
- Решения
- Газоперекачивающие компрессорные станции
Газоперекачивающие компрессорные станции
Система предназначена для автоматизированного управления технологическим процессом КС в составе интегрированной системы управления газотранспротного предприятия и обеспечивает выполнение следующих задач:
- Контроль и управление технологическим оборудованием
- Подачу заданного объема газа в магистральный газопровод
- Поддержание заданных параметров газа (давление, температура и т. д.)
- Обеспечение высокой эксплуатационной надежности КС в нормальных и аварийных ситуациях
- Сбор и передача информации о ходе технологического процесса и состоянии оборудования на уровень ДП ЛПУ
АСУ ТП КС состоит из 4 подсистем:
- САУ КЦ
- САУ ГПА
- АСУ Э
- АСПО, ПТ и КЗ
Типовой перечень объектов автоматизации АСУ ТП КС:
- Охранные краны
- Узел подключения КС
- ГПА
- ЗРУ
- КТП
- Арт. скважины
- КНС
- АВО
- УОГ
- УПИГ
- ГСМ
Состав АСУ ТП КС:
- Пульт контроля и управления КС
- Сетевые средства
- Шкафы управления
Пульт контроля и управления КС
Выполняет задачи:
- Сбор и обработка параметров технологического процесса
- Выполнение расчетных задач (удаление рабочей точки от зоны помпажа, объемной производительности и т. д.)
- Дистанционное управление исполнительными механизмами
- Ведение и обслуживание архива ретроспективных данных о ходе тех. процесса
- Подготовка справочных и учетных документов
- Печать сводок, рапортов и трендов
Состав пульта контроля и управления КС:
- АРМ диспетчера
- АРМ инженера
- Сервер КС
- Сервер ГПА
- Шлюз связи с ДП ЛПУ
- ИБП
Шкафы управления
Выполняет задачи непосредственного управления исполнительными механизмами по заданным алгоритмам,
сбор и обработку информации о состоянии объекта управления, передачу информации на уровень ДП КС.
Шкафы управления для всех подсистем АСУ ТП КС выполнены на базе универсальных контроллеров ЭЛПК-03 размещенных в типовых конструктивах- шкафах.
ЭЛПК-03 реализован как проектно- компануемый программно-технический комплекс, позволяющий создавать как простые (одноуровневые) так и сложные (многоуровневые) системы управления.
АСУ Э обеспечивает:
• устойчивую работу устройств энергоснабжения компрессорной станции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;
• оптимальное управление распределением и потреблением электроэнергии, воды, газа и тепловой энергии;
• противоаварийную защиту объектов энергоснабжения;
• учет и контроль расходования всех видов энергоресурсов;
• повышение экономической эффективности использования электроэнергии, воды, газа и тепловой энергии;
• повышение надежности и эффективности работы оборудования объектов электроснабжения, теплоснабжения и водоснабжения;
• своевременное предоставление оперативному персоналу достоверной информации о ходе технологического процесса, состояния оборудования и средств управления;
• выдачу персоналу ретроспективной технологической информацией (регистрации событий, расчёт показателей, диагностика оборудования и др.) для анализа, оптимизации и планирования работы оборудования и его ремонта.
Состав объектов автоматизации компрессорной станции:
• ЗРУ –10 кВ — закрытое распределительное устройство 10 кВ;
• КТП АВО газа — комплектная трансформаторная подстанция АВО газа (аппаратов воздушного охлаждения газа);
• РУНН — комплектная трансформаторная подстанция КТП 400 собственных нужд;
• ОЩСУ -щит управления и сигнализации агрегатов;
• котельная промышленной базы;
• котельная промышленной площадки;
• котельная жилого поселка;
• насосная 2-го подъема;
• насосная утилизации тепла.
Структурная схема комплекса технических средств АСУ Э (типовая) представлена на рис. 1.
АСУ Э представляет собой интегрированную систему управления, состоящую из следующих подсистем:
• подсистема верхнего уровня АСУ Э, осуществляющая ввод-вывод аналоговой и дискретной информации для всех подсистем, а также диалоговый режим с АРМ начальника ЭВС (АРМ Э), АРМ инженера-электрика, АРМ релейщика;
• подсистема АСУ внутреннего электроснабжения (АСУ ЭС), осуществляющая ввод-вывод информации с устройств электроснабжения, ЦРЗА, счетчиков электроэнергии, и включающая в своем составе автоматизированную систему коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) и подсистему технического учета электроэнергии (ТУЭ);
• подсистема АСУ теплоснабжения (САУ Т), водоснабжения (САУ В), канализационных и очистных сооружений (САУ КОС);
• подсистема учета энергоресурсов.
Основные функции, реализуемых системой.
• Основные функции подсистемы АСУ ЭС:
• коммерческий и технический учет электроэнергии, формирование информации о потреблении энергоносителей, передача информации о расходе электроэнергии в энергоучетную организацию;
• формирование на дисплее АРМ мнемосхемы электроснабжения с отображением наиболее важных параметров;
• контроль режима аккумуляторной батареи, параметров сети постоянного тока и состояния подзарядных агрегатов;
• предупредительная и аварийная сигнализация;
• диагностика и контроль энергетического оборудования (ресурсов выключателей, двигателей и др.);
• регистрация состояния объектов АСУ ЭС и действий оператора;
• обработка и вывод на экран дисплея информации о событиях в текстовой (табличной) форме;
• ведение во всех контроллерах АСУ ЭС единого времени,
• осциллографирование параметров аварийных и переходных процессов,
• измерение качества электроэнергии.
Основные функции подсистемы САУ Т (кроме общих функций АСУ ЭС):
• формирование и отображение на мнемосхеме наиболее важных параметров (температуры, давления и расхода прямой и обратной сетевой воды, подпиточной воды);
• отображение на мнемосхеме состояния местных устройств автоматики котлов, насосов и тепловых сетей;
• контроль наличия напряжения на сборках 0,4 кВ котельной;
• предупредительная сигнализация о неисправностях устройств локальной автоматики нижнего уровня;
• учет потребляемого газа и выработанного тепла;
• учет расхода прямой и обратной сетевой воды, а также подпиточной воды;
• передача на верхний уровень информации о расходе газа, выработанном тепле, расходах и температурах прямой и обратной сетевой воды;
• другие функции САУ Т в зависимости от технологической схемы системы теплоснабжения.
Основные функции подсистем САУ В и САУ КОС (кроме общих функций АСУ ЭС):
• формирование и отображение на мнемосхеме наиболее важных параметров (рабочих и резервных насосов, положения задвижек, давлений и температуры воды, расхода воды, уровней и температуры воды в резервуарах и т. д.);
• отображение на мнемосхеме и сигнализация состояния местных устройств автоматики, предупредительная сигнализация о неисправностях устройств локальной автоматики нижнего уровня;
• аварийная и предупредительная сигнализация возникновения аварийных и ненормальных режимов (отключение насосов, снижение давления, переполнение емкостей и др.);
• контроль наличия напряжения на сборках 0,4 кВ питания насосных станций;
• учет расхода воды и стоков;
• учет наработки насосов;
• другие функции, определяемые в зависимости от технологической схемы системы водоснабжения и КОС.
Основные функции АРМ:
• Информационные функции;
• Сигнализирующие функции;
• Регистрирующие функции;
• Управляющие функции;
• Вычислительные функции.
Программное обеспечение системы состоит из двух составляющих:
• базовое (системное) ПО;
• прикладное ПО.
В качестве базового ПО используется SCADA система TRACE MODE.
На нижнем уровне АСУ ЭС применен контроллер ЭЛПК-03 внедренческой фирмы «ЭЛНА». Операционная система контроллера позволяет загружать пользовательские программы (прикладное ПО), создаваемые на технологическом языке высокого уровня.
Встроенные интерфейсы ЭЛПК-03 позволяют объединять контроллеры в локальную промышленную сеть.
Конструктивы шкафов, выполненные в исполнении IP54, так же как и промышленные ПЭВМ обеспечивают пыле- и влагонепроницаемость.
Помехоустойчивость достигается за счет использования фильтров и протоколов обмена с обнаружением ошибок.
Надежность питания обеспечивается возможностью питания от сети переменного или постоянного напряжения 220 В, а также применением блоков бесперебойного питания.
1.1.1 Базовое (системное) ПО
Базовое (системное) ПО, как правило, состоит из операционной системы и ядра управляющей программы. В качестве операционных систем в системе АСУ Э должны использоваться операционные системы со следующими функциональными возможностями:
• поддержка многозадачного режима;
• модульность построения системы, возможность построения разных конфигураций с интеграцией модулей различных производителей;
• открытость, возможность подключения пользовательских модулей;
• наличие набора драйверов для внешних устройств и коммуникационных интерфейсов различного типа.
1.1.2 Требования к инструментальному ПО
Для разработки прикладного ПО контроллеров должно использоваться Инструментальное ПО, посредством которого ядро управляющей программы настраивается на конкретный набор модулей ввода/вывода, сетевые каналы обмена информацией и осуществляется программирование алгоритмов обработки информации и управления.
Общими требованиями к инструментальным средствам являются:
• наличие дружественного интерфейса с программистом;
• наличие нескольких способов представления алгоритмов, основанные на международных стандартах (МЭК 1131);
• наличие библиотеки стандартных алгоритмов обработки и регулирования;
• наличие средств отладки и контроля выполнения технологического ПО.
1.1.3 Требования к прикладному ПО
Прикладное ПО верхнего уровня управления, разработанное при помощи инструментальных программных средств, должно обеспечивать передачу и прием информации по каналам связи и выдачу команд управления. Прикладное ПО должно обеспечить требуемый объем параметров, расчетных задач и алгоритмов управления в соответствии с информационно-алгоритмическим обеспечением на ПО, разрабатываемое на последующих стадиях проектирования.
Аппарат воздушного охлаждения газа (далее АВО) обеспечивает охлаждение газа на выходе компрессоров до необходимых по технологии температур.
Центральный контроллер в шкафу управления производит сбор данных с датчиков температуры t1-t16, сопоставляет с режимами работы двигателей, с их параметрами (частота, остаточный ресурс, запрет управления) выбирает оптимальный с точки зрения энергоэффективности режим работы. Управляющие воздействия поступают на ЧРП для формирования управляющего воздействия на электродвигатель, а также на экран АРМ оператора для контроля за тех.процессом. Все процессы, происходящие в САУ, как и данные, собираемые системой о режимах и параметрах работы АВО, заносятся в архив на сервере САУ АВО.
Опционально предусмотрена система диагностики двигателей по электрическим параметрам, которая позволяет методами неразрушающего контроля производить оценку технического состояния оборудования (см.диагностика). Функции управления и регулирования:
- включение/отключение вентиляторов по команде диспетчера;
- автоматическое регулирование температуры газа на выходе АВО;
- поддержание заданной температуры на выходе АВО;
- измерение и отображение общей температуры газа на выходе АВО газа;
- измерение и отображение температуры газа на выходе каждой из 16 секций АВО газа;
- измерение температуры окружающего воздуха;
- программный, последовательный плавный запуск группы электродвигателей при одновременном включении их в работу.
- сбор и обработка аналоговых технологических параметров;
- сбор и обработка дискретных параметров, характеризующих состояние и положение исполнительных механизмов;
- обмен информацией с АРМ диспетчера по цифровому каналу связи;
- обмен информацией по интерфейсу RS-485 с интеллектуальным оборудованием ШУ (ЧРП, выключатели).
- представление на экране АРМ оператора мнемосхем АВО с указанием измеряемых параметров в местах контроля и положений исполнительных механизмов;
- создание и хранение в энергонезависимой памяти электронного «журнала событий» по отказам и времени работы каждого электродвигателя.
- учет наработки оборудования;
- обеспечение равномерной выработки ресурса всеми электродвигателями путем включения вентиляторов согласно запрограммированному циклу «ресурсосбережения», а также по расписанию, заданному технологическим регламентом.
- диагностика состояния технических средств управления, в том числе исправности измерительных и исполнительных каналов;
- проверка достоверности информационных сигналов.
Система построена таким образом, что отключение вышестоящих уровней не влияет на работу локального уровня САУ. Отключение локального контроллера, в свою очередь, не влечет за собой остановку АВО – вентиляторы продолжают работу в предшествующих отключению режимах.
