Разработка автоматизированной системы управления газоперекачивающим агрегатом Сургутского месторождения - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Разработка автоматизированной системы управления газоперекачивающим агрегатом Сургутского месторождения

Автоматизация управления газоперекачивающим агрегатом компрессорной станции Сургутского месторождения. Характеристика технологического процесса. Выбор конфигурации контроллера и программного обеспечения. Разработка алгоритмов работы объекта автоматизации.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1.1 Общая характеристика компрессорной станции
1.2 Описание технологического процесса
1.2.1 Описание газотурбинного двигателя
2.2 Комплекс средств нижнего уровня
2.3.2 Выбор конфигурации контроллера
2.4.1 Обоснования выбора фирмы разработчика программного обеспечения для разработки системы управления АСУТП
2.4.2 TRACE MODE 6 - интегрированная среда разработки
2.6 Разработка алгоритмов работы объекта автоматизации
2.6.1 Алгоритм подготовки в предпусковую готовность
2.6.2 Алгоритм холодной (технологической) прокрутки
2.6.3 Алгоритм комплексной проверки кранов
2.6.4 Алгоритм автоматического пуска
2.6.5 Алгоритм нормального останова
2.7 Разработка операторского интерфейса
3.2 Возможные неисправности и способы их устранения
3.3.2. Система технического обслуживания и ремонта ГПА
3.4 Периодичность обслуживания ГПА-Ц-16
3.6 Методика расчета показателей надежности
3.7 Расчет показателей надежности проектируемой системы
4. Комплексная оценка экономической эффективности
4.1 Расчет показателей экономической эффективности проекта
4.4 Расчет затрат на разработку программного обеспечения
4.5 Затраты на изготовление, внедрение и отладку системы
5. Безопасность и экологичность проекта
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов
5.1.2 Требования к освещености помещений
5.2.1 Производственные шум и вибрация
5.2.3 Молниезащита и борьба с проявлением статического электричества
5.3.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в камере сгорания
Развитие газовой и ряда смежных отраслей промышленности сегодня в значительной степени зависит от дальнейшего совершенствования эксплуатации и обслуживания систем трубопроводного транспорта природных газов из отдаленных и порой слабо освоенных регионов в промышленные и центральные районы страны.
Оптимальный режим эксплуатации магистральных газопроводов заключается, прежде всего, в максимальном использовании их пропускной способности при минимальных энергозатратах на компримирование и транспортировку газа по газопроводу. В значительной степени этот режим определяется работой компрессорных станций (КС), устанавливаемых по трассе газопровода, как правило, через каждые 100-150 км. Длина участков газопровода между КС рассчитывается, с одной стороны, исходя из величины падения давления газа на данном участке трассы, а с другой - исходя из привязки станции к населенным пунктам, источникам водоснабжения, электроэнергии и т.п.
Оптимальный режим работы компрессорных станций в значительной степени зависит от типа и числа газоперекачивающих агрегатов (ГПА), установленных на станции, их энергетических показателей и технологических режимов работы [1].
Основными типами ГПА на КС в настоящее время являются: агрегаты с приводом от газотурбинных установок (ГТУ), также используются электроприводные агрегаты и поршневые газомотокомпрессоры. Особенности работы газотурбинного привода в наилучшей степени, среди отмеченных типов ГПА, отвечают требованиям эксплуатации газотранспортных систем: высокая единичная мощность (от 6 до 25 МВт), небольшая относительная масса, блочно-комплектная конструкция, высокий уровень автоматизации и надежности, автономность привода и работа его на перекачиваемом газе, сегодня идет замена старых агрегатов на новые полнонапорные. Именно поэтому этот вид привода получил наибольшее распространение на газопроводах (свыше 85% общей установленной на КС мощности агрегатов), остальное же приходится на электрический и поршневой виды привода.
В связи с непрерывным ростом стоимости энергоресурсов в стране, увеличением себестоимости транспорта газа, невозобновляемостью его природных ресурсов, важнейшими направлениями работ в области трубопроводного транспорта газов следует считать разработки, направленные на снижение и экономию энергозатрат.
Решение этой важнейшей для отрасли задачи возможно как за счет внедрения газоперекачивающих агрегатов нового поколения с КПД 34-36% взамен устаревших и выработавших свой моторесурс, так и за счет повышения эффективности эксплуатации установленных на КС различных типов ГПА. Повышение эффективности эксплуатации газоперекачивающих агрегатов неразрывно связно с обеспечением необходимой энергосберегающей технологи транспорта газа, диагностированием установленного энергомеханического оборудования ГПА, выбором оптимальных режимов его работы, дальнейшим ростом общей технической культуры эксплуатации газопроводных систем в целом.
Мощная и разветвленная сеть магистральных газопроводов с тысячами установленных на них газоперекачивающих агрегатов, многие из которых уже выработали свой моторесурс, обязывают эксплуатационный персонал компрессорных цехов и производственных предприятий по обслуживанию газопроводов детально знать технику и технологию транспорта газа, изучать опыт эксплуатации и на основе этого обеспечить, прежде всего, работоспособность и эффективность эксплуатации установленного энергомеханического оборудования КС [2].
1.1 Общая характеристика компрессорной станции
Компрессорный цех головной компрессорной станции Сургутского месторождения оборудован семью газоперекачивающими агрегатами. Каждый агрегат располагается в индивидуальном укрытии, внутри большого укрытия - укрытия нагнетателя (УН) располагается укрытие для газотурбинного двигателя - отсек двигателя (ОД). Кроме этого каждый агрегат компонуется индивидуальным блоком подготовки топливного газа (БПТГ) и циклонным пылеуловителем (скруббером). Цех имеет две группы АВО газа “Ничимен” по 14 вентиляторов в каждой [2]. Рисунок А.1 приложения А генеральный план цеха.
В первом цеху насчитывается 7 газоперекачивающих агрегатов. В таблице 1.1 представлен список и состав газоперекачивающих агрегатов.
Состав цеха газоперекачивающих агрегатов
Трубопроводный транспорт является наиболее дешевым и приемлемым видом транспорта. Добытый на промыслах газ доставляется к потребителям по разветвленной сети газопроводов, длина которых достигает порой нескольких тысяч километров. Энергии, сообщаемой газу при закачке в трубу, обычно недостаточно для дальних его транспортировок. Причиной снижения давления в трубопроводе служит шероховатость труб, перепады температур и другие факторы. Для поддержания требуемых параметров при перекачке газа на магистральных газопроводах через каждые 100 км. равнинной местности размещают компрессорные станции [1].
КС предназначена для компримирования природного газа на трубопровода диаметром 1400мм с производительностью 220 млн. м3/сут. и рабочим давлением до 7,4 МПа. Упрощенная схема компрессорной станции изображена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Примерный план компрессорной станции
Номинальная мощность при нормальных условиях, МВт
Степень повышения давления воздуха в компрессоре ГТД
Температура газа перед турбиной (расчетная), К
Номинальная частота вращения ТН, об/мин
Давление топливного газа перед ГТД (за регулирующим клапаном), МПа
Максимальный расход топливного газа с низшей теплотворной способностью 50006 КкДж/кг при мощности на 20% превышающей номинальную кг/ч
Расход масла на работу двигателя, кг/ч
Номинальная частота вращения, об/мин
Максимальная частота вращения, об/мин
Максимальное давление газа на выходе, кг/см2
Максимальное рабочее давление газа на выходе, кг/см2
Максимальная температура газа на нагнетании, 0С
Максимальная рабочая температура газа на нагнетании, 0С
Диаметр фланцев на стороне всаса и нагнетания, мм
Масса компрессора с баком уплотнительного масла, кг
Зазоры в подшипниках и уплотнениях (диаметрально):
Упорный подшипник (осевая игра), мм
Плавающие уплотнительные кольца, мм
Лабиринтные уплотнения со стороны крышки, мм
Лабиринтное уплотнение со стороны привода, мм
Лабиринтное уплотнение разгрузочного поршня, мм
Лабиринтное уплотнение рабочего колеса, мм
Диапазон сигнальных концентраций, % НКПР
Стандартная установка порогов, % НКПР
Время срабатывания сигнализации, с, не более
для связи датчиков с блоком питания
Рассмотрим несколько вариантов контроллеров подходящих по характеристикам для применения в разрабатываемой системе автоматизации.
Фирма Siemens - один из крупнейших производителей программируемых логических контроллеров. Торговая марка Simatic широко известна во всем мире. Под этим именем представлены полностью интегрированные системы автоматизации.
В основу построения таких систем положены следующие принципы: данные в систему вводятся один раз, после чего становятся доступными на всех уровнях управления; все компоненты и системы конфигурируются, программируются, запускаются, тестируются и обслуживаются с использованием простых стандартных блоков, встроенных в систему разработки; все операции выполняются с использованием единого интерфейса и единых инструментальных средств; различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте.
S7-400 - мощный контроллер для решения задач автоматизации средней и высокой сложности. Несколько типов центральных процессоров различной производительности, широкий спектр модулей связи и модулей ввода/вывода упрощают разработку систем автоматизации.
S7-400H - отказоустойчивый контроллер (резервирование модулей SM, FM, CP). При построении отказоустойчивой системы используется принцип горячего резервирования - автоматическое отключение отказавшего модуля и включение исправного.
Основные компоненты Simatic S-400: модули блоков питания - 120/230В переменного тока, 24В постоянного тока; модули центральных процессоров (в стойке центрального контроллера можно разместить несколько модулей CPU); модули ввода/вывода (сигнальные модули); коммуникационные процессоры для организации различных вариантов связи; интерфейсные модули для соединения CPU со стойками расширения; функциональные модули для специализированных задач управления.
В Simatic S7 реализована технология построения распределенных систем ввода/вывода. Для распределенных конфигураций используются станции распределенного ввода/вывода ET-200. [17].
ПЛК серии 90-30 фирмы GE Fanuc - это семейство контроллеров, специальных модулей и устройств ввода/вывода, адаптированных для различных применений: от простой замены реле до систем автоматизации среднего уровня мощности.
Модели процессоров 340/341 - это ПЛК с увеличенным объемом памяти и повышенным быстродействием. Процессоры этих моделей имеют функцию прерывания через определенное время (і1мс), что позволяет решать задачи высокоскоростного распределенного управления процессами. Процессоры модели 351 - один из самых быстродействующих центральных процессоров. Имеет 4 встроенных процессора для одновременного решения нескольких задач с целью повышения пропускной способности. Модель 352 обладает возможностью выполнения операций с плавающей запятой со скоростью от 2 до 4 мкс.
Объем логической памяти до 80 Кбайт. Скорость выполнения двоичных операций 0,1; 0,2 мс. Возможна обработка прерываний и операций с плавающей запятой. Система на базе контроллеров GE Fanuc поддерживает горячее резервирование.
Контроллеры серии 90-30 наряду с локальным вводом/выводом поддерживают расширение ввода/вывода, удаленный и распределенный ввод/вывод.
Для моделей 341-352 имеется три типа базовых плат: базовые платы с ячейкой для СPU и дополнительными ячейками для вводов/выводов; расширительные базовые платы, используемые для их установки на расстояниях Ј 15 м от центрального процессора; удаленные базовые платы для установки систем на расстоянии до 214 м.
Контроллеры моделей 331/340/341 допускают 5 расширительных плат, а контроллеры моделей 351/352 - 8 расширительных плат. Фирма предлагает кабели стандартных длин для их подключения к базовой плате с CPU.
Модули ввода обеспечивают интерфейс между ПЛК и внешними источниками входных сигналов, а модули вывода - между ПЛК и внешними выходными устройствами. GE Fanuc предлагает целый ряд модулей, поддерживающих различные диапазоны и виды напряжений, имеющих различную токовую нагрузку, изоляцию. Модули ввода/вывода имеют различную плотность - 8, 16, 32 точки. Все модули ввода/вывода оснащены светодиодными индикаторами, выделяющими каждую точку на модуле и со стороны ввода, и со стороны вывода.
Для аналоговых модулей в процессоре выделяется свой объем памяти. При каждом сканировании производится автоматическое обновление данных. Все модули имеют программное конфигурирование.
Контроллер SLC 500 фирмы Allen Bradley
Это семейство малых программируемых контроллеров, построенное на двух аппаратных модификациях: фиксированный контроллер с опцией расширения при помощи 2-x слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек Вв/Выв. Средства программирования и большинство модулей Вв/Выв совместимы для обеих модификаций.
Программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный порт сети DH-485, обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг. Процессор SLC 5/05 (каталожный номер 1747-L553) обеспечивает до 960 точек Вв/Выв, программирование в режиме ONLINE, и переключатель для выбора одного из 3-х режимов функционирования (RUN, PROGRAMM и REMOTE).
В состав процессора SLC 5/05 включен канал RS-232, который обеспечивает асинхронный последовательный коммуникационный интерфейс данных с терминальными устройствами.
Семейство SLC 500 предлагает широкий выбор модулей дискретного Вв/Выв, которые позволяют строить системы управления с минимальными затратами. Наличие 32-канальных модулей Вв/Выв снижает, кроме того, требования к монтажному пространству. Все дискретные и специализированные модули сертифицированы в соответствии со стандартами индустриальных приложений UL и CSA, а большинство из них одобрено для использования в условиях окружающей среды Класс 1, Дивизион 2.
Модульные контроллеры SLC 500 предлагают дополнительную гибкость конфигурирования системы, более мощные процессоры и большую емкость ввода/вывода.
Для создания системы автоматизации был выбран контроллер SLC 5/05 семейства SLC 500 фирмы Allen Bradley. Данные контроллеры по своим техническим характеристикам не уступают, а в некоторых аспектах и превосходят другие промышленные контроллеры. Применение контроллера SLC 5/05 позволяет уменьшить расходы на аппаратное обеспечение проектируемой системы.
2.3.2 Выбор конфигурации контроллера
Конфигурацию контроллера выбрана в зависимости от количества аналоговых и дискретных сигналов.
Распределение сигналов в системе представлено в таблице 2.3.
Распределение сигналов в системе автоматизации
В соответствии с таблицей 2.3 выбрана следующая конфигурация контроллера:
- центральный процессор SLC 5/05 - 1шт.;
- модуль аналогового входа 1746-NI8 - 7 шт.;
- модуль аналогового входа 1746-NI4 - 1 шт.;
- модуль дискретного входа 1746-IB32 - 2шт.;
- модуль дискретного входа 1746-IB8 - 1шт.;
- модуль дискретного выхода 1746-OB32 - 2 шт.;
- модуль дискретного выхода 1746-OB16 - 1 шт.
Всего получилось 17 модулей. Для подключения такого количества модулей необходимо 2 шасси: 1746-A10 и 1746-А7.
Для выбора блоков питания шасси необходимо посчитать потребляемую мощность. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.4.
Для шасси №1 выбран блок питания 1746-Р2. Для шасси № 2 выбран блок питания 1746-Р1.
Технологический процесс подготовки нефти на дожимной насосной станции, методы его автоматизации. Выбор проектной конфигурации контроллера, разработка и описание алгоритмов управления технологическим процессом. Расчет системы автоматического регулирования. дипломная работа [737,7 K], добавлен 23.09.2012
Идентификация туннельного пастеризатора бутылок фирмы "Enzinger" как объекта управления, его каналов управления и перекрестных каналов. Выделение объекта управления из среды. Анализ технологического процесса, реализуемого агрегатом, условий его ведения. курсовая работа [2,8 M], добавлен 14.04.2014
Основные характеристики технологического объекта управления. Выбор средств автоматизации для подсистемы вывода командной информации. Моделирование системы автоматического регулирования в динамическом режиме. Выбор параметров настройки контроллера. курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.03.2014
Автоматизация технологического процесса разваривания на спиртзаводе. Современная платформа автоматизации TSX Momentum. Программное обеспечение логического контроллера. Спецификация приборов, используемых в технологическом процессе пищевого производства. дипломная работа [8,7 M], добавлен 19.03.2014
Рассмотрение основ структурной схемы системы автоматизации. Выбор исполнительных и задающих элементов, микропроцессорного элемента управления. Расчет нагрузочных характеристик. Составление алгоритма управления и написание программного обеспечения. курсовая работа [711,4 K], добавлен 06.10.2014
Описание схемы контроля и автоматизации регулировки температуры распределенного теплового объекта. Анализ динамических свойств объекта управления, расчет переходного процесса с учетом датчика. Изучение алгоритма управления на базе контроллера ТРМ-32. курсовая работа [1,5 M], добавлен 14.01.2015
Обоснование и выбор объекта автоматизации. Технологическая характеристика электрической тали. Разработка принципиального электрической схемы управления. Составление временной диаграммы работы схемы. Расчет и выбор средств автоматизации, их оценка. курсовая работа [889,4 K], добавлен 25.03.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Разработка автоматизированной системы управления газоперекачивающим агрегатом Сургутского месторождения дипломная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа: Показатели динамики рынка нефтепродуктов
Волейбол Допты Төменнен Беру Реферат
Курсовая работа: Общая характеристика первых кодексов советского права 1922 – 1923 гг. Скачать бесплатно и без регистрации
Любовная Лирика Тютчева Сочинение
Реферат: Имя события как прием интерпретации. Скачать бесплатно и без регистрации
Внутренняя Политика Александра 1 Курсовая Работа
Курсовая работа: Управление оборотными активами
Реферат Lg
Реферат: Husband To Wife Violence Essay Research Paper
Развитие Детей Дошкольного Возраста Дипломная Работа
Реферат: Swimming Essay Research Paper SwimmingSwimming is the
Курсовая работа: Постиндустриальное общество и его враги. Скачать бесплатно и без регистрации
Чему Была Посвящена Магистерская Диссертация Чернышевского
Как Написать Цитирование В Сочинении
Социально Экономические Реформы Петра 1 Реферат
Путятинский Район Рязанская Область Сочинение 7 Класс
Курсовая Работа По Психологии Конфликта
Урок Безопасности Контрольная Работа
Доклад по теме Реальные твердые тела
Курсовая Работа На Тему Кинематический Анализ Зубофрезерного Станка Модели 5м324а
Ревізія як елемент методу економічного контролю - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Герои Отечественной войны 1812 года - История и исторические личности презентация
Прекращение деятельности юридических лиц - Государство и право курсовая работа