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

В разрабатываемой системе дистанционное управление производится через АРМ оператора (как и в случае с задвижкой). Сигналами воздействия являются команды: пуск и останов.

В используемой схеме управления выбор местного режима выбирается замыканием ключа DO-Н-1/1-1. Выбор автоматического и дистанционного режима осуществляется размыканием этого ключа. Управление насосом в автоматическом и дистанционном режиме осуществляется с помощью ключа DO-H-1/1-2.

В функциональном блоке предусмотрена сигнализация внезапной остановки/не запуска насоса. Данные события могут возникнуть при:

Нажатии кнопки Стоп (H-1/1-SB1);

Срабатывании теплового реле QF1;

Неисправности магнитного пускателя или соединяющих проводов.

На рисунке приведен пример вызова рассматриваемого функционального блока для управления насосом Н-1/1. Назначение входных/выходных переменных блока дано в таблице 3.6:

Рисунок 3.4 - Пример вызова функционального блока для управления насосом

Таблица 3.6 - Назначение входных/выходных переменных блока

Работа системы сигнализации осуществляется следующим образом: если в автоматическом или дистанционном режиме подается сигнал на выход блока о включении насоса и пускатель не сработал, то запускается таймер T. Таймер срабатывает через 5 секунд.

Если таймер сработал, то устанавливается бит сигнализации в слове состояния сигнализации, в противном случае бит сбрасывается (рисунок 3.5).

Для того, чтобы выдать команду на пуск/останов насоса, выбрать режим, необходимо установить соответствующую переменную в блоке данных конкретного насоса.

Рисунок 3.5 - Работа системы сигнализации

Например, на рисунке 3.6 изображен фрагмент функционального блока FB2 где осуществляется блокировка насоса Н-1/2 при разрыве/засоре трубопроводов на всасе и выходе.

Рисунок 3.6 - Фрагмент функционального блока FB2

Таблица 3.7 - Соответствие номеров блоков данных и позиций насосов

Функциональный блок FB52 - сигнализация загазованности

На объектах где возможно выделение взрывоопасных газов должно (согласно нормативов) контролироваться загазованность. Для этого используется блок сигнализации загазованности СТМ-10, с которого в контроллер поступают дискретные сигналы о превышении НКПВ на 20% и 50%. Сигнализация осуществляется с помощью звонка и индикаторных ламп. Также, согласно нормативов, необходимо осуществлять проверку исправности ламп и звонка. Для этого используется кнопка на месте. При проверке необходимо в течении 20 секунд осуществить мигание лампами и обеспечить прерывистый звук звонка.

Пример вызова блока (для сигнализации загазованности на площадке Отстойника О-1 и электродегидратора ЭГ-1) показан на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Пример вызова блокасигнализации загазованности

Назначение входных/выходных переменных блока дано в таблице 3.8:

Таблица 3.8 - Назначение входных/выходных переменных блока

Соответствие номеров блоков данных и номеров площадок приведено в таблице 3.9.

Таблица 3.9 - Соответствие номеров блоков данных и номеров площадок

Функциональный блок FB55 - управление регулирующим клапаном

При проектировании систем автоматизированного управления необходимо предусматривать возможность ручного управления исполнительными механизмами. Для того, чтобы можно было в ручном режиме управлять клапаном был сделан блок FB55. Его назначение - переключение источника сигнала в зависимости от режима работы. Существует два режима работы регулирующего клапана:

Автоматический - клапаном управляет технологическая программа;

Дистанционный - клапаном управляет оператор через АРМ.

Пример вызова блока показан на рисунке 3.8 (клапан 07-34).

Рисунок 3.8 - Пример вызова блока управление клапаном

Назначение входных/выходных переменных блока дано в таблице 3.10:

Таблица 3.10 - Назначение входных/выходных переменных блока

Для управления клапаном, необходимо установить соответствующую переменную в блоке данных конкретного клапана. Соответствие блоков данных номерам клапанов приведено в таблице 3.11.

Таблица 3.11 - Соответствие блоков данных номерам клапанов

Функциональные блоки масштабирования

В контроллерах SIEMENSS7-300/400 аналоговые величины представляют собой значения, считываемые из АЦП и записываемые в ЦАП. Для приведения переменной к единицам измерения созданы функциональные блоки масштабирования. Список блоков приведен в таблице 3.12.

Таблица 3.12 - Функциональные блоки масштабирования

Аналоговые модули могут быть различной разрядности (12/13/15/16 бит). Не зависимо от разрядности максимальное и минимальное значение остается постоянным - меняется только шаг приращения. В блоках масштабирования осуществляется приведение входных аналоговых величин к единицам измерения с помощью функции FC105 SCALE. Выходные аналоговые величины приводятся к значениям ЦАП из единиц измерения с помощью функции FC106 UNSCALE. Пример масштабирования приведен на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Пример масштабирования

В данном примере осуществляется масштабирование уровня раздела фаз нефть/газ в сепараторе С-1.

Вывод по третьему разделу

В данном разделе рассматривается разработка микропроцессорной системы управления. Происходит выбор контроллера для создания АСУТП, выбор компьютера для АРМ оператора. Представлена разработка схемы организационной структуры АСУТП. Дана разработка электрических принципиальных схем клапана, насоса, задвижки. Разработаны схемы подключения модулей ввода аналоговых сигналов, модулей ввода дискретных сигналов, модулей вывода дискретных сигналов. Дана разработка технологических программ.

4 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ

4.1 Экономическая эффективность проекта

В данном разделе рассчитываются:

- продолжительность и стоимость работ по проектированию АСУТП;

- затраты на проектирование и изготовление системы;

- текущие затраты, связанные с эксплуатацией системы;

- прибыль от внедрения установки;

- показатели экономической эффективности от внедрения системы.

Календарный план-график проектирования

Определим этапы проектирования и их продолжительность. Календарный план-график проектирования представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Календарный план-график проектирования