Требования к техническому обеспечению

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………...……5

1. Разработка функциональной схемы системы автоматизации….…6

1.1. Основные задачи и цели создания АСУ ТП…………………….….6

1.1.1. Требования к техническому обеспечению……………………….....7

1.2. Описание технологического процесса……………………………...9

1.3. Функциональная схема автоматизации…………………………...12

2.   Разработка структурной схемы АС………………………………..13

2.1. Структурная схема системы……………………………………….13

2.2. Разработка схемы информационных потоков……………………13

2.3. Разработка схемы внешних проводок…………………………..…16

2.4. Алгоритм сбора данных измерений…………………………….…16

2.5. Алгоритм пуска/останова технологического оборудования….…17

2.6. Алгоритм автоматического регулирования давления……...…….20

3.   Выбор оборудования………………………………………....…….22

3.1. Выбор средств реализации КНС………….………………………..22

3.1.1. Выбор контроллерного оборудования…………………………….22

3.2. Выбор датчиков…………………………………………….………23

3.2.1. Выбор датчика давления…………………………………….……..23

3.2.2. Выбор датчика температуры…………………………........………25

3.2.3. Выбор расходомера………………………………………………...26

4. Разработка структурной схемы автоматизации…………………..28

4.1. Описание заданного комплекса технических средств……………28

4.2. Выбор функциональных БИС заданного МПК для реализации функциональной схемы……………………………………………………….…35

4.3. Структурная схема системы………………………………..………37

Заключение…………………………………………………….……………38

Список использованной литературы………………………………………39

Приложения…...…………………………………………....………………40

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация технологических процессов играет очень важную роль в современном мире, так как является одним из факторов повышение производительности и условий труда. К способам увеличения эффективности относятся оптимизация и модернизация производства, снижение производственных издержек, экономия расхода энергоносителей, повышения качества и скорости получения информации от измерительных устройств. Все существующие технические объекты стараются в той или иной мере оснащать средствами автоматизации. Но создание эффективной автоматизированной системы является довольно сложной задачей.  

Благодаря автоматизации производства технологические процессы могут осуществляться без участия обслуживающего персонала. Изначально автоматизация производства проходила лишь частично, но в современном обществе ее применение приобретает все большее значение и делится на основные и вспомогательные операции. При полной автоматизации производства оператору необходимо только наблюдать за работой оборудование, проводить настройку и наладку аппаратуры.

В современном обществе возможности автоматизации постоянно растут. Часто их задачей становится настройка оборудования при изменении условий работы для повышения эффективности процессов и оптимизации режимов работы установок. Растет число аппаратов, комплексов, цехов и предприятий, работающих без непосредственного участия персонала.  

К видам автоматизации относятся:

1. Частичная автоматизация, используемая при необходимости автоматизировать отдельные процессы, не связанные друг с другом.

2. Комплексная автоматизация состоит в автоматизации всех операций технологического процесса, согласованных между собой и выполняемых по определенной программе.

3. Полная автоматизация связана с автоматизацией, как основных, так и вспомогательных процессов с выбором оптимальных режимов работы оборудования.

РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Основные задачи и цели создания АСУ ТП

Основными целями создания АСУ ТП являются:

- комплексная автоматизация объектов компрессорной станции, создание на базе АСУ ТП малолюдной и энергосберегающей технологий, позволяющих повысить рентабельность и эффективность производства;

- оптимальное и безаварийное ведение технологических процессов в автоматическом режиме;

АСУ ТП реализуют следующие задачи:

- выполнение установленных производственных заданий по объемам и качеству продукции, снижение непроизводительных потерь материально-технических и топливно-энергетических ресурсов и сокращение эксплуатационных расходов;

- оптимальное управление технологическими режимами работы компрессорной станции в соответствии с устанавливаемыми производственными заданиями по объемам и качеству газа;

- обеспечение комплексной противоаварийной защиты объектов и локализация нештатных ситуаций на основе алгоритмов

взаимодействия со смежными системами;

- обеспечение производственных служб необходимой информацией для решения задач планирования, контроля и управления производством;

- обеспечение высокой экологической безопасности производства;

- формирование отчетных документов по функционированию технологического оборудования за отчетный период.

- представление информации оперативно-диспетчерскому персоналу.

Технологическая обвязка компрессорного цеха предназначена для:

- приема на компрессорную станцию технологического газа из магистрального трубопровода;

- очистки технологического газа от мехпримесей и капельной влаги в пылеуловителях и фильтр-сепараторах;

- распределения потоков для последующего сжатия и регулирования схемы загрузки ГПА;

- охлаждения газа после компремирования в АВО газа;

- возвращение газа в магистральный трубопровод;

- транзитного прохода газа по магистральному трубопроводу, минуя компрессорную станцию;

- при необходимости сброса   газа в   атмосферу      из всех технологических газопроводов компрессорного цеха через свечные краны.

Компрессорные станции представляют собой площадочный комплекс сооружений, включающий объекты:

- компрессорный цех, содержащий установки для компримирования газа,

- установки пылеуловителей, попутной очистки газа от вредных примесей,

- установки охлаждения газа.

Основным элементом компрессорной станции является газоперекачивающий агрегат (ГПА). К задачам системы автоматического регулирования ГПА относится поддержание заданного режима работы газотурбинной установки, т.е. обеспечение требуемой мощности при установлении частот вращения валов турбин и температуры продуктов сгорания ниже предельно допустимых значений. Необходимая мощность ГТУ, частота вращения силового вала и температура продуктов сгорания перед ТВД регулируются САР путем изменения количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.

Другой важнейшей функцией, выполняемой САР, является экстренная остановка ГТУ в ситуациях, предвещающих аварию.

Цель создания данной системы – это формирования необходимого уровня качества для решения основных технологических и экономических задач, таких как:

- Своевременное получение достоверной информации с измерительных приборов на объекте;

- Оптимизация режимов работы технологических объектов;

- Повышение    точности и оперативности измерений

технологического процесса;

- Создание автоматизированного контроля и управления

технологическим объектом;

- Улучшение условий работы обслуживающего персонала, за счет снижения трудоемкости;

- Улучшение мер безопасности на производстве, снижение загрязнений окружающей среды

- Минимизация технологических и производственных потерь.

- Предотвращениеаварийныхситуаций.

Требования к техническому обеспечению

Установки, расположенные на открытых площадках, должны быть устойчивы к воздействию экстремальных температур от -45^оС до +45^оС и при температуре 35^оС к влажности не менее 80% в зависимости от географического месторасположения.

Для возможности дальнейшего развития и модернизации программнотехнического комплекса АС необходимо предусмотреть резерв по каналам ввода и вывода в размере не менее 20%

Чувствительные части датчиков, контактирующие с внешней агрессивной средой, должны быть сделаны из коррозионностойких материалов или для защиты иметь разделитель среды. Датчики, используемые в АС, обязаны соответствовать требованиям взрывобезопасности и иметь искробезопасные цепи.

Уровень защиты технических устройств от пыли и влаги должен быть не менее IP56.

Для получения необходимого показателя надежности датчики следует выбирать на основе показателей мирового уровня или лучших образцов среди отечественных изделий. Такими показателями являются: 1) время наработки на отказ не менее 100 тыс. час;

2) срок службы не менее 10 лет.

Для свободной компоновки каналов ввода и вывода следует выбирать контроллер, имеющий модульную архитектуру. Для обеспечения взрывобезопасности необходимо использовать модели с искробезопасными входными цепями или барьеры искробезопасности.

Для реализации технического задания необходимо, чтобы комплекс технических средств КНС строился на основе специализированных программнотехнических элементов:

- Датчики, исполнительные устройства, микропроцессорные регуляторы, анализаторы качества

- Подсистемы управления или контроллеры

- Диспетчерские и инженерные станции по обслуживанию

- Сетевое оборудование

- Специализированная микропроцессорная техника

- Средства для метрологической проверки оборудования

Система измерений получается на основе электронных датчиков.

Средства измерений расходов газа, давлений, уровней и перепадов давлений должны иметь стандартные сигналы диапазона 4-20мА.

Для реализации сбора и обработки информации в составе подсистем управления должны быть предусмотрены модули:

- Ввод сигналов 4-20 мА со встроенными барьерами искрозащиты и без них;

- Вход милливольтовых сигналов со встроенными барьерами искрозащиты;

- Ввод дискретных сигналов;

- Ввод по протоколу RS-422/RS-485 от периферийных микропроцессорных устройств.