Обозначения и сокращения 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Технологическое оборудование подготовки нефти 8
1.1 Описание технологического процесса 8
1.2 Используемые датчики и исполнительные устройства 10
1.2.1 Полевое оборудование КИП 10
1.2.2 Технологическое оборудование и установки 14
2 Разработка аппаратной части системы управления 16
2.1 Минимальный состав аппаратных средств 16
2.2 Характеристика контроллера 16
2.2.1 Состав контроллера S7-300 17
2.2.2 Показатели контроллера S7-300 18
2.2.3 Модули ввода/вывода 18
2.2.4 Команды центральных процессоров 19
3 Разработка программного обеспечения верхнего уровня 20
3.1 Выбор человеко-машинного интерфейса 20
3.1.1 Функции ПО InT ouch 20
3.1.2 Компоненты InTouch 21
3.1.3 Взаимодействие с другими приложениями 22
3.2 Организация обмена данными между средним и верхним 23
3.2.1 Сеть Industrial Ethernet 23
3.2.2 ПротоколWonderwareSuiteLink 23
3.2.3 Сервер ввода-вывода DAServers 24
3.3 Создание тегов процесса 31
3.3.1 Теги процесса 31
3.3.2 Перечень входных и выходных сигналов 33
3.3.3 Супертеги 36
3.4 Экранные формы и элементы 38
3.4.1 Резервуар 39
3.4.2 Трубопровод технологический 40
3.4.3 Диагностика. Отображение состояния каналов модулей ПЛК 41
3.4.4 Загазованность 41
3.4.5 Отображение исторических трендов 43
3.4.6 Список аварий и событий 43
3.5 Индикаторы состояния технологических параметров 44
3.5.1 Индикатор значения технологического параметра 44
3.5.2 Индикатор дискретного параметра 46
3.5.3 Индикатор уровня 47
3.5.4 Индикатор высокого и аварийного низкого уровня давления 48
3.5.5 Индикатор режима управления исполнительным механизмом 48
3.5.6 Индикатор состояния исполнительного механизма 50
3.5.7 Прибор учета 51
3.5.8 Индикатор насоса 52
3.5.9 Индикатор клапана (задвижки) 54
3.5.10 Таблица 54
3.6 Окна настроек и управления 55
3.6.1 Авторизация пользователя 55
3.6.2 Управление исполнительными механизмами 57
3.6.3 Настройка параметров системы 59
3.6.4 Настройка аналоговых параметров 59
3.6.5 Настройка трендов 61
3.6.6 Квитирование аварий 63
3.6.7 Вывод отчетов 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
ПРИЛОЖЕНИЕ
Современные нефти и газодобывающие предприятия представляют собой сложные комплексы технологических объектов, рассредоточенных на больших площадях, размеры которых достигают десятков и сотен квадратных километров.
Успешный процесс переработки и перекачки нефти и газа зависит от строгого контроля и поддержания на заданном уровне давления, температуры, расхода, а также от контроля качества выходного продукта. Поддержание с заданной точностью на заданном уровне параметров быстротекущих процессов при ручном управлении оказывается не возможным. В связи с этим в настоящее время нефтехимическое и нефтеперерабатывающие производство возможно только при оснащении технических установок соответствующими автоматическими измерительными приборами, информационно -измерительными системами и системами автоматического управления. Таким образом, современный этап развития добычи и переработки нефти и газа немыслим без применения контрольно -измерительных приборов и микропроцессорной техники.
Современная АСУ ТП представляет собой многоуровневую человеко - машинную систему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мере эволюции технических средств и программного обеспечения.
Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.
Основой, необходимым условием эффективной реализации диспетчерского управления, имеющего ярко выраженный динамический характер, становится работа с информацией, т. е. процессы сбора, передачи, обработки, отображения, представления информации. Точное отображение технологического процесса, удобство управления объектами, настройки необходимых параметров занимает исключительно важную роль для диспетчера при принятии того или иного окончательного решения по управлению процессом. Поэтому подготовка формы, наиболее удобной и доступной для восприятия ее человеком, является серьезной задачей программиста человека-машинного интерфейса (ЧМИ).
Таким образом, требование повышения надежности систем диспетчерского управления является одной из предпосылок появления нового подхода при разработке таких систем: ориентация на оператора/диспетчера и его задачи.
Применение SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) -технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации. Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI, ЧМИ), предоставляемого SCADA - системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность "рычагов" управления, удобство пользования подсказками и справочной системой повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.
В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами). В данном дипломном проекте производится разработка ЧМИ для проекта автоматизации установки подготовки товарной нефти, настройка связи между верхним и средним уровнем автоматизации.
Цель создания системы визуализации на установке подготовки товарной нефти - совершенствования системы управления, повышения качества управленческих решений на объекте.
Система должна обеспечивать:
- централизованный контроль состояния объектов, сигнализацию отклонения параметров от нормы, защиту (останов) технологического оборудования, регулирование параметров процесса;
- передачу диспетчеру данных по основным параметрам технологического процесса;
- формирование журнала аварийных и технологических сообщений, журнала действий оператора;
- формирование отчета о двухчасовых показаниях технологического процесса за выбранный период;
- просмотр исторических трендов.
Для достижения наибольшей эффективности работы установки подготовки товарной нефти необходимо использовать автоматизированную систему управления технологическим процессом, что и было реализовано в дипломном проекте. В ходе работы был изучен технологический процесс получения товарной нефти, осуществлена разработка главных и вспомогательных экранных форм, динамизация объектов, расчет экономических показателей эффективности всего проекта в целом, решены вопросы безопасной жизнедеятельности инженера—программиста на стадии разработки программного комплекса. Составлены алгоритмы авторизации пользователя при входе/выходе в систему, настроек аналоговых параметров для заданного параметра, синхронизации времени, вызова диалоговых окон, функции квитирования аварийных сообщений.
Применение программного пакета склада системы Wonderware In Touch дает возможность быстрого и качественного создания человеко -машинного интерфейса для точного отображения состояния системы, а также управления процессом.
Связь разработанной ЧМИ с ПЛК Siemens S7 300 осуществляется в результате требуемых настроек сервера для обмена данными приложениями - клиентами SIDirect DAServer производства Wonderware.
Данный проект обеспечивает минимальное вмешательство человека в технологический процесс.
Таким образом, в результате автоматизации процесса система обеспечивает:
- централизованный контроль состояния объектов, сигнализацию отклонения параметров от нормы, защиту (останов) технологического оборудования, регулирование параметров процесса;
- передачу диспетчеру данных по основным параметрам технологического процесса;
- формирование журнала аварийных и технологических сообщений, журнала действий оператора;
- формирование отчета о двухчасовых показаниях технологического процесса за выбранный период;
Разработанный проект АСУ технологического процесса подготовки товарной нефти внедрен на объекте УПН Тукачевского месторождения (Пермский край).
1 Технологический регламент установки подготовки нефти - 48 с.
2 Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.7. Приборы регулирующие. Сигнализаторы температуры, давления, уровня. Датчики реле. Исполнительные механизмы отечественного и зарубежного производства. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2005: — 488 с.
3 Siemens.SIMATIC NET - Пр омышленная связь с программаторами и компьютерами. Руководство. Выпуск 11, 2003. —476с
4 InTouchWonderware. Руководство по управлению данными человеко
машинного интерфейса [Электронный ресурс]: [сайт] URL:
www. klinkmann. ru
5 WonderwareSIDirectDAServer. Руководство пользователя по настройкам сервера ввoда/вывода [Электронный ресурс]: [сайт] URL: http ://www. wonderware.com