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

В проекте предусмотреть автоматическую светозвуковую сигнализацию 20% и 50% НКПВ на площадках технологических аппаратов и в операторной.

В соответствии с технологией работы ЦПС и заданием на автоматизацию от отдела пожаротушения на установке ПТ необходимо предусмотреть:

1. Местный контроль:

- температуры воды в резервуарах РВС-1,2;

- максимального и минимального уровня в резервуарах РВС-1,2;

2. Дистанционный контроль и сигнализацию:

- минимальной температуры воды в резервуарах РВС-1,2;

- максимального и минимального уровня в резервуарах РВС-1,2;

- максимального и минимального уровня в емкости пенообразователя Е102;

3. Местную сигнализацию:

- максимального и минимального уровня в резервуарах РВС-1,2;

- максимального и минимального уровня в емкости пенообразователя Е102.

В соответствии с технологией работы ЦПС и заданием на автоматизацию от отдела водоснабжения и канализации на установках ХПВ и ПДС необходимо предусмотреть:

1. Местный контроль:

1.1. Температуры и уровня в резервуарах питьевой воды РГС-1,2;

1.2. Давления:

- на выкиде насосов Н1.1-1,2;

- на выкиде погружных насосов в ЕП101…104;

2. Дистанционный контроль и сигнализацию:

2.1. Минимальной температуры в резервуарах питьевой воды РГС-1,2;

2.2 Минимального, текущего и максимального уровня в резервуарах питьевой воды РГС-1,2;

2.3. Давления:

- максимального - на выкиде погружных насосов в ЕП101…104;

2.4. Максимального и минимального уровня в дренажных емкостях ЕП101…104.

Автоматизация котельной в объеме блочно-комплектной поставки обеспечивает вывод обобщенного сигнала «Авария» в операторную.

Вывод по первому разделу

В данном разделе был приведен анализ технологического оборудования; рассмотрен объект автоматизации, а также приведена характеристика технологического процесса, дан состав центрального пункта сбора. Представлена технология работы центрального пункта сбора и показан требуемый объем автоматизации центрального пункта сбора.

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Разработка подсистемы ввода

Выбор приборов и датчиков для подсистемы ввода основан на применении зарекомендовавших себя на практике устройств. Преимущественно выбраны приборы и датчики, разрабатываемые и производимые отечественной промышленностью. Все устройства, эксплуатируемые во взрывоопасных зонах, выбраны взрывозащищенного исполнения с классом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» (Exd) или «искробезопасная цепь» (Exia). [24]

2.1.1 Датчики измерения температуры

В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять температуру в аппаратах, технологических трубопроводах. Также необходимо измерять температуру подшипников насосов. [3]

Для измерения температуры в технологических аппаратах с показанием измеренного значения по месту выберем термометр биметаллический ТБ-2 производства ОАО «Теплоконтроль» г. Казань. [3]

Термометры ТБ-2 предназначены для измерения температуры в жидких и газообразных средах, в том числе на судах и АЭС.

Основные технические характеристики приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные технические характеристики ТБ-2

Для измерения температуры в технологических аппаратах с передачей измеренного значения в операторную выберем термометр сопротивления медный с унифицированным выходным сигналом ТСМУ Метран-274-Exia производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [4]

Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что даёт возможность построения АСУТП без применения нормирующих преобразователей.

Таблица 2.2 - Технические характеристики ТСМУ Метран-274-Exia

Схема подключения ТСМУ Метран-274-Exia к контроллеру приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема подключения ТСМУ Метран-274-Exia к контроллеру

Для подключения к контроллеру Метран-274-Exia необходим 1 аналоговый вход Ex - исполнения (4 - 20 мА).

Для измерения температуры подшипников насосов выберем термопреобразователи сопротивления медные ТСМ Метран-243 (50М) производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [4]

ТСМ Метран-243 предназначены для измерения температуры малогабаритных подшипников и поверхности твердых тел.

НСХ - 50М.

Схема соединений - четырехпроводная.

Диапазон измеряемых температур - минус 50…120°С.

Длинна удлинительных проводов - до 15 м.

Для преобразования измеренной температуры подшипника насоса в унифицированный выходной сигнал выберем малогабаритный измерительный преобразователь Элемер ИПМ 0196/M0/50М.

Измерительный преобразователь Элемер ИПМ 0196/M0/50М предназначен для преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления и преобразователей термоэлектрических в унифицированный токовый сигнал 4-20 мА.

ИПМ монтируется на DIN-рейку 35 мм. Габаритные размеры - 18х45х75.

Для обеспечения взрывозащиты ИПМ 0196 необходимо установить во взрывозащищенную соединительную коробку - например в КВ-ССА-0, производства ОАО «КГА», г. Калининград.

Схема подключения Метран-243 контроллеру представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема подключения Метран-243 к контроллеру

Для подключения к контроллеру Метран-243 (через ИПМ 0196) необходим 1 аналоговый вход (4 - 20 мА).

2.1.2 Датчики измерения давления

В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять давление в аппаратах, технологических трубопроводах, на приеме и напоре насосов.

Для измерения давления в технологических аппаратах с показанием измеренного значения по месту выберем манометр МП-4У c мембранным разделителем производства ОАО «Манотомь» г. Томск. [6]

Манометры МП-4У предназначены для измерения избыточного давления неагрессивных, не кристаллизующихся по отношению к медным сплавам жидкостей, пара и газа.

Пределы показаний прибора: от 0 до 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600 кгс/см2.

Для измерения давления в технологических аппаратах с передачей измеренного значения в операторную выберем малогабаритный датчик избыточного давления Метран-55-Ex, производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [7]

Малогабаритный датчик давления Метран-55-Ex предназначен для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Датчик обеспечивает непрерывное преобразование измеряемого избыточного давления в выходной унифицированный сигнал. Метран-55-Ex предназначен для измерения давления нейтральных и агрессивных сред. Простота конструкции, надежность, малые габариты, невысокая стоимость обеспечивают повышенный спрос потребителей.

Диапазон измеряемых давлений - от 0-0,06 МПа до 0-100 МПа. Выходной сигнал: 4-20 мА.

Вид взрывозащиты - ExiaIICT5X.

Схема подключения Метран-55-Ex к контроллеру представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Схема подключения Метран-55-Ex к контроллеру

Для подключения к контроллеру Метран-55-Ex необходим 1 аналоговый вход Ex - исполнения (4 - 20 мА).

Для измерения давления на приеме и напоре насосов с сигнализацией о достижении минимального и максимального значений измеряемого давления в операторную выберем манометр показывающий, сигнализирующий, взрывозащищенный ДМ2005СГ1Ех производства ОАО «Манотомь» г. Томск.

ДМ2005СГ1Ех предназначен для измерения избыточного и вакуумметрического давления различных сред и управления внешними электрическими цепями от сигнализирующего устройства прямого действия.

Технические характеристики ДМ2005Сг1Ех приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Технические характеристики ДМ2005Сг1Ех

Сигнализирующее устройство может быть четырех исполнений:

- III - два размыкающих контакта;

- IV - два замыкающих контакта;

- V - Левый контакт размыкающий (min), правый замыкающий (max);

- VI - Левый контакт замыкающий (min), правый размыкающий (max).

Переключение контакта происходит в момент достижения стрелкой давления уставки левого или правого указателя.

Выберем исполнение сигнализирующего устройства IV - два замыкающих контакта.

Для подключения к контроллеру ДМ2005СГ1 Ex необходимо 2 дискретных входа DC24V.

2.1.3 Приборы измерения расхода

В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять расход нефти, расход воды от аппаратов УПН в дренажные емкости Е-6/1…3, расход газа на факел и на собственные нужды.

Для измерения расхода нефти выберем счетчик нефти турбинный МИГ, производства ООО «Бозна», г. Бугульма республики Татарстан. [8]

Счетчики нефти турбинные МИГ предназначены для измерения объема нефти и нефтепродуктов на технологических установках нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Счетчик состоит из следующих составных частей:

а) турбинного преобразователя расхода;

б) магнитоиндукционного датчика НОРД-И2У-04;

в) блока обработки данных «VEGA-03».

Измеряемая среда - нефть по ГОСТ Р 51858-2002 и нефтепродукты:

а) температура от 0 до +60?С;

б) кинематическая вязкость (1-100) ?10-6м2/с;

в) размеры механических примесей не более 4мм;

г) содержание свободного газа не допускается;

д) механические примеси в виде волокнистых материалов не допускаются.

Окружающая среда:

а) температура:

- преобразователя расхода и датчика от минус 50 до +50?С;

- блока «VEGA-03» от +5 до +40?С.

б) верхнее значение относительной влажности:

- преобразователя расхода и датчика 95% при температуре +35?С;

- блока «VEGA-03» 95% при температуре +30°С;

в) внешние электрические и магнитные поля, кроме земного отсутствуют.

Счетчик имеет уровень взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ Р 51330.1 и маркировку взрывозащиты 1ExdIIBT4 по ГОСТ Р 51330.0 за счет применения взрывозащищенного магнитоиндукционного датчика с маркировкой 1ExdIIBT4 согласно ГОСТ Р 51330.0.

Степень защиты датчика по ГОСТ 14254 - IP65.

Преобразователь расхода совместно с датчиком предназначен для эксплуатации в условиях взрывоопасных зон всех классов помещений и наружных установок согласно «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ), и другим документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Блок VEGA-03 - изделие общего назначения и предназначен для установки вне взрывоопасных зон.

Блок осуществляет вычисление текущего расхода и регистрацию общего объема нефти, имеет выход 4-20 мА по текущему расходу нефти.

Для подключения к контроллеру счетчика нефти МИГ необходим 1 аналоговый вход (4 - 20 мА).

Для измерения расхода пластовой воды от сепаратора, отстойника и электродегидратора в дренажные емкости Е-6/1…3, а также для измерения расхода пресной воды от ТО-2 в электродегидратор выберем преобразователь расхода вихреакустический Метран-303ПР-Ех производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [9]