Помощь студентам в учебе
АСУ ТП контроля количества и показателей качества жидких нефтепродуктов
|
Введение 11
1 Обзор достижений последних лет в области АСУ ТП контроля количества и
показателей качества жидких нефтепродуктов 12
1.1 Повышение метрологических характеристик систем коммерческого
учета 12
1.2 Применение перспективных беспроводных каналов передачи
информации с датчиков на контроллер 14
1.3 Развитие программной части вычислительных устройств
автоматизации 18
2 Проектирование АСУ ТП контроля количества и показателей качества
жидких нефтепродуктов 19
2.1 Системный анализ объекта автоматизации 19
2.2 Перечень функций, реализуемых АСУ 25
2.3 Разработка структурной схемы АСУ ТП контроля количества и
показателей качества жидких нефтепродуктов 26
2.4 Разработка функциональной схемы системы управления 28
2.6 Выбор технических средств системы управления, составление
спецификации 33
2.7 Составление заказной спецификации 37
2.8 Составление перечня входных и выходных сигналов 37
2.9 Разработка электрической схемы соединений шкафа автоматизации 41
2.10 Составление перечня элементов шкафа автоматизации 44
2.11 Разработка сборочного чертежа шкафа автоматизации 44
2.12 Составление спецификации шкафа автоматизации 46
2.13 Разработка экранных форм мнемосхем SCADA-системы 47
2.13.1 Введение 47
2.13.2 Разработка и описание основного экрана SCADA-системы 48
2.13.3 Разработка и описание экранов управления исполнительными
механизмами SCADA-системы 54
2.13.4 Разработка и описание экранов с архивацией данных SCADA-системы 60
2.13.5 Заключение 62
2.14 Разработка пользовательского приложения 63
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 67
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 67
3.2 Анализ конкурентных технических решений 68
3.3 FAST - анализ 70
3.3.1 Выбор объекта FAST - анализа 70
3.3.2 Описание функций объекта 70
3.3.3 Определение значимости выполняемых функций объектом 71
3.3.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом исследования 72
3.3.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и её
анализ 72
3.3.7 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и её
анализ 73
3.4 Планирование научно-исследовательской работы 74
3.5 Бюджет научного исследования 76
3.5.1 Стоимость материальных затрат научно-технического исследования .. 76
3.5.2 Заработная плата исполнителей 77
3.5.3 Отчисления во внебюджетные фонды 79
3.5.4 Накладные расходы 79
3.5.5 Затраты на оборудование 80
3.5.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ... 81
3.7 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 82
3.7 Вывод по разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 84
4 Социальная ответственность 88
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
4.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 89
4.1.2 Организационные мероприятия по компоновке рабочей зоны 89
4.2 Производственная безопасность 90
4.2.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 91
4.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата 91
4.2.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 92
4.2.1.3 Расчет искусственного освещения 92
4.2.1.4 Превышение уровня шума 95
4.2.1.5 Повышенное воздействие электромагнитного излучения и
электрического тока 96
4.2.1.7 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и вредных факторов на исследователя 97
4.3 Экологическая безопасность 98
4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 98
4.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 98
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 99
4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 99
4.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 100
4.5 Вывод по разделу Социальная ответственность 101
Заключение 102
Список публикаций студента 103
Список использованных источников 104
Приложение А
1 Обзор достижений последних лет в области АСУ ТП контроля количества и
показателей качества жидких нефтепродуктов 12
1.1 Повышение метрологических характеристик систем коммерческого
учета 12
1.2 Применение перспективных беспроводных каналов передачи
информации с датчиков на контроллер 14
1.3 Развитие программной части вычислительных устройств
автоматизации 18
2 Проектирование АСУ ТП контроля количества и показателей качества
жидких нефтепродуктов 19
2.1 Системный анализ объекта автоматизации 19
2.2 Перечень функций, реализуемых АСУ 25
2.3 Разработка структурной схемы АСУ ТП контроля количества и
показателей качества жидких нефтепродуктов 26
2.4 Разработка функциональной схемы системы управления 28
2.6 Выбор технических средств системы управления, составление
спецификации 33
2.7 Составление заказной спецификации 37
2.8 Составление перечня входных и выходных сигналов 37
2.9 Разработка электрической схемы соединений шкафа автоматизации 41
2.10 Составление перечня элементов шкафа автоматизации 44
2.11 Разработка сборочного чертежа шкафа автоматизации 44
2.12 Составление спецификации шкафа автоматизации 46
2.13 Разработка экранных форм мнемосхем SCADA-системы 47
2.13.1 Введение 47
2.13.2 Разработка и описание основного экрана SCADA-системы 48
2.13.3 Разработка и описание экранов управления исполнительными
механизмами SCADA-системы 54
2.13.4 Разработка и описание экранов с архивацией данных SCADA-системы 60
2.13.5 Заключение 62
2.14 Разработка пользовательского приложения 63
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 67
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 67
3.2 Анализ конкурентных технических решений 68
3.3 FAST - анализ 70
3.3.1 Выбор объекта FAST - анализа 70
3.3.2 Описание функций объекта 70
3.3.3 Определение значимости выполняемых функций объектом 71
3.3.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом исследования 72
3.3.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и её
анализ 72
3.3.7 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта и её
анализ 73
3.4 Планирование научно-исследовательской работы 74
3.5 Бюджет научного исследования 76
3.5.1 Стоимость материальных затрат научно-технического исследования .. 76
3.5.2 Заработная плата исполнителей 77
3.5.3 Отчисления во внебюджетные фонды 79
3.5.4 Накладные расходы 79
3.5.5 Затраты на оборудование 80
3.5.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ... 81
3.7 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 82
3.7 Вывод по разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 84
4 Социальная ответственность 88
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
4.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 89
4.1.2 Организационные мероприятия по компоновке рабочей зоны 89
4.2 Производственная безопасность 90
4.2.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 91
4.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата 91
4.2.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 92
4.2.1.3 Расчет искусственного освещения 92
4.2.1.4 Превышение уровня шума 95
4.2.1.5 Повышенное воздействие электромагнитного излучения и
электрического тока 96
4.2.1.7 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и вредных факторов на исследователя 97
4.3 Экологическая безопасность 98
4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 98
4.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 98
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 99
4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 99
4.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС 100
4.5 Вывод по разделу Социальная ответственность 101
Заключение 102
Список публикаций студента 103
Список использованных источников 104
Приложение А
В настоящее время, традиционные ископаемые углеводородные ресурсы остаются основным источником энергии [1], что при росте мировой экономики ведет за собой увеличение объемов добычи природного газа, угля и нефти. Рост потребления углеводородных топлив с одновременным повышением цен на энергоносители сказался на загруженности транспортных систем таких как нефтепроводы, что привело к острой необходимости наличия современных автоматизированных систем учета и контроля качества нефти [2].
Российская Федерация является одним из крупнейших поставщиком нефти в мире, одновременно с этим, источники нефти расположены на сравнительно большом расстоянии друг от друга, поэтому в нашей стране есть большая и разветвленная система нефтепроводов. Россия поставляет нефтепродукты крупнейшим предприятиям СНГ, Европы и Китая.
Важной составляющей инфраструктуры добычи нефти является учет количества и измерение качества нефтепродуктов. Данная функция осуществляется при помощи систем измерения и контроля качества нефти. Данная система является обязательной и действует в интересах как добывающих компаний, так и покупателей. Правильность работы данной системы существенно влияет на доходы нефтедобывающих компаний. Например, при цене нефти 78 долларов за баррель и прокачке 300 миллионов тонн нефти в год экономический эффект от снижения погрешности измерения массы на 0,1% составит 141,3 млн долларов в год [5]. Именно поэтому разработка и усовершенствование таких систем является одним из приоритетных направлений в нефтедобыче.
Целью работы является разработка автоматизированной системы управления пункта отпуска жидких нефтепродуктов.
Основными задачами выпускной квалификационной работы являются:
1. Обзор литературных источников.
2. Проведение системного анализа объекта автоматизации.
3. Выбор структуры автоматизированной системы управления.
4. Разработка проектной документации:
- схема структурная;
- схема функциональная;
- заказная спецификация;
- схема монтажная внешних проводок;
- схема принципиальная электрическая шкафа автоматизации;
- перечень элементов схемы принципиальной электрической;
- сборочный чертеж шкафа автоматизации.
Практическая значимость работы
Разработанная СИКН, благодаря своей высокой точности, позволяет получить значительный экономический эффект. Разработанная система измерения и контроля качества нефти найдет широкое применение при проектировании и эксплуатации нефтяных месторождений.
Российская Федерация является одним из крупнейших поставщиком нефти в мире, одновременно с этим, источники нефти расположены на сравнительно большом расстоянии друг от друга, поэтому в нашей стране есть большая и разветвленная система нефтепроводов. Россия поставляет нефтепродукты крупнейшим предприятиям СНГ, Европы и Китая.
Важной составляющей инфраструктуры добычи нефти является учет количества и измерение качества нефтепродуктов. Данная функция осуществляется при помощи систем измерения и контроля качества нефти. Данная система является обязательной и действует в интересах как добывающих компаний, так и покупателей. Правильность работы данной системы существенно влияет на доходы нефтедобывающих компаний. Например, при цене нефти 78 долларов за баррель и прокачке 300 миллионов тонн нефти в год экономический эффект от снижения погрешности измерения массы на 0,1% составит 141,3 млн долларов в год [5]. Именно поэтому разработка и усовершенствование таких систем является одним из приоритетных направлений в нефтедобыче.
Целью работы является разработка автоматизированной системы управления пункта отпуска жидких нефтепродуктов.
Основными задачами выпускной квалификационной работы являются:
1. Обзор литературных источников.
2. Проведение системного анализа объекта автоматизации.
3. Выбор структуры автоматизированной системы управления.
4. Разработка проектной документации:
- схема структурная;
- схема функциональная;
- заказная спецификация;
- схема монтажная внешних проводок;
- схема принципиальная электрическая шкафа автоматизации;
- перечень элементов схемы принципиальной электрической;
- сборочный чертеж шкафа автоматизации.
Практическая значимость работы
Разработанная СИКН, благодаря своей высокой точности, позволяет получить значительный экономический эффект. Разработанная система измерения и контроля качества нефти найдет широкое применение при проектировании и эксплуатации нефтяных месторождений.
В рамках магистерской диссертации разработана автоматизированная система управления технологическим процессом контроля количества и показателей качества жидких нефтепродуктов. В работе были рассмотрены достижения последних лет в области АСУ ТП по материалам статей в журналах по автоматизации в области учета нефти и определения ее характеристик, а также проанализированы существующие системы управления технологическим процессом и методы автоматизации процессов контроля.
Одним из преимуществ разработанной системы является её гибкость и масштабируемость. Благодаря использованию современных технологий, система может быстро адаптироваться к изменениям в производственном процессе и расширяться при необходимости. Также в процессе проектирования были применены перспективные технологии беспроводной передачи данных с датчиков на контроллер. Для удобства пользования данной системой, оператором были разработаны мнемосхема данной АСУ ТП.
Результатом работы является набор проектной документации, включающий в себя структурную и функциональную схемы разрабатываемой системы, схему электрическую соединений и сборочный чертеж шкафа автоматизации. Был произведен выбор оборудования и составлена заказная спецификация на средства автоматизации. Также было разработано пользовательское приложение для упрощения выдачи задач персоналу АСУ ТП.
Одним из преимуществ разработанной системы является её гибкость и масштабируемость. Благодаря использованию современных технологий, система может быстро адаптироваться к изменениям в производственном процессе и расширяться при необходимости. Также в процессе проектирования были применены перспективные технологии беспроводной передачи данных с датчиков на контроллер. Для удобства пользования данной системой, оператором были разработаны мнемосхема данной АСУ ТП.
Результатом работы является набор проектной документации, включающий в себя структурную и функциональную схемы разрабатываемой системы, схему электрическую соединений и сборочный чертеж шкафа автоматизации. Был произведен выбор оборудования и составлена заказная спецификация на средства автоматизации. Также было разработано пользовательское приложение для упрощения выдачи задач персоналу АСУ ТП.