Разработка системы управления колонной предварительного отбензинивания в составе установки АВТ

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
Факультет: Автоматики и вычислительной техники
Кафедра: Автоматизации технологических процессов
Направление: 27.03.04 Управление в технических системах
Программа (специализация): Системы и средства автоматизации
технологических процессов
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на тему: Разработка системы управления колонной предварительного
отбензинивания в составе установки АВТ
Руководитель:
Ключников Андрей Иванович, доцент, к.т.н.
Выполнил:
Студент группы АТ-19-01
Вьюк Екатерина Сергеевна

2.

Целью дипломной работы является разработка системы
управления колонной предварительного отбензинивания в
составе установки АВТ.
Для решения поставленной задачи необходимо рассмотреть
следующие вопросы:
1. Проанализировать
технологический
процесс
предварительного отбензинивания нефти в процессе
первичной переработки нефти.
2. Сформулировать задачи автоматизации и разработать
функциональную схему автоматизации.
3. Подобрать комплекс технических средств, исходя из
требований регламента.
4. Спроектировать структурную схему АСУ ТП.
5. Спроектировать датчик давления, устанавливаемый в кубе
колонны.
6. Провести
моделирование
и
расчёт
погрешности
разработанной схемы датчика.
2

3.

Технологическая схема процесса предварительного отбензинивания
нефти
избыток бензина К-2
оборотная вода
фр.
290-350°С
К-2
СЦО
К-10
ВЦО
К-10
избыток
бензина
гудрон
К-10
Т-8
Т-9
Т-10
Т-11
Н-4
нестабильный
бензин
Е-6
Е-1
Н-1
Т-7
Блок
стабилизации
(Е)
газ
Т-14
Т-13
Т-12
Блок
стабилизации
(Т)
острое
орошение
техническая вода в
барометрический ящик
ЭЛОУ
(сырье)
К-1
Т-1
фр.
290-350°С
К-2
Т-2
Т-3
Т-4
Т-5
2ЦО
К-2
Т-6
3ЦО
К-2
фр.
420-500°С
К-10
П-1
Н-2
жидкое
топливо
топливный
газ
Н-3
водяной пар
к форсункам
отбензиненная нефть
Атмосферная
колонна
(П-2 и П-3)
3

4.

Функциональная схема автоматизации
4

5.

Комплекс технических средств
Предельное
Наименование
Измеряемый
Принцип
значение
Диапазон
Выходной
Допускаемая макс.
параметр
измерения
измеряемой
измерений
сигнал
погрешность
0,5%
величины
САПФИР-22ЕМ ДИ
2160
Избыточное
давление
Тензорезистивн
ый
2,45 Мпа
0,6..4Мпа
4..20 мА с
HARTпротоколом
ТСПУ-205
Температура
ТЭДС
380°С
-50..500°С
4..20 мА
0,5%
САПФИР-22ЕМ ДД
2450
Перепад
давления
Тензорезистивн
ый
5 кПа
0,16кПа..16
Мпа
4..20 мА с
HARTпротоколом
0,5%
САПФИР-22 ДУ
2620
Уровень
Буйковый
7000 мм
0..10000 мм
4..20 мА
1%
ПМП-128
Уровень
Поплавковый
9736 мм
0..10000 мм
4..20мА
0,5 %
Клапан запорнорегулирующий
КЗР 25нж947п Д32 с
приводом ST 0
Функция
Принцип регулирования
Диапазон
регулирования
Выходной Сигнал
управления
Регулирование
Седловой
0..100%
4-20мА
Контроллер
Тактовая частота
Макс. кол-во модулей
Макс. скорость
обмена по ST-BUS
Макс. длина
шины ST-BUS
TREI-5B-05 STANDARD
1,4 ГГц
254
5000 кбит/с
1200 м
Шина ST-BUS между чем и чем ?
5

6.

Структурная схема АСУ
ТП
Для построения
АСУ ТП используются
АРМ
оператора
ВЕРХНИЙ
УРОВЕНЬ
АРМ
инженера
Сервер
Ethernet
Коммутатор
управляемый S305
Ethernet
СРЕДНИЙ
УРОВЕНЬ
Мастер - модуль
M501E
ST-BUS
Модуль
аналогового
ввода M548A
Модуль
дискретного
вывода M558OS
Модуль
аналогового
вывода M538V
Терминальная панель
аналогового ввода TP-AH
Терминальная панель
аналогового вывода TP-V
Терминальная панель
дискретного вывода TP-2O
следующие модули ввода-вывода и
терминальные панели:
• модуль аналогового ввода M584A (3
шт.)
• терминальная панель аналогового
ввода TP-AH (3 шт.)
• модуль аналогового вывода M538V
(3 шт.)
• терминальная панель аналогового
вывода TP-V (3 шт.)
• модуль дискретного вывода M558OS
(1 шт.)
• терминальная панель дискретного
вывода TP-2O (1 шт.)
Количество сигналов:
• AI – 33
• AO – 17
• DO – 3
НИЖНИЙ
УРОВЕНЬ
4-20мА +
HART
САПФИР22ЕМ ДИ 2160
САПФИР22ЕМ ДД 2450
4-20мА
ТСПУ LLT-205
RS
САПФИР-22
ДУ 2620
4-20мА
КЗР 25нж947п Д32
с приводом ST 0
Дискретный сигнал
0-24В
Насос с ЭД
А где на схеме выбранный ПЛК?
6

7.

Разработка принципиальной электрической схемы датчика
давления
Блок-схема датчика давления
Чувствительный
элемент
Инструментальный
усилитель
УВХ
АЦП
Цифровой индикатор
Требования нормативной документации:
• приведённая погрешность датчика должна быть не более 1,5%;
• верхняя граница измеряемого давления составляет 0,49 МПа.
7

8.

Чувствительный элемент датчика давления
Мостовая схема включения тензорезисторов
Условие баланса моста: