Разработка АСУ ТП Центрального пункта сбора и подготовки нефти

В результате эффекта  Кориолиса, возникающем при движении среды в колеблющейся трубке, различные  её части изгибаются друг относительно друга. Этот изгиб приводит к взаимному  рассогласованию по фазе колебаний  различных участков расходомерной  трубки, которое преобразуется электромагнитным детекторами скорости в выходной сигнал датчика расхода.

Основные технические  характеристики:

• модель датчика R050S;
• расход жидкости л/ч Qmin=8 Qmax=4080;
• пределы относительной погрешности ± 0,5%;
• температура измеряемой среды от -40 до +125°С;
• рабочее избыточное давление в трубопроводе до 30 МПа;
• взрывозащищенное исполнение с маркировкой ExibIIСТ3(T4-T6) X.
• Степень защиты от пыли и воды соответствует исполнению IP66 [6].

 

3.2.5 Преобразователь расхода вихреакустический Метран-300ПР

 

Метран-300ПР – вихреакустический преобразователь объемного расхода с ультразвуковым детектированием вихрей.

Предназначен для технологического и коммерческого учета расхода  и объема воды и водных растворов.

Измеряемые среды: вода и водные растворы.

Основные технические  характеристики:

• диапазон температур измеряемой среды: 1…150°С;
• избыточное давление измеряемой среды в трубопроводе до 1,6 МПа;
• пределы измерения 6..700 м3/ч;
• предел относительной погрешности измерений ± 1,0%;
• степень защиты от пыли и воды IP65 по ГОСТ 14254-96 [6].

 

3.2.6 Сигнализатор загазованности СТМ-10

 

Предназначен для автоматического непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций многокомпонентных воздушных смесей горючих газов и паров.

Область применения:

• в процессе добычи, переработки, транспортировки газа, нефти и нефтепродуктов;
• на объектах газовых и автомобильных хозяйств, на заправках;
• на производствах лаков и красок; на складах ГСМ;
• на танкерах и других судах речных и морских пароходств.

Принцип работы – термохимический. Режим работы – непрерывный. Датчики сигнализаторов СТМ-10 выполнены во взрывобезопасном исполнении с маркировкой по взрывозащите 1ЕxdIICT4. Диапазон измерения, НКПР: 0 - 50 %. Диапазон сигнальных концентраций, НКПР: 5 - 50%, пороги регулируемые. Основная абсолютная погрешность, % НКПР не более:

• для измерения ± 5;
• для срабатывания сигнализации ± 1.

Время срабатывания сигнализации, не более 10 с. Питание, (В):

• переменное 220;
• резервное постоянное 24.

 

3.2.7 Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М 

 

Пускатель бесконтактны реверсивный ПБР-2М предназначен для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами, в  приводе которых используются однофазные конденсаторные электродвигатели.

Пускатель имеет следующие модификации:

ПБР-2М.01-для механизмов, имеющих электромагнитные тормоз;

ПБР-2М.02-для механизмов, имеющих механический тормоз

Область применения: системы  автоматического регулирования  технологическими процессами в энергетической и других отраслях промышленности.

Пускатель соответствует  требованиям ТУ4218-007-54079067-2005.

Динамические характеристики пускателя:

• быстродействие (время запаздывания коммутаций выходных ключей при подаче или снятии управляющего сигнала) не более 25ms;
• разница между длительностями входного и выходного сигналов не более 20ms.

Пускатель допускает  работу в повторно-кратковременном  реверсивном режиме с частотой включений  до 630 в час при ПВ 25%.

Норма средней наработки  на отказ с учетом технического обслуживания 100 000 часов.

Средний срок службы пускателя – 10 лет [7].

 

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;
• встроенный источник питания;
• 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;
• питание 24 VDC 200 mA для целей пользователя;
• 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.