Помощь студентам в учебе
Автоматизированная система управления блоком измерения показателей качества нефти
|
Введение 15
1 Техническое задание 17
1.1 Основные задачи и цели создания АСУ ТП 17
1.2 Назначение системы 17
1.3 Цели создания системы 17
1.4 Требования к техническому обеспечению 17
1.5 Требования к метрологическому обеспечению 18
1.6 Требования к программному обеспечению 19
1.7 Требования к математическому обеспечению 20
1.8 Требования к информационному обеспечению 20
2. Основная часть 22
2.1. Описание технологического процесса 22
2.2 Выбор архитектуры АС 26
2.3. Разработка структурной схемы АС 30
2.4 Функциональная схема автоматизации 32
2.4.1 Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.408-13 32
2.5 Разработка схемы информационных потоков БИК 34
2.6 Выбор средств реализации БИК 37
2.6.1 Выбор контроллерного оборудования БИК 38
2.6.2 Выбор датчиков 45
2.6.2.1 Датчики давления 45
2.6.2.2 Датчик температуры 46
2.6.2.3 Сигнализатор уровня 47
2.6.2.4 Газоанализатор 49
2.6.2.5 Плотномер 51
2.6.2.6 Влагомер 52
2.6.2.7 Пробоотборник нефти 5 3
2.6.3 Выбор исполнительных механизмов 55
2.6.3.1 Выбор регулирующей задвижки 55
2.6.2 Разработка схемы соединения внешних проводок 60
2.6.3 Выбор алгоритмов управления АС БИК 63
2.6.3.1 Алгоритм сбора данных измерений 63
2.6.3.2 Алгоритм автоматического регулирования 64
технологическим параметром
2.6.4 Экранные формы АС БИК 65
2.6.4.1 Типы экранных форм 67
2.6.4.2 Экранные формы первого типа 68
2.6.4.3 Экранные формы второго типа 70
2.6.4.4 Мнемознаки 88
2.6.4.5 Состав информационного обеспечения
2.6.4.6 Носители данных и принципы распределения информации 94
2.6.4.7 Виды и методы контроля в маршрутах обработки данных 94
2.6.4.8Решения по информационной совместимости АС с другими системами 94
2.6.4.9 Программирование микроконтроллера 95
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позицииресурсо эффективности 95
3.2 Организация и планирование работ 96
3.2.1Продолжительность этапов работ 97
3.2.2Расчет нарастания технической готовности работ 105
3.3 Расчет сметы затрат на создание макета КТ 108
3.3.1 Заработная плата 108
3.3.2 Расчет отчислений от заработной платы 110
3.3.3 Расходы на материалы и комплектующие изделия 110
3.3.4 Затраты на приобретение специального оборудования 111
3.3.5 Расчет затрат на электроэнергию 112
3.3.6 Расчет цены НИР 114
3.3.7 Оценка научно-технического уровня НИР 115
3.3.8 Экономическая эффективность проекта 115
4. Безопасность и экологичность проекта 119
4.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 120
4.2 Производственная санитария 121
4.2.1 Требования эргономики и технической эстетики к рабочему месту оператора
ПЭВМ 121
4.2.2 Микроклимат 122
4.2.3 Повышенный уровень шума 123
4.2.4 Электромагнитное поле 126
4.3 Расчет искусственного освещения 127
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 131
4.4.1 Пожарная безопасность 131
4.4.2 Оценка пожарной безопасности помещения 132
4.4.3 Мероприятия по устранению и предупреждению пожаров 133
4.5 Охрана окружающей среды 134
Заключение 137
Список литературы 138
Приложение А Функциональная технологическая схема БИК 142
Приложение Б Схема внешних проводок БИК 143
Приложение В Перечень сигналов 144
Приложение Г Вычисление плотности, массовой доли воды 148
Приложение Д Перечень данных, передаваемых в систему 149
телемеханики
Приложение Е Трехуровневая система АС 150
Приложение Ж Схема информационных потоков 151
1 Техническое задание 17
1.1 Основные задачи и цели создания АСУ ТП 17
1.2 Назначение системы 17
1.3 Цели создания системы 17
1.4 Требования к техническому обеспечению 17
1.5 Требования к метрологическому обеспечению 18
1.6 Требования к программному обеспечению 19
1.7 Требования к математическому обеспечению 20
1.8 Требования к информационному обеспечению 20
2. Основная часть 22
2.1. Описание технологического процесса 22
2.2 Выбор архитектуры АС 26
2.3. Разработка структурной схемы АС 30
2.4 Функциональная схема автоматизации 32
2.4.1 Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.408-13 32
2.5 Разработка схемы информационных потоков БИК 34
2.6 Выбор средств реализации БИК 37
2.6.1 Выбор контроллерного оборудования БИК 38
2.6.2 Выбор датчиков 45
2.6.2.1 Датчики давления 45
2.6.2.2 Датчик температуры 46
2.6.2.3 Сигнализатор уровня 47
2.6.2.4 Газоанализатор 49
2.6.2.5 Плотномер 51
2.6.2.6 Влагомер 52
2.6.2.7 Пробоотборник нефти 5 3
2.6.3 Выбор исполнительных механизмов 55
2.6.3.1 Выбор регулирующей задвижки 55
2.6.2 Разработка схемы соединения внешних проводок 60
2.6.3 Выбор алгоритмов управления АС БИК 63
2.6.3.1 Алгоритм сбора данных измерений 63
2.6.3.2 Алгоритм автоматического регулирования 64
технологическим параметром
2.6.4 Экранные формы АС БИК 65
2.6.4.1 Типы экранных форм 67
2.6.4.2 Экранные формы первого типа 68
2.6.4.3 Экранные формы второго типа 70
2.6.4.4 Мнемознаки 88
2.6.4.5 Состав информационного обеспечения
2.6.4.6 Носители данных и принципы распределения информации 94
2.6.4.7 Виды и методы контроля в маршрутах обработки данных 94
2.6.4.8Решения по информационной совместимости АС с другими системами 94
2.6.4.9 Программирование микроконтроллера 95
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позицииресурсо эффективности 95
3.2 Организация и планирование работ 96
3.2.1Продолжительность этапов работ 97
3.2.2Расчет нарастания технической готовности работ 105
3.3 Расчет сметы затрат на создание макета КТ 108
3.3.1 Заработная плата 108
3.3.2 Расчет отчислений от заработной платы 110
3.3.3 Расходы на материалы и комплектующие изделия 110
3.3.4 Затраты на приобретение специального оборудования 111
3.3.5 Расчет затрат на электроэнергию 112
3.3.6 Расчет цены НИР 114
3.3.7 Оценка научно-технического уровня НИР 115
3.3.8 Экономическая эффективность проекта 115
4. Безопасность и экологичность проекта 119
4.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 120
4.2 Производственная санитария 121
4.2.1 Требования эргономики и технической эстетики к рабочему месту оператора
ПЭВМ 121
4.2.2 Микроклимат 122
4.2.3 Повышенный уровень шума 123
4.2.4 Электромагнитное поле 126
4.3 Расчет искусственного освещения 127
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 131
4.4.1 Пожарная безопасность 131
4.4.2 Оценка пожарной безопасности помещения 132
4.4.3 Мероприятия по устранению и предупреждению пожаров 133
4.5 Охрана окружающей среды 134
Заключение 137
Список литературы 138
Приложение А Функциональная технологическая схема БИК 142
Приложение Б Схема внешних проводок БИК 143
Приложение В Перечень сигналов 144
Приложение Г Вычисление плотности, массовой доли воды 148
Приложение Д Перечень данных, передаваемых в систему 149
телемеханики
Приложение Е Трехуровневая система АС 150
Приложение Ж Схема информационных потоков 151
Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации. Создание эффективной
автоматизированной системы технологического процесса является очень сложной задачей. Основными способами увеличения эффективности предприятий являются оптимизация и модернизация производства, снижение производственных потерь и технологического расхода энергоносителей, увеличение достоверности и скорости получения информации, необходимой для принятия управленческих решений. Эффективное управление сложным в организационно-экономическом отношении предприятием требует внедрения новых информационных технологий и кардинального улучшения информационного обеспечения управленческой деятельности.
В настоящее время для предприятий, независимо от формы собственности, стала актуальной задача повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции, а также обеспечения нового качества управляемости за счет создания единого информационного пространства предприятия. Достичь этого можно лишь обладая полной достоверной оперативной информацией о всех объектах производства. Реальным инструментом для достижения поставленной цели является комплексная интеграция отдельных подсистем управления всего предприятия.
Своевременность интеграционных процессов на предприятии обусловлена такими факторами как:
- повышение эффективности производства возможно только на основе объективной картины технических и технологических параметров;
- существующие информационные и организационные барьеры между управленческими и технологическими уровнями предприятия приводят к блокированию важной для анализа деятельности предприятия информации, а также резко снижают оперативность принятия управленческих решений;
- рынок средств и систем автоматизации предлагает все необходимые компоненты для осуществления комплексной интеграции, т.е. для построения интегрированной автоматизированной системы управления.
Помимо этого комплексная интеграция способствует созданию в рамках предприятия единого банка данных о продукции, технологических процессах, данных вспомогательных производств, снижает степень дублирования информации и обеспечивает стандартизацию всей деятельности предприятия.
Целями выпускной квалификационной работы является систематизация и углубление теоретических и практических знаний в области проектирования интегрированных систем управления объектов нефтегазовой отрасли, развитие навыков их практического применения, теоретических знаний при решении инженерных задач автоматизированного управления технологическим процессом в нефтегазовой отрасли.
автоматизированной системы технологического процесса является очень сложной задачей. Основными способами увеличения эффективности предприятий являются оптимизация и модернизация производства, снижение производственных потерь и технологического расхода энергоносителей, увеличение достоверности и скорости получения информации, необходимой для принятия управленческих решений. Эффективное управление сложным в организационно-экономическом отношении предприятием требует внедрения новых информационных технологий и кардинального улучшения информационного обеспечения управленческой деятельности.
В настоящее время для предприятий, независимо от формы собственности, стала актуальной задача повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции, а также обеспечения нового качества управляемости за счет создания единого информационного пространства предприятия. Достичь этого можно лишь обладая полной достоверной оперативной информацией о всех объектах производства. Реальным инструментом для достижения поставленной цели является комплексная интеграция отдельных подсистем управления всего предприятия.
Своевременность интеграционных процессов на предприятии обусловлена такими факторами как:
- повышение эффективности производства возможно только на основе объективной картины технических и технологических параметров;
- существующие информационные и организационные барьеры между управленческими и технологическими уровнями предприятия приводят к блокированию важной для анализа деятельности предприятия информации, а также резко снижают оперативность принятия управленческих решений;
- рынок средств и систем автоматизации предлагает все необходимые компоненты для осуществления комплексной интеграции, т.е. для построения интегрированной автоматизированной системы управления.
Помимо этого комплексная интеграция способствует созданию в рамках предприятия единого банка данных о продукции, технологических процессах, данных вспомогательных производств, снижает степень дублирования информации и обеспечивает стандартизацию всей деятельности предприятия.
Целями выпускной квалификационной работы является систематизация и углубление теоретических и практических знаний в области проектирования интегрированных систем управления объектов нефтегазовой отрасли, развитие навыков их практического применения, теоретических знаний при решении инженерных задач автоматизированного управления технологическим процессом в нефтегазовой отрасли.
В результате выполненной работы изучен технологический процесс БИК. Были разработаны структурная и функциональная схемы автоматизации БИК, позволяющие определить состав необходимого оборудования и количество каналов передачи данных и сигналов. В ходе была разработана система автоматизированного управления БИК. Системы автоматизации БИК, диспетчерского контроля и управления были спроектированы на базе полевых устройств, промышленных контроллеров Siemens SIMATIC S7-300 и программного SCADA-пакета Infinity. В данной работе была разработана схема внешних проводок, позволяющая понять систему передачи сигналов от полевых устройств на щит управления 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. Таким образом, спроектированная САУ БИК 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 БИК, позволяет заказчику сократить затраты на обучение персонала и эксплуатацию систем.