Анализ системы автоматизации ЛПДС "Муген"

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Я прошла преддипломную практику на предприятии ОАО «СИБНЕФТЕПРОВОД» Тобольского Управления Магистральных Нефтепроводов на линейно производственно-диспетчерской станции «Муген», в отделе УЭСАТ. Нефтеперекачивающая станция ЛПДС «Муген» является структурным подразделением ОАО МН «Транснефть» ОАО «Сибнефтепровод » и представляет собой комплекс сооружений и устройств, для перекачки нефти по магистральным нефтепроводам.

На ЛПДС «Муген» расположены четыре нефтеперекачивающие станции, занимающиеся перекачкой нефти на Омск, Уфу, Куйбышев, Полоцк.

Мой рабочий день длился с восьми утра и до пяти вечера. Мне понравился коллектив и рабочее место. Я была закреплена за наставником, от предприятия помогавшим мне в процессе всей практики. Наш отдел занимался ремонтом, настройкой, поверкой, монтажом средств КИПиА.

На практике я познакомилась с приборами для измерения уровня жидкости «ГАММА-7», с датчиком давления «YOKOGAWA», с прибором для контроля вибрации «Аргус-М», с прибором для измерения расхода и количества «ВЗЛЕТ ТСР», а также автоматизацией и программным обеспечением всей системы НПС.

В целом, практика мне очень понравилась, я приобрела много знаний, опыт работы, узнала много нового и интересного.

1. Охрана труда и окружающей среды на предприятии ОАО «Сибнефтепровод»

Выполнение требований по охране труда способствует предупреждению травматизма, заболеваний, улучшению условий труда.

Снижение уровня травматизма, профессиональных заболеваний и успех в пожарной безопасности в большей степени зависит от качества подготовки специалистов в этой области, от их умения принимать правильные решения на производстве.

В целях предупреждения аварийности и травматизма следует соблюдать требования по охране труда:

правильно применять средства индивидуальной защиты и коллективной защиты;

проходить обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда;

немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о проявлении признаков острого профессионального заболевания (отравления).

проходить обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования).

Для предупреждения несчастных случаев предусматривают: модернизацию оборудования, инструментов; устройство предохранительных и защитных приспособлений; установку пусковых приборов с блокировками и сигнализацией; автоматического и дистанционного управления агрегатами, компрессорами, станками, для быстрейшей их остановки и пуска в целях обеспечения безопасности работающих; установка приборов контроля воздушной среды; автоматической светозвуковой сигнализации, обеспечивающей безопасные условия работы.

Система управления окружающей средой - часть общей системы административного управления, которая включает в себя организационную структуру, планирование, ответственность, методы, процедуры, процессы и ресурсы, необходимые для разработки, внедрения, реализации, анализа и поддержания экологической политики.

АК «Транснефть» определяет своим высшим и неизменным приоритетом - охрану окружающей среды. Все объекты обязательно приводятся в соответствие с требованиями природоохранного законодательства.

Наибольшую опасность для окружающей среды представляют аварийные сбросы загрязняющих веществ в природные водные источники, аварийные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, а также аварийные разливы нефти. Планируя свою деятельность ОАО «Сибнефтепровод» старается свести к минимуму возможные негативные воздействия на окружающую среду.

Постоянно реконструируются очистные сооружения сточных вод. Приобретены и введены в работу установки по утилизации отходов. Широко используются технологии, обеспечивающие экономное расходование сырья, материалов и энергоносителей. Осуществляется раздельный сбор отходов, с дальнейшей передачей на специализированные предприятия.

На предприятии созданы эколого-аналитические лаборатории, которые позволяют вести постоянный качественный контроль над состоянием окружающей среды в зоне промышленной деятельности предприятия.

Осуществляется полномасштабная внутритрубная диагностика магистральных трубопроводов и своевременное обследование резервуарного парка. В результате их проведения устраняются дефекты на нефтепроводах, обновляются подводные переходы, заменяются сотни километров труб. Эти мероприятия направлены на уменьшение риска возникновения аварийных ситуаций с экологическими последствиями.

2. Мероприятия по предупреждению аварийных ситуаций на ЛПДС «Муген»

Для всех объектов структурных подразделений ОАО «Сибнефтепровод» определены возможные аварийные ситуации и аварии и разработаны «Планы ликвидации возможных аварий и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». Эффективность разработанных планов, отработка навыков ликвидации возможных аварий и умение работать с нефтесборным оборудованием проверяется и отрабатывается во время учебно-тренировочных занятий по ликвидации последствий возможных аварийных выходов нефти.

Мерами по предупреждению аварий и несчастных случаев являются:

- выполнение производственных инструкций;

- систематическое проведение противоаварийных тренировок;

проведение производственного обучения по охране труда с персоналом;

учебно-тренировочные занятия с персоналом.

Ежемесячно проводятся учебно-тренировочные занятия, противоаварийные тренировки, на которых отрабатываются все возможные действия персонала при локализации, ликвидации отказов средств автоматики и телемеханики на объектах магистральных нефтепроводах в случае их возникновения.

Основные требования плана ликвидации аварийных ситуаций:

предупредить об опасности людей находящихся поблизости;

остановить работающее оборудование;

вызвать пожарную машину, сообщить диспетчеру ЛПДС «Муген», сообщить дежурному электромонтеру, администрации ЛПДС;

обеспечить вывод людей из опасной зоны, выставить посты, оказать первую помощь пострадавшим;

устранить сложившуюся аварийную ситуацию;

по возможности восстановить прежнюю схему работы оборудования.

В процессе технологической практики я принимала участие в учебно-тренировочном занятии.

3. Система автоматизации ЛПДС «Муген»

МПСА предусматривает полный объем автоматизации всей системы НПС. Технологический процесс работы оборудования НПС находит соответствующее отражение на экране видеомониторов пульта оператора, находящиеся в МДП и операторной в виде вызываемых на экран кадров, представляющих из себя целостное представление о технологическом процессе или работе отдельного технологического узла.

Вызываемые на экран кадры содержат достаточно полную информацию о протекающих процессах:

- текущие измерения технологических параметров;

- достижение измеряемыми параметрами предельных и аварийных значений;

- сигнализацию отклонений от нормы в технологическом процессе;

- текущее состояние технологического оборудования.

Система автоматизации, функционирующая на ЛПДС «Муген», имеет три уровня:

- нижний уровень включает в себя датчики и вторичные преобразователи, а также показывающие приборы и органы управления, устанавливаемые по месту,(на пример, датчики и реле давления, манометры, датчики и сигнализаторы уровня, измерители расхода, температурные датчики, газосигнализаторы, извещатели пламени, взрывозащищенные нажимные кнопки и т.д., а также блок ручного управления (БРУ). Это изделия высокой надежности производства отечественных и зарубежных фирм (Yokogawa, Vega, Delta, Wika, OMUV, Nivelco, DehnSohne, STAHL и т.д.).

- средний уровень представляет собой область сопряжения с технологией, которая реализуется на элементах семейства программируемых логических контроллеров QUANTUM фирмы MODICON, работающих в локальной сети.

- верхний уровень включает в себя автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора и инженера на базе персональных компьютеров с прикладным программным обеспечением системы отображения на базе программного пакета ifix разработки фирмы Intellution.

Система автоматизации НПС выполняется с горячим резервированием контроллера.

Представлен объём автоматизации насосного агрегата, имеющий раздельную компоновку, т.е. насос установлен в насосном зале, а электродвигатель в электрозале. Соединение насоса и электродвигателя выполнено без промежуточного вала. Изоляция насосного зала от элекрозала осуществляется за счёт создания воздушной завесы в беспромвальном соединении. Подача масла на подшипники насоса и электродвигателя раздельная.

На приборном щите (02.1), который располагается в насосном зале, устанавливаются следующие приборы и датчики:

манометры, контролирующие давление приёма (PI-03) и нагнетание насосного агрегата (PI-01);

датчик давления, контролирующий давление нагнетания насосного агрегата (РТ-01);

приборы, контролирующие давление масла, которое поступает на подшипники насоса:

реле давления (НS-01);

манометр (PI-02);

датчик давления (РТ-02);

На приборном щите (02.5), который располагается в электрозале зале, устанавливаются следующие приборы и датчики:

- приборы, контролирующие давление масла, которое поступает на подшипники электродвигателя:

реле давления (НS-01);

манометр (PI-01);

датчик давления (РТ-01);

Пуск и остановка агрегата производиться с помощью масляного или вакуумного выключателя (NSA), который расположен в ЗРУ.

Управление задвижками осуществляется магнитным пускателем (NSA).

Повышенные утечки нефти из торцевых уплотнений контролируются с помощью реле уровня (LS101). Контроль вибрации осуществляется датчиками (SE), через блок согласования (ED02), расположенными на стойке 02.1 и через блок (ED02), расположенные на стойке 02.5.

Датчики температуры (ТЕ102,103) контролируют температуру подшипников насосного агрегата, датчик температуры (ТЕ101) контролирует температуру корпуса насоса. Датчики температуры (ТЕ104,105) контролируют температуру подшипников электродвигателя, датчики температуры (ТЕ108…117) контролируют температуру горячего воздуха электродвигателя.

4. Принимаемые в системе методы коммуникации

Связь между элементами системы осуществляется несколькими методами. Достижимость отдельных устройств определяется типами и количеством находящихся в распоряжении портов связи. Коммуникационная сеть была создана с учетом этих данных. Где необходимо, были встроены блоки Bridge, обеспечивающие сопряжение различных протоколов связи.

Применяемые в системе сети и методы связи:

- СетьRemote I/O (RIO);

- Сеть Modbus;

- Сеть Modbus Plus;

- Сеть Ethernet;

Перечисленные выше сети отличаются друг от друга по следующим параметрам:

- Скорость коммуникации;

- Надежность;

- Протокол обмена данных;

- Принцип доступа к физической коммуникационной среде.

Поскольку в системе используются контроллеры производства Modicon, о каждой вышеуказанной сети можно сказать, что она основана на протоколе Modbus. У сетей Modbus Plus и Remote I/O существует возможность дублирования физического кабеля передачи данных, что может быть очень важным для управления технологическим процессом на нижнем уровне, и эта возможность дублирования обычно используется.

Для высокоскоростного сопряжения вх./вых. сигналов, когда за scan time необходимо обновлять значение всех сигналов, применяем сеть remote i/o фирмы Modicon, независимо от того, какое размещение требует данный блок - локальное или удаленное. Remote I/O используется для передачи самых подробных, необработанных технологических битов данных и регистров. Достоверность опрошенных битов и регистров отдельно не контролируется, а определяется нормальным состоянием коммуникации с блоком Remote I/O, ввиду того, что в алгоритмах управления потеря связи с блоками RIO обычно является станционной защитой. Так как сеть основана строго на протоколе фирмы Modicon, другие (произведенные третьей стороной) устройства к сети подключать нельзя.

Обмен данными между самыми контроллерами происходит по сети Modbus Plus. По этой сети происходит передача уже более глобальных, обработанных данных и ведется контроль достоверности и об их обработке. К информации о достоверности передаваемых данных добавляется и информация о наличии связи.

Для внешних, не требующих большой скорости передачи и количества данных задач, часто используется сеть Modbus и протокол Modbus. Коммуникация обычно осуществляется с помощью интеллектуальных устройств, поэтому передаются обратные данные, достоверность которых также определяется состоянием коммуникации (коммуникация в норме или нет).

Сеть Ethernet- давно используемая технология для ПЭВМ. Поскольку исходя их принципа сети столкновений избежать невозможно, в построении сети используются отдельные устройства switch, с помощью которых можно детерминировать время передач данных между отдельными подблоками. При этом используется протокол Modbus TCP, который передает данные через стандартный порт 502.

Remote I/O (RIO):

Входные/выходные (I/O) модули подключаются к центральному блоку контроллеров через высокоскоростную сеть. Эта сеть также дублирована для повышения надежности. Сеть удаленного ввода-вывода (RIO) Modicon представляет собой высокоскоростную (1.544 Mbit/s) локальную сеть передачи данных, использующую стандартный коаксиальный кабель и технологию CATV. Входные/выходные модули системы Modicon Quantum подключается к центральному блоку контроллеров через эту высокоскоростную сеть.

Сеть RIO поддерживает передачу битовых и регистровых данных из/в модули ввода и вывода. Эта сеть дублирована для повышения надежности.

В режиме Hot-Standby использование RIO обязательное условие, так как переключение удаленных входов/выходов обеспечивается в процессорах коммуникации только для плат RIO, firmware-ом контроллера.

Modbus Plus:

Modbus Plus - это локальная высокоскоростная промышленная вычислительная сеть, в которой передача данных происходит по витой паре (стандарт RS485,синхронная передача).

Устройства, объединенные в сеть, могут обмениваться между собой сообщениями для удаленного контроля и управления.

По сети протекает поток данных контроллеров. Из-за обеспечения быстроты обмена данными необходимо ограничить количество узлов по этой сети (целесообразно не больше 10-15узлов, в зависимости от количества данных между узлами).

В предлагаемой системе к этой сети подключены и BM85-Bridje Multiplexer, которые обеспечивают сопряжение системы отображения и прочих внешних устройств по протоколу Modbus.

Для сети Modbus Plus фирма Modicon выдает предписание и для построения физической среды передачи данных. Следует строго соблюдать правила построения сети для обеспечения надежности.

Самые важные данные системы передаются по этой линии, поэтому она должна быть чрезвычайно надежной. В системе выстроены две, независимых друг от друга сети, обе продублированы, как раз в интересах увеличения надежности. По первой сети протекает поток данных контроллеров и системы отображения.

По второй сети осуществляется коммуникация контроллеров друг с другом, а также собирается необходимая для их работы информация от прочих технических средств системы, не способных на коммуникацию Modbus Plus.

Modbus:

Modbus является стандартом открытой последовательной линии фирмы Modicon, рекомендуемый также для промышленного применения.

Все линии MODBUS, без исключения, подключаются к BRIDGE MULTIPLEXER, осуществляя сопряжение к сетям MODBUS PLUS.

Программируемые BRIDGE MULTIPLEXER-ы (ВМ) способны самостоятельно собирать данные от устройств в сети MODBUS и передавать информацию в память контроллеров для дальнейшей обработки в сети MODBUS.

Устройства, объединенные в сеть, могут обмениваться между собой сообщениями. Все трансакции в сети инициируются мастер - узлом (главным). Сообщения, инициированные мастером, передаются по последовательной линии и принимаются слейв - узлами (подчиненными). Слейв - узел с адресом, совпадающим с адресом, содержащимся в первой байте сообщении, может затем передать ответ мастеру.

Сеть и протокол Modbus поддерживается процессорными модулями фирмы MODICON, как и для опроса данных, так и для программирования контроллера.

Стандартные Modbus - порты в контроллерах MODICON используют RS - 232C совместимый последовательный интерфейс, но стандарты RS-422 или RS-485 также могут использоваться в сетях Modbus. Контроллеры могут быть соединены напрямую или через модем, и также с помощью оптических преобразователей.

Контроллеры соединяются, используя технологию главный - подчиненный, при которой только одно устройство (главный) может инициировать передачу (сделать запрос). Другие устройства (подчиненные) передают запрашиваемые главным устройством данные, или производят запрашиваемые действия. Типичное главное устройство включает в себя ведущий (HOST) процессор и панели программирования. Типичное подчиненное устройство - программируемый контроллер.

Главный может адресоваться к индивидуальному подчиненному или может инициировать широкую передачу сообщения на все подчиненные устройства. Подчиненное устройство возвращает сообщение в ответ на запрос, адресуемый именно ему. Ответы не возвращаются при широковещательном запросе от главного.

ETHERNET.

Сеть ETHERNET обеспечивает передачу данных между персональными компьютерами системы отображения. Все компьютеры и главные контроллеры настоящего предложения подключены к сети ETHERNET.

Для сетей характерно следующее:

- коммутация портов устраняет необходимость в арбитраже;

- полная скорость обмена 10Мбит или 100Мбит на устройство;

- стандарт IEEE802. 1/Q для определения приоритетов доставки и поля Q и S для стандартных фреймов Ethernet;

- полный дуплекс устраняет коллизии;

- пропускная способность масштабируется, т.е. больше пользователей = большей пропускной способности.

Компьютеры, системы отображения осуществляют коммуникацию между собой по сети ETHERNET с помощью преобразователей связи (switch-ей) промышленного исполнения. Сопрягающиеся с технологией оборудования связаны друг с другом через сеть MODBUS PLUS. Сопряжение отдельных технологических участков происходит с помощью коммуникационных устройств BRIDGE MULTIPLEXER. Эти устройства являются программируемыми средствами, и с ними может быть сопряжено любое интеллектуальное оборудование.

Через устройства BRIDGE MULTIPLEXER с нашей автоматической системой управления стыкуется следующее оборудование технологии:

Схема контроля вибрации (Аргус-М)

Схема контроля загазованности (СКЗ-12-Ех)

Система пожаротушения КСАП-01

Устройство сопряжения с ТМ

Блок микропроцессорной релейной защиты БМП3(5шт)

5. Предложения по улучшению работы предприятия

Управление НПС является очень ответственной задачей. Технология НПС в общем не разрешает долговременных остановок, и не имеет площадок испытания вновь запрограммированных алгоритмов.

Выводы сделанные мной:

для надежности управления технологическими станциями следует применить программируемые логические контроллеры (ПЛК = PLC - Programmable Logic Controller) производства фирмы Modicon. Для создания, загрузки и проверки ПЛК используется программный пакет «Concept» разработки фирмы Schneider Electric. Управляющий блок контроллера располагает функцией Hot-Standby, которая делает возможным в случае неисправности центрального блока быстрое переключение на центральный резервный блок. Таким образом, возникшая неисправность не приведет к остановке станции.

также очень важной особенностью программ является возможность применения маскирования и имитации агрегатных и станционных защит. Неисправность разных технологических узлов не должна помешать возможности пуска станции и агрегата. Конечно, маскирование и имитация являются ответственными задачами, поэтому требуется знания соответствующего высокоприоритетного пароля для выполнения этой функции.

Заключение

МПСА предусматривает полный объем автоматизации всей системы НПС. Технологический процесс работы оборудования НПС находит соответствующее отражение на экране видеомониторов пульта оператора, находящиеся в МДП и операторной в виде вызываемых на экран кадров, представляющих из себя целостное представление о технологическом процессе или работе отдельного технологического узла.

Система автоматизации, функционирующая на ЛПДС «Муген», имеет три уровня:

- нижний уровень включает в себя датчики и вторичные преобразователи, а также показывающие приборы и органы управления, устанавливаемые по месту,( на пример, датчики и реле давления, манометры, датчики и сигнализаторы уровня, измерители расхода, температурные датчики, газосигнализаторы, извещатели пламени, взрывозащищенные нажимные кнопки и т.д., а также блок ручного управления (БРУ). Это изделия высокой надежности производства отечественных и зарубежных фирм (Yokogawa, Vega, Delta, Wika, OMUV, Nivelco, DehnSohne, STAHL и т.д.).

- средний уровень представляет собой область сопряжения с технологией, которая реализуется на элементах семейства программируемых логических контроллеров QUANTUM фирмы MODICON, работающих в локальной сети.

- верхний уровень включает в себя автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора и инженера на базе персональных компьютеров с прикладным программным обеспечением системы отображения на базе программного пакета ifix разработки фирмы Intellution, STAHL и т.д.).

аварийный контроллер автоматизированный нефтеперекачивающий

Список использованной литературы

1. Автоматизация и телемеханизация магистральных нефтепроводов. Основные положения. РД 153-39.4- 087-01.

2. Инструкция по эксплуатации системы управления, защиты и сигнализации магистрального агрегата. 2007 г.

3. Инструкция по эксплуатации приборов давления. 2007 г.

4. Оператор нефтеперекачивающей станции магистрального нефтепровода. Часть 1,2. Учебное пособие. 2007 г.

5. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. РД 159-39.4-056-00.

6. Регламент «По техническому управлению и контролю за работой МН»., 2005 г.

Размещено на Allbest.ru