Автоматизация линейной части магистральных нефтепроводов

Кроме этого на аналоговой плате модуля расположен узел автоматики: схема выходной автоматики на микросхеме D3, транзисторах V11, V14 – V16, V19, V24 – V26 и реле К1 - К4. Основой данной части схемы является сдвиговый регистр D3 (К561ИР2), который представляет собой расширитель порта процессора и через него процессор управляет предупредительным и аварийными реле К1–К4, установленными на этой же плате. На D3 с процессора подается информация в последовательном коде, а на выходе получаем сигналы в параллельном виде. Сигналы с выхода D3 идут на управление включением реле и через RC цепочки и диоды к внешним цепям (включение динамика). RC-фильтр сглаживает возмущения при переходных процессах. Диоды служат для объединения нескольких сигналов (с разных модулей) по схеме «или».

Реле предназначены для выдачи информации о состоянии контролируемого оборудования на внешние цепи автоматики. К3, К4 - реле предупредительной сигнализации. Они отключаются в случае превышения в каком-либо из каналов температуры уставки. Привязка конкретных каналов к определённым реле и установка времени задержки на срабатывание реле осуществляется при конфигурировании прибора в режиме ввода параметров.

Реле КЗ, К4 при нормальной работе прибора всегда включены. Сделано это так для того, чтобы при обрыве питания или выключении прибора по другой причине об этом можно было узнать, так как информация выдается во внешние цепи (на колодку разъема). К1 и К2 – аварийные реле. Они срабатывают при превышении в каком-либо из каналов температуры аварийной уставки и выдают команду на отключение контролируемого оборудования. Данные реле поляризованные, то есть при отключении оно остается в том же состоянии. Для его сброса в начальное состояние требуется санкционированный доступ к ключу блокировки, расположенному на лицевой панели прибора.

Аналоговый выходной сигнал формируется на интеграторах D1.1,D2.8.

 

3.1.3. Система контроля загазованности СГАЭС-ТН

Системы предназначены для измерения   уровней загазованности в местах возможных появлений  паров  нефти вблизи технологического оборудования насосных станций магистральных нефтепроводов, резервуарных парков, наливных эстакад и выдачи предупредительной и аварийной сигнализации о достижении значений заданных уставок в % от нижнего концентрационного предела воспламеняемости газо-воздушной смеси оператору насосной  станции и для реализации     программ автоматических защит насосной станции и включения аварийной вентиляции по загазованности в системе автоматизации управления насосной станцией.

Системы состоят из датчиков газовых оптических ДГО и порогового устройства УПЭС.

Питание систем осуществляется от сети переменного тока напряжением (220 ± 2233)  В, частотой (50 ± 1) Гц.

Выходной сигнал датчиков изменяется в диапазоне от 4 до 20 мА в зависимости от значения концентрации контролируемого газа.

Предел    допускаемого    значения    основной    абсолютной    погрешности измерения датчиков ∆0 не более ± 2,5% НКПР.

Предел допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерения датчиков   от   изменения   на   каждые    100С   температуры   окружающей   и контролируемой среды не превышает 0,2 ∆0.

Пороговые  устройства  УПЭС   имеют  от 2 до 16 каналов  и  2-3 порога срабатывания.

Системы имеют тестовый режим работы, позволяющий проконтролировать исправность всех составляющих устройств.

Принцип действия систем основан на преобразовании контролируемой концентраций газа с помощью датчиков ДГО-1,-2 или -3 в унифицированный токовый сигнал, изменяющийся в диапазоне от 4 до 20 мА, измерении этого сигнала и сравнении результатов измерений с уставками для каждого газа и канала.

Принцип действия датчиков ДГО основан на оптико-абсорбционном методе анализа газов, сводящемся к измерению поглощения энергии инфракрасного излучения анализируемым газом.

Датчики ДГО состоят из основного, и вводного отделений, каждое из которых представляет собой взрывонепроницаемую оболочку. В основном отделении находится электронная схема, которая анализирует сигнал, приходящий с оптической системы датчика, и преобразует его в унифицированный электрический сигнал, изменяющийся в диапазоне от 4 до 20 мА, что соответствует диапазону измеряемых концентраций газов. Соединительные провода, проходящие из основного отделения в вводное отделение заливаются в нем эпоксидным клеем. Кабельный ввод находится на вводном отделении.

ИК-излучение из герметичного корпуса датчика через прозрачное для излучения окно проникает в негерметизированный отсек, в котором присутствует анализируемая газовая смесь, и, отразившись от зеркала, через то же самое окно возвращается в герметичный корпус и попадает на фотоприемники.

Выходной сигнал датчика снимается с винтового клеммного соединителя, установленного во взрывонепроницаемом отделении. Кабель, соединяющий датчик ДГО с пороговым устройством УПЭС, вводится через гермоввод во взрывонепроницаемое вводное отделение и соединяется с клеммным соединителем.

В случае превышения измеренного значения тока на выходе датчика заданного значения уставки (порога) пороговое устройство УПЭС формирует выходные сигналы, сигнализирующие о появлении тревожной ситуации на объекте контроля. Каждому каналу системы соответствует группа светодиодов:

1 зеленый - канал включен;

3 красных - превышение заданных порогов;

    1 желтый - канал неисправен.

Светодиоды располагаются на лицевой панели УПЭС. Кроме того, на лицевой панели УПЭС расположен двухстрочный люминесцентный дисплей по 16 символов в строке, обеспечивающий выдачу визуальной информации о функционировании системы. Под дисплеем расположена функциональная клавиатура, содержащая четыре клавиши, для ручного управления системой.

На выходе порогового устройства УПЭС установлены "сухие контакты" на замыкание для 1-го и 2-го порогов каждого канала, а также один общий "сухой контакт" для 3-го порога всех каналов, обеспечивающие коммутацию тока до 2А при напряжении переменного тока 220 В.

 

3.2. Применение контроллера Advant 160

В основу построения систем управления на базе контроллеров серии 100 положены следующие принципы:

• интегрированность;
• распределенность;
• надежность;
• открытость;
• удобство для пользования.

Конфигурация систем с использованием контроллера Advant 160.

Контроллер Advant 160 отвечает повышенным требованиям по надежности, безопасности и быстродействию для сложных технологических процессов благодаря дублированию всех основных компонентов. Посредством контроллера Advant 160 системы управления предлагают решение задач, охватывающих все аспекты управления широкого диапазона технологических процессов с повышенными требованиями к безопасности и быстродействию.

 

 

Функции управления.

Контроллер Advant 160 включает все функции необходимые для управления объектом:

• логическое и последовательное управление;
• регулирование;
• диспетчерское управление;
• позиционирование;
• управление приводом для дискретного и аналогового управления;
• вычисления;
• регистрация аварийных сигналов и событий.

 

Интерфейс с управляемым процессом.

Система взаимодействует с процессом посредством различных датчиков и механизмов, подключаемых с помощью широкого диапазона устройств ввода-вывода для различных типов сигналов:

• аналоговый ввод;
• аналоговый вывод;
• дискретный ввод;
• дискретный вывод;

• импульсный ввод;

Операторские станции.

Операторская станция предоставляет оператору средства для полного управления процессом, включая функции реального времени, функции архивирования данных, а также мощные аналитические средства и помощь. Управление процессом, контроль, создание отчетов, анализ и оптимизация процесса это те задачи, которые выполняет операторская станция.

Операторская станция обладает следующими свойствами:

• управление всеми технологическими процессами с любой операторской станции;
• представление полного комплекта видеограмм, которые необходимы для эффективного управления;
• поддержка оператора в случае нештатных состояний с помощью следующих средств:
• набор различных типов аварийных сообщений;
• быстрый доступ к соответствующим видеограммам и переключение между ними.
• многооконная графика с высокой разрешающей способностью;
• единая цветовая концепция, возможность изменения цветов пользователем;
• отчеты (например: эксплуатационные отчеты, отчеты о состоянии и тренды), вычисления;
• архивирование и восстановление данных;
• поддержка национального языка;
• синхронизация времени;
• концепция рабочего места, обеспечение безопасности системы паролем;
• диагностика системы с комплексной информацией о состоянии.

Всеми объектами процесса можно управлять посредством стандартных меню, которые появляются на экране при выборе соответствующего объекта, например, насоса на видеограмме.

Кроме кнопок управления процессом стандартные меню предусматривают связь с видеограммами объектов процесса и облегчают квитирование.

Аппаратное обеспечение операторской станции - это стандартный персональный компьютер, работающий под Microsoft Windows. Возможно использование двух экранов.

Координатно-указательным устройством является мышь. Компоновка аппаратных средств представляет собой структуру клиент/сервер.

 

 

Проектирование

Проектирование обеспечивается инженерными станциями и различными программными средствами для выполнения таких задач, как конфигурирование, документирование и поиск неисправностей. Полностью поддерживается как проектирование в режиме off-line, так и конфигурирование в режиме on-line.

Для проектирования системы используются следующие средства:

Инженерная станция ES 160 - полностью укомплектованная инженерная станция на базе клиент/сервер для сложных проектов, включающих контроллеры Advant, предусматривающая многопользовательскую среду разработки и общую базу данных.

Информационно-вычислительные функции.

Информационно-вычислительные функции обеспечиваются мощными средствами, представляющие достоверную информацию для принятия решений. Открытая платформа позволяет использовать стандартные и разработанные пользователем приложения.

Средства коммуникации.

Средства коммуникации включают полевые шины, широкомасштабную и локальную сети с широким набором каналов передачи данных, а так же станции связи для подсоединения к внешним компьютерам и к сети предприятия. 

 

3.2.1.  Программные  средства операторского интерфейса  для операторской станции Advant 160

Программное обеспечение операторской станции на базе IBM-совместимого компьютера позволяет использовать стандартное программное обеспечение этой ПЭВМ в качестве общесистемного.

В качестве программных средств для разработки, визуализации процесса и организации диалога, сбора данных для отчета и их вывода на печать, разработки прикладных программ контроллеров и их отладки используется пакет AdvaSoft для Windows, состоящий из наборов для обеспечения вышеуказанных функций: AdvaCommand, AdvaInform, AdvaBuild.

AdvaCommand обеспечивает интерфейс  пользователя с управляемым процессом и предоставляет разработчику широкий набор стандартных функций и средства для их расширения.

Формат экрана: экран функционально делится на две части: заголовок и область видеограммы.

В заголовке предусматривается основная информация о состоянии процесса и средства легкого доступа к видеограммам, а также вторичные функции (например распечатка изображения). В конфигурируемом титуле заголовка высвечивается название станции.

В случае возникновения аварийного сигнала в строке последнего аварийного сигнала представляется самый последний неквитированный сигнал высшего приоритета.

В заголовке предусматриваются кнопки для прямого доступа к следующим видеограммам и функциям:

• обзорная видеограмма станции: вызов данной видеограммы;
• архив видеограмм: доступ к последним десяти видеограммам;
• список видеограмм: доступ в меню;
• сдвиг видеограмм (видно только в режиме двух экранов);
• видеограмма последовательности событий;
• видеограмма состояния системы: вызов данной видеограммы;
• конфигурация системы операторской станции: вызов данной видеограммы;
• информация: вызов инструкции пользователя;
• отключение звукового сигнала;
• вход/выход в систему;
• печать экрана;
• перекрывание: передвижение текущей видеограммы на перекрывающуюся видеограмму.