Помощь студентам в учебе
Автоматизированная система управления низкотемпературной сепарацией газа на установке комплексной подготовки газа.
|
Реферат 8
Определения, обозначения и сокращения 15
Введение 17
1 Техническое задание 19
1.1 Основные цели и задачи создания АСУ ТП 19
1.2 Назначение системы 20
1.3 Требования к техническому обеспечению 21
1.4 Требования к метрологическому обеспечению 22
1.5 Требования к программному обеспечению 23
1.6 Требования к математическому обеспечению 25
1.7 Требования к информационному обеспечению 25
2 Основная часть 27
2.1 Описание технологического процесса 27
2.2 Разработка структурной схемы АС 29
2.3 Функциональная схема автоматизации 32
2.4 Разработка схемы информационных потоков 32
2.5 Выбор средств реализации АСУ 35
2.5.1 Выбор контроллерного оборудования 37
2.5.2 Выбор средств измерений 40
2.5.2.1 Средства измерения температуры 40
2.5.2.2 Средства измерения давления 44
2.5.2.3 Средства измерения расхода 48
2.5.2.4 Средства измерения и анализа газа 52
2.5.2.5 Средства измерения уровня 55
2.5.3 Выбор исполнительных устройств 57
2.6 Разработка схемы внешних проводок 61
2.7. Разработка кабельной проводки 61
2.8. Разработка алгоритмов управления АС 63
2.8.1. Алгоритм сбора данных измерений 63
2.8.2. Алгоритм автоматического регулирования 63
2.9. Экранные формы АС 66
2.9.1. Разработка дерева экранных форм 68
2.9.2 Разработка экранных форм АС 68
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 70
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 71
3.2 Анализ конкурентных технических решений 71
3.3 Организация и планирование работ 73
3.4 Структура работ в рамках научного исследования 73
3.5 Разработка графика проведения научного исследования 75
3.6 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 79
3.6.1 Расчет материальных затрат НТИ 79
3.6.2 Расчет заработной платы 81
3.6.3 Расчет затрат на единый социальный налог 82
3.6.4 Расчет затрат на электроэнергию 83
3.6.5 Расчет амортизационных расходов 83
3.6.6 Расчет прочих расходов 84
3.6.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 85
3.6.8 Определение ресурсной, финансовой и экономической эффективности
исследования 86
3.6.9 Оценка экономической эффективности проекта 88
4. Социальная ответственность 90
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
4.1.1 Режим рабочего времени 90
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 91
4.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 91
4.3 Анализ вредных производственных факторов 92
4.3.1 Повышенный уровень шума 92
4.3.2 Повышенный уровень вибрации 93
4.3.3 Воздействие вредных веществ на организм человека 94
4.3.4 Загазованность 95
4.4 Анализ опасных производственных факторов 96
4.4.1 Электробезопасность 96
4.4.2 Пожаробезопасность 97
4.4.3 Температура поверхности оборудования 98
4.5 Экологическая безопасность 99
4.5.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 99
4.5.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 99
4.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
4.6.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований 100
4.6.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на производстве при внедрении
объекта исследований 101
4.6.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия
в случае возникновения ЧС 101
Заключение 104
Список используемых источников 105
Приложение А (Обязательное) Структурная схема АС 109
Приложение Б (Обязательное) Функциональная схема 111
Приложение В (Обязательное) Схема информационных потоков 113
Приложение Г (Обязательное) Схема внешней проводки 115
Приложение Д (Обязательное) Алгоритм сбора данных 118
Приложение Е (Обязательное) Дерево экранных форм 120
Приложение Ж (Обязательное) Основная экранная форма 122
Определения, обозначения и сокращения 15
Введение 17
1 Техническое задание 19
1.1 Основные цели и задачи создания АСУ ТП 19
1.2 Назначение системы 20
1.3 Требования к техническому обеспечению 21
1.4 Требования к метрологическому обеспечению 22
1.5 Требования к программному обеспечению 23
1.6 Требования к математическому обеспечению 25
1.7 Требования к информационному обеспечению 25
2 Основная часть 27
2.1 Описание технологического процесса 27
2.2 Разработка структурной схемы АС 29
2.3 Функциональная схема автоматизации 32
2.4 Разработка схемы информационных потоков 32
2.5 Выбор средств реализации АСУ 35
2.5.1 Выбор контроллерного оборудования 37
2.5.2 Выбор средств измерений 40
2.5.2.1 Средства измерения температуры 40
2.5.2.2 Средства измерения давления 44
2.5.2.3 Средства измерения расхода 48
2.5.2.4 Средства измерения и анализа газа 52
2.5.2.5 Средства измерения уровня 55
2.5.3 Выбор исполнительных устройств 57
2.6 Разработка схемы внешних проводок 61
2.7. Разработка кабельной проводки 61
2.8. Разработка алгоритмов управления АС 63
2.8.1. Алгоритм сбора данных измерений 63
2.8.2. Алгоритм автоматического регулирования 63
2.9. Экранные формы АС 66
2.9.1. Разработка дерева экранных форм 68
2.9.2 Разработка экранных форм АС 68
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 70
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 71
3.2 Анализ конкурентных технических решений 71
3.3 Организация и планирование работ 73
3.4 Структура работ в рамках научного исследования 73
3.5 Разработка графика проведения научного исследования 75
3.6 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 79
3.6.1 Расчет материальных затрат НТИ 79
3.6.2 Расчет заработной платы 81
3.6.3 Расчет затрат на единый социальный налог 82
3.6.4 Расчет затрат на электроэнергию 83
3.6.5 Расчет амортизационных расходов 83
3.6.6 Расчет прочих расходов 84
3.6.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 85
3.6.8 Определение ресурсной, финансовой и экономической эффективности
исследования 86
3.6.9 Оценка экономической эффективности проекта 88
4. Социальная ответственность 90
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 90
4.1.1 Режим рабочего времени 90
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 91
4.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов 91
4.3 Анализ вредных производственных факторов 92
4.3.1 Повышенный уровень шума 92
4.3.2 Повышенный уровень вибрации 93
4.3.3 Воздействие вредных веществ на организм человека 94
4.3.4 Загазованность 95
4.4 Анализ опасных производственных факторов 96
4.4.1 Электробезопасность 96
4.4.2 Пожаробезопасность 97
4.4.3 Температура поверхности оборудования 98
4.5 Экологическая безопасность 99
4.5.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 99
4.5.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 99
4.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
4.6.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований 100
4.6.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на производстве при внедрении
объекта исследований 101
4.6.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия
в случае возникновения ЧС 101
Заключение 104
Список используемых источников 105
Приложение А (Обязательное) Структурная схема АС 109
Приложение Б (Обязательное) Функциональная схема 111
Приложение В (Обязательное) Схема информационных потоков 113
Приложение Г (Обязательное) Схема внешней проводки 115
Приложение Д (Обязательное) Алгоритм сбора данных 118
Приложение Е (Обязательное) Дерево экранных форм 120
Приложение Ж (Обязательное) Основная экранная форма 122
На сегодняшний день автоматизированные системы являются неотъемлемой частью любых технологических процессов, во всех секторах промышленного производства.
Внедрение систем автоматизации на производстве имеет ряд положительных сторон, из которых можно выделить основные:
- повышение уровня безопасности;
- повышение уровня контроля технологических процессов;
- значительное повышение производительности;
- увеличение производственной эффективности;
- обеспечение стабильного качества выпускаемой продукции;
- исключение какой-либо возможности принятия человеком ошибочных решений или действий, а это в свою очередь минимизирует или же вовсе исключает возможность аварийных ситуаций;
- минимизирует количество некачественной продукции (брак);
- сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.
Помимо всего вышеперечисленного современные автоматизированные системы дают возможность управлять и контролировать технологические процессы находясь на значительном расстоянии, это никак не влияет на высокую точность автоматизированных систем, но наилучшим образом сказывается на уменьшении технико-экономических затратах.
В настоящее время большинство установок комплексной подготовки газа работают под управлением различных автоматизированных систем, которые включают в себя разнообразное оборудование и имеют в своем арсенале весь спектр необходимых функции для контроля и управления технологических процессов и параметров, а также отвечают всем требованиям современных автоматизированных систем.
Целю данной выпускной квалификационной работы является проектирование автоматизированной системы управления технологического 17
процесса низкотемпературной сепарации на УКПГ, с использованием современных и передовых технологий.
Для возможности реализации цели выпускной квалификационной работы, а также для построения максимально эффективной, надежной и отказоустойчивой автоматизированной системы с перспективой дальнейшего развития, в данной работе будут рассмотрены системы с использованием современного и передового оборудования а так же современных и передовых технологий, с применением высокоточных и надежных средств измерений, в области промышленной автоматизации в нефтегазовой промышленности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучение и описание технологического процесса.
2. Разработка функциональной схемы автоматизации.
3. Разработка структурной схемы АС.
4. Выбор средств автоматизации.
5. Разработка схемы внешних проводок.
6. Разработка экранной формы АСУ ТП.
7. Разработка алгоритмов автоматического управления
Внедрение систем автоматизации на производстве имеет ряд положительных сторон, из которых можно выделить основные:
- повышение уровня безопасности;
- повышение уровня контроля технологических процессов;
- значительное повышение производительности;
- увеличение производственной эффективности;
- обеспечение стабильного качества выпускаемой продукции;
- исключение какой-либо возможности принятия человеком ошибочных решений или действий, а это в свою очередь минимизирует или же вовсе исключает возможность аварийных ситуаций;
- минимизирует количество некачественной продукции (брак);
- сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.
Помимо всего вышеперечисленного современные автоматизированные системы дают возможность управлять и контролировать технологические процессы находясь на значительном расстоянии, это никак не влияет на высокую точность автоматизированных систем, но наилучшим образом сказывается на уменьшении технико-экономических затратах.
В настоящее время большинство установок комплексной подготовки газа работают под управлением различных автоматизированных систем, которые включают в себя разнообразное оборудование и имеют в своем арсенале весь спектр необходимых функции для контроля и управления технологических процессов и параметров, а также отвечают всем требованиям современных автоматизированных систем.
Целю данной выпускной квалификационной работы является проектирование автоматизированной системы управления технологического 17
процесса низкотемпературной сепарации на УКПГ, с использованием современных и передовых технологий.
Для возможности реализации цели выпускной квалификационной работы, а также для построения максимально эффективной, надежной и отказоустойчивой автоматизированной системы с перспективой дальнейшего развития, в данной работе будут рассмотрены системы с использованием современного и передового оборудования а так же современных и передовых технологий, с применением высокоточных и надежных средств измерений, в области промышленной автоматизации в нефтегазовой промышленности.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучение и описание технологического процесса.
2. Разработка функциональной схемы автоматизации.
3. Разработка структурной схемы АС.
4. Выбор средств автоматизации.
5. Разработка схемы внешних проводок.
6. Разработка экранной формы АСУ ТП.
7. Разработка алгоритмов автоматического управления
В ходе проведения разработки и проектирования АС данной ВКР, были разработаны и представлены на рассмотрение, технические средства и решения для реализации АС блока подготовки газа, на УКПГ. В результате подобрано современное оборудования, которое имеет хороший срок службы и необходимую точность измерения, а именно полевые датчики от компании Siemens AG и Honeywell, модульный контроллер серии SIMATIC S7-1500, компактный CPU 1512C-1 PN, производства Siemens AG. Для корректной работы разработанного проекта используется современная SCADA-система Simatic WinCC.
Во время разработки проекта рассмотрен технологический процесс установки комплексной подготовки газа по методу низкотемпературной сепарации.
В ходе выполнения данной работы разработаны функциональная и структурная схемы автоматизации эжектора, с помощью которых подобрано правильное оборудования. Была построена схема внешних проводок, которая позволяет четко разобраться в системе передачи сигналов оператору АСУ на щит КИПиА, который в случае обнаружения неисправности работы системы, сможет их устранить. Была разработана мнемосхема и дерево экранных форм.
В результате выполнения данной работы была спроектирована АС, полностью удовлетворяющая требованиям к системе автоматизации, имеет высокую гибкость, позволяющую улучшать данную, АС в соответствии с возрастающими в течение всего срока эксплуатации требованиями. Реализация данной системы позволит повысить уровень информированности персонала и достоверности данных о состоянии технологического оборудования, улучшить качество ведения технологического режима что в свою очередь обеспечить улучшение качество выпускаемой продукции и обеспечит безопасность оборудования и обслуживающего персонала.
Во время разработки проекта рассмотрен технологический процесс установки комплексной подготовки газа по методу низкотемпературной сепарации.
В ходе выполнения данной работы разработаны функциональная и структурная схемы автоматизации эжектора, с помощью которых подобрано правильное оборудования. Была построена схема внешних проводок, которая позволяет четко разобраться в системе передачи сигналов оператору АСУ на щит КИПиА, который в случае обнаружения неисправности работы системы, сможет их устранить. Была разработана мнемосхема и дерево экранных форм.
В результате выполнения данной работы была спроектирована АС, полностью удовлетворяющая требованиям к системе автоматизации, имеет высокую гибкость, позволяющую улучшать данную, АС в соответствии с возрастающими в течение всего срока эксплуатации требованиями. Реализация данной системы позволит повысить уровень информированности персонала и достоверности данных о состоянии технологического оборудования, улучшить качество ведения технологического режима что в свою очередь обеспечить улучшение качество выпускаемой продукции и обеспечит безопасность оборудования и обслуживающего персонала.
