Дипломная работа: Модернизация автоматизированной системы управления установки подготовки нефти Ашировского месторождения на базе контроллера CP 315-2DP

10) предусмотрено включение вентиляции в производственных помещениях при загазованности 20% НКПВ;

11) в системе производственной канализации предусмотрены гидрозатворы - чтобы попутный и нефтяной газ не распространялись по системе трубопроводов;

12) на напоре насосов предусмотрена установка сигнализирующих манометров, для отключения насоса при аварийном повышении давления в трубопроводе;

13) для защиты от поражения электрическим током предусмотрено защитное заземление всех металлических корпусов, щитов, аппаратов, приборов, защитных металлических труб, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции;

14) для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, сохранности зданий и сооружений от взрыва, разрушения и загорания при прямых ударах молнии проектом предусмотрена молниезащита, защита от разрядов статического электричества совмещена с защитным заземлением;

15) для рабочего персонала предусмотрены спецодежда, противогазы, неискрящий инструмент, взрывобезопасные фонари (питание 12 В), переносной газоанализатор;

16) территория ЦПС огорожена, по территории развешены предупредительные надписи: «Взрывоопасно», «Огнеопасно», «Не курить», «Посторонним вход воспрещается» и др.

Для ликвидации аварийных ситуаций и минимизации вредного воздействия на человека и окружающую среду предусмотрены следующие мероприятия:

1) площадки под аппаратами имеют бетонное покрытие с бортиком высотой 15…20 см - для сбора утечек нефти, с последующей переработкой;

2) на напорных трубопроводах от каждого агрегата установлены задвижки - при аварии задвижка закрывается, и, следовательно, количество разлитой нефти гораздо меньше;

3) в проекте предусмотрена пожарная сигнализация на всех пожароопасных площадках с одновременным отключением аппаратуры в области возгорания и автоматическое закрытие электроприводных задвижек на входе и выходе площадки;

4) в проекте предусмотрено водяное и пенное пожаротушение площадок;

5) в проекте предусмотрено автоматическое порошковое пожаротушение в нефтяных насосных;

6) Защита нефтяной насосной от разрушения при взрыве достигается соблюдением достаточной площади наружных легкосбрасываемых ограждающих конструкций, в качестве легкосбрасываемых конструкций использован профнастил с полимерным покрытием;

7) конструкции площадок и опор для размещения технологического оборудования и трубопроводов выполняются из несгораемых материалов.

Автоматизация центрального пункта сбора предусматривает:

1) местный и дистанционный режим управления приводами насосов, задвижек, клапанов с сигнализацией текущего режима в операторной;

2) противоаварийную автоматическую защиту насосов - отключение по давлению на приеме и напоре, по температуре подшипников, по минимальному уровню в емкости из которой производится откачка или по максимальному уровню в емкости, куда качает насос, загазованности 50% НКПВ и при пожаре;

3) противоаварийную автоматическую защиту задвижек - схема управления исключает одновременное присутствие сигналов «открыть» и «закрыть»;

4) проверку местной сигнализации загазованности из операторной - с АРМ оператора, и по месту - с помощью специальной кнопки;

5) автоматическое отключение оборудования при пожаре и перераспределение потоков нефти на другие аппараты;

6) при аварии на площадке - поток нефти подается в обход аварийного аппарата на концевую сепарационную установку и далее в сырьевой резервуар;

Для управления и контроля технологическими процессами на центральном пункте сбора предусмотрена АСУТП, на верхнем уровне которой располагается автоматизированное рабочее место оператора - АРМ оператора.

С помощью АРМ оператор:

1) осуществляет контроль технологическим процессом - все параметры отображены на мнемосхемах;

2) дистанционно управляет исполнительными механизмами - насосами, задвижками, клапанами;

Для снижения нагрузки на оператора, а, следовательно, и вероятности его ошибки, на главной мнемосхеме отображаются только основные технологические параметры, а также индикаторы «норма/авария», «включен/выключен». Для получения подробной информации об аппарате необходимо перейти на его мнемосхему. Все мнемосхемы выполнены с использованием контрастных цветов - нормальные значения технологических параметров подсвечиваются нейтральными цветами (зеленый, синий), пороговые значения - желтым цветом (мигающим) и сопровождаются звуковой сигнализацией, а аварийные - мигающим красным цветом и непрерывной звуковой сигнализацией. Звуковая сигнализация при аварийных ситуациях более громкая и имеет большую частоту.

Цифровые индикаторы на мнемосхемах дублируются стрелочными приборами, а уровень заполнения аппарата дополнительно отображается графически в виде заливки контура аппарата на определенную высоту.

В целях защиты основных настроек АСУТП от несанкционированного изменения, а также для ведения архива действий пользователя в АРМ предусмотрена авторизация пользователей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках поставленных задач в первом разделе осуществлен обзор и анализ объекта автоматизации, приведена общая характеристика, состав и технология работы центрального пункта сбора.

Во втором разделе была разработана подсистема ввода-вывода АСУТП, подобраны датчики и средства автоматизации с обоснованием их выбора. Разработаны схемы функциональные автоматизации установки подготовки нефти и систем пожаротушения, водоснабжения и канализации с описанием алгоритмов управления исполнительными механизмами (запорно-регулирующей арматуры и насосов).

В третьем разделе разработана микропроцессорная система управления. Произведен выбор управляющего контроллера, модулей ввода-вывода и компьютера для АРМ оператора. Разработана схема организационная структуры АСУТП, схемы электрические принципиальные управления клапанами, насосами и задвижками. Для управляющего контроллера выбраны коммуникационные модули и рассчитаны блоки питания; разработаны схемы электрические принципиальные подключения модулей ввода-вывода. Также приведена схема электрическая принципиальная подключения компьютера для АРМ оператора.

В четвертом разделе произведен расчет экономической эффективности разработки и внедрения АСУТП, который показал окупаемость системы через 5 месяцев, а также приведены мероприятия по технике безопасности и защите рабочего персонала и окружающей среды.

Таким образом, разработанная АСУТП позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации оборудования; своевременно предотвращать аварийные ситуации; значительно улучшить и облегчить работу обслуживающего персонала; снизить эксплуатационные расходы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Правила устройства электроустановок. Шестое издание. Дополненное с исправлениями. - М.: ЗАО «Энергосервис», 2006. - 440 с.

2.Алиев И. И. Справочник по электроники и электрооборудованию: Учеб. пособие для ВУЗов / И. И. Алиев. - 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002. - 255 с.

3.Каталог продукции ОАО «Теплоконтроль». - Казань: ОАО «Теплоконтроль», 2010.

4.Датчики температуры: Каталог продукции. - 6-е изд. - Челябинск: ПГ «Метран», 2015. - 312 с.

5.Научно - производственное предприятие «Элемер»: каталог продукции. - М.: НПП «Элемер», 2014. - 120 с.

6.Манометры, вакуумметры и мановакуумметры показывающие сигнализирующие: Руководство по эксплуатации 5Ш0.283.304. РЭ. - Томск.: ОАО «Манотомь», 2010.

7.Датчики давления: Каталог продукции. - 6-е изд. - Челябинск: ПГ «Метран», 2015. - 326 с.

8.Счетчик нефти МИГ: Руководство по эксплуатации. - ОАО «БОЗНА», 2015.

9.Расходомеры, счетчики: Каталог продукции. - 6-е изд. - Челябинск: ПГ «Метран», 2017. - 368 с.

10.Уровнемеры: Каталог продукции. - 6-е изд. - Челябинск: ПГ «Метран», 2017. - 206 с.

11.Закрытое акционерное общество «Альбатрос»: Каталог продукции. - М.: ЗАО «Альбатрос», 2017. - 352 с.

12.Устройства «СЕНС» - Уровнемеры ПМП-118, ПМП-128, ПМП-138, ПМП-201.: Руководство по эксплуатации СЕНС 424411.001РЭ. - НПП «Сенсор», 2015.

13.МВН-1: руководство по эксплуатации. - «НПП Нефтесервисприбор», 2015.

14.ФГУП СПО «Аналитприбор»: каталог продукции. - Смоленск: ФГУП СПО «Аналитприбор», 2016. - 275 с.

15.Низковольтная электроаппаратура во взрывозащищённом исполнении: каталог. - Зеленокумск.: ОАО «ВЭЛАН», 2010.

16.Запорный клапан с электромагнитным приводом КВФУ.ЗК-М 50 РЭ: Руководство по эксплуатации. - Москва: ЗАО «РУСТ-95», 2017

17.Программируемый контроллер S7-300. Данные модулей. - Справочное руководство, издание 10/2010.

18.Программируемый контроллер S7-300. Аппаратура и монтаж. - Справочное руководство, издание 10/2010.

19.ВНТП 3-85. Нормы технологического проектирования объектов, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений.

20.ПБ 08-624-03. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности.

21.РМ4-59-95. Состав, оформление и комплектование рабочей документации.

22.ГОСТ 21.408 - 93. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов.

23.СТП-01-007-97. Автоматизированная система управления технологическими процессами нефтегазодобычи. Основные положения. ОАО «Лукойл». Москва

24.РМ4-2-96. Системы автоматизации. Схемы автоматизации. Указания по выполнению.