Проектирование системы автоматического управления установкой регенерации ДЭГа УКПГ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ИНСТИТУТ  НЕФТИ И ГАЗА 

Кафедра Кибернетических  систем

Специальность 220201 «Управление  и информатика  в технических  системах» 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по  дисциплине: «Автоматизированные информационно-управляющие системы/Спецглавы АИУС »

на  тему: «Проектирование системы автоматического управления установкой регенерации ДЭГа УКПГ» 
 
 
 

      Выполнил                            ст. гр. УИТС-06-1, Нохрин И.П. 

      Проверил                             ассистент каф. КС Марголин А.М. 
 
 
 
 
 
 
 
 

          Дата защиты_____________                      Оценка__________  
 
 
 
 
 
 
 
 

Тюмень 2010

 

РЕФЕРАТ 

       Пояснительная записка  стр. 36, 3 источника используемой литературы, 8 приложений, 4 рисунка, 7 таблиц.

       АВТОМАТИЗАЦИЯ, ИЗМЕРЕНИЕ, РЕГУЛИРОВАНИЕ, УПРАВЛЕНИЕ, ДАВЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРА, КОНТРОЛЛЕР, METSO DNA .

       Объектом  исследования является установка регенерации ДЭГа УКПГ.

       Цель  работы – разработать проект автоматизированной системы управления технологическим процессом на установке регенерации ДЭГа УКПГ.

 

        СОДЕРЖАНИЕ 

Содержание 

Техническое задание………………………………………………………4                                                                              

Введение……………………………………………………………………6

1. Описание объекта автоматизации …..……………………………………9
2. Описание системы автоматизации………………………………………12

     2.1 Функции системы управления…………..………………………………12

     2.2 Структура системы автоматизации и общие требования к ее составным      частям…………………………………………………………………………….12

     2.3 Алгоритм контроля и управления……………………………………….14

     2.3.1 Режим пуска…………………………………………………………….14

     2.3.2 Режим нормальной работы…………………………………………….14

     2.3.3 Режим планового останова…………………………………………….15

     2.3.4 Режим аварийного останова…………………………………………...15

3. Описание средств автоматизации………………………………………..16
4. Заключение………………………………………………………………..18
5. Список используемых источников………………………………………19
6. Приложение 1 схема автоматизации…………………………………….20
7. Приложение 2 таблица КИПиА………………………………………….21
8. Приложение 3 таблица RTU……………………………………………...22
9. Приложение 4 карта памяти……………………………………………...26
10. Приложение 5 блок-схема алгоритма контроля и управления технологического процесса на установке регенерации ДЭГа УКПГ…29
11. Приложение 6 примеры алгоритмов…………………………………….30
12. Приложение 7 таблица тэгов HMI……………………………………….33
13. Приложение 8 экран HMI………………………………………………...36

 

Техническое задание 

Построить трехуровневую систему управления, которая должна включать:

на нижнем уровне – датчики и исполнительные механизмы;

на среднем  уровне - программируемый логический контроллер (контроллеры);

на верхнем  уровне - рабочую станцию с операторским интерфейсом (HMI)

Описание технологического процесса:

• описание технологического процесса в целом и в частности
• целевая функция объекта автоматизации
• алгоритм функционирования
• временные характеристики

Система автоматизации:

• целевая функция автоматизации
• общие требования к составным частям системы управления
• классификация алгоритма контроля и управления
• описание алгоритма контроля и управления
• временные характеристики

Средства автоматизации:

• полевые приборы – все типы, марки, краткие технические характеристики

Приложения:

1. Схема автоматизации
2. Таблица КИПиА

• наименование сигнала (индивидуальное, как в RTU)

• условное обозначение на схеме автоматизации
• единицы измерения
• пределы изменения параметра
• тип прибора, датчика
• пределы измерения прибора, датчика
• класс точности
• диапазон выходного/входного сигнала
• тип сигнала (DI, FI, AI, DO, AO)
• сумма сигналов по каждому типу сигнала
• группировка сигналов по объектам

3. Таблица RTU

• номер шасси
• номер слота
• номер контакта
• адрес переменной
• наименование сигнала (индивидуальное, как в КИПиА)
• единицы измерения
• пределы измерения прибора, датчика
• класс точности
• диапазон выходного/входного сигнала
• тип сигнала (DI, AI, DO, AO)
• сумма по каждому типу сигнала
• сумма резервов по каждому типу сигнала
• группировка сигналов по шасси/слоту

4. Таблица переменных в контроллере (карта памяти)

• адрес ввода/вывода RTU
• адрес переменной
• тип переменной
• комментарий

5. Блок-схема алгоритма контроля и управления технологического процесса

6. Текст программы

• язык программирования «функциональных блоков»

7. Таблица тэгов HMI

• все тэги на весь проект

8. Экран HMI

• Экран HMI должны быть выполнен в цвете, формат «Альбомный» 
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
  

       ВВЕДЕНИЕ

    Газовая промышленность в настоящее время  является важнейшей отраслью народного хозяйства России. К началу 80-х годов в нашей стране было открыто более 900 газовых и газоконденсатных месторождений, в том числе с запасами газа свыше 30 млрд.м³. Среди них такие месторождения как Новоуренгойское, Ямбургское. Заполярное, Медвежье. В результате направленных поисков газовых месторождений в нашей стране определены зоны преимущественного газонакопления, среди них – север Тюменской области. В течение всех этих лет, вплоть до наших дней, производилась активная добыча газа, и параллельно разрабатывались новые месторождения. В результате, Крайний Север стал основным поставщиком природного газа в России.

    Настоящий ²Технологический регламент² УКПГ-11 разработан в соответствии с ²Положением о технологических регламентах по добыче, переработке газа и конденсата предприятиями Мин Газпрома², утвержденным Заместителем Министра газовой промышленности 27 Мая 1977 года. Технологический регламент является основным документом, определяющим режим и порядок проведения операций проведения технологического регламента, обеспечивает необходимое качество выпускаемой продукции, рациональное экономическое ведение процесса, сохранность оборудования и безопасность работ.

    Автоматизированная  установка комплексной подготовки газа УКПГ-11 входит в состав действующих  установок Уренгойского газоконденсатного  месторождения.

    На  УКПГ-11 применена типовая схема  гликолевой осушки газа с использованием отечественного оборудования. Учитывая суровые природно-климатические условия, существующие в Уренгойском месторождении, для обеспечения нормальной работы и бесперебойной подачи газа в систему магистральных газопроводов УКПГ-11 запроектирована автономной в обеспечении энергоресурсами: электроэнергией, паром, водой, сжатым воздухом. Наличие складов метанола, диэтиленгликоля и дизельного топлива позволяет длительное время обходиться без подвоза этих материалов и реагентов.

    Районы  Крайнего Севера Российской Федерации  характеризуются суровыми природно-климатическими условиями. Необходимо также отметить значительною территориальною удаленность от промышленно-развитых центров страны, высокую стоимость трудовых ресурсов, сложность технологических процессов, связанных с большими объемами перерабатываемого газа и высокими требованиями к качеству товарного продукта, поступающего в газопровод. Эти факторы предъявляют особые требования к автоматизированной системе управления, осуществляющей сбор и подготовку газа к транспортировке. Автоматизированное управление процессами добычи и обработки газа осложнено непрерывным характером добычи газа, в связи с чем, система управления должна работать в «режиме реального времени». Несмотря на проведенные работы по модернизации, к концу 80-х - началу 90-х годов стало очевидно, что комплексы технических средств, на базе которых реализована АСУ ТП, являются морально устаревшими.

    По  первоначальному проекту контроль, автоматическое регулирование и  управление установкой осуществлялось системой СЦКУ ²Сигнал 3М² с использованием серийных приборов и средств автоматики. 

          Актуальность создания автоматизированных систем управления значительно возросла, в связи затрат на содержание обслуживающего персонала и поддержания экологии окружающей среды. Целями создания автоматизированной системы управления регенерацией ДЭГа являются:

1. повышение точности измерения и регулирования технологических параметров;
2. повышение надежности системы управления;
3. повышение качества ведения технологического режима и его безопасности;
4. повышение оперативности технического персонала;
5. обеспечение требуемого качества подготавливаемого ДЭГА к осушке газа.

       Целью данного курсового проекта является проектирование системы автоматического управления установкой регенерации ДЭГа УКПГ средствами SCADA-системы Metso DNA.

 

1 Описание объекта  автоматизации

Рис.1 Автоматизированная установка регенерации ДЭГа УКПГ.

       В качестве объекта управления была выбрана установка регенерации ДЭГа УКПГ. Подготовка газа к транспорту заключается в отделении из него газового конденсата, пластовой воды с растворенным в ней метанолом и механических примесей с последующей осушкой его диэтиленгликолем, чем и занимается данная установка.