

ТСМУ Метран-274-Exia

Общее количество сигналов

10

8

16

0

(*) – перенастраиваемые диапазоны (при заказе или при эксплуатации);

Т

52

аблица Б.2 – Таблица КИПиА

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Таблица каналов ввода-вывода

53

Таблица В.3 - Таблица каналов ввода-вывода.

№ шасси

№ слота

№ контакта

Адрес

Наименование сигнала

Единицы измерения

Диапазон измерения прибора

Основная допустимая погрешность

Диапазон

изменения сигнала

Тип сигнала

Код сигнала

ТС

ТУ

ТИ

ТР

0

0

PIC2

Модуль интерфейса

5

AIU8

0

0:5:0

Температура эмульсии на вх. сепаратора

ºС

0..50

±0.25%

4-20 мА

1

1

0:5:1

Расход эмульсии на вх. сепаратора

м3

0..500

±0.15%

4-20 мА

1

2

0:5:2

Расход воды (в дренаж. емкость)

м3

0..250

±0.15%

4-20 мА

1

3

0:5:3

Концентрация газа

% НКПР

0..50

±5%

4-20 мА

1

4

0:5:4

Давление (изб.) на вх. сепаратора

МПа

0..1.6

±0.075%

4-20 мА

1

5

0:5:5

Уровень «вода-нефть» в сепараторе

м

0..0.6

±0.5%

4-20 мА

1

6

0:5:6

Давление (изб.) в сепараторе (рабочее)

МПа

0..1.6

±0.075%

4-20 мА

1

7

0:5:7

Уровень нефти в сепараторе

м

0..1.6

±0.5%

4-20 мА

1

6

AIU8

0

0:6:0

Давление (изб.) газа на вых. газа

МПа

0..1.6

±0.075

4-20 мА

1

1

0:6:1

Давление (изб.) эмульсии на вых. эмульсии

МПа

0..1.6

±0.075

4-20 мА

1

2

0:6:2

Расход газа на факел

м3

0..30000

±1%

4-20 мА

1

3

0:6:3

Расход газа на вых. газа

м3

0..75000

±1%

4-20 мА

1

4

0:6:4

Температура жидкости в сепараторе (раб.)

ºС

0..100

±0.25%

4-20 мА

1

5

0:6:5

Расход эмульсии на вых. эмульсии

м3

0..500

±0.15%

4-20 мА

1

6

0:6:6

Температура газа на вых. газа

ºС

0..100

±0.25%

4-20 мА

1

7

0:6:7

Температура эмульсии на вых. эмульсии

ºС

0..50

±0.25%

4-20 мА

1

9

BIU8

0

0:9:0

Концентрация газа (высокая)

-

-

-

24 В

1

1

0:9:1

Концентрация газа (крайне высокая)

-

-

-

24 В

1

2

0:9:2

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыта)

-

-

-

24 В

1

3

0:9:3

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыта)

-

-

-

24 В

1

4

0:9:4

Задвижка(2) на дренаже (открыта)

-

-

-

24 В

1

5

0:9:5

Задвижка(2) на дренаже (закрыта)

-

-

-

24 В

1

6

0:9:6

Задвижка (3) на выходе газа (открыта)

-

-

-

24 В

1

7

0:9:7

Задвижка (3) на выходе газа (закрыта)

-

-

-

24 В

1

10

BIU8

0

0:10:0

Задвижка (4) на вых. эмульсии (открыта)

-

-

-

24 В

1

1

0:10:1

Задвижка (4) на вых. эмульсии (закрыта)

-

-

-

24 В

1

2

0:10:2

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3

0:10:3

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

4

0:10:4

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5

0:10:5

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

6

0:10:6

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

7

0:10:7

Резерв

-

-

-

-

-

-

-

-

-

13

BOU8

0

0:13:0

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыть)

-

-

-

24 В

1

1

0:13:1

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыть)

-

-

-

24 В

1

2

0:13:2

Задвижка (2) на дренаже (открыть)

-

-

-

24 В

1

3

0:13:3

Задвижка (2) на дренаже (закрыть)

-

-

-

24 В

1

4

0:13:4

Задвижка (3) на выходе газа (открыть)

-

-

-

24 В

1

5

0:13:5

Задвижка (3) на выходе газа (закрыть)

-

-

-

24 В

1

6

0:13:6

Задвижка (4) на вых. эмульсии (открыть)

-

-

-

24 В

1

7

0:13:07

Задвижка (4) на вых. эмульсии (закрыть)

-

-

-

24 В

1

Использовано каналов:

10

8

16

0

Всего: 34

Каналов в резерве:

6

0

0

0

Всего: 6

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Б

55

лок-схемы алгоритмов по технологии

Р

56

исунок Г.1 – Блок-схема алгоритма пуска по технологии.

Рисунок Г.2 – Блок-схема алгоритма пуска по технологии (продолжение).

Рисунок Г.3 – Блок-схема алгоритма нормальной работы по технологии.

Рисунок Г.4 – Блок-схема алгоритма нормальной работы по технологии (продолжение).

Рисунок Г.5 – Блок-схема алгоритма планового останова по технологии.

Рисунок Г.6 – Блок-схема алгоритма аварийного останова по технологии.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Фрагменты кода программы

Рисунок Д.1 – Пример типового подключения аналогового модуля (датчик температуры на входе сепаратора).

Рисунок Д.2 – Подключение газоанализатора (измерение текущей концентрации и 2 порога сигнализации)

Рисунок Д.3 – Подключение датчика давления на входе сепаратора с заданными уставками.

Рисунок Д.4 – Подключение датчика уровня «вода-нефть» с заданными уставками.

Рисунок Д.5 – Подключение датчика рабочего давления в сепараторе с заданной уставкой.

Рисунок Д.6 – Подключение датчика уровня нефти в сепараторе с заданными уставками.

Рисунок Д.7 – Алгоритм автоматизации работы задвижки 1 (на входе сепаратора).

Рисунок Д.8 – Алгоритм автоматизации работы задвижки 2 (на дренаже).

Рисунок Д.9 – Алгоритм автоматизации работы задвижки 3 (на выходе газа).

Рисунок Д.10 – Алгоритм автоматизации работы задвижки 4 (на выходе эмульсии).

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Таблица тэгов HMI

73

Таблица Е.6 – Таблица тэгов HMI.

Название экрана

Имя тэга

Имя сигнала

Наименование параметра

Вид индикации

Условное обозначение

gd:A1: 1_14

НЕФТЕГАЗОСЕПАРАТОР НГС2-1,0-2000

TT1

TT1.I

Температура эмульсии на вх. сепаратора, ºС

Цифровая

TT 1

FT2

FT2.I

Расход эмульсии на вх. сепаратора, м3

Цифровая

FT 2

FT3

FT3.I

Расход воды (в дренаж. емкость), м3

Цифровая

FT 3

QE4

QE4.I

Концентрация газа, % НКПР

Цифровая

QE 4

QS4_1

QS4_1.I

Концентрация газа (высокая)

Графическая (сигнализ.)

QE 4

QS4_2

QS4_2.I

Концентрация газа (крайне высокая)

Графическая (сигнализ.)

QE 4

PT5

PT5.I

Давление (изб.) на вх. сепаратора, МПа

Цифровая

PT 5

NS6

NS6_opened.I

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыта)

Графическая

NS 6

NS6

NS6_closed.I

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыта)

Графическая

NS 6

NS6

NS6_open.O

Задвижка (1) на вх. сепаратора (открыть)

Графическая

NS 6

NS6

NS6_close.O

Задвижка (1) на вх. сепаратора (закрыть)

Графическая

NS 6

LT7

LT7.I

Уровень «вода-нефть» в сепараторе, м

Цифровая/ Графическая

LT 7

NS8

NS8_opened.I

Задвижка(2) на дренаже (открыта)

Графическая

NS 8

NS8

NS8_closed.I

Задвижка(2) на дренаже (закрыта)

Графическая

NS 8

NS8

NS8_open.O

Задвижка (2) на дренаже (открыть)

Графическая

NS 8

NS8

NS8_close.O

Задвижка (2) на дренаже (закрыть)

Графическая

NS 8

PT9

PT9.I

Давление (изб.) в сепараторе (рабочее), МПа

Цифровая

PT 9

NS10

NS10_opened.I

Задвижка (3) на выходе газа (открыта)

Графическая

NS 10

NS10

NS10_closed.I

Задвижка (3) на выходе газа (закрыта)

Графическая

NS 10

NS10

NS10_open.O

Задвижка (3) на выходе газа (открыть)

Графическая

NS 10

NS10

NS10_close.O

Задвижка (3) на выходе газа (закрыть)

Графическая

NS 10

LT11

LT11.I

Уровень нефти в сепараторе, м

Цифровая/ Графическая

LT 11

NS12

NS12_opened.I

Задвижка(4) на вых. эмульсии (открыта)

Графическая

NS 12

NS12

NS12_closed.I

Задвижка(4) на вых. эмульсии (закрыта)

Графическая

NS 12

NS12

NS12_open.O

Задвижка (4) на вых. эмульсии (открыть)

Графическая

NS 12

NS12

NS12_close.O

Задвижка (4) на вых. эмульсии (закрыть)

Графическая

NS 12

PT13

PT13.I

Давление (изб.) газа на вых. газа, МПа

Цифровая

PT 13

PT14

PT14.I

Давление (изб.) эмульсии на вых. эмульсии, МПа

Цифровая

PT 14

FT15

FT15.I

Расход газа на факел, м3

Цифровая

FT 15

FT16

FT16.I

Расход газа на вых. газа, м3

Цифровая

FT 16

TT17

TT17.I

Температура жидкости в сепараторе (раб.), ºС

Цифровая

TT 17

FT18

FT18.I

Расход эмульсии на вых. эмульсии, м3

Цифровая

FT 18

TT19

TT19.I

Температура газа на вых. газа, ºС

Цифровая

TT 19

TT20

TT20.I

Температура эмульсии на вых. эмульсии, ºС

Цифровая

TT 20

74

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Экран HMI

75

Рисунок Ж.7 – Экран HMI.

48