СКАЧАТЬ:  ministerstvo-obrazovaniya-i-nauki-respubliki-tatarstan.zip [468,19 Kb] (cкачиваний: 27)

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

по дисциплине: «Интегрированные системы»

на тему: «Реализации технологического объекта, процесса ректификации

на пакете системы RSView32»

Оглавление

Введение. 3

Практическая часть. 4

Технологическая часть. 4

Измерение расхода. 7

Измерение давления. 9

Измерение температуры.. 11

Измерение уровня. 12

АРМ оператора. 13

Вывод. 15

Список литературы.. 16

Введение

Система RSView32 – это интегрированное программное обеспечение человеко-машинного интерфейса (HMI) для сбора данных, оперативного контроля и управления автоматизированными устройствами и технологическими процессами. Производитель RSView32 – компания Rockwell Automation, признанный мировой лидер в области производства комплексных средств для автоматизации. RSView32 - это программный продукт, являющийся одним из компонентов комплекса средств для визуализации технологических процессов ViewAnyWare компании Rockwell Automation. ViewAnyWare – это набор операторских интерфейсов, PC-совместимых рабочих станций и ПО, имеющий следующие общие черты:

• высокая надёжность оборудования и ПО;
• интуитивно понятный интерфейс пользователя;
• использование только открытых коммуникационных стандартов;
• совместимость с полным спектром аппаратных платформ Allen Bradley;
• открытая и гибкая архитектура, основанная на DNA for Manufacturing фирмы Microsoft;

Отметим, что несмотря на то, что компания Rockwell Automation производит средства автоматизации Allen-Bradley, система RSView ориентирована отнюдь не только на работу с этим оборудованием. RSView32 поддерживает все передовые технологии Windows и легко интегрируется с большинством аппаратных платформ с помощью OPC и DDE,  а также программными продуктами Rockwell Software, Microsoft и другими продуктами, эффективно используя технологии ActiveX, VBA, OLE и ODBC.

Итак, поговорим об особенности SCADA-системы RSView32. Вообще SCADA – это программное обеспечение, предназначенное для обеспечения помощи инженеру в создании в кратчайшие сроки надежной и быстродействующей системы управления процессом. Именно по этому пользователей SCADA интересуют прежде всего следующие аспекты ПО для управления: удобство разработки проектов, производительность, коммуникации. Рассмотрим, как эти требования реализованы в RSView32.
Практическая часть

Запускаем программу  RSView32 Works. Выбрав объект автоматизации, приступаем к работе.  Изучаем: технологическую часть, техническую  часть  и составляем мнемосхему объекта АРМ оператора, сделаем проверку и вывод.

Технологическая часть

Поддержание пластового давления

Наиболее эффективным мероприятием по увеличению темпа отбора нефти из залежи и получению повышенных коэффициентов нефтеотдачи, характерных для напорных режимов, является искусственное поддержание пластовой энергии.

Поддержание пластового давления закачкой воды, кроме повышения нефтеотдачи обеспечивает интенсификацию процесса разработки. Это обусловливается приближением зоны повышенного давления, создаваемого за счет закачки воды в водонагнетательные скважины, к добывающим скважинам.

Для принятия решения о проведении поддержания пластово­го давления закачкой воды на конкретной залежи нефти после­довательно прорабатывают следующие вопросы:

определяют местоположение водонагнеательных   скважин;

определяют суммарный объем нагнетаемой воды;

рассчитывают число водонагнеательных скважин;

устанавливают основные требования   к   нагнетаемой   воде.

Местоположение водонагнетательных скважин определяется в основном особенностями геологического строения залежи нефти. Задача сводится к тому, чтобы подобрать такое расположение водонагнетательных скважин, при котором обеспечивается наиболее эффективная связь между зонами нагнетания воды и зонами отбора с равномерным вытеснением нефти водой.

В зависимости от местоположения водонагнетательных скважин в настоящее время в практике разработки нефтяных месторождений нашли применение следующие системы заводнения.

В большинстве случаев ППД осуществляется применением законтурного заводнения, т.е. закачкой воды в законтурные водоносные зоны залежи. В ряде случаев законтурные заводнения дополняются внутриконтурным или же центральным очаговым заводнением. При законтурном и внутриконтурном заводнении контур питания залежи добавочной энергии приближается непосредственно к залежи или находится в ней, что позволяет вести разработку залежи высокими темпами.

При искусственном воздействии на залеж с целью ППД рабочий агент целесообразно нагнетать в залежь с самого начала ее разработки. Это позволяет поддержать пластовое давление на высоком уровне, близком к первоначальному, сохранять повышенные дебиты скважины и

интенсифицировать разработку залежи, а так же обеспечивает получение

 повышенных коэффициентов нефтеотдачи, присущих напорным режимам.

Добыча нефти из месторождения с применением процессов ППД достигает

 более чем 70%общей добычи по стране.

Законтурное и внутриконтурное заводнение.

При законтурном заводнении воду закачивают через специальные нагнетательные скважины, размещаемые за внешним контуром нефтеносности по периметру залежи. Эксплуатационные нефтяные скважины располагаются внутри контура нефтеносности рядами, параллельными контурами.

Наиболее благоприятными объектами для законтурного заводнения являются пласты, сложенные однородными песками или песчаниками, с хорошей проницаемостью и не осложненные нарушениями. Законтурное заводнение в пластах, сложенные известняками, не всегда может дать положительные результаты, так как в таких пластах отдельные участки могут не сообщаться с остальной площадью системы каналов и трещин.

При законтурном заводнении создается искусственный контур питания залежи энергией, приближенный к зоне ее разработки, что создает
благоприятные условия для повышения отбора нефти из пласта и
интенсификации разработки залежи.

Однако чрезмерное приближение нагнетательных скважин к
эксплуатационным может вызвать быстрое и не равномерное обводнение
залежи закачиваемой водой и оставление в воде больших количеств нефти.
Чрезмерное же удаление нагнетательных скважин от эксплуатационных,
благоприятное с точки зрения равномерности продвижения воды по всему

периметру залежи, может сделать искусственный контур питания
малоэффективным. Поэтому в практики законтурного заводнения расстояние от

нагнетательных скважин до эксплуатационных делают не более 1-1,5 км.

При внутриконтурном заводнении на первоначальной стадии
осуществления процесса воду нагнетают непосредственно в нефтяную часть

залежи. По мере дальнейшего непрерывного нагнетания воды в пласт вдоль линии нагнетательных скважин образуется водяной вал или барьер, разделяющий залеж на части. Напор закачиваемой в пласт воды воспринимается  рядами  эксплуатационных скважин,  размещенных  по  обе стороны от ряда нагнетательных скважин.

Для быстрейшего создания непрерывного водяного вала, т.е. для
быстрейшего освоения процесса внутриконтурного заводнения, закачку воды начинают не во все скважины ряда, а через одну скважину, промежуточные же скважины ряда временно эксплуатируются как нефтяные с форсированным отбором нефти. По мере обводнения эти скважины переходят в категорию нагнетательных.

В состав ППД «Ямашнефти» входят более 90 КНС(кустовых насосных станций).

Более подробно рассмотрим КНС-8.

Технологический процесс заключается в закачке жидкости на прием на­гнетательных скважин для поддержания давления в разрабатываемом про­дуктивном горизонте нефтяного месторождения на кустовой насосной станции.

Автоматизированная система управления кустовой насосной станцией предназначена для решения задач автоматизации кустовой насосной стан­ции КНС-8 НГДУ «Ямашнефтъ» ОАО «Татнефть», предусматривает ав­томатический сбор и обработку технологической информации, управление насосным агрегатом, возможность передачи телеметрической информации на диспетчерский пункт.

Состав комплекса технических средств

Измерение расхода

Расходомер-счетчик «ВЗЛЕТ РС» (УРСВ-010М)

Для измерения расхода воды используется  Расходомер-счетчик «ВЗЛЕТ РС» (УРСВ-010М)   

Расходомер-счетчик предназначен для измерения объемного расхода и объема различных жидкостей (горячей, холодной и сточных вод, нефтепродуктов, агрессивных жидкостей и т.д.) в напорных металлических и пластмассовых трубопроводах с помощью врезных или накладных преобразователей электроакустических (ПЭА) в различных условиях эксплуатации, в том числе во взрывоопасных зонах.  

  Расходомер выполняет измерение и/или индикацию значений следующих параметров: 

- среднего объемного расхода при любом направлении потока жидкости;

- объема жидкости нарастающим итогом, как суммы результатов измерения в обоих направлениях с учетом знака направления потока;

- скорости потока жидкости при любом направления потока жидкости;

- текущей даты и времени;

- времени работы РС при наличии нештатных ситуаций и времени останова РС при наличии отказов.

Расходомер выполняет :

  - вывод результата измерения в виде импульсов объема нормированного веса с помощью пассивного импульсного выхода.

  - автоматический контроль исправности РС, наличия нештатных ситуаций;

  - вывод измерительной, диагностической, установочной и архивной информации посредством коммуникационной связи через последовательный интерфейс RS232 (в том числе с помощью модема по телефонной сети или радиоканалу) и RS485.

   Расходомер имеет релейный выход (коммутация цепи постоянного тока), срабатывающий при возникновении одного или нескольких видов событий (по выбору).

 Принцип работы расходомера.

  По принципу работы расходомер относится к время-импульсным ультразвуковым расходомерам, работа которых основана на измерении разности времен прохождения зондирующих импульсов  ультразвуковых колебаний (УЗК) по направлению движения потока жидкости в трубопроводе и против него. Возбуждение зондирующих импульсов производится электро-акустическими преобразователями, устанавливаемыми на трубопровод с измеряемым расходом. По способу организации зондирования потока жидкости ультразвуковыми импульсами расходомер относится к автоциркуляционным расходомерам с попеременной коммутацией.   Особенностью                                                                                          этих ультразвуковых расходомеров (УЗР) является попеременное функционирование двух синхроколец. Синхрокольца образованы приемопередающим трактом, охваченным запаздывающей обратной связью через электро-акустический тракт (ПЭА1 - стенка трубопровода - жидкость - стенка трубопровода - ПЭА2).Первичный преобразователь расхода включает в себя отрезок трубы и закрепленные на нем два электроакустических преобразователя - ПЭА1 и ПЭА2, обеспечивающие излучение и прием ультразвуковых сигналов (УЗС) в жидкость под углом к оси трубопровода. При движении жидкости наблюдается снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению полного времени распространения УЗС между ПЭА: по потоку жидкости (от ПЭА1 к ПЭА2) время распространения уменьшается, а против потока  (от ПЭА2 к ПЭА1) - возрастает. Вторичный измерительный преобразователь осуществляет попеременное излучение в движущуюся жидкость и прием УЗК.

Схемы установки ПЭА на трубопроводе приведены на рис.4

Рис. 4. Схемы  установки  ПЭА.

1 – трубопровод; 2 – направление потока в трубопроводе, соответствующее положительному знаку значения расхода.

Измерение давления

Датчики давления Метран-55

датчики Метран-55 предназначены для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ), абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Преимущества датчиков исполнения МП:

• погрешность измерений ±0,15%; ±0,25%; ±0,5%;
• самодиагностика;
• встроенный фильтр радиопомех;
• микропроцессорная электроника;
• Возможность простой и удобной настройки значений выходного сигнала, соответствующих нижнему и верхнему значениям измеряемого давления, кнопочными переключателями.

Датчик давления Метран-55 состоит из преобразователя давления - измерительного блока (ИБ) и электронного преобразователя (ЭП)(рис.5)

Измеряемое давление подается в рабочую полость датчика и воздействует непосредственно на измерительную мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб.

Чувствительный элемент - пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны (деформация мембраны тензопреобразователя) приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторов и разбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал с выхода мостовой схемы датчиков поступает в электронный блок, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал.

Датчики МП имеют два режима работы:

- режим измерения давления;

- режим установки и контроля параметров измерения.

В режиме измерения давления датчики обеспечивают постоянный контроль своей работы и, в случае неисправности, формируют сообщение в виде уменьшения выходного сигнала ниже предельного.

Датчики МП имеют 2 кнопочных переключателя, расположенные под крышкой электронного преобразователя, позволяющие устанавливать значение выходного сигнала, соответствующее нижнему (кнопка 1) и верхнему (кнопка 2) предельным значениям измеряемого параметра, а также имеет встроенный в корпус светодиод, позволяющий визуально контролировать настройку датчика.

Датчики МП являются многопредельными и могут быть перенастроены на любой стандартный или нестандартный диапазон измерений в пределах данной

 модели, а также обеспечивают возможность настройки на смещенный диапазон измерений.

Датчики МП имеют встроенный в ЭП фильтр радиопомех.

                      рис.5

 Параметры контролируемой среды:

-  максимальный верхний предел измерений, МПа …………………4

-  минимальный  верхний предел измерений, МПа ……………...0.004

-  основная погрешность, %, не более  ………………………………0.1

Измерение температуры

Датчик температуры ТСМ – 50(термометр сопротивления медный)

ТСМ – 50 относится к термометрам сопротивления.

         Действие электрических термометров сопротивления основано на свойстве материалов изменять свою электропроводность в за­висимости от температуры. Большинство металлов при нагреве на 1° С увеличивает свое сопротивление в среднем на 0,4—0,6%, а окислы металлов (полупроводники) уменьшают свое сопротивление в 8—15 раз по сравнению с металлами.

В комплект электрического термометра сопротивления входят чувствительный элемент, измерительный прибор и соединительные провода. В качестве чувствительного элемента в термометре сопротивления применяется металлическая проволока (или лента), намотанная на изоляционный каркас и заключенная в защитный кожух. Чувствительными элементами полупроводниковых тер­мометров сопротивления являются термосопротивления, или так называемые термисторы. Измерительной частью служат электроизмерительные приборы, уравновешенные и неуравновешенные мосты,   потенциометры   и   магнитоэлектрические   логометры.

Рассмотрим принцип действия термометров сопротивления.

Платиновые термометры сопротивления выполнены из платиновой проволоки диаметром 0,07 мм, бифилярно намотанной на слюдяную пластинку 1 длиной 120 мм, шириной 11 мм с  зубчатыми   краями

В прорезях слюдяной пластинки укреплены концы серебряных выводов 2 диаметром 1 мм, к которым припаяны концы проволоки элемента сопротивления.

Платиновая проволока, намотанная на слюдяную пластинку, изолирована с двух сторон слюдяными накладками 3, скрепленными обмоткой из серебряной ленточки 4. Элемент сопротивления помещен в защитную трубку 5 из нержавеющей стали. Свободное сечение трубки с обеих сторон изо­лированного элемента сопротивления заполнено по всей длине алюминиевыми вкладышами 6. Провода выводов изолированы фарфоровыми трубчатыми изоляторами 7. Эти выводы прикреплены к латунным зажимам на головке из пластмассы. Сопротивление подводящих проводов при температуре О0 С не должно превышать  0,1%   номинальной величины сопротивления.

Пакет термометра сопротивления помещается в арматуру, состоящую из трубы с заваренным дном, штуцерной гайки и головки.

  Диапазоны измеряемых температур, °C   TCM - -50... 150

Измерение уровня

Уровнемер У1500 

Уровнемер У1500 (далее по тексту уровнемер) предназначен для автоматического, дистанционного, непрерывного определения положения границы раздела двух сред (уровня) в резервуаре по двум независимым каналам (датчикам) и отображения результатов измерений на цифровом дисплее с поочередной индикацией по каждому каналу, а также выдачи результата измерений в виде аналогового токового сигнала (только по первому каналу) и в виде цифрового сигнала по последовательному каналу в стандарте RS-485 для использования в системах управления, сигнализации и регистрации. Кроме того, предусмотрена возможность задавать и непрерывно контролировать два значения уровня: верхний сигнализируемый уровень (ВСУ) и нижний сигнализируемый уровень (НСУ), при достижении которых срабатывают звуковая и световая сигнализация, а также активизируются соответствующие реле и оптрон. В процессе работы ведется непрерывный контроль работоспособности датчиков и линий связи с соответствующей световой и звуковой сигнализацией отказов по каждому каналу.

Область применения - сырьевые резервуарные парки и технологические емкости (буллиты) объектов подготовки, хранения и переработки нефти и головных нефтеперекачивающих станций.

Уровнемер У1500 состоит из одного или двух датчиков и измерителя. Датчик устанавливается на крышке люка резервуара, измеритель - во взрывобезопасной зоне в помещении, в настольном варианте или в щитовой сборке управления на панели. Датчик и измеритель соединяются между собой коаксиальным кабелем типа РК-50 или РК-75.

Параметры измеряемой среды:

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

- диапазон температур, °С  ………………………………...  от 0 до +80

-  плотность, г/см³ …………………………………………..  0,5

-  содержание сероводорода, % не более  …………………  3

Основные параметры уровнемера:

-  единица измерения ………………………………………..  м

-  число разрядов  ……………………………………………. 4

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

-  верхний предел измерения, м, не менее  ………………….  L-0,8

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

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

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

Датчик состоит из элемента измерительного , помещенного в корпус , по которому перемещается поплавок с кольцевым магнитом внутри поплавка.

Элемент измерительный представляет собой стальную проволоку, свободно размещенную в диэлектрической трубке, на которую намотана по

всей длине однослойная обмотка. На верхнем конце проволоки имеется пьезоэлектрический преобразователь с двумя пьезоэлементами. Обмотка и пьезоэлементы подключены к электронной сборке, установленной в головке корпуса датчика.

АРМ оператора

На экране  АРМ-диспетчера видим, автоматизированный объект процесса ректификации рис.3.

Рис.3
Далее запускаем процесс

Рис.4

Вывод

В данной работе была изучена и  практически применена в АСУТП  программное обеспечение RSView 32 Works.

• Изучили :
  • RSView Works – законченный пакет, обеспечивающий разработку, тестирование и запуск проектов RSView 32;
  • RSView Runtime только выполняет проекты, разработанные с помощью пакета RSView32 Works.;
• Воспользовались преимуществами передовых технологий, используя возможности RSView32 как контейнера ActiveX и OLE.
• Использовали имеющуюся в RSView32 возможность предупреждения о сигналах тревоги для оперативного контроля за инцидентами в технологическом процессе, имеющими различные уровни серьезности.
• Изучили функцию имеющихся тегов.
• Использовали графику из графических библиотек RSView32 также импортировали  файлы из других пакетов создания изображений, таких как CorelDRAW™ и Adobe® Photoshop®.

В целом поставленные задачи были достигнут.

Список литературы

1. Зарипова р.н. - интегрированные системы проектирования и управления, АГНИ 2010.
2. www.viatoris.ru/index.php?id=industrial_soft- программное обеспечение АСУТП
3. Технологический регламент  ППД ЯН.
4. Технические характеристики датчиков