ВВЕДЕНИЕ 5
1 Объекты нефтедобычи 7
1.1 Технология нефтедобычи 7
1.1.1 Устройство скважин 7
1.1.2 Технология добычи нефти 8
1.2 Объекты очистки нефти. УПСВ, ДНС 10
1.2.1 Установка предварительного сброса воды 10
1.2.2 Дожимная насосная станция 14
1.3 Принцип работы ДНС 17
2 Создание автоматизированной системы управления 19
2.1 Аппаратная часть СУ. Контроллеры Siemens Simatic S7-300 19
2.2 Программное обеспечение СУ. SCADA система SimaticWinCC . 23
2.3 Анализ сторонних SCADA систем 34
2.3.1 Сводная таблица по анализу SCADA систем 35
3 Разработка автоматизированной системы проектирования 37
3.1 Настройки объектов Graphics Designer приложением VBA 37
3.2 Vba и другие редакторы 47
3.2.1 Vba в TagManagement 47
3.2.2 Vba в редакторе TagLogging 48
3.2.3 Vba в AlarmLogging 49
3.2.4 Библиотека классов 52
3.2.5 Vba в TextLibrary 52
3.3 Пользовательский интерфейс САПР 53
3.4 Реализации функциональности VBA-приложения 56
3.4.1 Алгоритм работы главного окна 56
3.4.2 Сохранение свойств в Excel 57
3.4.3 Настройка свойств из Excel 58
3.4.4 Настройка определенного объекта 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63
ПРИЛОЖЕНИЕ
В настоящее время существует множество нефтедобывающих компаний. Нефтедобыча — сложный производственный процесс, включающий в себя геологоразведку, бурение и строительство скважин, их ремонт, очистку добытой нефти от воды, серы, парафина и многое другое.
Нефтяные компании понемногу начинают уделять внимание модернизации систем автоматики, используемых в добыче нефти и газа. Иногда применяются старые, давно известные подходы, но иногда учитывается и сегодняшний уровень развития средств автоматизации и программного обеспечения. Это и будет рассмотрено в данной работе.
Границы наблюдаемых и управляемых технологических процессов для АСУ ТП — от устья скважины на кусте скважин до пункта сдачи товарной нефти в магистральный трубопровод.
Системообразующие элементы АСУ ТП:
- датчики и интеллектуальные преобразователи,
- средства телеметрии,
- вторичные преобразующие и показывающие приборы,
- программируемые логические контроллеры и их программное обеспечение (ПО),
- персональные компьютеры и их ПО (АРМ специалистов),
- серверы для ведения баз данных реального времени и для выполнения серверных компонентов ПО АСУ ТП.
Одним из важнейших этапов добычи сырой нефти является собирание нефти и смешанных с ней газов и воды, их сепарация, извлечение из нефти минеральных солей и примесей, извлечение и сбор попутного нефтяного газа.
Для этого необходимо постоянно контролировать и редактировать конфигурацию множества объектов, участвующих в обработке нефти, таких как нефтегазосепаратор (НГС), различные насосы, задвижки и др.. Для изменения свойств и параметров всех объектов у персонала компании уходит много времени.
Главная задача данного проекта - это автоматизировать весь процесс конфигурирования объектов.
Наша главная цель - на основе VBA приложения, разработать автоматизированную систему конфигурирования объектов через единую базу.
Для достижения цели требуется решить следующие задачи:
- провести анализ типов объектов;
- разработать единую базу данных, которая будет хранить свойства и параметры объектов;
- разработать систему, обеспечивающую изменение конфигурации через имеющуюся базу.
Внедрение автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами бурения скважин, добычи, подготовки и переработки нефти и газа обеспечивает повышение оперативности управления системой нефтегазового снабжения и объектами нефтяной и газовой промышленности, улучшение качества продукции, значительное повышение производительности труда.
Технологические объекты (скважины, групповые
измерительные установки, сепарационные установки, сборные пункты, установки комплексной подготовки нефти и газа, резервуарные парки) связаны между собой через продуктивный пласт и поток продукции, циркулирующей по технологическим коммуникациям. Добыча нефти и газа производится круглосуточно, в любую погоду, поэтому для нормального функционирования нефтегазодобывающего предприятия необходимо
обеспечить надежную работу автоматизированного оборудования, дистанционный контроль за работой технологических объектов и их
состоянием.
Перед проектом была поставлена цель - повышение эффективности автоматизации конфигурирования объектов WinCC проекта.
Для достижения цели были решены следующие задачи:
- проведен анализ технологии нефтедобычи;
- проведен анализ системы Simatic Wincc, а также альтернативных АСУ ТП;
- изучена аппаратная часть СУ;
- использование VBA скриптов для настройки объектов Graphics Designer;
- разработана автоматизированная система конфигурирования в виде VBA приложения.
Это приложение удобно применить при разработке программного обеспечения верхнего уровня АСУ ТП объектов, содержащих большое количество датчиков и исполнительных устройств (например, объектов нефтедобычи). Он позволяет значительно сократить время разработки и внедрения АСУ ТП, требует меньшей квалификации разработчиков программного обеспечения, что, в конечном счете, снижает стоимость проекта.
Приведенная здесь методика создана на основе проектов АСУ ТП объектов нефтедобычи. Эту методику можно применить для других типов объектов автоматизации, так как они различаются друг от друга только типами датчиков и исполнительных устройств.