АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ И ВЫБОР ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 ООО «Г азпром трансгаз Екатеринбург» 8
1.2 Узел редуцирования газа 9
1.3 Выбор вида регулятора 13
1.4 Выбор вида клапанов 17
1.5 Выбор вида привода 19
1.6 Автоматизация узла редуцирования (КП-104) 24
1.7 Функциональная схема управления узла редуцирования газа 25
1.8 Выбор элементной базы 30
1.9 3D Модель 34
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ УЗЛА РЕДУЦИРОВАНИЯ 38
2.1 Математическая модель узла редуцирования газа 38
2.2 Исследование на устойчивость 43
2.3 Структурная схема управления узла редуцирования 45
2.4 Моделирование системы управления 47
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВМОТАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ УЗЛА РЕДУЦИРОВАНИЯ 52
3.1 Разработка PROFIBUS-DP сети управления узла редуцирования 52
3.2 Разработка мнемосхемы 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
Газовая промышленность в Российской федерации относиться к отрасли топливно-энергетического комплекса, которая занимается добычей газа, его транспортировкой и переработкой. Данная отрасль имеет важное значение в экономике и развитии страны [1, 2].
На территории России существуют разные способы как можно транспортировать газ по большой территории нашей страны, но самым эффективным и популярным является применение системы газопроводов [3].
Транспортировка через газопроводы имеет свои плюсы, к ним относятся:
- дешевизна;
- достаточна простая эксплуатация;
- способность проводит транзит газа с высокой эффективностью и
большой скоростью;
- транспортировка больших объемов в короткие сроки;
- широкий географический охват;
- минимальные потери топлива;
- возможность полной автоматизации транспортировки газа;
- минимальный ущерб для окружающей среды [4].
Существуют множество узлов в составе магистральных газопроводов, одними из основных звеньев являются узлы редуцирования газа (УРГ). При транспортировке газа по магистральному газопроводу УРГ выполняет функции поддержания заданного давления.
На рисунке 1 представлена схема редуцирования газа...
В работе рассмотрен узел редуцирования (КП-104) предприятия ООО «Газпром Трансгаз Екатеринбург» Челябинское ЛПУМГ, изучен технологический процесс, рассмотрены разные способы автоматизации узла.
Разработаны функциональные и структурные схемы. Составлена математическая модель узла редуцирования газа, но с работой одного клапана, в будущем планируется подключить и работу второго клапана. Выполнено моделирование в программном пакете Altair Embed Basic 2019, получены графики переходных процессов.
Предложен вариант модернизации данного узла, а именно внедрение современной АСУ ТП. Предложена многоуровневая структура системы управления. Система построена на программируемых логических контроллерах SIMATIC S7-300, к которым подключены через промышленную сеть PROFIBUS станции распределенного ввода-вывода. Программирование и управление контроллерами осуществляется через сеть Industrial Ethernet.
Разработана промышленная сеть PROFIBUS-DP для автоматизации и управления узла редуцирования в программном обеспечении SIMATIC STEP 7 v5.6. Сеть PROFIBUS-DP работает в режиме Multi-Master системы. Однако программирование ПЛК в работе не выполнено, так как это задача для будущих разработок.
Для наглядности работы АСУТП разработана мнемосхема работы системы в программе Master SCADA 4D.
