Проектирование автоматизированой системы головной нефтеперекачиваю-щей станции

Рис. 24 Рабочее окно интерфейса оператора

 

2.10.2.1 Главное меню

Вид главного меню представлен  на рисунке 25 и 26.

Рис. 25 Главное меню АРМ  оператора (начало)

Рис. 26 Главное меню АРМ  оператора (продолжение)

В главном меню расположены  индикаторы и кнопки, выполняющие  различные функции:

– кнопка «F1» – вызов меню «Справка»;

– кнопка «F2» – квитирование звуковой сигнализации (при срабатывании происходит мигание «звонка», цвет которого может быть красным или желтым в зависимости от приоритета возникшей ситуации);

– кнопка «НПС» – вызов мнемосхемы «Нефтеперекачивающая станция»;

– кнопка «МНС» – вызов мнемосхемы «Магистральная насосная станция»;

– кнопки-индикаторы «МА1», «МА2», «МА3», «МА4» – отображение состояния магистральных насосных агрегатов и вызов мнемосхем магистральных насосных агрегатов;

– кнопка «КРД» – вызов мнемосхемы «Камера регулирования давления»;

– кнопка «ПНС» – вызов мнемосхемы «Подпорная насосная станция»;

– кнопки-индикаторы «ПА1» и «ПА2» – отображение состояния подпорных насосных агрегатов и вызов мнемосхем подпорных насосных агрегатов;

– кнопка «БРУ» – вызов мнемосхемы «Блок ручного управления»;

– кнопка «НП» – вызов мнемосхемы «Нормативные параметры»;

– кнопка-индикатор «МС» – отображение состояния маслосистемы магистральных насосных агрегатов и вызов мнемосхемы «Маслосистема»;

– кнопка-индикатор «ВС» – отображение состояния вентиляции и вызов мнемосхемы «Вентиляционная система»;

– кнопка-индикатор «ВД» – отображение состояния системы охлаждения двигателей магистральных насосных агрегатов и вызов мнемосхемы «Воздушное охлаждение двигателей»;

– кнопка-индикатор «УТ» – отображение состояния системы откачки утечек и вызов мнемосхемы «Система откачки утечек»;

– кнопка «УПС» – вызов мнемосхемы «Узел подключения станции»;

– кнопка «ФГУ» – вызов мнемосхемы «Фильтры-грязеуловители»;

– кнопка «РП» – вызов мнемосхемы «Резервуарный парк»;

– кнопка «УУН» – вызов мнемосхемы «Узел учета нефти»;

– кнопки «Станция», «1», «2», «3», «4» в поле «Защиты МНА» и кнопки «1», «2» в поле «Защиты ПНА» – вызов мнемосхем защиты магистральных насосных агрегатов, подпорных насосных агрегатов и станции;

– кнопка «Дист» в поле «Режим» – выбор режима управления НПС;

– кнопка «Стоп НПС» – вызов всплывающего окна останова насосной перекачки нефти;

– кнопка «Меню» – вызов всплывающего окна меню инженера;

– выпадающее меню – вызов мнемосхемы объекта НПС.

Используемые кнопки-индикаторы имеют цветовую кодировку. Цветовая кодировка индикаторов представлена в таблице 3.1.

Таблица №12

Индикатор	Цвет	Значение
МА1, МА2, МА3, МА4, ПА1, ПА2, МС, ВС, ВД и  УТ	зеленый	агрегат включен
	желтый	агрегат отключен
	оранжевый	агрегат находится в режиме «Резерв»

 

 

2.10.2.2 Область  видеокадра

Видеокадры предназначены  для контроля состояния технологического оборудования и управления этим оборудованием. В состав видеокадров входят [5]:

– мнемосхемы, отображающие основную технологическую информацию;

– всплывающие окна управления и установки режимов объектов и параметров;

– табличные формы, предназначенные для отображения различной технологической информации, не входящей в состав мнемосхем, а также для реализации карт ручного ввода информации (уставок и др.).

В области видеокадра  АРМ оператора доступны следующие  мнемосхемы:

– резервуарный парк (ФЮРА.425280.001.ЭС.10);

– головная нефтеперекачивающая станция (ФЮРА.425280.001.ЭС.11);

– фильтры грязеуловители (ФЮРА.425280.001.ЭС.12).

На мнемосхеме «Резервуарный парк» отображается работа следующих объектов и параметров:

– измеряемые и сигнализируемые параметры РВС-1;

– измеряемые параметры головной нефтеперекачивающей станции;

– состояние и режим работы задвижек К1-К4.

При помощи данной мнемосхемы может быть выполнено следующее:

– выбор режима работы и управление задвижками;

– маскирование, имитация и квитирование измеряемых и сигнализируемых параметров.

На мнемосхеме «Головная нефтеперекачивающая станция» отображается работа следующих объектов и параметров:

– состояние и режим работы промежуточных задвижек;

– измеряемые параметры головной нефтеперекачивающей станции.

При помощи данной мнемосхемы может быть выполнено следующее:

– выбор режима работы и управление промежуточными задвижками;

– маскирование, имитация и квитирование измеряемых параметров.

На мнемосхеме «Фильтры грязеуловители» отображается работа следующих объектов и параметров:

– состояние и режим работы задвижек площадки фильтров-грязеуловителей;

– измеряемые параметры головной нефтеперекачивающей станции.

При помощи данной мнемосхемы может быть выполнено следующее:

– выбор режима работы и управление задвижками площадки фильтров-грязеуловителей;

– маскирование, имитация и квитирование измеряемых параметров.

 

 

2.10.2.3 Мнемознаки

2.10.2.3.1 Мнемознак аналогового параметра

На рисунке 27 представлен мнемознак аналогового параметра [5].

Рис. 27 Мнемознак аналогового параметра

 

В части 1 отображается значение аналогового параметра.

Приняты следующие цвета  части 2 для отображения аналогового  параметра:

– серый цвет – параметр достоверен и в норме;

– желтый цвет – параметр достоверен и достиг допустимого (максимального или минимального) значения;

– красный цвет – параметр достоверен и достиг предельного (максимального или минимального) значения;

– темно-серый цвет – параметр недостоверен;

– коричневый цвет – параметр маскирован.

Красный цвет части 2 сопровождается миганием до тех пор, пока оператор не выполнит операцию квитирования, т.е. не подтвердит факт установки аварийного состояния аналогового параметра.

В части 3 отображается единица  измерения аналогового параметра.

2.10.2.3.2 Мнемознак «Задвижка»

На рисунке 28 представлен мнемознак «Задвижка» [5].

Рис. 28 Мнемознак «Задвижка»

 

Часть 1 отображает режимы управления задвижкой:

– серый цвет – управление отключено;

– желтый цвет – местное управление;

– синий цвет – дистанционное управление;

– красный цвет  – авария по управлению (невозможность управления задвижкой).

При невыполнении команд  управления «Открыть», «Закрыть» и «Стоп» часть 2 окрашивается в красный цвет.

Часть 3 предназначена  для отображения номера задвижки.

Части 4 и 5 предназначены  для отображения состояния задвижки:

– обе части зеленого цвета – задвижка открыта;

– обе части желтого цвета – задвижка закрыта;

– одна часть зеленого, другая желтого цвета – промежуточное положение;

– периодическая смена зеленого и черного цвета (пульсирование) обоих элементов – открывается;

– периодическая смена желтого и черного цвета (пульсирование) обоих элементов – закрывается;

– обе части серого цвета – неопределенное состояние.

– обе части красного цвета – авария (срабатывание моментного выключателя).

2.10.2.3.3 Мнемознак «РВС»

На рисунке 29 представлен мнемознак «РВС» [5].

 

Рис. 29 Мнемознак «РВС»

 

Часть 1 предназначена  для отображения названия и номера резервуара.

Часть 2 – сигнализация предельных значений уровня содержимого  резервуара. Часть 2 используется для отображения, как дискретных состояний, так и предельных значений аналогового параметра, и принимает следующий вид:

– состояние 2.1 (часть 2 – желтого цвета) – допустимый нижний уровень (значение дискретного параметра);

– состояние 2.2 (часть 2 – зеленого цвета) – норма;

– состояние 2.3 (часть 2 – желтого цвета) – допустимый верхний уровень (значение дискретного параметра);

– состояние 2.4 (часть 2 – красного цвета) – предельный верхний уровень (значение дискретного параметра).

2.10.2.3.4 Мнемознак «Лампочка»

На рисунке 30 представлен мнемознак «Лампочка» [5].

Рис. 30 Мнемознак «Лампочка»

 

Часть 1 предназначена  для отображения названия сигнализирующего параметра.

Часть 2 – сигнализация предельных значений уровня содержимого  резервуара. Часть 2 используется для отображения дискретных состояний и принимает следующий вид:

– красный цвет – предельный уровень;

– желтый цвет – допустимый уровень;

– серый цвет – параметр в норме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В результате выполненной работы была разработана система автоматизированного управления головной нефтеперекачивающей станцией. В ходе курсового проекта был изучен технологический процесс перекачки нефти на ГНПС. Были разработаны структурная и функциональная схемы автоматизации ГНПС, позволяющие определить состав необходимого оборудования и количество каналов передачи данных и сигналов. Системы автоматизации ГНПС, диспетчерского контроля и управления были спроектированы на базе полевых устройств фирмы Rosemount, промышленных контроллеров Siemens SIMATIC S7-300 и программного SCADA-пакета Genesis32. В данном курсовом проекте была разработана схема внешних проводок, позволяющая понять систему передачи сигналов от полевых устройств на щит КИПиА и АРМ оператора и, в случае возникновения неисправностей, легко их устранить. Для управления технологическим оборудованием и сбором данных были разработаны алгоритмы пуска/останова технологического оборудования и управления сбором данных. Для разработанных алгоритмов было разработано программное обеспечение для ПЛК с помощью программной среды Siemens Step7. Для поддержания давление нефти в трубопроводе на выходе подпорной насосной станции был выбран способ регулирования давления (дросселирование) и разработан алгоритм автоматического регулирования давления (разработан ПИД-регулятор). В заключительной части курсового проекта были разработаны дерево экранных форм, мнемосхемы ГНПС и объектов ГНПС.

Таким образом, спроектированная САУ ГНПС не только удовлетворяет текущим требованиям к системе автоматизации, но и имеет высокую гибкость, позволяющую изменять и модернизировать разработанную САУ в соответствии с возрастающими в течение всего срока эксплуатации требованиям. Кроме того, SCADA-пакет, который используется на всех уровнях автоматизации ГНПС, позволяет заказчику сократить затраты на обучение персонала и эксплуатацию систем.

 

Список используемых источников

1. Громаков Е. И., Проектирование автоматизированных систем. Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие: Томский политехнический университет. — Томск, 2009.
2. Клюев А. С., Глазов Б. В., Дубровский А. Х., Клюев А. А.; под ред. А.С. Клюева. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: <span class="dash041e_0431