Введение 10
1 Техническое задание на разработку АС 11
1.1 Основные цели и задачи АС 11
1.2 Функции АС 11
1.3 Назначение АС 12
1.4 Требования к техническому обеспечению 13
1.5 Требования к программному обеспечению 14
1.6 Требования к метрологическому обеспечению 14
1.7 Требования к информационному обеспечению 15
2 Основная часть 16
2.1 Описание технологического процесса 16
2.2 Разработка структурной схемы 19
2.3 Разработка функциональной схемы автоматизации 21
2.3.1 Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.408-2013 22
2.3.2 Функциональная схема автоматизации по ANSI/ISA-S 5.1-2009 23
2.4 Разработка схемы информационных потоков 23
2.5 Выбор и описание комплекса технических средств 26
2.5.1 Выбор контроллерного оборудования 26
2.5.1.1 Основной ПЛК 27
2.5.1.2 Дополнительный ПЛК 29
2.5.2 Выбор датчиков 31
2.5.2.1 Датчик расхода 31
2.5.2.2 Датчик уровня 33
2.5.2.3 Датчик давления 35
2.5.2.4 Датчик температуры 37
2.5.3 Выбор исполнительных устройств 39
2.5.3.1 Задвижка 39
2.5.3.2 Насос 40
7
2.6 Разработка схемы внешних проводок 42
2.7 Разработка алгоритмов управления 43
2.7.1 Алгоритм пуска насоса 43
2.7.2 Алгоритм автоматического регулирования технологического
параметра 44
2.8 Разработка экранных форм 50
3 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 56
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования 56
3.2 Анализ конкурентных технических решений 56
3.3 SWOT - анализ 58
3.4 Планирование в рамках научного исследования 61
3.4.1 Структура работ в рамках научного исследования 61
3.4.2 Определение трудоемкости выполнения работ 62
3.4.3 Разработка графика проведения научного исследования 65
3.5 Бюджет научно-технического исследования 65
3.5.1 Расчет материальных затрат НТИ 66
3.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы 67
3.5.3 Дополнительная заработная плата 68
3.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 68
3.6.1 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта 69
4 Социальная ответственность 73
4.1 Производственная безопасность 73
4.1.1 Уровень шума на рабочем месте 74
4.1.2 Освещенность рабочей зоны 75
4.1.3 Уровень электромагнитных излучений 78
4.1.4 Микроклимат воздуха рабочей зоны 80
4.1.5 Электрический ток 81
8
4.2 Экологическая безопасность 82
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 85
Заключение 87
Список публикаций 88
Список использованной литературы 89
Приложение А 94
Приложение Б 95
Приложение В 96
Приложение Г 97
Приложение Д 98
Приложение Е 100
Приложение Ж 101
Приложение З 102
Приложение И 103
Приложение К 106
Приложение Л 107
Приложение М 108
Объектом исследования является установка комплексной подготовки
нефти.
Цель работы - разработка системы диспетчерского управления для установки комплексной подготовки нефти с использованием ПЛК, на основе выбранной SCADA-системы.
В результате была разработана система диспетчерского управления для установки комплексной подготовки нефти, основанная на базе промышленных логических контроллеров SIEMENS SIPLUS S7-1500 и S7- 300, с применением SCADA-системы TiaPortal WinCC.
В процессе работы был разработан следующий графический материал: функциональная схема автоматизации, структурная схема автоматизации, схема информационных потоков, схема внешних проводок, экранные формы. В MatLab была смоделирована САР.
Выпускная квалификационная работа выполнена с помощью текстового редактора Microsoft Word 2010, графического редактора Microsoft Visio 2013, системы автоматизированного проектирования Autodesk AutoCAD и программного обеспечения Matlab Simulink.
Ключевые слова: УСТАНОВКА КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ, АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ, ПИД-РЕГУЛЯТОР, SCADA-СИСТЕМА, ЭКРАННЫЕ ФОРМЫ.
Сегодня нефтегазовая промышленность - это активно развивающаяся отрасль, и внедрение на производство автоматизации является гарантом получения высокой производительности труда и конкурентоспособного продукта. Автоматизация производства дает возможность улучшить качество производимого продукта, образовать бесперебойное и надёжное производство. Одним из главных этапов автоматизации является диспетчерское управление. Работает оно на базе последних разработок в области SCADA-программного обеспечения. Система диспетчерского управления помогает существенно снизить финансовые затраты, которые идут на содержание обслуживающего персонала.
Основной задачей АСДУ установки комплексной подготовки нефти является управление ресурсами, такими как нефтяная эмульсия, вода и нефть.
Целью выполнения выпускной квалификационной работы является разработка системы диспетчерского управления для типовой установки комплексной подготовки нефти. На первом этапе будет необходимо выделить основные точки контроля технологического процесса и его параметров, таких как расход, давление, температура и объем. Следующий шаг - это подбор надежных и точных средств измерений и исполнительных механизмов. Одним из основных этапов является разработка экранных форм, так как диспетчер должен быть своевременно оповещен о проблемных ситуациях, но при этом не загружен ненужной на данный момент информацией. При соблюдении всех требований необходимо разработать, комплекс программного обеспечения, который даст возможность получать необходимую информацию о состоянии объекта в реальном времени, анализировать ее, отображать через графики и таблицы, заносить в архивные базы для будущего использования и т.д.
Результатом выполнения выпускной квалификационной работы является разработанная система диспетчерского управления для установки комплексной подготовки нефти.
В ходе выполнения работы были подробно изучены процессы, протекающие на УКПН. В результате проделанной работы был разработан следующий графический материал: трехуровневая структурная схема АСУ ТП, функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.408-2013 и ANSI/ISA- S 5.1-2009, схема внешних проводок, схема информационных потоков, алгоритм пуска насоса, алгоритм контроля уровне раздела фаз нефть-вода и нефтяной эмульсии, экранные формы и дерево экранных форм. Также было проведено моделирование отстойника нефти в программном пакете Matlab Simulink.
Разработанная АСУ ТП базируется на программируемых логических контроллерах SIEMENS SIPLUS S7-1500 и S7-300. База датчиков системы строится из следующих устройств: расходомер FLUXUS F808, магнитострикционный уровнемер АТ100, датчик давления Rosemount 3051T и многоточечный датчик температуры Rosemount 565 с измерительным преобразователем Rosemount 2240S.
Разработанная СДУ ТП выполнена в соответствии со всеми требованиями, указанными в техническом задании.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
