ВВЕДЕНИЕ 7
1 Теоретико-аналитический обзор 8
1.1 Процесс подготовки нефти 8
1.1.1 Первая ступень сепарации 12
1.1.2 Вторая ступень сепарации 15
1.1.3 Третья ступень сепарации 17
1.1.4 Насос перекачки товарной нефти 19
1.2 Насосные агрегаты, применяемые в процессе подготовки нефти 21
1.2.1 Назначение и технические характеристики агрегата 22
1.2.2 Вибрационная и шумовая характеристика 25
1.2.3 Устройство и принцип работы 27
1.2.4 Контролируемые параметры насоса НН-3 31
1.3 Автоматизированная система управления и диагностики 33
1.3.1 Структура 33
1.3.2 Функции 35
1.3.3 Технические средства 37
1.3.4 Алгоритм управления и диагностики 43
1.3.4.1 Команда «Пуск» 43
1.3.4.2 Команда «Стоп» 43
1.4 Проблемы и уязвимости АСУД 47
2 Проектирование и расчет ИАСУД 49
2.1 Способы регулирования режимов работы насосного агрегата 49
2.2 Зависимость диагностируемых параметров от регулируемых 53
2.3 Передаточная функция двигателя ВАО2-450-250-4ДУ2 57
2.4 Передаточная функция преобразователь температуры Метран 271 58
2.5 Передаточная функция вибропреобразователя BK-310C 59
2.6 Построение составных блоков модели ИАСУД в Matlab Simulink 61
3 Моделирование ИАСУД и оценки эффективности ее применения 64
3.1 Основные подсистемы модели ИАСУД 64
3.2 Работа системы без отклонений 68
3.3 Работа системы с отклонением параметра 70
3.4 Блоки Simulink, использованные для проектирования модели 74
Заключение 76
Список сокращений 77
Список использованных источников
Обеспечение нефтяной промышленности автоматизированной системой управления является необходимым процессом и требует тщательной проработки и охвата всего оборудования, вовлеченного в производство. Для минимизации затрат на ресурсы и средства, также повышения безопасности и устойчивости производства, долговечности оборудования и любое современного предприятие добывающее, перерабатывающее или транспортирующая нефть устанавливает такую систему.
Автоматизированная система управления и диагностики обладает большим функционалом. Верхним уровнем системы является центральный диспетчерский пункт всей станции. Управление должно выполнятся на каждом этапе технологического процесса. Регулировать работу оборудования, в том числе электрозадвижек и насосных агрегат можно как с автоматизированного рабочего места (далее - АРМ) в операторных, так и на местных панелях управления.
Контроль параметров оборудования посредствам автоматики происходит постоянно и в реальном времени. Диагностика включает управляющие вычислительные комплексы на базе программируемых логических контроллеров, которые прямо связаны средствами и каналами связи с комплексом интеллектуальных датчиков и преобразователей входных и выходных параметров.
Основной целью выпускной квалификационной работы является создание интегрированной системы управления и диагностики для повышения производительности оборудования и создание более гибкого воздействия на него. Данную цель можно достигнуть, решив задачу о проектировании и моделировании такой системы, предварительно рассчитав и проверив ее работоспособность и эффективность.
В ходе выполнения работы мной были рассмотрен процесс подготовки нефти на Ванкорском производственном участке в цехе по подготовке и перекачки нефти и три насосных агрегата, участвующих в это процессе. В АСУД входит АС противоаварийной защиты для обеспечения надежности и безопасности и АС пожаротушения, выполняющей функции по пожарной сигнализации, автоматическому пожаротушению объектов.
Изучена система управления агрегатом 12НДс-Нм и диагностика его параметров перед запуском и во время эксплуатации. Исследование АСУД показало, что 14 параметров данного насоса и его ЭД контролируются и проверяются циклически во избежание аварийных ситуаций.
Найдена зависимость контролируемых параметров температуры и виброскорости подшипника двигателя и частоты вращения вала. Естественно, при росте оборотов повышается обе величины. Конечно, частота вращения не единственная причина влияния на эти изменение, так как могут случатся и другие обстоятельства, например, утечка смазки или смещение вала.
Поскольку нет практической возможности получать данные о температуре и виброскоскорости и опираться и проектировать ИАСУД опираясь на них, но мной была создана модель такой системы с возможностью бедующей реализации прямого подключения датчиков и преобразователей.
Основной функцией модели является получения входного сигнала и постоянная контроль параметров на соответствие заданным условиям по паспорту оборудования. При выполнении условий система пропускает сигнал проверки и работает в нормальном режиме до тех пор, пока не обнаружит отклонение. При отклонении система меняет входной сигнал на сигнал меньшей величиной до установления указанных значений контролируемых параметров.
