Введение 11
0 Системный анализ объекта автоматизации 13
1 Система контроля и управления 19
2 Разработка функциональной схемы 22
2.1 Газосепараторы ГС-1/1,2 23
2.2 Нефтегазовые сепараторы НГС-1,2 25
2.3 Сепараторы входные ВС-1,2 26
3 Описание комплекса технических средств 28
4 Режим функционирования и диагностики 32
5 Монтаж приборов 33
6 Разработка структурной схемы 35
7 Идентификация объекта управления, газосепаратора ГС-1/1,2 37
7.1 Типовые модели объектов управления 37
7.2 Определение характеристик объекта управления 38
8 Выбор исполнительного механизма 44
9 Расчет и построение заданного запаса устойчивости системы
автоматизации 46
10 Определение оптимальных параметров настройки ПИ- регулятора 52
11 Расчёт, построение и оценка качества переходного процесса по каналу
регулирующего воздействия S-Y 53
12 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 59
12.1 Описание хозяйственных целей 59
12.2 Календарный план - график выполнения работ 60
12.3 Бюджет проекта 62
12.4 Затраты на оплату труда 64
12.5 Страховые отчисления 65
12.6 Расчет затрат на электроэнергию 66
12.7 Минимизация риска потери денежных средств в следствии аварии67
13 Социальная ответственность 70
13.1 Воздействие шума 71
13.2 Метеорологические условия в рабочих помещениях 72
13.3 Производственное освещение 73
13.4 Электробезопасность 74
13.5 Пожаробезопасность 76
13.6 Повышенная запыленность или загазованность 79
13.7 Заключение по разделу социальная ответственность 80
14 Заключение 82
15 Список публикаций 84
16 Список использованных источников 85
С давних времен человек стремится освободить себя от непосредственного выполнения функций управления технологическими процессам (ТП), отдавая предпочтения автоматизированным системам управления. Уже в древней Греции создавались свои автоматизированные системы управления, например, автоматическое открывание дверей в храм, движение куколок - марионеток и др.
На сегодняшний день невозможно себе представить технологические процессы без автоматизированной системы управления. Они встречаются и в быту и на производстве. С усложнением технических систем, автоматизация осуществляет не только задачи по управлению объектами, но и анализирует функционирование объекта и системы управления, а так же принимает решения по его улучшению.
Система автоматизации предназначена для реализации функций автоматизированного управления технологическим процессом, а также для эффективной защиты и своевременного останова технологического процесса при риске возникновения аварии и ее локализации по заданным алгоритмам.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка системы автоматизации для «Технологической площадки №1» объекта ш.3500-1.4 «Ново-Часельское. УПН. КНС.».
Задачи выпускной квалификационной работы заключаются в следующем:
а) системный анализ технологической площадки;
б) разработка функциональной схемы для «Технологической площадки №1»;
в) анализ технических характеристик контрольно-измерительных приборов (КИП);
г) выбор технических средств автоматизации (ТСА);
д) выбор структуры системы автоматического регулирования (САР) давления газа в газосепараторах ГС-1/1,2;
е) определение математической модели САР давления газа в газосепараторах ГС-1/1,2;
ж) расчет контура регулирования давления газа в газосепараторах ГС- 1/1,2;
и) расчет экономической части;
к) анализ части по безопасности жизнедеятельноти.
В результате проделанной выпускной квалификационной работы были изучены типовые технические решения по проектированию автоматизированных систем управления. Был проведен анализ информации по технической документации. Рассмотрена и проанализирована технологическая площадка №1, как объект автоматизации. Рассмотрена система контроля и управления объектом автоматизации, представлен объем автоматизации на технологической площадке. Разработана функциональная схема автоматизации технологической площадки для сепараторов с помощью программы Autodesk AutoCAD 2012. Был произведен анализ каталогов продукции ТСА, составлено описание комплекса ТСА, основываясь на каталогах. Была построена структурная схема для газосепараторов ГС-1/1,2. В литературе была найдена передаточная функция для газосепаратора. По данной передаточной функции, была проведена идентификация объекта управления газосепаратора, что повлияло на точность заданной передаточной функции. В результате все необходимые характеристики ОУ: К0, т0, Т0 были уточнены. Полученная передаточная функция для объекта упраления: 1,5875 • e“0,98P
(4,094 • P +1) • 63 • P
Был изучен один из двух инженерных методов расчёта одноконтурных систем регулирования: корневой метод (с использованием РАФЧХ). Оптимальными параметрами настройки регулятора считают те параметры, которые удовлетворяют требованиям запаса устойчивости системы. Так же был получен переходный процесс по каналу S-Y. Оценка качества этого процесса показала, что он удовлетворяет требованиям к запасу устойчивости системы.
Прямые оценки качества:
а) максимальная динамическая ошибка: А1=0,53;
б) перерегулирование: сг = 53%;
в) степень затухания переходного процесса: щ = 0,906;
г) статическая ошибка: sCT = 0;
д) время регулирования: t = 41,4 c при величине 5 = 0,05 • Хад) = 0,05.
Составлена смета бюджета проекта, рассмотрен случай возникновения аварии на технологической площадке и проведен расчет минимизации риска потерь денежных средств, вследствие аварии.
Рассмотрен раздел социальной ответственности. Рассмотрены и изучены чрезвычайные ситуации и меры по их предупреждению и оповещению, которые могут возникнуть на производстве, действия работников в ЧС.
Полученные знания будут использованы в дальнейшей работе по проектированию и улучшению методов автоматизации и повышения эффективности работы.
Для выполнения работы использовались программные продукты Autodesk AutoCAD 2012, Matlab R2015b, MathCad 15.
