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

Преобразователь расхода вихреакустический Метран-303ПР-Ех предназначен для измерения объемного расхода и объема водопроводной, теплофикационной, технической воды, водных растворов, пластовых вод с вязкостью не более 2 сСт.

Технические характеристики Метран-303ПР-Ех:

- диапазон температур измеряемой среды: 1…150°С;

- избыточное давление измеряемой среды: до 1,6 МПа;

- диаметр условного прохода трубопровода: от 25 до 300 мм;

- диапазон измерений расхода: 0,18…2000 м3/ч;

- динамический диапазон: 1:100;

- выходной сигнал: токовый 4-20 мА;

- маркировка взрывозащиты: ExiaIICT6X;

- питание: от источника постоянного тока напряжением от 18 до 42 В.

Схема подключения Метран-303ПР-Ех к контроллеру представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Схема подключения Метран-303ПР-Ех к контроллеру

Для подключения к контроллеру преобразователя расхода вихреакустического Метран-303ПР-Ех необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).

Для измерения расхода газа на факел и собственные нужды выберем вихревой счетчик газа Метран-331 производства промышленной группы «Метран» г. Челябинск. [9]

Вихревой счетчик газа Метран-331 предназначен для измерения объемного расхода, избыточного давления, температуры газа и вычисления расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям.

Состав счетчика:

- многопараметрический датчик Метран-335;

- устройство микровычислительное Метран-333.

Измеряемая среда:

- природный газ;

- сжатый воздух;

- технические газы.

Диаметр условного прохода датчика: 32, 50, 80, 100, 150 мм.

Пределы измерений объемного расхода при рабочих условиях: 6…5000м3/ч.

Устройство микровычислительное Метран-333 осуществляет обработку сигналов от многопараметрического датчика Метран-335, вычисление расхода, приведенного к стандартным условиям, архивирование учетных данных по часам, суткам и месяцам. Для связи с устройствами верхнего уровня (компьютер, ПЛК) Метран-333 имеет интерфейсный выход RS-485 (Modbus ASCII).

Также Метран-333 выполняет следующие функции:

- питание датчика Метран-335;

- автоматическое тестирование технического состояния счетчика при включении и перезапуске;

- архивирование и вывод на дисплей нештатных ситуаций;

- сохранение архивной информации в течение пяти лет, даже при сбое в электропитании;

- кодовая защита от несанкционированного доступа.

2.1.4 Датчики измерения уровня

В соответствии с требуемым объемом автоматизации необходимо измерять уровень раздела фаз «нефть-вода» в основном отсеке сепаратора, в отстойнике и электродегидраторе.

Уровень жидкости (нефть с водой или вода с нефтью) необходимо измерять вгазосепараторе, буферной емкости и дренажных емкостях Е-1…5, Е-6/1…3, ЕП101…104 (также в дренажных емкостях необходимо измерять температуру). [10]

Уровень нефти необходимо измерять в КСУ, РС и РТ-1,2 (В РС и РТ-1,2 также необходимо измерять уровень).

В РВС-1,2 и РГС-1,2 необходимо измерять уровень и температуру воды.

Для измерения уровня раздела фаз «нефть-вода» выберем волноводный уровнемер Rosemount 3302, производства EmersonProcessManagement (поставщик - промышленная группа «Метран» г. Челябинск).

Волноводный уровнемер Rosemount 3302 предназначен для измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз. [10]

Измеряемые среды:

- нефть;

- темные и светлые нефтепродукты;

- вода и водные растворы;

- кислоты и т.д.

Диапазон измерений уровня: от 0,1 до 23,5 м.

Выходной сигнал - 4-20 мА (Exia).

Питание: 11…30 В.

Схема подключения уровнемера Rosemount 3302-Ex контроллеру представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - схема подключения уровнемера Rosemount 3302-Ex контроллеру

Для подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3302-Ex необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).

Для измерения уровня жидкости (нефть с водой или нефть) в газосепараторе, буферной емкости и КСУ выберем волноводный уровнемер Rosemount 3301, производства EmersonProcessManagement (поставщик - промышленная группа «Метран» г. Челябинск).

Волноводный уровнемер Rosemount 3301 предназначен для измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз (только при полном погружении).

Технические характеристики и схема подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3301 идентичны уровнемеру Rosemount 3302.

Для подключения к контроллеру уровнемера Rosemount 3301-Ex необходим 1 аналоговый вход Ех - исполнения (4 - 20 мА).

Для измерения уровня и температуры нефти в резервуарах РС и РТ-1,2 выберем поплавковый уровнемер ДУУ4М-ТВ, производства ЗАО «Альбатрос» г. Москва.

Уровнемер предназначен для измерения уровня различных жидких продуктов и уровней раздела сред многофазных жидкостей, а также измерения температуры и давления контролируемой среды.

Уровнемеры могут осуществлять:

- контактное автоматическое измерение уровня жидких продуктов;

- контактное автоматическое измерение до четырех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов;

- измерение температуры контролируемой среды;

- измерение давления контролируемой среды.

В зависимости от типа выходного сигнала уровнемеры выпускаются в виде следующих комплектов:

- комплект ДУУ4М_ТВ включает в себя блок токовых выходов искробезопасный БТВИ3 (далее “БТВИ3”) и один из датчиков уровня ультразвуковых ДУУ2М, обеспечивающий непосредственное измерение текущих значений параметров;

- комплект ДУУ4М_RS включает в себя один из датчиков и блок интерфейса искробезопасный БИИ3 (далее “БИИ3”).

Комплект ДУУ4М_ТВ обеспечивает формирование токовых сигналов 4-20 мА, в величине которых содержится информация о значениях измеренных параметров, причем каждому из них соответствует свой токовый сигнал. Комплект ДУУ4М_RS имеет выходной сигнал в виде последовательного интерфейса RS_485, причем передача результатов измерений организована в формате протокола Modbus RTU.

Технические характеристики уровнемера ДУУ4М-ТВ:

- рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75С;

- влажность воздуха 100 % при 35С (категория 5 исполнения ОМ);

- пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7кПа;

- тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная).

Степень защиты датчиков IP68 по ГОСТ 14254 (пыленепроницаемость и защита при длительном погружении в воду).

По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют исполнению N1 по ГОСТ 12997.

Датчики предназначены для установки на объектах в зонах класса 1 и класса 2 по ГОСТ Р 51330.9, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТР51330.11 температурного класса T5 включительно согласно ГОСТР51330.0.

Датчики имеют взрывозащищенное исполнение, соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.10, имеют вид взрывозащиты “Искробезопасная электрическая цепь”, уровень взрывозащиты “Взрывобезопасный” для взрывоопасных смесей категории IIВ по ГОСТР51330.11, температурного класса T5 по ГОСТР51330.0, маркировку взрывозащиты “1ExibIIBT5X” по ГОСТР51330.0.

Знак «Х» указывает на возможность применения датчиков в комплекте с БТВИ3 или БИИ3.

Выберем датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М-10 (измерение уровня и температуры) с блоком БТВИЗ.

Для подключения к контроллеру уровнемера ДУУ4М-ТВ необходимы 2 аналоговых входа (4 - 20 мА).

В соответствии с нормами проектирования резервуарных парков на резервуарах РС и РТ-1,2 необходимо поставить сигнализаторы максимального аварийного уровня. Выберем сигнализатор уровня СУР-5, производства ЗАО «Альбатрос» г. Москва. [11]

Сигнализатор уровня ультразвуковой СУР-5 предназначен для контроля положения уровня различных жидких продуктов. Прибор состоит из датчика положения уровня ДПУ5 и вторичного преобразователя ПВС4.

Прибор имеет два оптоэлектронных ключа с выходом типа “сухой контакт”, предназначенных для подключения к внешним устройствам сигнализации предельного уровня и автоматики. Начальные состояния ключей задаются потребителем.

Датчик положения уровня ДПУ5 предназначен для контроля положения уровня жидкости. Датчик подключается к вторичному преобразователю ПВС4 с помощью двухпроводного кабеля. Рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75С; влажность воздуха 100 % при +35С; пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7кПа; тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная). Степень защиты IP68 по ГОСТ14254 (пыленепроницаемость и защита при длительном погружении в воду).

Вторичный преобразователь ПВС4 предназначен для питания, подключенного к нему датчика, обработки, поступающих с него сигналов, индикации положения уровня и выдачи управляющих сигналов. Степень защиты IP20 по ГОСТ14254 (защита от проникновения внешних твердых предметов диаметром не менее 12,5 мм).

Датчик соответствует требованиям ГОСТР51330.0, ГОСТР51330.10, имеет вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIB по ГОСТР51330.11 температурной группы Т5 по ГОСТР51330.0, маркировку взрывозащиты “1ЕхibIIBT5X” и может применяться во взрывоопасных зонах согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое издание) и других нормативно-технических документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

ПВС4 соответствует требованиям ГОСТР51330.0, ГОСТР51330.10, имеет для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIB, маркировку взрывозащиты «[Exib]IIB», параметры искробезопасных выходов UО12 B, IО80 мА, СО4 мкФ, LO10 мГн и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружной установки.

Для подключения к контроллеру сигнализатора уровня СУР-5 необходим 1 дискретный вход (DC24V).

Для измерения уровня и температуры в дренажных емкостях и резервуарах РВС-1,2 и РГС-1,2 выберем герконовые уровнемеры ПМП-118 производства «НПП Сенсор» г. Заречный. [12]

Уровнемер предназначен для контроля параметров жидких сред:

- светлых нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов в резервуарах АЗС, АГЗС, ГНС, нефтебаз, морских и речных танках, контейнерах - цистернах, бензовозах, газовозах;

- нефти в резервуарах подготовки и переработки нефти;

- агрессивных, ядовитых жидкостей;

- жидких пищевых продуктов.

Преобразователь герконовый ПМП-118 состоит из направляющей (труба из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т), в которой на плате расположены герконы и датчики температуры. На направляющей находится кольцевой поплавок с магнитом. В верхней части, направляющей находится корпус с платой обработки сигналов. Корпус имеет кабельный ввод и крышку. [12]

Принцип действия заключается в следующем: поплавок свободно перемещается по направляющей, и своим магнитом вызывает замыкание герконов. Непрерывность измерения уровня достигается установкой герконов в ряд и соединением их через резисторы по схеме резистивного делителя напряжения.

Технические характеристики ПМП-118 приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Технические характеристики ПМП-118

Комплектно с уровнемером поставляется блок питания и коммутации БПК-220-4Р-ГС. Блок предназначен для питания устройств в линии связи-питания. Преобразует сетевое напряжение ~220В в стабилизированное + 9В. Оснащен индикаторами степени токовой нагрузки, индикатором активности линии связи, индикатором срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя. Имеет защиту от короткого замыкания и перегрева при превышении токовых нагрузок. Выполнен в корпусе из ударопрочного полистирола. Предназначен для автоматической коммутации электрических цепей от сигналов критических уровней и температуры, поступающих от преобразователей. Имеет четыре программируемых реле. Выходной ток 0,1 А.

Для дренажных емкостей Е-1…5, К-1, ЕП101…104 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются:

- сигнализация минимальной температуры (реле 1)

- сигнализация минимального аварийного уровня (реле 2)

- сигнализация минимального уровня (реле 3)

- сигнализация максимального уровня (реле 4)

Для дренажных емкостей Е-6/1…3 выходные реле БПК-220-4Р-ГС программируются: