Автоматизация насосной НПС "Черкассы-2"

Входным сигналом вторичного блока является переменный ток, пропорциональный мгновенному значению виброскорости, который по двухпроводной линии через барьер искрозащиты подается на преобразователь «ток-напряжение».

Переменная составляющая напряжения с выхода преобразователя через нормирующий усилитель поступает на детектор средних квадратических значений (СКЗ). Узел уставок следит за СКЗ виброскорости и обеспечивает замыкание нормально разомкнутых контактов предупредительного и аварий-ного реле при превышении установленных уставок. Нормирующий усилитель обеспечивает на выходе переменное напряжение в диапазоне 0ч3 В, пропорциональное измеряемому СКЗ виброскорости. Выходной преобразователь напряжение-ток обеспечивает на выходе постоянный ток, пропорциональный СКЗ виброскорости в диапазонах 4ч20 мА у вторичного блока ВК - 321. Блок питания обеспечивает стабилизированным питанием вторичный блок и вибропреобразователь[9].

Для сравнения систем виброконтроля представлена таблица 3.4.

Таблица 3.4 - Сравнительная характеристика систем виброконтроля СВКА, АРГУС - М и КАСКАД

Из таблицы видно, что наиболее эффективным является система виброконтроля АРГУС-М. Преимуществом системы АРГУС-М является возможность измерения комплекса параметров: виброскорость, осевой сдвиг, температура. Следовательно, в системе автоматизации НПС «Черкассы-2» необходимо использовать систему виброконтроля «АРГУС-М».

3.2 Алгоритм управления насосного агрегата

Контролируемые параметры вибрации могут участвовать в алгоритмах управления насосным агрегатом. Приведем алгоритм управления насосного агрегата, включающий в себя алгоритм запуска насосного агрегата на закрытую задвижку и технологическую защиту по вибрации в процессе его работы.

Рисунок 3.6 - Схема технологического объекта управления

При подаче сигнала «Пуск» подается команда на открытие электрозадвижки HS1, установленной на всасывании насоса. Если время открытия электрозадвижки превышает 30 секунд, подается сигнал «авария».

После нормального открытия электрозадвижки HS1 перед запуском электродвигателя проверяют: 1) давление воды в системе охлаждения насоса;

2) электрозадвижка на линии нагнетания HS2 закрыта.

Если все параметры в норме, то электродвигатель насоса запускается. После пуска насоса, контролируется давление по максимальному значению. При достижении нормального давления задвижка HS2 открывается.

При нажатии кнопки «СТОП» происходит автоматическая остановка насосного агрегата и закрытие соответствующих задвижек.

В процессе работы МНА возможно возникновение вибрации насоса превышающая выше нормы. В это случае выключается электродвигатель, подается сигнал авария и закрываются соответствующие задвижки.

В случае возникновения аварийной ситуации по любой причине срабатывает аварийная сигнализация, закрываются открытые задвижки, и выключается электродвигатель насосного агрегата.

Согласно приведенной постановки задачи построен формализованный граф переходов алгоритма управления, показанный на рисунке 3.8.

Перечень сигналов графа переходов:

X_pusk - подача сигнала «ПУСК»;

Z₃₀ - сигнал окончания выдержки времени 30 секунд;

X_P5 - отсутствует требуемое давление на PS5 (манометр на входе насоса);

X_PM - в норме давление масла в баке (PS8);

X_PB - в норме давление воды в системе охлаждения (PS12);

X_HS1O / X_HS1Z - задвижка HS1 полностью открыта / закрыта;

X_HS2O / X_HS2Z - задвижка HS2 полностью открыта / закрыта;

X_P6 - давление на PS6 (манометр на выходе насоса) в норме;

X_vibr - превышение вибрации выше нормы;

X_stop - нажата кнопка «СТОП»;

Y_sb - нажата кнопка сброса аварии.

U_HS1O / U_HS1Z - управление открытием / закрытием задвижки HS1;

U_HS2O / U_HS2Z - управление открытием / закрытием задвижки HS2;

T₃₀ - управление включением таймера;

I_C - управление аварийной сигнализацией;

U_ED - yправление ЭД насоса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.7 - Граф переходов алгоритма управления

По графу переходов выполнено проектирование управляющей программы, обеспечивающей функционирование МНА в соответствии с алгоритмом. Структура программы показана на рисунке 3.8.

БЛУ - блок логических условий; БП - блок памяти; БВ - блок выходов

Рисунок 3.8 - Структурная схема УЛУ с позиционной структурой

Структурные формулы отдельных блоков:

- cинтез блока памяти (БП):

= 9 - количество элементов памяти (RS-триггеров).

- синтез блока логических условий (БЛУ):

Триггер T₀: Триггер T₁:

Триггер T₂: Триггер T₃:

Триггер T₄: Триггер T₅:

Триггер T₆: Триггер T₇:

Триггер T₈: Триггер T₉:

Триггер T₁₀:

- синтез блока выходов (БВ):

а) на базе элементов ИЛИ:

При написании программы использовался язык FBD стандарта IEC 61131-3. Реализация программы на этом языке возможна в любом контроллере, поддерживающим этот стандарт, в том числе в контроллерах SIEMENS.

Программа на языке FBD показана на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Программа управлением МНА

Продолжение рисунка 3.9

Заключение

В результате проведенной работы была описана АСУТП насосной НПС «Черкассы-2» на средствах SIMATIC PCS7 фирмы Siemens. Так же описана SCADA-система в WinCC 6.0 фирмы Siemens. Было рассмотрено влияние наведенной вибрации на состояние магистральных насосных агрегатов. Проведен анализ технических характеристик систем виброконтроля.

Установлено, что оперативную оценку фактического технического состояния оборудования необходимо реализовать в условиях автоматизации нефтеперекачивающих станций. Показано, что по тенденции изменения среднего квадратического значения виброскорости от времени наработки и с учетом изменения подачи можно определить время вывода оборудования в ремонт.

Исследована и разработана структура автоматизированного контроля и диагностирования технического состояния насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций на основе анализа эксплуатационных и вибрационных параметров.

В работе рассмотрены используемые устройства и принцип действия систем виброконтроля АРГУС - М, СВКР, КАСКАД.

На основе проведенного исследования в данной работе был сделан выбор, что наиболее эффективным является система виброконтроля АРГУС-М, система обеспечивает более точное измерение виброскорости, осевого сдвига, температуры, повышается надежность технологического процесса, который и установлен на магистральном насосном агрегате НПС «Черкассы-2».

На языке программирования FBD можно реализовать автоматическое управление технологическим процессом в нефтяной и газовой промышленности.

Список использованных источников

1 Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / под ред. С.А. Ахметова. - М., 2005 г., 736 с.

2 SCADA-продукты на российском рынке // Мир компьютерной автоматизации.

1999 г. - №3. - С. 25-33.

3 Аппаратура виброконтроля АРГУС-М. Руководство по эксплуатации.

4 Антропов А.Т. Программно-технический комплекс для автоматизации нефте-перекачивающих станций. /Нефтяное хозяйство/, 2001. - №10 - с. 82-86.

Аппаратно-программные средства телемеханики и автоматики - АПСТМ и А. Промышленные АСУ и контроллеры/, 2001. - №6 - с. 17-20, 21-23.

5 Вербило, А.С., Дунаевский, В.П., Субботин, М.И., Клименко, А.Н. Аппаратура СВКА для контроля механического состояния компрессорных агрегатов // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2000 г., №9, - С. 27-28.

6 Краковский, Ю.М., Лукьянов, А.В., Эльхутов, С.Н. Программный комплекс вибродиагностики роторных машин // Контроль. Диагностика, 2001 г., №6.-С. 32-36.

7 Технологический регламент НПС «Черкассы-2.

8 Алексеев, А.А., Алексеев, М.А. Система автоматизации МНС «Черкассы-2» на базе контроллеров Quantum. /Промышленные АСУ и контроллеры/, 2004 г. - №5 - С. 1-4.

9 Стационарная система контроля вибрации «КАСКАД» [Электронный ресурс] - http://www.vicon.tru/kaskadru.html

10 ГОСТ Р 51330.3-99. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 2. Заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением.

Размещено на Allbest.ru