АСУ ТП ПЛОЩАДОК КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ
Среди всех реализованных проектов необходимо выделить несколько наиболее объемных по количеству оборудования в технологическом процессе, количеству сигналов и контуров регулирования в системах автоматизированного управления. Это решения для АСУ ТП площадок комплексной подготовки нефти, включающие в себя непосредственно установку подготовки нефти, товарный парк, очистные сооружения и другое оборудование. Комплексный подход при реализации данных проектов позволил объединить множество технологических цепочек и связей в единый слаженный организм, управляемый и контролируемый мощной системой при минимальном количестве обслуживающего персонала.
Установки подготовки нефти отличаются технологическими схемами, составом, типом и количеством технологического оборудования, территориальным размещением, количеством рабочих мест операторов. АСУ ТП установок так же индивидуальны в конкретной реализации, но имеют единые принципы построения. Ниже приведен пример реализации АСУ ТП Миннибаевского ЦПС.
Автоматизированная система управления технологическими процессами Миннибаевского ЦПС НГДУ «Альметьевнефть» (АСУ ТП МЦПС) охватывает следующие технологические узлы объекта автоматизации:
а) Установку №3 Миннибаевского ЦПС.
б) Товарный парк Миннибаевского ЦПС,
в) Очистные сооружения Миннибаевского ЦПС.
В составе каждого узла автоматизируются следующие технологические объекты:
Установка №3
- сырьевые насосы Н-1…Н-5 с электроприводными задвижками на выкиде каждого насоса;
- буферные емкости Е-1, Е-3;
- буферно-сепарационные емкости БСЕ-1, БСЕ-2;
- электродегидраторы ЭДГ-1, ЭДГ-2;
- теплообменник ТО;
- установка дозирования реагента;
- буферная емкость Е-2 и водяные насосы ВН-1, ВН-2;
- дегидраторы первой ступени обезвоживания ДГ-1…ДГ-4, ДГ-11…ДГ-13;
- дегидраторы второй ступени обезвоживания ДГ-5, ДГ-6, ДГ-9, ДГ‑10;
- дегидраторы третьей ступени обезвоживания ДГ-7, ДГ-8;
- противопожарная насосная в составе трех насосов ПН-1...ПН-3;
- железобетонные резервуары противопожарного запаса воды ЖБР-1, ЖБР-2;
- компрессорная в составе двух компрессоров К-1, К-2.
Товарный парк
- узел учета нефти;
- отстойники Е-1…Е-3;
- отстойники предварительного сброса УПС-1…УПС-4;
- теплообменники ТО-1, ТО-2;
- динамические отстойники ДО-1…ДО-3;
- насосы перекачки сырья Н-1/1…Н-1/4;
- горизонтальные отстойники ГО-1…ГО-4;
- насосы Н-3, Н-4, Н-9;
- буферная емкость БЕ-1;
- конденсатосборники Е-10 №1, Е-10 №2;
- насосы конденсата Н-10, Н-11;
- аварийная емкость.
Очистные сооружения
- дренажные емкости Е-1, Е-2 с погружными насосами ПН-24, ПН-26;
- горизонтальные отстойники ГО-1…ГО-5;
- горизонтальные отстойники ГО-11, ГО-12;
- насосы Н-3, Н-4;
- блок реагента;
- узел замера воды на КНС.
Решения по структуре системы.
В комплекс технических средств Карат УКПН входят:
Датчики и исполнительные механизмы, установленные на объекте управления;
Система бесперебойного питания с комплектом аккумуляторных батарей, вводной и распределительный щиты;
Пять шкафов автоматики;
Одиннадцать блоков реле, сконфигурированных с соответствующими блоками контакторов;
АРМ операторов установки №3 в составе:
- АРМ операторов,
- шкаф серверный;
АРМ операторов товарного парка;
АРМ операторов очистных сооружений;
АРМ начальника МЦПС;
АРМ технолога МЦПС;
Волоконнооптические линии связи;
Пять стативов уровнемеров;
Три шкафа и два блока силовой электроники;
Щит регулятора давления пожнасосоной;
Четыре системы контроля загазованности воздушной среды сероводородом «Гранат-H2S» с различным количеством датчиков;
Пять систем контроля загазованности воздушной среды предельными углеводородами «Гранат-СН4» с различным количеством датчиков.
Система предназначена для:
- автоматизации управления технологическими процессами подготовки, перекачки нефти и подтоварной воды Миннибаевского ЦПС в реальном масштабе времени;
- автоматического контроля работы оборудования;
- выдачи управляющих команд для работы оборудования;
- повышения надежности оборудования;
- сокращения простоев оборудования, увеличения межремонтного периода.
Коммуникационные решения АСУ ТП МЦПС
Коммуникационные решения АСУ ТП Миннибаевского ЦПС включают в себя:
- сеть промышленных контроллеров с подключением к серверу, объединенных кольцом Ethernet,
- сеть автоматизированных рабочих мест (АРМ).
В качестве базового элемента для построения оптического кольца используется индустриальный Ethernet switch MOXA EDS-405.
СТРУКТУРА ШКАФА АВТОМАТИКИ
В состав каждого шкафа автоматики входят два источника питания (основной и резервный), система резервированных контроллеров КСА-02, корзины с модулями ввода/вывода, преобразователь среды MOXA EDS-405-SC-T, искрозащитные барьеры и клеммники для подключения внешних кабелей от объекта управления. В некоторых шкафах автоматики дополнительно размещаются вторичные приборы (блоки БТВИ и вторичные сигнализаторы ПВС-4) датчиков уровня ДУУ-4 и сигнализаторов уровня СУР-5.
Шкафы автоматики запитываются переменным напряжением 220В от двух источников – системы бесперебойного питания (основной) и по одной из фаз сконфигурированного с ним шкафа или блока силовой электроники (резервный). АВР обеспечивает подачу напряжения питания на аппаратуру шкафа автоматики без перерыва в электроснабжении в момент переключения АВР.
Два взаимо-резервируемых источника питания предназначены для преобразования переменного напряжения 220В в постоянное напряжение +24В и снабжения им контроллеров и вторичных приборов.
Резервированные контроллеры КСА-02 обеспечивают бессбойное функционирование шкафа автоматики. Система горячего резервирования контроллеров применяется для автоматического и безударного продолжения технологического процесса в случае выхода из строя одного из управляющих контроллеров.
При работе с системой оператор выполняет следующие функции и задачи:
- наблюдает за параметрами технологического процесса;
- изменяет режим работы (автоматический/дистанционный) исполнительных механизмов системы (насосов, регулирующих клапанов);
- при работе исполнительных механизмов системы в дистанционном режиме по мере необходимости выдает системе команды на включение/отключение насосов, команды управления регулирующими клапанами;
- при работе исполнительных механизмов системы в автоматическом режиме задает системе значения технологических параметров, которые она должна поддерживать в автоматическом режиме с использованием стандартных законов регулирования;
- запрашивает у системы сводки и отчеты установленной формы.
Дополнительно оператор может управлять исполнительными механизмами, используя существующие кнопки местного управления.
Система без участия оператора выполняет следующие функции:
- прием, обработку и отображение информации о ходе технологического процесса, поступающей с датчиков, установленных на объекте управления;
- звуковую и световую сигнализацию отклонения технологических параметров от нормы;
- управление исполнительными механизмами, если они находятся в автоматическом режиме, их защиту (останов);
- регулирование технологических параметров по заданным оператором уставкам (в автоматическом режиме);
- ведет архивирование значений технологических параметров, протоколирование возникающих тревог, событий и действий оператора;
- проводит самодиагностику.
По командам оператора система выполняет следующие функции:
- производит включение/отключение исполнительных механизмов (в автоматическом и дистанционном режимах);
- производит позиционирование регулирующих клапанов (в дистанционном режиме);
- выдает оператору сводки тревог, событий, графики изменения технологических параметров (тренды) за требуемый промежуток времени.
Суммарно системой контролируется:
714 аналоговых измерительных сигналов,
816 дискретных контролируемых сигналов,
202 дискретных сигналов управления,
57 контуров регулирования.
