- •1 Общая характеристика объекта
- •1.1 Краткая характеристика предприятия
- •1.2 Состав производств цпс
- •1.3 Описание технологического процесса
- •1.3.1 Основные технологические решения
- •1.3.2 Первая ступень сепарации
- •1.3.3 Установка подготовки нефти
- •1.3.4 Резервуарный парк цпс
- •1.3.5 Факельная система цпс
- •1.3.6 Установка подготовки пластовых вод (уппв)
- •1.3.7 Компрессорная станция
- •1.4 Недостатки в работе цпс
- •2 Постановка задачи
- •2.1 Назначение системы
- •2.2 Цели создания асу тп цпс
- •2.3 Перечень объектов
- •2.4 Входные/выходные данные
- •3 Проектирование системы
- •3.1 Требования к системе
- •3.2 Средства автоматизации нулевого уровня системы
- •3.2.1 Датчик уровня ультразвуковой дуу2м
- •3.2.2 Сигнализатор уровня ультразвуковой сур-5
- •3.2.3 Метран-100 ди 1152
- •3.2.4 Расходомер кориолисовый Метран-360
- •3.2.5 Преобразователь расхода вихреакустический Метран-300пр
- •3.2.6 Сигнализатор загазованности стм-10
- •3.2.7 Пускатель бесконтактный реверсивный пбр-2м
- •3.2.8 Блок ручного управления – бру-42
- •3.3 Первый уровень системы
- •3.3.1 Выбор контроллера
- •3.3.2 Выбор модулей ввода/вывода
- •3.4 Проектирование верхнего уровня
- •3.4.1 Описание rsView32
- •3.4.2 Описание операторского интерфейса
- •3.4.3 Описание экрана «Входные сепараторы»
- •3.4.4 Расчет точности отображения на экранах
- •4 Расчет надежности проектируемой системы цпс
- •4.1 Общие положения
- •4.2 Методика расчета показателей надежности
- •4.3 Расчет надежности по функции автоматического управления
- •5. Безопасность и экологичность проекта
- •5.1 Условия труда операторов
- •5.1.1 Производственный микроклимат
- •5.1.2 Виброакустические колебания
- •5.1.3 Производственная освещенность
- •5.1.3.1 Естественное освещение
- •5.1.3.2 Искусственное освещение
- •5.1.4 Ионизирующее излучение
- •5.1.5 Молниезащита зданий и сооружений промышленных объектов
- •5.1.6 Обеспечение электробезопасности
- •5.1.7 Пожаробезопасность
- •5.1.8 Расчет освещенности операторной
- •5.2 Экологичность проекта
- •5.2.1 Сбор нефтепродуктов c водной поверхности
- •5.2.2 Ликвидация нефтезагрязнений на твёрдой поверхности
- •5.2.3 Биотехнологии
- •5.3 Чрезвычайные ситуации
- •5.4 Выводы по разделу
- •6 Расчет экономической эффективности
- •6.1 Методика расчета показателей экономической эффективности
- •6.2 Расчет единовременных затрат
- •6.2.1 Расчет затрат на разработку системы
- •6.2.2 Расчет затрат на разработку программного обеспечения
- •6.2.3 Расчет затрат на изготовление системы
- •6.3 Расчет текущих затрат на функционирование системы
- •6.5 Расчёт обобщающих показателей
- •6.6 Выводы по разделу
3.2.8 Блок ручного управления – бру-42
Блок ручного управления – бру-42 рассчитан на применение в
автоматизированных системах управления технологическими процессами
(АСУТП) и предназначены для переключения цепей управления
исполнительными устройствами, индикации положения цепей.
Основные функции:
– ручное или дистанционное переключение с автоматического режима на
ручной и обратно;
– управление исполнительными механизмами с помощью кнопок
"больше-меньше";
– индикация положения выходного вала исполнительного механизма с
помощью миллиамперметра;
– световая индикация режимов управления и состояния цепей управления;
определение положения регулирующего органа.
Основные параметры блока ручного управления:
– блок бру-42 имеет модифицированные исполнения, в которых жгут с
контактным разъемом заменен установленным в корпус блока, стандартным 25-
ти контактным разъемом типа D-SUB;
– пределы изменения входного сигнала 4 – 20 мА;
– входное сопротивление 200 Ом.
– электрическое питание – переменный ток номинальным напряжением
24В и частотой 50Гц;
– потребляемая мощность – не более 2,5 В.А.
– масса, не более 0,8 кг [8].
3.3 Первый уровень системы
3.3.1 Выбор контроллера
В настоящее время промышленный рынок предлагает широкий выбор
всевозможных контроллеров. Рассмотрим наиболее популярные из них.
Фирма Эмикон предлагает программируемые промышленные
контроллеры ЭК-2000.
Программируемые контроллеры серии ЭК-2000 предназначены для
использования в системах управления, где предъявляются повышенные
требования к надежности, к защите систем управления от воздействия пыли,
брызг, агрессивных сред, к работоспособности в широком диапазоне
температур и воздействии вибраций.
Конструктивно контроллеры серии ЭК-2000 состоят из блока
вычислительного и блока кроссового, соединенных между собой кабелями.
В состав блока вычислительного входят:
– каркас с объединительным модулем;
– модуль центральный;
– модули связи с объектом (МСО);
– модуль питания.
В состав блока кроссового входят:
– панель монтажная с клеммными соединителями и коробами для укладки
проводов и кабелей;
– блок нестабилизированного питания (2 канала +24 В, 2,5 А);
– панель монтажная для размещения дополнительных устройств
пользователя.
В бескорпусном исполнении пользователю поставляется перечисленный
состав блоков, которые размещаются в шкафах пользователя, либо
непосредственно в корпусах технологического оборудования.
В двухкорпусном варианте каждый блок имеет собственный кожух; в
однокорпусном варианте блоки вычислительный и кроссовый расположены в
общем защитном кожухе.
Двухкорпусное исполнение позволяет производить диагностику работы
системы, не нарушая пылебрызгозащищенности контроллера. Для этого
отключаются информационные кабели между блоками, и к блоку
вычислительному подключаются имитаторы объекта. Затем производится
тестирование и, при обнаружении неисправности какого либо МСО или всего
блока, производится его замена. Ремонт блока вычислительного затем может
быть произведен в нормальных условиях.
Двухкорпусное исполнение необходимо использовать в тех случаях,
когда контроллеры непосредственно устанавливаются в производственных
помещениях, где возможно воздействие пыли или влаги как при эксплуатации,
так и при проведении ремонтных или профилактических работ. В помещениях
с обычными условиями эксплуатации целесообразно использовать более
дешевый однокорпусной вариант исполнения.
В качестве средства отображения в контроллерах применяются панели
оператора серии UniOP.
Панель оператора может быть установлена непосредственно в кожух
блока вычислительного (при автономной установке контроллера), на двери
электрошкафа или в пульте управления пользователя (в случае встраивания
контроллера в пользовательское оборудование).
Панель оператора может поставляться в виде переносного терминала.
Максимальное расстояние от панели до контроллера - 1 км (RS-485).
Необходимое количество каналов ввода/вывода может быть реализовано
при подключении контроллеров в локальную сеть. Максимальное количество
узлов в сети - 256. При использовании последовательного интерфейса,
расположенного на центральном модуле, или сетевых модулей С-02А и С-05А
скорость передачи информации - до 2,5 Мбит/с. Физический уровень локальной
сети - RS-485. Канальный уровень - MODBUS или SDLC [9].
Фирма Альбатрос предлагает контроллер промышленный
комбинированный ГАММА-11 имеет модульную структуру и предназначен для
построения универсальных информационно-управляющих комплексов,
обладающих гибкой структурой организации аналогового и цифрового
ввода/вывода с программно-ориентированными исполняемыми функциями.
Прибор может работать как автономно (в том числе с местной
индикацией измеряемых параметров), так и в составе АСУ ТП совместно с
верхним уровнем.
Характеристики интерфейса ГАММА-11 с ЭВМ верхнего уровня:
– гальваническая развязка выходных цепей интерфейса от внутренних
цепей прибора (прочность изоляции 1000 В постоянного тока в течение одной
минуты);
– тип интерфейса – RS-485;
– скорость передачи до 115200 бит/с (задается переключателями);
– логический протокол – Modbus RTU;
– возможность задания с помощью переключателей наличия и типа
контроля четности, а также адреса прибора [10].
SLC-500 это развивающееся семейство малых программируемых
контроллеров фирмы Allen Bradley, построенное на двух аппаратных
модификациях: фиксированный контроллер с опцией раширения при помощи
2-х слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек ввода-вывода.
Средства программирования и большинство модулей ввода-вывода совместимы
для обеих модификаций, так что можно реализовать широкий спектр
приложений с минимальной стоимостью. В дополнение к гибкости
конфикурирования программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный
порт сети DH - 485, обеспечивая тем самым программную поддержку и
мониторинг.
Модульные контроллеры SLC 500 предлагают дополнительную
гибкость конфигурирования системы, более мощные процессоры и большую
емкость ввода/вывода. Выбирая соответствующие шасси, источники питания,
процессоры, дискретные или специальные модули ввода-вывода, Вы можете
создать систему, спроектированную специально для Ваших применений. Опции
процессоров включают:
– SLC 5/01-процессоры с емкостью памяти от 1К до 4К инструкций
(каталожные номера 1747-L511 или 1747-L514) с набором инструкций
аналогичным фиксированному;
– SLC 5/02-процессор с емкостью памяти 4К (каталожный номер 1747-
L524) с расширенным набором инструкций;
– SLC 5/03-процессор с емкостью памяти 12К слов и дополнительными
4К для данных (каталожный номер 1747-L532) с гибкими коммуникационными
возможностями и производительностью в 5 - 10 раз больше, чем у SLC 5/02;
– SLC 5/04-процессор с емкостью памяти 20К слов и дополнительными
4К для данных (каталожный номер 1747-L542) с возможностью подключения к
сети DH+ и быстродействием превышающим SLC 5/03. Также обеспечивается
возможность коммуникаций через RS-232 или DH – 485 [11].
Фиксированные контроллеры SLC 500 представляют различные
вариации недорогих контроллеров до 104 точек ввода - вывода. Кроме того, они
обеспечивают усовершенствованные сетевые возможности, включая в себя:
– центральный процессор с возможностью подключения к сети DH – 485;
– встроенныйисточникпитания;
– предопределенное количество каналов ввода-вывода.
Особенности и преимущества:
– версии 20, 30 или 40 точек ввода-вывода в 24 различных конфигурациях;
– дополнительные шасси расширения на 2 места;
– дополнительная резервная память EEPROM или UVPROM;
– конфигурируемые 8 MHz-счетные входы или нормальные входы DC;
– обеспечивает широкий спектр фиксированных конфигураций ввода-
вывода для применения в различных приложениях;
– обеспечивает подключение 64 дополнительных точек ввода-вывода и
использование широкого спектра специальных модулей;
– устраняет необходимость во внешнем источнике питания при
использовании датчиков DC;
– обеспечивает "жесткое" хранение программ и данных;
– устраняет необходимость в применении отдельных модулей
высокоскоростных счетчиков.
Процессорный блок выбирается из следующих характеристик:
– максимальное число обрабатываемых входов/выходов;
– время машинного цикла;
– размер ПЗУ и ОЗУ;
– потребляемая мощность.
Из перечисленных выше контроллеров выбираем контроллер фирмы
Allen-Bradley SLC-5/03 каталожный номер 1747-L532.
Характеристики процессорного блока SLC-5/03:
– память программ – 12К слов;
– дополнительное хранение данных – до 4К слов;
– максимальная ёмкость входов – 4096 дискретных входов;
– максимальная ёмкость выходов – 4096 дискретных выходов;
– максимальное число локальных шасси/слотов – 3/30;
– время сканирования программы Кслов – 1 мс (среднее);
– время сканирования Вх/Вых 0,225 мс (среднее).