Разработка системы автоматизации первой ступени установки низкотемпературной сепарации газа
Введение
Метод извлечения жидких углеводородов из газов газоконденсатных месторождений, в основе которого лежат процессы однократной конденсации при температурах от -10 до -25 ºС и газогидромеханического разделения равновесных жидкой и газовой фаз, называется низкотемпературной сепарацией.
Метод НТС для извлечения жидких углеводородов из продукции скважин газоконденсатных месторождения был впервые использован в США, где в 1950 г. Была пущена в эксплуатацию первая промышленная установка НТС. Получение низкой температуры сепарации достигалось дросселированием газа с избыточного давления.
Первая установка состояла из низкотемпературного сепаратора со змеевиком в нижней части, предназначенным для расплава гидратов. Теплый газ из скважины проходил через змеевик, затем по выходе из змеевика сепаратора дросселировался и поступал в сепаратор. Отсепарированный газ направлялся в газопровод.
Дальнейшее развитие НТС шло по пути усложнения установок. В схему сначала включили рекуперационный
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 7
1 Характеристика объекта автоматизации 8
1.1 Описание технологического процесса объекта управления 8
1.2 Анализ структуры существующей системы управления 10
1.2.1 Точки контроля и сигнализации 10
1.2.2 Точки регулирования и блокировки 12
2 Разработка и описание системы контроля, регулирования и управления 13
технологическим процессом
2.1 Выбор структурной схемы системы управления 13
2.2 Комплекс технических средств нижнего уровня 15
2.2.1 Выбор средства измерения давления 15
2.2.2 Выбор средства измерения уровня 16
2.2.3 Выбор средства измерения температуры 18
2.3 Выбор микропроцессорной системы 19
2.4 Вспомогательные средства автоматизации 22
2.4.1 Выбор барьеров искробезопасности 22
2.4.2 Модули ввода аналоговых сигналов 23
2.4.3 Блок питания 25
2.5 Расчет и выбор провода 26
3 Анализ и синтез типового контура регулирования 28
3.1 Технологическая схема автоматизации контура регулирования уровня в 28
емкости 1-С-1
3.2 Построение, запуск и анализ модели САР 29
3.3 Оптимизация САР 30
3.3.1 Стабилизация разомкнутого контура САР 30
3.3.2 Параметрическая оптимизация САР 32
3.4 Структурно-параметрическая оптимизация САР 35
3.4.1 Оптимизация САР с использованием ПИ-регулятора 35
3.5 Оценка качества САР 40
3.5.1 Показатели качества переходного режима 40
3.5.2 Показатели качества установившегося режима 41
4 Организационная часть 43
4.1 Характеристика опасностей производства 43
4.2 Мероприятия по обеспечению условий безопасности процесса 44
4.3 Классификация технологического блока по безопасности 45
4.4 Электроснабжение и электрооборудование 46
5 Моделирование систем автоматизации 49
5.1 Принципы работы и управления объектом моделирования 49
5.2 Моделирование системы управления в Trace Mode 50
5.2.1 Проект автоматизации системы управления уровнем 51
5.2.2 FDB-программы системы 52
5.3 Операторский интерфейс 54
Заключение 56
Список используемых источников 57
Список используемых источников
1. Андреев Е. Б., Ключников А.И., Кротов А.В., Попадько В.Е., Шарова И.Я. Ав-томатизация технологических процессов добычи и подготовки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2010 г.
2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г.Касаткин -Химия, 2013 г.
3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности /В.А.Голубятников. 2-е переиздание – Химия, 2010 г.
4. Тематический каталог. ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ. ПО «Метран», 2018 г.
5. Тематический каталог. ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ. ПО «Метран», 2018 г.
6. Тематический каталог. ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ. ПО «Метран», 2018 г.
Интернет ресурсы:
7. ОВЕН - измерительные приборы, датчики, регуляторы. Каталог продукции. http://www.owen.ru.
8. ООО «Теплоприбор-Сенсор». Термометры сопротивления
В результате сравнения характеристик, выбираем контроллер ОВЕН ПЛК 100.
ОВЕН ПЛК100 - моноблочный контроллер с дискретными входами/выходами на борту для автоматизации малых систем.
Данный контроллер предназначен для построения распределенных систем управления и диспетчеризации с использованием как проводных, так и беспроводных технологий.
Основные достоинства контроллера ОВЕН ПЛК100:
- компактный DIN-реечный корпус;
- дискретные входы/выходы на борту;
- наличие последовательных портов (RS-485, RS-232) и Ethernet;
- расширение количества точек ввода/вывода осуществляется путем подключения внешних модулей ввода/вывода по любому из встроенных интерфейсов;
- два варианта питания: 220 В переменного тока и 24 В постоянного тока;
- отсутствие ОС, что повышает надежность работы контроллеров;
- скорость работы дискретных входов – до 10 КГц при использовании подмодулей счетчика;
- большое количество интерфейсо