ebook img

Зуев С.А. и др. Разработка операторского интерфейса в пакете Trace Mode PDF

80 Pages·03.13 MB·Russian
Save to my drive
Quick download
Download
Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.

Preview Зуев С.А. и др. Разработка операторского интерфейса в пакете Trace Mode

Министерство образования и науки Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) имени И.М. ГУБКИНА Кафедра автоматизации технологических процессов С. А. Зуев Р.Л. Барашкин В. В. Южанин РАЗРАБОТКА ОПЕРАТОРСКОГО ИНТЕРФЕЙСА В ПАКЕТЕ TRACE MODE Учебное пособие Москва 2016 УДК 004.9:/622.276+622.279(075)+681.518:/622.276+622.270/ Рецензенты: А.В. Бабков – кандидат технических наук, технический директор ООО «НПА Вира Реалтайм» А.В. Кротов – кандидат технических наук, доцент РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина Зуев С.А., Барашкин Р.Л., Южанин В.В. Разработка операторского интерфейса в пакете Trace Mode: Учебное пособие. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2016. – 78 с. Рассмотрено проектирование систем управления технологически- ми процессами нефтегазовой отрасли. Приведены термины, опреде- ления и основы работы в инструментальной системе Trace Mode. Ана- лизируется разработка операторского интерфейса, программы ПИД- регулятора, экранной формы «Тренды», архива и отчета тревог. Пособие предназначено для бакалавров и магистрантов направле- ний «Управление в технических системах» и «Нефтегазовое дело». Зуев С.А., Барашкин Р.Л., Южанин В.В., 2016 РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2016 Сокращения АРМ – автоматизированное рабочее место ГС – газосепаратор ИС – инструментальная система МРВ – монитор реального времени ЛКМ – левая кнопка мыши НС – нефтесепаратор ПКМ – правая кнопка мыши ГЭ – графический элемент РВС – резервуар вертикальный стальной ФСА – функциональная схема автоматизации СПАД – система поддержки архивных данных САР – система автоматического регулирования УПН – установка подготовки нефти FBD – Function Block Diagramm 3 1. ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ  Разработать операторский интерфейс и алгоритмы регули- рования системы управления блока первой ступени сепарации и блока предварительного обезвоживания установки подготовки нефти (УПН). Блок первой ступени сепарации включает нефтяной сепара- тор 1-1-НС-1; газовый сепаратор 1-2-ГС-1 и дренажную ёмкость 1-3-Е-1. Блок предварительного обезвоживания  три параллельных предварительных отстойника 3-1-О-1, 3-1-О-2, 3-1-О-3 (рис. 1). Газонасыщенная нефть со скважин поступает в нефтяной сепаратор 1-1-НС-1 по трубопроводу с рабочим давлением до 2 8,0 кгс/см через входную распределительную гребенку. В неф- тяном сепараторе нефть и газ разделяются. Газ поступает в газовый сепаратор 1-2-ГС-1, где происходит отделение капельной жидкости. Отделившаяся жидкость накап- ливается в дренажной ёмкости 1-3-Е-1 и насосом 1-4-Н-1 подаёт- ся обратно на УПН, а газ поступает на переработку. С 1-й ступени сепарации нефть под собственным давлением 2 до 8 кгс/см по трубопроводу попадает в три параллельных пред- варительных отстойника 3-1-О-1, 3-1-О-2, 3-1-О-3 блока предва- рительного обезвоживания, где происходит разделение водонеф- тяной эмульсии. Далее нефть подаётся на блок обезвоживания. Содержание воды в нефти на выходе из блока предварительного обезвоживания 510%. Вода из предварительных отстойников сбрасывается в блок подготовки. В качестве объекта управления используется имитационная модель технологического процесса подготовки нефти к транспор- 4 БЛОК № 1нь сепарации БЛОК № 3Блок предварительного обезвоживания Содержание З-3-2-Н-0воды 5-10% На блок обезвоживания нефти е и Первая ступ NS-01-GT-01-12-111-1 З-1-7-Н-1PT-01-14-1 E-1TT-01-15-1 Н-1 Н-2 Н-3 З-3-3-В-0 В очистные РВС дготовк На ГПЗ LC-01-З-1-8-Г-110-1 LC-01-08-1PT-01-09-1 1-3-Е-1З-1-6-Н-1Р-1-5-Н-1PT-01-PT-03-TT-03-13-101-102-1 3-1-О-1З-3-2-LC-03-03-1 Р-3-3-В-1PT-03-TT-03-01-202-2 3-1-О-2З-3-2-LC-03-03-2 Р-3-3-В-2PT-03-TT-03-01-302-3 3-1-О-3З-3-2-LC-03-03-2 Р-3-3-В-3 На 1,2 блоки предварительного отстоя в первичной по На ФВД Р-1-11-Г-1 FT-01-05-1 Резервный трубопровод со скважин на 1,2 блоки предварительного отстоя М-1TT-01-PC-01-07-106-1 Газосепаратор1-2-ГС-1PT-01-02-1ГС (14)З-1-4-Г-1TT-01-03-1 1-1-НС-1 LC-01-04-1 З-3-1-M-1 Р-1-3-M-1На 3 блок предварительного отстоя З-3-1-M-2 З-3-1-M-3 З-3-1-M-0 втоматизации блоко 5 З-1-9- З-1-2-М-1ю ступень сепарации схема а На 1- я а н З-2-1-Х-1 PT-01-01-1 аль н E-2 З-1-1-М-1 З-0-1-Г-1 цио к а н тв у йс Ф я БЛОК № 2 Блок реагентного хоз 2-1-Е-1 Линия подачи азота p=8кгс/см2Qнефти~708 т/чQводы~125 т/чQскв~20 000т/сут Рис. 1. 5 ту, разработанная в среде имитационного моделирования UniSim Design компании Honeywell. Операторский интерфейс разраба- тывается в среде Trace Mode. Связь имитационной модели объек- та управления с операторским интерфейсом осуществляется по протоколу OPC DA. В совокупности приведенные компоненты составляют имитационный комплекс. На рисунке 2 для сравнения приведены структурные схемы системы управления реальным технологическим процессом и разрабатываемого имитационного комплекса. Роль технологиче- ского процесса в имитационном комплексе выполняет имитаци- онная модель. Функции контроллера, касающиеся алгоритмов управления и функции АРМ оператора, выполняет операторский интерфейс в среде TraceMode. Рис. 2. Структурные схемы системы управления технологическим процессом 6 Функции операторского интерфейса: 1) индикация, регистрация технологических параметров; 2) автоматическое регулирование технологических парамет- ров на базе ПИД-регулятора; 3) дискретное управление запорной арматурой; 4) регистрация, аварийная и предупредительная сигнализация предельных отклонений технологических параметров. Операторский интерфейс должен содержать экранные формы, приведённый в табл. 1. Таблица 1 Наименование формы Функции Навигация по экранным формам проекта. Главный мнемокадр Отображение табличной экранной формы для просмотра отчета тревог Индикация значений технологических парамет- ров, формирование предупредительной и аварий- ной сигнализации предельных отклонений техно- Мнемосхема техноло- логических параметров, управление оборудовани- гического процесса ем, задание уставок регуляторов, смена режима работы регуляторов (переход с автоматического на ручной режим управления) Отображение на одном графике трендов всех тех- нологических параметров, а на отдельных графи- Тренды ках  лишь текущих и заданных значений регули- руемых технологических параметров, а также по- ложение штоков регулирующих клапанов Имитационный комплекс использует следующее программное обеспечение:  UniSim Design (Хоневелл);  OPC – сервер (РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, каф. АТП);  Trace Mode 6 (Adastra Research Group). 7 2. ОПИСАНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ TRACE MODE 6 2.1. Основные термины и определения Программные продукты TRACE MODE 6 подразделяются на инструментальную систему (ИС) и исполнительные модули. Рис. 3. Архитектура проекта в среде TraceMode Инструментальная система TRACE MODE устанавливается на рабочем месте инженера-разработчика АСУ и предназначена для автоматизации и отладки всех ее компонентов. Проект TRACE MODE сохраняется с расширением *.prj (рис. 3). Исполнительные модули TRACE MODE предназначены для запуска проекта TRACE MODE в реальном времени при эксплуа- тации на объекте автоматизации. Основным исполнительным мо- дулем TRACE MODE для автоматизированного рабочего места АРМ является монитор реального времени (МРВ), выполняю- щий такие функции, как непрерывный сбор данных, их матема- тическая обработка и визуализация. Для запуска проекта в кон- троллерах используются исполнительные модули МикроМРВ, 8 которые различаются по типу контроллеров: разрядность процес- сора, операционная система, использование сетевого взаимодей- ствия и др.1 Рис. 4. Архитектура проекта TRACE MODE Узел Каждому компьютеру/контроллеру, запущенному под управ- лением исполнительного модуля в проекте TRACE MODE, сопо- ставляется отдельный узел. Максимальное количество узлов в проекте – 255. Канал В рамках узла создаются каналы – основные информацион- ные единицы для ввода и первичной обработки данных. Каналы в рамках узла могут объединяться в группы, группы могут содер- жать подгруппы, образуя иерархическую информационную структуру произвольной вложенности. 1Алгоритм управления технологическим процессом будет выполнен в операторском интерфейсе без контроллера, поэтому модуль МикроМРВ не используется. 9 Каналы разделяются на классы в зависимости от типа обраба- тываемых данных, например, для целочисленных – HEX16 и HEX32, для вещественных – FLOAT и DOUBLE FLOAT. Различают два типа каналов – INPUT и OUTPUT. Атрибут Каналы содержат атрибуты, которые могут вычисляться в ре- альном времени (Достоверность) и не вычисляться в нем (Верх- ний предел, Нижний предел), могут быть общими (Базовое имя, Комментарий, Кодировка) и специализированными. Значения невычисляемых атрибутов можно изменять в реаль- ном времени, например, варьировать параметры внутренней об- работки в канале класса Float с помощью Множителя и Смеще- ния для линейного преобразования – перехода от кодов АЦП к физическим величинам. Точка В общем случае каналы типа INPUT могут получать инфор- мацию от источников данных, каналы типа OUTPUT – посылать управляющие воздействия в приемники данных. Источники и приемники данных представляют собой описате- ли точек ввода-вывода, то есть связей с контроллерами, платами УСО (устройство сопряжения с объектом), интеллектуальными датчиками и т.д. Каждая точка ввода-вывода может быть одним аналоговым сигналом или группой (до 16) дискретных сигналов. Связи с тэгами во внешних ОРС-серверах и программными компонентами по протоколам DDE/NetDDE также относятся к точкам ввода-вывода. 10

See more

The list of books you might like

Most books are stored in the elastic cloud where traffic is expensive. For this reason, we have a limit on daily download.