СКАЧАТЬ:  grafiki.zip [787,68 Kb] (cкачиваний: 151)

ВВЕДЕНИЕ

Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления. Создание АСУ сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по мере эволюции технических средств и программного обеспечения.

Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.

Основным необходимым условием эффективной реализации диспетчерского управления, имеющего ярко выраженный динамический характер, становится работа с информацией, т. е. процессы сбора, передачи, обработки, отображения, представления информации.

Концепция SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) предопределена всем ходом развития систем управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA-технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку.
Станции управления предназначены для отображения хода технологического процесса и оперативного управления. Эти задачи и призваны решать SCADA - системы.

 SCADА - это специализированное программное обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами).

Большое значение при внедрении современных систем диспетчерского управления имеет решение следующих задач:

• выбора SCADA-системы (исходя из требований и особенностей технологического процесса);
• кадрового сопровождения.

В силу тех требований, которые предъявляются к системам SCADA, спектр их функциональных возможностей определен и реализован практически во всех пакетах. Перечислим основные возможности и средства, присущие всем системам и различающиеся только техническими особенностями реализации:

• автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования;
• средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня;
• средства управления и регистрации сигналов об аварийных ситуациях;
• средства хранения информации с возможностью ее постобработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);
• средства обработки первичной информации;
• средства визуализации информации в виде графиков, гистограмм и т.п.;

   возможность работы прикладной системы с наборами параметров, рассматриваемых как "единое целое" ("recipe" или "установки").

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Общая характеристика объектов автоматизации

     Существующая система

            Назначение и цель создания АСУ ТП. Описание технологического процесса

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Выбор и обоснование предлагаемого КТС

     Описание контроллеров MICRO PC

     Описание системы измерения уровня «СОКУР» , УРСВ 010 «ВЗЛЁТ РС»

1. Общая конфигурация уровней системы

            Требования к системе. Результаты усовершенствования системы управления.

     Функции системы

     Архитектура системы управления

1. Структура программного обеспечения
2. Анализ SCADA-систем

     Общие понятия и структура

     Описание SCADA-системы TRACE MODE. Сравнение SCADA-систем.

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ       

1.1.         Расчет надёжности технических средств

1.2.         Расчёт погрешности

ОХРАНА ТРУДА

1.1.         Требования безопасности

1.2.         Расчёт освещённости диспетчерской

1.3.         Расчёт молниезащиты ингибиторного блока

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Методика расчёта экономической эффективности от внедрения новой техники и технологии

2. Экономический расчёт эффективности реконструкции Кама-Исмагиловской УПВСН с применением ПО “Trace Mode”

ВЫВОД

1. Общая характеристика объектов автоматизации

До настоящего времени в НГДУ «Иркеннефть» работала установка по подготовке высокосернистой нефти (УПВСН), спроектированная в 1980 году институтом «ВНИПИнефтепромхим». В конце 1982 года установка начала принимать на подготовку высокосернистую нефть от  НГДУ «Азнакаевскнефть».

С целью более эффективного и экономичного использования существующего оборудования установки в 1983 году был разработан проект расширения технологических сооружений, в котором предусмотрен приём высокосернистой нефти, поступающей от  НГДУ «Азнакаевскнефть».

1.1. СУЩЕСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА

До настоящего времени на Кама-Исмагиловской УПВСН контроль,  регулирование и управление  параметрами технологического процесса осуществлялся с помощью следующего состава комплекса технических средств:

n измерение давления в емкостях и на выходе из установки датчиками давления  МС-П 2;

n измерение и сигнализация уровня в емкостях - уровнемерами УБ-П;;

n измерение межфазного уровня – уровнемерами УБ-П;

n регулирование давления, уровня взлива и межфазного уровня в емкостях, температуры нефти в теплообменниках и пароподогревателе - с помощью исполнительных механизмов 25Ч10НЖ;

n управление насосами по уровню в емкостях ;

n сигнализация отклонений давления – ЭКМ;

n контроль работы аппаратов нагрева нефти – датчиками температуры  ТСМ; 

n расход нефти - счетчиком  МИГ-100, а также диафрагмой камерной ДК 10;

n расход воды - расходомером УРСВ «ВЗЛЕТ»;

n автоматический отбор пробы нефти и воды - пробоотборником «ПРОБА 1М»;

n сигнализация наличия газовой шапки – сигнализаторами ПРУ5.

Системой автоматизации предусматривался контроль и регулирование следующих параметров:

Установка предварительно сброса УПС-3000 и УПС-6000.

n регулирование уровня жидкости в сепарационном отсеке;

n регулирование уровня раздела фаз нефть-вода в отстойном отсеке;

n регулирование давления в сепарационном отсеке;

n дистанционный контроль давления в сепарационном отсеке

n дистанционный контроль регулируемых параметров.

n Регулирование уровня в сепарационном отсеке осуществляется регулятором уровня, клапан которого установлен на линии перетока жидкости из сепарационного отсека в отстойный.

В качестве датчика используется уровнемер буйковый типа УБ-ПВ.

Схема регулирования работает следующим образом: при изменении уровня например увеличении регулятор уменьшает давление воздуха на регулирующий клапан, который приоткрывается и увеличивает поток жидкости в отстойный отсек, что приводит к восстановлению уровня до первоначального (заданного) значения.

При уменьшении уровня регулирующий клапан прикрывается, уменьшая поток жидкости в отстойный отсек, что приводит к восстановлению уровня до первоначального значения.

Схема регулирования раздела фаз нефть-вода построена аналогично схеме регулирования уровня, с той разницей что вместо датчика УБ-ПВ использован регулятор уровня раздела фаз УБ-ДВМ.

Регулирование давления в сепарационном отсеке осуществляется регулятором прямого действия (до себя)  типа 2141 НЖ.

Дистанционный контроль давления в сепарационном отсеке УПС осуществляется вторичным прибором типа ПВ 10.

Система автоматизации УПС-6300 аналогична.

Площадка горячей ступени сепарации

n регулирование уровня жидкости в буферных ёмкостях;

n регулирование уровня жидкости в сепараторах;

n регулирование расхода пресной воды на смесители;

n регулирование расхода нефти в сепараторах;

n дистанционный контроль регулируемых параметров.

Используемая схема регулирование наряду с прогрммно-автоматическим позволяет вести регулирование на ручном режиме и автоматическом.

Уровень в сепараторах регулируется регулятором клапан которого установлен на на выкидной линии нефти из насосов.

Регулирование расхода пресной воды в смесителе осуществляется регулятором расхода, клапан которого установлен на линии пресной воды в смесителе.

Площадка теплообменников

n регулирование температуры нфти на выходе из пароподогревателей;

n регулирование давления в системе обезвоживания;

n дистанционный контроль температуры нефти по точкам:

температура сырой нефти до теплообменника

температура сырой нефти после теплообменника

температура готовой нефти.

температура готовой нефти после пароподогревателей

Регулирование температуры нефти на выходе из пароподогревателей осуществляется регулятором клапан которого установлен на линии подачи пара в пароподогреватели.

Регулирование давления в системе обезвоживания и обессоливания осуществляется регулятором клапан которого на линии выхода готовой нефти из пароподогревателей.

Дистанционный контроль температуры по точкам осуществляется автоматическим мостом типа КСМ-2И, позволяющий подключить  6 датчиков.

Площадка электродегидраторов, отстойников

n регулирование уровня раздела фаз нефть-вода в электродегидраторе;

n регулирование уровня раздела фаз нефть-вода  в отстойнике;

n дистанционный контроль расхода нефти в электродегидраторе;

n автоматический дискретный контроль наличия газовой подушки в электродегидраторе;

Регулирование уровня раздела фаз в отстойнике осуществляется регулятором уровня клапан которого установлен на линии соленой воды из отстойника.

Контроль расхода нефти в электродегидраторе осуществляется самопишущими приборами.

Для контроля за наличием газовой подушки в электродегидраторах используются полупроводниковые реле уровня типа ПРУ-5.

Площадка емкостей

Системой технологического контроля предусматривается дистанционный контроль уровня в емкостях:

n товарной нефти;

n некондиционный нефти;

n сброса предохранительных клапанов.

n Площадка откачки товарной нефти

n Для коммерческого учёта откачиваемой товарной нефти предусматривается узел учёта типа Кор-Мас. Измерительная часть узла учета включает три турбинных расходомера типа «Турбоквант» и узел учёта качества, технические манометры, технические термометры.

Вторичная аппаратура установлена в существующей операторной товарного парка.

Описание технологической схемы сигнализации

Технологической схемой сигнализации предусматривается светозвуковая сигнализация следующих значений параметров:

По площадке УПС

n повышение давления в сепарационном отсеке;

n повышение и понижение уровня нефти в сепарационном отсеке;

n повышение и понижение уровня раздела фаз нефть - вода в отстойном отсеке;

n повышение давления в отстойном отсеке.

n По площадке горячей ступени сепарации

n повышение и понижение уровня в буферной емкости

n повышение и понижение уровня в сепараторах;

n состояние насосов (работа насосов);

n повышение давления на выкидных коллекторах насосов;

n повышение температуры подшипников насосов.

По площадке отстойников и электродегидраторов:

n повышение и понижение уровня раздела фаз нефть-вода в электродегидраторах;

n образование газовой подушки в электродегидраторах;

n повышение давления в отстойниках.

По площадке емкостей:

n повышение и понижение уровня в ёмкостях товарной нефти;

n повышение и понижение уровня в ёмкостях некондиционной нефти

n повышение и понижение уровня в ёмкости сброса предохранительных клапанов

По площадке откачки товарной нефти

n повышение температуры повышения подшипников насосов

n состояние насоса;

n повышение давления на выкиде насоса.

По площадке очистки промстоков

n повышение и понижение уровня воды в отстойниках;

n наличие конденсата в конденсатосборниках.

По операторной УПВСН

n понижение давления воздуха КИП до клапана;

n понижение давления воздуха КИП в коллекторе питания вторичных приборов.

Блокировка технологического оборудования

Системой автоматизации предусмотрена следующая блокировка

отключение напряжения питания трансформаторов электродегидраторов

n при наличии в электродегидраторах газовой подушки. В качестве датчиков газовой подушки предусмотрено полупроводниковое реле уровня.

n при повышении уровня воды в электродегидраторе.

1.2. Назначение и цель создания АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПВСН

В связи с длительностью эксплуатации УПВСН возникла необходимость ревизии и ремонта оборудования и трубопроводов. В 2001году началась реконструкция АСУ ТП Кама-Исмагиловской УПВСН. Автоматизация УПВСН представляет собой единый комплекс средств измерения, регулирования, дистанционного управления и сигнализации. Компоненты технологической установки и системы входящие в УПВСН и имеющие средства локальной автоматики , полностью автономны в управлении и регулировании. АСУ ТП должна использовать сигналы от систем, имеющих локальную автоматику, как информационную составляющую в общей системе автоматизации.

Автоматизированная система управления технологическим процессом подготовки нефти на Кама-Исмагиловской УПВСН разрабатывается с целью обеспечения централизованного контроля, автоматического регулирования и дистанционного управления технологическим процессом подготовки нефти В том числе:

1. визуализации на АРМе оператора в режиме реального времени значений всех измеряемых параметров и сигнализацию их выхода за установленные пределы;
2. автоматическое регулирование контроллерами всех требуемых параметров установки путём формирования импульсных сигналов управления исполнительными устройствами регулирующих клапанов;
3. дистанционного управления с АРМа оператора всеми требуемыми электроисполнительными механизмами установки, выдачей сигналов управления пусковым устройствам электроприводов насосов, шаровых кранов;
4. формирование и распечатка отчётных сменных и суточных форм на  АРМе оператора.

Конечная цель создания системы – эффективная безопасная работа и высокие технологические и производственно–экономические показатели Кама-Исмагиловской УПВСН. 

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УПВСН

Установка предусматривает следующие ступени подготовки нефти:

1) предварительный сброс пластовой воды из нефти НГДУ «Иркеннефть» до остаточного содержания не более 10% вес.;

2) первая ступень сепарации нефти НГДУ «Иркеннефть», НГДУ «Азнакаевскнефть»;

3) стабилизация нефти методом горячей сепарации при температуре 80 °С;

4) обезвоживание нефти при температуре 80 °С до остаточного содержания воды 2 % вес., и солей не более 40 мг/л.

5) обессоливание нефти до остаточного содержания воды 0,2% вес. И солей не более 40 мг/л.

Сырая нефть с промысла НГДУ «Иркеннефть» с обводнённостью 70% вес. поступает на ступень предварительного сброса воды в концевой делитель фаз (КДФ). В нефтепровод перед КДФ вводится сбрасываемая со ступеней обезвоживания  (поз. О-102 и поз. О-103) и обессоливания (поз. ЭД-101)   вода, деэмульгатор от блочной дозировочной установки типа БР-2,5, а также некондиционная нефть с выкида насосов группы поз. Н-104.

Отделившаяся пластовая вода направляется на очитку в горизонтальные отстойники поз. Епс-1, Епс-2. В трубопровод сточной воды вводится ингибитор коррозии от блочной дозировочной установки типа БР-2,5.

Выделившийся газ из концевого делителя фаз направляется на Минибаевский газоперерабатывающий завод.

Нефть с содержанием воды до 10%вес. поступает в сепаратор первой ступени сепарации поз.С-101, где происходит отделение газа от нефти под давлением 0,25 МПА.

Кроме концевого делителя фаз в технологическую схему входят УПС - аппарат для газосепарации и сброса пластовой воды из нефти. Трубопроводная обвязка спроектирована таким образом, что УПС может работать вместо КДФ или совместно с ним. Оставшаяся в отстойном отсеке поз. УПС вода также направляется на очистку в горизонтальные отстойники поз. Епс-1 и поз. Епс-2, нефть - в поз. С-101, газ на МГПЗ.

Из сепаратора поз. С-101 нефть насосом поз. гр. Н-1 прокачивается через трубное пространство теплообменников поз.  Т-101, Т-102, Т-103, где нагревается до температуры 51 С за съёма тепла с товарной нефти, затем в пароподогревателях поз.  П -101, П-102, П-103, П-104, П-105 догревается до температуры 80 С и поступает на ступень горячей сепарации в сепаратор поз. С-102. Давление в поз.  С-102 составляет 0,02 МПА. Выделившийся газ с первой ступени сепарации направляется и горячей ступени сепарации направляется в компрессорную N7.

Из сепаратора поз. С-102 нефть забирается насосом поз. гр. Н-2 и подается в отстойники ступени обезвоживания поз. О-102 и О-103, обвязанные параллельно. Отделившаяся пластовая вода из аппаратов поз. О-102, О-103 направляется на ступень предварительного сброса, а нефть поступает в электродегидратор поз. ЭД-101.  

Перед поз. ЭД-101 при необходимости вводится пресная вода из линии водоснабжения установки для отмывки хлористых солей.

Отделившаяся в электродегидраторе вода подаётся на ступень предварительно сброса. Обессоленная нефть из поз. ЭД-101 под давлением, создаваемым насосом поз. гр. Н-2, проходит межтрубное пространство теплообменников поз. Т-103, Т-102, Т-101, где охлаждается до температуры 40 С, и содержанием воды 0,2 % вес. Направляется в ёмкости товарной нефти: существующие поз. Е-5/1...Е5/6 и проектируемые поз. Е-5/7, Е 5/8.

Из ёмкостей Е-5/1...Е-5/8 товарная нефть существующими насосами поз. гр. Н-4 через узел учета откачивается в Альметьевское РНУ.

Для опорожнения аппаратов и трубопроводов с целью подготовки к ремонту, для возврата некондиционной нефти в цикл подготовки, а также в случае аварии на установке проектом предусмотрены насосы поз. гр. Н-104 и ёмкость поз. О-101. Кроме того, имеется возможность сброса остатка жидкости из аппаратов самотёком в существующие отстойники поз. Еп-7/1 Еп-7/2 объёмом 40 м³ и 175 м ³ погружными насосами поз. гр. Н-7. Из подземных ёмкостей промстоки поступают в существующие отстойники поз. Епс-1...5, где очищаются от механических примесей и нефти. Очищенная сточная вода существующими насосами поз. гр. Н-6 подаётся на КНС для использовании в системе поддержания пластового давления.

Сосуды УПВСН, работающие под давлением, снабжены предохранительными клапанами. Сбросы с предохранительных клапанов при повышении допустимого давления в аппаратах осуществляются в проектируемую ёмкость поз. Е-104. Жидкость из этой ёмкости насосом поз. гр. Н-104 подаётся на переподготовку, а газ сбрасывается в существующую факельную систему.        

Пар на проектируемую установку для подачи в пароподогреватели поз. П-101...105 и обогрева трубопроводов и оборудования поступает из существующей котельной N4. Сбор парового конденсата осуществляется в ёмкость поз. Е-105. Горячая вода расходуется на производственные нужды. Проектом предусмотрена возможность возврата насосом поз. гр. Н-105 парового конденсата в котельную.

Проектом предусмотрен ряд врезок в существующие трубопроводы с целью использования коммуникаций и аппаратов действующей УПВСН в работе новой установки подготовки высокосернистой нефти.

Реагентное хозяйство

Для подачи реагента (деэмульгатора) и ингибитора коррозии на УПВСН проектом предусмотрены блочные дозировочные установки типа БР - 2,5 по ТУ 26-02-541-74, в состав которого входят ёмкость для дозируемого реагента V = 1 м³, шестеренный насос марки 4/4Б-1УЗ для запрвки ёмкости и насос дозатор марки НДУ 10/10.

Реагенты доставляются на установку специальным транспортом, заливаются в ёмкости, а затем шестерёнными насосами закачиваются в мерные ёмкости установок БР -2,5.

Дозировочные насосы из БР-2,5 подают деэмульгатор в нефтепровод на приём в КДФ, а ингибитор коррозии - в линию сточной воды из КДФ.

Для обезвоживания и обессоливания нефти применяют в основном отечественные деэмульгаторы серии Реапон-И и импортный деэмульгатор Доуфакс.

Параметры технологического режима

Системой автоматизации предусматривается регулирование и контроль следующих параметров:

площадка КДФ

1) регулирование

n уровня раздела фаз «нефть-вода"в КДФ;

n уровня нефти в КДФ.

2) Дистанционный контроль

n степени открытия клапана;

n давления в КДФ;

n давления нефти на приёме;

n обводненности нефти.

Площадка подготовки нефти

1) регулирование

n уровня раздела фаз в УПС, отстойниках О-102, О-103, в электродегидраторе;

n уровня взлива в УПС.

2) Дистанционный контроль

n давления в УПС, отстойниках О-102, О-103, на выкиде насоса некондиционной нефти Н-104/1;

n степени открытия клапанов УПС, отстойников О-102, О-103, ээлектродегидратора;

n температуры в электродегидраторе;

n расхода воды на входе в электродегидратор, нефти на выходе из электродегидратора;

Предусматривается дистанционное отключение насоса Н-104/1 при падении давления на нагнетание, при повышении температуры подшипников. Отключение насосов при низком уровне в отстойнике О-101, в ёмкости аварийной Е-104.

Площадка теплообменников

1) регулирование

температуры горячей нефти на выходе из пароподогревателей П-101... П-105;

2) дистанционный контроль

тмпературы нефти на выходе из пароподогревателей П-101... П-102

 пара на входе в пароподогреватели П-101... П-105, нефти на входе выходе теплообменников Т-101, Т-102, Т-103;

степени открытия клапана на приёмной линии пара в пароподогреватели П-101...П-105;

Предусматривается дистанционное отключение насоса Н - 105/1,2 при падении давления на нагнетении, при повышении температуры подшипников. Отключение насосов Н-105/1,2 при низком уровне в конденсатной ёмкости Е - 105.

Площадка ёмкостей товарной нефти

1) Регулирование

n давление нефти в емкости Е - 5/6.

2) Дистанционный контроль

n степени открытия клпапнп;

n уровня межфазного в ёмкости Е-5/6;

n уровня взлива в ёмкостях Е-5/1 - Е5/8;

Предусматривается отключение насосов при низком уровне в ёмкостях Е-5/6 - Е5/8.

Емкость сброса с ППК Е 4/2.

1) Дистанционный контроль

n уровня взлива в ёмкости Е 4/2.

Предусматривается отключение насосов при низком уровне в ёмкости Е-4/2.

Площадка сепараторов

1) Регулирование

n расхода нефти на входе в сепаратор горячей ступени С - 101, в сепараторе горячей ступени С - 102;

n уровня взлива в сеппараторе первой ступени С -101, в сепараторе горячей ступени С - 102.

2) Дистанционный контроль

n уровня аварийного в сепараторах С - 101, С - 102;

n степени открытия клапанов;

Предусматривается  дистанционное отключение насосов при низком уровне в сепараторе первой ступени.

Проектом предусмотрен контроль загазованности площадок:

n УПС;

n отстойников О-101, О-103;

n насосов некондиционной нефти Н-104/1,2;

n насосов горячей нефти Н-2/1,2; а также технологических помещений ингибиторного и реагентного блоков.

Проектом предусмотрена замена пневматичеких средств автоматизации на электрические средства контроля и автоматизации.

1. Выбор и обоснование предлагаемого КТС

На проектируемом объекте предусматриваются устройства контроля и управления, состоящие из первичных и вторичных измерительных и сигнализирующих приборов, щитов контроля и управления, программируемых логических контроллеров.

Выбор приборов и средств автоматизации базируется на следующих положениях:

n серийном их производстве;

n специфике эксплуатации в условиях нефтяного производства .

На Кама-Исмагиловской УПВСН предусмотрен контроль следующих параметров:

n измерение давления в емкостях и на выходе из установки датчиками давления  МТ100р-Вн:

n измерение и сигнализация уровня в емкостях - уровнемерами У-1500;

n измерение межфазного уровня - уровнемерами ЭЛИТА;

n регулирование давления, уровня взлива и межфазного уровня в емкостях, температуры нефти в теплообменниках и пароподогревателе - с помощью исполнительных механизмов  МЭОФ -  с шаровыми клапанами КШ;

n сигнализация аварийного уровня в емкостях - сигнализаторами ССУСРМ-011И;

n управление насосами по уровню в емкостях ;

n сигнализация отклонений давления - ДМ-2005;

n контроль работы аппаратов нагрева нефти - местными термометрами и датчиками ТСМУ-205;

n расход нефти - счетчиком  МИГ-80, а также дифманометром - расходомером Сапфир-22ДД;

n расход воды - расходомером УРСВ «ВЗЛЕТ»;

n автоматический отбор пробы нефти и воды - пробоотборником «СТАНДАРТ-А»;

n контроль загазованности - стационарным газоанализатором АНКАТ-7621.

Предполагается примерно следующее количество сигналов в контроллер автоматизированной системы управления: аналоговых входных - 27; дискретных входных - 15; аналоговых выходных - 12; дискретных выходных 15

2.1.         Описание контроллеров MICRO PC

Фирма «Шатл», как ведущий региональный дилер и системный интегратор аппаратно-программных средств промышленной автоматизации, использует для создания типовых контроллеров автоматизации добычи и подготовки нефти широкий спектр комплектующих. К ним относятся: процессорные платы, платы цифрового и аналогового ввода/вывода (платы УСО), устройства нормализации и гальванической развязки, компьютеры в промышленном исполнении, блоки питания, шкафы и корпуса, радиомодемы, антенны, кабели, разъемы, блоки терморегулятор и грозозащиты, клеммные соединения и т.п. Их выбор производился с учётом удовлетворения следующих основных условий:

-                          заводское, промышленное изготовление (большинство комплектующих имеют международный сертификат качества ISO 9001);

-                          100% РС –совместимость;

-                          высокая надёжность (от 50000 до 250000 часов наработки на отказ);

-                          широкий диапазон рабочих температур (от –40 до + 85 °С);

-                          устойчивость к ударам и вибрациям;

-                          гибкость способов установки и монтажа;

-                          возможность наращивания и модернизации;

-                          специфические требования, предъявляемые к промышленной технике        (автодиагностика, автоперезапуск, энергонезависимая память и т. д.);

-                          приемлемая стоимость.

Указанным условиям удовлетворяет продукция ряда зарубежных фирм Octagon systems (США),  Advantech (Тайвань), Schroff  (Германия), так и ряда отечественных фирм.

На нижнем уровне АСУ ТП находятся контроллер MICRO PC, который реализует функции сбора информации, автоматической защиты, регулирования и управления.

Промышленные контроллеры MICRO PC производятся американской фирмой

OCTAGON SYSTEMS.

Достоинствами контроллеров MICRO PC являются:

Полная РС-совместимость. Все платы MICRO PС конструктивно совместимы с IBM PC, что позволяет устанавливать их в любой персональный компьютер без каких-либо аппаратных и программных ограничений.

Функциональная полната. Имеется широкий выбор гарантированно совместимых узлов для конструирования системы: процессорные платы, платы расширения, средства связи с объектом и интерфейса с пользователем, аксессуары.

Лёгкое наращивание вычислительной мощности. Выбор производительности от микроконтроллера до плат на базе 80486 в рамках стандартной шины.

Мгновенная DOS. Все типы процессорных плат содержат в своём ПЗУ операционную систему, совместимую с MS DOS 6.0. ПЗУ воспринимается как электронный диск и поэтому загрузка функционирование системы проходит точно также как и в настольном  ПК.

Системы реального времени. Возможность использовать QNX, LynxOS или другие ОС реального времени, а также инструментальный пакет TRACE MODE.

Самый широкий температурный. Семейство MICRO PС имеет широкий рабочий диапазон температур от –40 до + 85 °С. Это обеспечивает повышенную надёжность в реальных производственных условиях.

Отсутствие вентиляторов. Системы MICRO PС потребляют лишь малую долю мощности , необходимой для обычного персонального компьютера промышленного назначения. Поэтому вентиляторы не нужны

Маленький размер. Микрокомпьютер размером мм х 124 мм являются компактными контроллерами промышленного назначения, совместимых с IBM PC 114.

Прочная конструкция. MICRO PС имеют четырех точечное крепление плат и выдерживают перегрузки 5g при вибрации и 20g при ударе. Это даёт дополнительную защиту, так необходимую в промышленных системах.

Автономная работа. Процессорные платы имеют два или три электронных диска и могут работать без монитора, клавиатуры,  монтажного каркаса и дисковых накопителей.

Работа от 5 В. Большинство входящих в семейство плат работают от одного источника питания +5В. Это уменьшает стоимость системы и упрощает её установку.

Программное обеспечение. Возможность программирования на С, Паскале, Бейсике или любом другом языке, способном создавать программы для MS DOS или используемой системы реального времени. После переноса программы в MICRO PС она автоматически запускается при включении питания. Можно заменять програамы дистанционно, используя последовательный интерфейс, модем или радиоканал. Энергонезависимая флэш-память процессорных плат может быть перепрограммирована встроенным программатором более 10000 раз. Для этого достаточно трёх простых операций:

- подготовить программу на персональном компьютере;  

- загрузить её через последовательный порт в ОЗУ MICRO PС;

-         переписать программу во флэш-память MICRO PС

Пограммируемые модули ввода-вывда unio96-5

Каткое описание

Назначение Программируемые модули ввода-вывда UNIO96-5 предназначены для обработки и выдачи 96 логических сигналов TTL, CMOS-уровней или расширения системных ресурсов (например, как дополнительные системные таймеры или ускорители арифметических операций).

Благодаря использованию перепрограммируемых логических матриц (FPGA) и технологии ISP (In System Programmable) модули могут применяться в широких областях.

В UNIO96- 5 установлены соответственно 4 или 2 матрицы FPGA, каждая из которых обслуживает 24 канала ввода-вывода. Загрузка схем матриц производится при включении питания или аппаратном сбросе (RESET) из электрически перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (EEPROM). Изменение варианта загружаемой схемы (далее Код Схемы), а следовательно, и способа обработки сигналов осуществляется перепрограммированием EEPROM непосредственно в системе . Микросхемы FPGA обладают повышенной нагрузочной способностью , что позволяет подключать к UNIO96- 5 светодиодные индикаторы и любые опто-модули Grayhill, Opto-22 .

Модули UNIO96-5 имеют 5 разделяемых линий прерываний (возможно использование одной линии несколькими модулями UNIO96-5), разделяемый канал прямого доступа к памяти (DMA), формирователь сигнала IOCHRDY и светодиод обращения к плате.

UNIO96-5 являются усовершенствованным продолжением семейства модулей UNIO96/ 48 и совместимы с ними (весь набор схем разработанных для UNIO96 может быть использован в модулях UNIO96-5).

Основные области применения модуля :

- Управление опто-модулями Grayhill, Opto-22

- прием и выдача дискретных сигналов

- измерение частоты (длительности), фаз сигналов

- счетно-таймерные операции

-         выдача частотных и ШИМ-сигналов

-          формирование временных диаграмм без использования ресурсов системы

- преобразование кодов

- ускорение логических или арифметических операций

Подключение к модулю Сигналы подключаемые к плате должны иметь стандартные CMOS, TTL- уровни (исключая случаи подключения входов опто-модулей ).

Подсоединение производится через разъемы J1.. J4 (IDC- 26) кабелем лентой типа CMA- 26.

Для соединения сигналов под “винт” или “пружинный зажим” могут использоваться терминальные платы типа :

- STB- 26, LCD/ DP- IFB, TBD- 1 00                                              (Octagon Syst.)

- TB- 26                                                                                  (Fastwel)

или клеммные платы с гальванической развязкой :

- MPB- 24                                                                               (Octagon Syst.)

- TBI- 24L                                                                               (Fastwel)

- TBI- 24/ 0                                                                             (Fastwel)

- TBI- 0/ 24                                                                             (Fastwel)

- TBI- 1 6/ 8                                                                                      (Fastwel)

- TBI- 8/ 1 6                                                                                      (Fastwel)

Все каналы , группами по 8, могут быть привязаны к уровню земли (GND) или напряжению питания (+ 5V) через резисторы 10 kW

FDM-08

Модуль флэш диска

Ощие сведения

Модуль является периферийным устройством , разработанным на основе технологии флэш -памяти, который позволяет эмулировать обычный накопитель на жестком магнитном диске (далее, – НЖМД ).

Модуль производится на базе однокристальных флэш - DiskOnChip – Millenium фирмы M-Systems и содержит встроенную файловую систему флэш-памяти True Flash File System – TrueFFS, что обеспечивает возможность его эксплуатации без предварительной программной настройки .

Модуль разработан для применения в составе IBM PC-совместимых компьютеров , и является встраиваемым периферийным устройством с 8-разрядным соединителем магистрали ISA. Емкость модуля составляет 8 Мбайт .

Текущая версия модуля функционирует под управлением операционных систем , совместимых с MS-DOS 6.22.

Тхнические данные

Полная емкость диска 8 Мбайт .

Форматированная емкость 97% полной емкости .

Скорость обмена с диском (при тактовой частоте процессора 25 МГц ) не менее 400 кбайт /с.

Средняя скорость обмена с диском (при тактовой частоте процессора 133 МГц ) 1,2 Мбайт /с.

Размер окна в адресном пространстве памяти, используемого для доступа к диску , 8 кбайт .

Требования по питанию

Напряжение питания логических цепей модуля 5 В постоянного тока с допустимым отклонением от плюс 5 до минус 5% при потребляемом токе не более120 мА.

TBI- 24LC

Клеммная плата для изолированных модулей Grayhill серии 73L

Назначение

Плата используются для установки 12 модулей оптической развязки Grayhill серии 70L/ 73L ( 24 каналов аналогового/дискретного ввода -вывода ).

Платы имеют 26 - контактный цифровой порт (IDC- разъем ) и одно -рядные блоки клеммных соединителей с пружинными зажимами для подключения сигналов исполнительных устройств .

Управление платой может осуществляться с помощью модуля UNIO96- 5.

Технические характеристики:

Напряжение питания: 5В±5%

Рабочий температурный диапазон: - 40...+ 85°C

Габариты: 125^Х215^Х37

ПЛАТА ЦПУ 5066

Процессорная плата с производительностью PENTIUM в формате Micro PC

Тхнические данные

- Процессор AMD 5^Х86/133 МГц

- DOS 6.2 в ПЗУ

- Совместимость с ОС Windows, Windows NT, QNX;

- BIOS Phoenix с промышленными расширениями; 

- Система снижения потребляемой мощности;

- Электронный флэш-диск 2 Мб с файловой системой;

- ОЗУ до 33 Мб EDO;

- Последовательные порты COM1, COM2;

- Универсальный параллельный порт с поддержкой режимов EPP и ECP и интерфейса НГМД;

- Сторожевой таймер;

- Программа самодиагностики в ПЗУ;

- Оптоизолированный вход внешнего аппаратного прерывания;

- Электрическая защита внешних интерфейсов до 6 кВ;

- Диапазон рабочих температур от –40 до +70°С;

- МТВГ 13,6 года;

- Питание +5 В, ток потребления от 300 мА до 920 мА;

- Диапазон температуры хранения от –55 до +85°С;

- Относительная влажность до 95% без конденсации;

Клеммные платы гальванической развязки дискретных сигналов TBI 0/24C.

Плата TBI 0/24C предназначена для сопряжения линий порта дискретного вывода с различными коммутационными аппаратами. Все каналы ввода вывода имеют гальваническую развязку от порта дискретного ввода вывода.

Платы могут использоваться совместно с модулями UNIOxx, 5600,5648 или любыми другими модулями, имеющими порт дискретного ввода вывода.

Платы могут устанавливаться на панель или DIN рейку.

Количество каналов —24 (однопроводное или двухпроводное подключение)

Поканальная гальваническая развязка. Напряжение изоляции 1500 В постоянного тока. Светодиодная индикация состояния каждого канала.

Технические характеристики

Напряжение включения коммутаторов по входу Outx: 3.5+5/ 0+1.5 В

Ток включения коммутаторов по входу Outx: 4 mA

Коммутируемые уровни напряжений до: 60 В @ 800 мА

Напряжение изоляции вход /выход: 1 500 В

Рабочий температурный диапазон: -40...+ 85C

Температура хранения: -55...+ 90 C

Влажность: 95% при температуре +25 C

Преобразователь интерфейса RS- 232 в RS- 485

ADAM – 4520

Общие сведения

Большинство вычислительных систем промышленного назначения имеют в своём составе стандартные порты последовательной связи интерфейса RS- 232С. Несмотря на весьма широкое распространение, интерфейсу RS- 232 С свойственны ограничения, которые касаются скорости обмена протяжённостью линии связи и возвожностей созданиясетей передачи данных.

Стндарты EIA RS –422 и RS –485 позволяют преодалеть указанные ограничения за счёт использования дифференциальных сигналов для передачи данных и сигналов управления.

Преобразователь с гальванической развязкой ADAM – 4520 позволяет использовать преимущества интерфейсов RS –422 RS –485 в вычислительных системах оснащенных портами последоватедьной связи RS- 232 . Данное устройство выполняет сквозное преобразование  сигналов интерфейса RS- 232 в гальванически изолированные сигналы, соответствующие стандартам EIA RS –422 и RS –485, что позволяет создать ранее созданное программное обеспечение  обмена данными по последовательному каналу связи без каких – либо модификаций. Преобразователь ADAM – 4520 обеспечивает возможность реализации коммуникационных систем последовательной передачи данных промышленного назначения с большой протяженностью линий связи на базе стандартных IBM PC совместимых аппаратных средств.

Стандарт RS –485 поддерживает обмен данными в полудуплексном режиме. Это означает, что для передачи информации используется одна и та же двухпроводная линия связи. Как правило, для управления направлением передачи используются сигналы квитирования, подобные RTS (Reguest To Send -  запрос передачи). Специальные цепи, входящие в состав изделий ADAM – 4520, автоматически определяют направление потока данных и управляют приемопередатчиком. Таким образом не требуется использовать какие-либо сигналы квитирования – для построения многоточечной сети достаточно имеь только двухпроводную линию связи. Данный способ управления приёмопередатчиком RS –485абсолютно прозрачен для пользователя, и программное обеспечение асинхронного обмена данными с интерфейсом RS –232 может применяться без каких-либо модификаций.

Характеристики ADAM – 4520

- Скорость обмена: 1200, 2400, 4800, 9600. 9600,19200, 38400. 57600, 115200 бит/сек (устанавливается переключателем)  

-  Напряжение изоляции: 3000 В

-  Тип соединителя интерфейса RS –232: розетка DB – 9

-  Соединитель интерфейса RS –232/485: извлекаемые клеммные колодки с винтовой фиксацией жил проводников

-  Потребляемая мощность: 1,2

Процессорная плата Pentium – III S370 с частотой шины 133 МГц и интерфейсом Ethernet

Основные характеристики

-  Процессор Intel Pentium III с частотой до 1 ГГц

-  Кэш – память второго уровня: встроенная в процессор объёмом 256 кбайт

-  Набор микросхем: VIA Applo Pro 133A с поддержкой системной шины с частотой 100/133 МГц

-  BIOS AWARD флэш BIOS объёмом 2 Мбит

-  Системная шина:  и ISA, совмещенные в соответствии со спецификацией PICMG

-   Память: в три 168-контактных гнезда DIMM можно установит до 1,5 Гбайт. Поддерживается память типа SRAM с контроллером ошибок ECC.

-  Контроллер Ethernet: 10/100Base-T.

-  Видеоконтроллер: поддерживается интерфейс AGP 4X. Котроллер ATI 3D Rage 128 PRO c 8 или 32 Мбайт памяти SRAM

Шасси с 20 лотами расширения IPC- 620

Технические данные

- Конструкция высокопрочное стальное шасси    

-  Дисковые накопители: доступный с передней панели ударостойкий отсек для дисководов может содержать до 8-ми 3,5” накопителей, защищённых пыленепроницаемой дверцей

-  Система охлаждения: четыре охлаждающих вентилятора внутри шасси с производительностью 144,48 м³/ч каждый.

-  Органы управления: выключатель питания, четыре кнопки аппаратного сброса

-  Клавиатурный соединитель: четыре пятиконтактных соединителя типа DIN установлены на передней панели

-  Индикаторы состояния: четыре светодиодных индикатора наличия питания

-  Диапазон рабочих температур: 0…50 °С

-  Относительная влажность: 10 … 95% при 40 °С без конденсации влаги

IPC – 620 допускает размещение нескольких вычислительных систем в одном шасси с использованием разнообразных объединительных плат

Описание и работа СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ В РЕЗЕРВУАРАХ

Система СОКУР предназначена для автоматического, дистанционного, непрерывного контроля и цифровой индикации уровней жидкости в резервуарах по восьми (шестнадцати) независимым каналам (датчикам), а также выдачи результата измерений в виде цифрового сигнала по последовательному каналу в стандарте RS-485 или RS-232 для использования в системах управления, сигнализации и регистрации. В процессе работы ведется непрерывный контроль работоспособности датчиков и линий связи с соответствующей световой и звуковой сигнализацией отказов по каждому каналу.

Область применения - резервуарные парки и технологические емкости объектов подготовки, хранения и переработки нефти и нефтепродуктов.

Система СОКУР в зависимости от наличия у. вычислителя встроенного пульта управления имеет два варианта исполнения согласно табл.1.

По устойчивости к воздействиям температуры и влажности окружающей среды датчик соответствует группе исполнения ДЗ (температура окружающей среды от минус 50 до +50°С), вычислитель соответствует группе исполнения ВЗ (температура окружающей среды от +5 до +40°С) по ГОСТ12997-84.

Система СОКУР в части воздействия механических факторов внешней среды соответствует группе исполнения L2 ГОСТ 12997-84.

По степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими частями, а также по степени защиты внутренних частей от попадания твердых посторонних тел и проникновения воды датчик соответствует степени защиты IP65, вычислитель - IP20 по ГОСТ14254-96.

Таблица 1

По обеспечению взрывозащищенности система СОКУР соответствует ГОСТ 22782.5-78 и ГОСТ 22782.0-81.

Вычислитель             с входными/выходными электрическими
искробезопасными цепями уровня "ib", работающий с датчиками, имеет
маркировку взрывозащиты "ExibUB в комплекте СОКУР" и предназначен
для установки вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок
согласно гл. 7.3 ПУЭ.

Датчики, работающие с вычислителем, имеют маркировку взрывозащиты "1Ех1ЬПВТ6 в комплекте СОКУР" и могут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (в которых возможно образование взрывоопасных смесей категории ПВ, групп Т1, Т2, ТЗ, Т4, Т5, Т6 по классификации ГОСТ 12.1.011) согласно гл. 7.3 ПУЭ и другим директивным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Параметры измеряемой среды должны соответствовать следующим требованиям:

рабочее избыточное давление (в зависимости от исполнения корпуса датчика), МПа, не более................................................................... 0,04 или 1,6

диапазон температур, °С....................................................... от -40 до +50

плотность, г/см³, не менее ...............................................................0,5

вязкость - не ограничивается при отсутствии застывания измеряемой среды на элементах конструкции датчика и отсутствии отложений на поплавке, препятствующих его перемещению;

содержание сероводорода, %, не более................................................... 1

Технические характеристики. Выполняемые функции

 Система СОКУР в варианте исполнения вычислителя с пультом управления обеспечивает:

1) измерение уровня жидкости по каждому каналу (датчику);

2) цифровую индикацию уровня по каждому каналу (датчику) по выбору оператора или автоматически поочередно;

3) ручной ввод через кнопки пульта управления (технологическое программирование вычислителя) значений параметров, необходимых для выполнения всех функций;

4) автоматический непрерывный контроль исправности датчиков и линий связи с индикацией результата;

5) звуковую и световую сигнализации при неисправности датчиков или линий связи;

6) передачу значений измеренных уровней, состояния датчиков и линий связи для каждого канала по интерфейсу RS-232 или RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком).

Система СОКУР в варианте исполнения вычислителя без пульта управления обеспечивает:

1)технологическое программирование вычислителя по интерфейсу RS-232 или RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком) для выполнения им всех функций;

2) измерение уровня жидкости по каждому каналу (датчику);

3) индикацию состояния канала связи интерфейса RS-232 или RS-485;

4) автоматический непрерывный контроль исправности датчиков и линий связи;

5) передачу значений измеренных уровней, состояния датчиков и линий связи для каждого канала по интерфейсу RS-232 или RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком);

6) работу в составе АСУТП, например, на базе ПЭВМ под управлением программного обеспечения, в функции которого должны входить технологическое программирование вычислителя и прием от него информации по интерфейсу RS-232 или RS-485. При этом требования к протоколу обмена и к программному обеспечению АСУТП в целом согласуются с заказчиком.

. Основные параметры

. Параметры подсистемы измерения уровня: количество датчиков (каналов):

- для вычислителя с пультом управления ...................................... до 8

- для вычислителя без пульта управления......................................... до 16

единица измерения.....................................................................................м

условная длина датчика (L), м.....................................................от 2 до 15

верхний предел измерения (в зависимости от условной

длины датчика - L), м, не менее .......................................................L - 0.8

нижний предел измерения, м, не более ................................................ 0,2

дискретность измерения, мм, не более................................................... 10

вариация показаний, мм, не более ......................................................... 10

основная погрешность, мм, не более...................................................... 10

дополнительная температурная погрешность на каждые 10°С измеряемой среды, мм, не более............................................................. 20

время установления показаний дисплея, с, не более.............................. 5

Параметры линии связи вычислителя с датчиком:

1) длина, м, не более ............................................................................ 1000

2) индуктивность, мГн, не более............................................................... 5

3) емкость, мкФ, не более....................................................................... 0,1

4) вид кабеля...................................……………………..экранированный

 Обеспечение взрывозащищенности: вид взрывозащиты - искробезопасная                   электрическая цепь уровня "ib".

Параметры искробезопасных цепей:

напряжение холостого хода, В, не более .…......................................... 25

ток короткого замыкания, А, не более.............................................. 0,014

Представление результата измерения:

- визуальная цифровая индикация (только для вычислителя с пультом управления):

- номер канала........................................................................... 1 разряд

- служебная информация.......................................................... 1 разряд

- измеряемый уровень............................................................ 4 разряда

- передача значения измеренных уровней и состояния датчиков и линий связи каждого канала по интерфейсу RS-232 или RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком). Выбор используемого интерфейса RS-232 или RS-485 определяется установкой соответствующей перемычки на плате измерительной вычислителя (см. раздел 1,4), ПЭВМ или другое устройство, подключаемое к системе СОКУР, не должны содержать цепей с напряжением выше 250В или должны быть оснащены специальными средствами ограничения напряжения в цепях интерфейса RS-232 или RS-485.

Параметры электрического питания:

род тока .................................................................................... переменный

напряжение, В .............................................................................. 187...242

частота, Гц .........................................................................................50 +/- 1

потребляемая мощность, ВА, не более........................................ 10

Электрическое сопротивление изоляции оболочки датчика, Ом, не более.............................................................................. 10⁹

Устройство и работа системы СОКУР

Система СОКУР состоит из двух составных частей:

- датчиков, устанавливаемых на резервуаре;

-         вычислителя, устанавливаемого на щите управления.

Датчики и вычислитель соединяются между собой кабелем типа РК-75 или РК-50.

Конструктивно корпус датчика выполнен в двух исполнениях:

- гибкая конструкция (см. рис. 2 а) - для рабочего избыточного давления не более 0,04 МПа.

- жесткая конструкция (см. рис. 2 б) - для рабочего избыточного давления не более 1,6 МПа.

Датчик состоит из элемента измерительного поз.1₅ помещенного в корпус поз.2, по которому перемещается поплавок поз.3 с магнитом внутри поплавка.

Элемент измерительный представляет собой стальную проволоку-звуковод диаметром 3 мм с намотанной на нее по всей длине однослойной обмоткой. На верхнем конце звуковода имеется резонатор с двумя пьезоэлементами. Обмотка и пьезоэлементы подключены к блоку усилителя, установленному в головке корпуса датчика.

Для крепления датчика на крышке люка резервуара предусмотрен сальниковый узел поз.4.

Груз поз.5 обеспечивает натяжение трубы корпуса датчика гибкой конструкции.

Ограничитель поз.6 ограничивает перемещение поплавка в пределах рабочей зоны.

Вычислитель может быть двух исполнений: с пультом управления и без пульта управления.

Вычислитель устанавливается в помещении в настольном варианте или в щите.

Принцип действия.