Применение микропроцессорного контроллера в системе автоматизации разделителя на УКПГ

Курсовая (Начало).docx

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА АВТОМАТИЗАЦИИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Проектирование микропроцессорных систем автоматизации» на тему:
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОНТРОЛЛЕРА В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗДЕЛИТЕЛЯ НА УКПГ
Курсовая работа 49 стр. 7 рис. 16 табл. 10 источников 7 приложений.
РАЗДЕЛИТЕЛЬ КОНТРОЛЛЕР МОДУЛЬ ПАРАМЕТР ДАТЧИК ЗАДВИЖКА КЛАПАН РЕГУЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЕ.
Объектом исследования является трехфазный разделитель на УКПГ.
Целью данной работы является проектирование системы автоматического управления работы разделителя.
УКПГ – установка комплексной подготовки газа и газоконденсата
АСУ – автоматизированная система управления
ТП – технологический процесс
Аз– автоматическая задвижка
ПЛК – программируемый логический контроллер
БРУ – блок ручного управления
ПБР – пускатель бесконтактный реверсивный
ИМ – исполнительный механизм
МЭО – механизм электрический однооборотный
ПИД – пропорционально-интегрально-дифференциальный
ТС – термометр сопротивления
PIS – сигнализатор давления
LE – сигнализатор уровня
Общая характеристика объекта управления
Структура автоматизированной системы управления
Описание функциональной схемы автоматизации
Технические средства автоматизации
Обоснование выбора контроллера
Обзор рынка контроллеров
Наиболее оптимальный контроллер для управления разделителем
Выбор проектной конфигурации контроллера
Разработка и описание алгоритмов управления технологической установкой
Тип используемого кабеля для связи компонентов системы автоматизации
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Схема автоматизации технологической установки
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Схема внешних электрических соединений контроллера
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Блок-схема алгоритма управления технологической установкой
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Перечень сигналов
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Таблица ввода-вывода контроллера
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Список переменных в контроллере
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Текст программы для контроллера

Курсовая (Основа).docx

Развитию промышленности любой отрасли в значительной степени способствует повышение уровня автоматизации производственных процессов. Работа современного нефтегазовое производство возможно только при оснащении технических установок соответствующими автоматическими измерительными приборами информационно-измерительными системами и системами автоматического управления (САУ).
Автоматизация технологического процесса — совокупность методов и средств предназначенная для реализации системы или систем позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.
Объектом разработки АСУ является трехфазный разделитель кходящий в состав УКПГ.
В ходе работы будут проведны:
выбор средств автоматизации нижнего уровня АСУ (КИП и ПЛК) трехфазного разделителя на УКПГ;
сравнительный анализ и выбор подходящего контроллера для реализации АСУ;
разработка алгоритма работы и программного обеспечения для создания интерфейса оператора;
разработка схемы внешних электрических соединений.
Общая характеристика объекта управления
Разделитель входит в блок подготовки газового конденсата на УКПГ и предназначен для частичного освобождения нестабильного газового конденсата от газа и тяжелой фазы (воды с содержанием метанола).
Разделитель (рисунок 1.1) представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат Рраб=75 МПа наружным диаметром 720 мм состоящий из трёх секций – дегазации воды и конденсата. Разделитель оборудован жалюзийной решеткой. Для улавливания капельной жидкости патрубок газа оборудован сетчатым фильтром. Для предотвращения образования гидратов в разделителе предусмотрен электрообогрев нагревательной лентой нижней наружной поверхности разделителя который может быть использован в процессе эксплуатации при необходимости. [1]
В разделитель подается нестабильный газовый конденсат от первых двух ступеней сепарации далее конденсат частично освобождается от газа и тяжёлой фазы . Полученный от разделителя газ выветривания возвращается в процесс подготовки газа и подается на низкотемпературный сепаратор нестабильный газоконденсат через теплообменник подается на следующую ступень подготовки конденсата – в выветриватель а метанольная вода через узел замера концентрации метанола – на утилизацию.
Рисунок 1.1 – Трехфазный разделитель типа газ-жидкость-жидкость
Структура автоматизированной системы управления
1 Описание функциональной схемы автоматизации
Структура АСУ ТП обеспечивает выполнение функций контроля и оптимального управления отдельными установками как при нормальной работе так и при внештатных ситуациях.
АСУ ТП построена по иерархическому принципу и включает в себя два взаимосвязанных уровня:
нижний уровень – уровень систем автоматизированного управления технологическим оборудованием функционирующий в автоматическом режиме без присутствия человека. Системы управления данного уровня включают в себя датчики преобразователи исполнительные механизмы системы локальной автоматики и станции автоматического управления (САУ) реализуемые на базе программируемых логических контроллеров. Станции управления устанавливаются в отдельно стоящих щитовых КИП и щитовых КИП встроенных в технологические корпуса в непосредственной близости от соответствующего технологического оборудования;
верхний уровень – уровень операторной в которой размещается оперативно-производственная служба (ОПС) реализуется на базе персональных компьютеров с организацией автоматизированных рабочих мест (АРМ) персонала ОПС. Уровень ОПС размещается в служебно-эксплуатационном блоке (СЭБ) на площадке УКПГ. [1]
АСУ работы разделителя Р-1обеспечивает:
контроль и измерение температуры в разделителе Р-1;
сигнализацию превышения давления в разделителе Р-1;
сигнализацию превышения уровня газового конденсата в разделителе Р-1;
контроль и измерение уровня газоконденсата в разделителе Р-1;
контроль и измерение уровня метанольной воды в разделителе Р-1;
автоматическое регулирование уровня газоконденсата в разделителе Р-1 регулирующе-отсечными клапанами;
автоматическое регулирование уровня метанольной воды в разделителе Р-1 регулирующе-отсечными клапанами;
контроль и измерение расхода конденсата от разделителя Р-1;
контроль и измерение расхода метанольной воды от разделителя Р-1;
аварийное открытие задвижек сброса газа на факел и открытие задвижек сброса жидкости при сигнализации превышения давления и уровня газоконденсата соответственно;
дистанционное управление работой сигнализация состояния и режима работы задвижек клапанов.
Функциональная схема автоматизации приведена в приложении А.
2 Технические средства автоматизации
В качестве технических средств нижнего уровня для автоматизации работы разделителя был произведен выбор современных контрольно-измерительных приборов и исполнительных механизмов.
Выбор необходимого типа ИМ в первую очередь определяется типом запорной арматуры. Для регулирующего клапана возможно использование МЭО с учетом что максимальное значение крутящего момента не будет превышать номинального ( Мномкр=16 Нм ).
Произведем расчет максимального значения крутящего момента:
Мномкр=689*Dу-338=689*50-338=65 Нм [2]
В качестве блока ручного управления выбран БРУ-42. Он может обеспечивать ручное или дистанционное переключение с автоматического режима управления на ручной и обратно; кнопочное управление интегрирующими исполнительными устройствами; световая индикация режимов управления выходного сигнала регулирующего устройства с импульсным выходным сигналом; определение положения регулирующего органа по сигналу от электрического ИМ.
В качестве пускателя выбран ПБР-3А. Он может обеспечивать бесконтактное управление электрическими исполнительными механизмами и приводами пуск реверс любых синхронных и асинхронных двигателей мощностью до 11 кВт.
измерения температуры – Yokogawa RM-100E [3]
сигнализация давления – ДМ2005Сг1Еx; [4]
измерение уровня и уровня раздела фаз – Rosemount 3301; [5]
сигнализация уровня – Rosemount 2130; [5]
измерение расхода – Yokogawa RAMC02 [3]
Рисунок 2.1 - Интеллектуальный нормирующий преобразователь YTA310
Для измерения температуры выбран интеллектуальный нормирующий преобразователь YTA310 фирмы YOKOGAWA (рисунок 2.1) работающий совместно с терморезистором модели RM с платиновым элементом на 100 Ом (рисунок 2.2).
Интеллектуальный нормирующий преобразователь YTA310 предназначен для преобразования сигналов низкого уровня в унифицированный выходной сигнал. Преобразователь отличается высокими метрологическими характеристиками. Модель YTA310 имеет один вход. Конфигурирование осуществляется посредством BRAIN или HART коммуникатора. При конфигурировании пользователь может задать:
тип входного сигнала и пределы измерений;
режим сигнализации;
время демпфирования;
тип выходной характеристики (прямая обратная) и т.д.
Технические характеристики приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Технические характеристики YOKOGAWA YTA310
(определяются в зависимости от термопары)
Температура окружающей среды
Погрешность измерений
-20 мА с BRAIN или HART протоколом;
Рисунок 2.2 - Термометры сопротивлений моделей RM и RH
Термометры сопротивления модели RM (рисунок 2.2) содержат платиновый резистивный элемент (сопротивлением 100 Ом или 50 Ом) размещенный в защитной металлической трубке или измерительном канале для ввода термопар подсоединенному к клеммной коробке.
В термометре сопротивления модели RM используется выдвижная защитная трубка. Модель RM наиболее широко применяется в технологических процессах общего назначения.
Технические характеристики приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Технические характеристики YOKOGAWA RM
Пределы измерений (для 100 Ом)
(для температур от -100 100°С)
Сигнализатор даления.
Рисунок 2.3 – Манометр сигнализирующий ДМ2005Сг1Еx
Предназначен для измерения избыточного давления различных сред и управления внешними электрическими цепями от сигнализирующего устройства прямого действия. Приборы являются взрывозащищенными с видом взрывозащиты "Взрывонепроницаемая оболочка" и имеют маркировку взрывозащиты - 1ЕхdIIВТ4.
Технические характеристики приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Технические характеристики ДМ2005Сг1Еx
Вариант от 0 до 100 кгссм2
Температура процесса
Для измерения уровня выбран волноводный радарный уровнемер модели 3301 фирмы Rosemount (рисунок 2.4). Уровнемер данной модели предназначен для измерения уровня или уровня границы раздела двух фаз.
Рисунок 2.4 – Волноводный радарный уровнемер Rosemount серии 3300
точность измерений не зависит от диэлектрической проницаемости плотности температуры давления и рН;
различные типы зондов позволяют применять уровнемер серии 3300 в резервуарах разной геометрии и с внутренними конструкциями;
двухпроводная схема подключения (можно использовать имеющиеся кабели);
простота замены используемых блоков электроники на более совершенные;
возможность использования существующих конструкционных приспособлений от буйкового уровнемера;
возможность одновременного измерения уровня и уровня границы раздела двух жидкостей;
возможность измерений в высокотемпературных процессах процессах с высоким давлением и высокоагрессивных средах;
надежность измерений в условиях высокой турбулентности или вибраций запыленности и парообразования.
Технические характеристики приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Технические характеристики волноводного радарного уровнемера модели 3301 фирмы Rosemount
Нефть темные и светлые нефтепродукты вода водные растворы сжиженный газ кислоты и др.
-20 мА с HART протоколом;
Продолжение таблицы 2.4
Сигнализатор уровня.
Рисунок 2.5 – Сигнализатор уровня Rosemount 2130
Для сигнализации уровня был выбран вибрационный сигнализатор уровня Rosemount 2130 (рисунок 2.5).
не подвержен влиянию потока жидкоститурбулентности пузырьков пены вибрации твердых включений обволакивания свойств среды или изменению параметров продукта;
сконструирован для работы в условиях высоких температур -70 260°C;
не требует калибровки и максимально прост в установке;
легкодоступный клеммный блок защита от обратной полярности и короткого замыкания;
минимум технического обслуживания благодаря отсутствию движущихся частей и щелей;
постоянный контроль электроники и отображение состояния процесса с помощью тактового светодиода;
регулируемая задержка переключения при использовании в турбулентныхразбрызгивающихся средах;
магнитная контрольная точка для проверки функциональности ;
«быстрое стекание» обеспечиваемое конструкцией вилки позволяет уменьшить время отклика что особенно важно при работе с вязкими жидкостями;
взрывозащищенное и искробезопасное исполнение.
Сигнализатор уровня 2130 – это устройство для контроля предельных уровней созданное на основе принципа действия камертона. Пьезоэлектрический кристалл возбуждает механические колебания вилки с собственной частотой. За изменениями этой частоты электроникой ведется непрерывный контроль. Если 2130 используется как сигнализатор нижнего предельного уровня изменение собственной частоты происходит когда жидкость в резервуаре опускается ниже уровня вилки. Это изменение фиксируется электроникой которая переключает состояние на выходе. Если устройство используется как сигнализатор верхнего предельного уровня жидкость поднимается в резервуаре контактирует с вилкой сигнализатора после чего роисходит переключение состояния на выходе.
Технические характеристики приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5- Технические характеристики вибрационного сигнализатора уровня Rosemount 2130
практически все жидкости с плотностью не ниже 500 кгм3 и вязкостью от 02 до 10000 сП
Температура измеряемой среды
Рисунок 2.6– Ротаметр RAMC
Для измерения расхода газоконденсата и метанольной воды был выбран ротаметр с малым ходом RAMC02 фирмы YOCOGAWA (рисунок 2.6).
Ротаметры - недорогое и надежное решение для измерения расхода жидкостей масел пара и газа. Они подходят для позиций технологического учета там где невозможно или нецелесообразно применение других более точных и дорогих расходомеров и могут использоваться в различных отраслях промышленности.
Ротаметр для малых и больших расходов моделей RAMC представляет собой расходомер основанный на принципе создания условий динамического равновесия элементов прибора под действием потока. Прибор предназначен для работы в турбулизированных непроницаемых или агрессивных средах. Максимальный 0025-130 м3ч (вода) и 075-1400 м3ч (воздух) (20°С 1013 бар абс.) для модели RAMC. Для вязких сред предусматривается дополнительная нагревательная рубашка для обогрева паром или жидким теплоносителем (опция) Возможны поставки с микропроцессорным преобразователь с питанием 24 В 115 В или 230 В который в свою очередь может иметь искробезопасное исполнение и обладает следующими функциями: индикация расхода (суммарный фактический процент) отображение разных единиц объема и массового расхода индикации залипания поплавка демпфирование выходного сигнала выдача сообщения об ошибках.
Технические характеристики приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6-Технические характеристики ротаметра RAMC
5-1400 м3ч(для газов)
25-130 м3ч(для жидкостей)
Схема внешних электрических соединений приведена в приложении Б
Обоснование выбора контроллера
1 Обзор рынка контроллеров
Программируемый логический контроллер это устройство на основе микропроцессора основная задача которого — сбор информации с датчиков последующая обработка по заданным пользовательским алгоритмам а также выдача соответствующих управляющих сигналов на исполнительные устройства. В качестве основного режима длительной работы ПЛК зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды выступает его автономное использование без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.
При программировании промышленных программируемых контроллеров используется стандартный язык контактно-релейной логики или функциональных схем.
В настоящее время используются системы автоматизации на базе программируемых контроллеров связанных с персональным компьютером. ПЛК получили широкое распространение благодаря удобству доступности и дружественному интерфейсу.
Рынок ПЛК может предложить покупателю широкий спектр всевозможных моделей различных фирм - производителей как отечественных так и зарубежных. Все они отличаются друг от друга по техническим и эксплуатационным характеристикам и что самое важное – по потребителським свойствам. Отечественные ПЛК дешевле импортных зато близость производителей облегчает трнспортировку гарантийное обслуживание и поддержку тогда как импортные отличаются большей надежностью более широким выбором модулей для обслуживания объектов самых разнообразных отраслей промышленности и не только нефтегазовой.
Для построения автоматической системы управления разделителем необходим контроллер с возможностью обработки около 25-30 сигналов дискретного и аналогового типа. Необходим процессор со средними рабочими характеристиками и быстродействием достаточным для бесперебойного управления малым технологическим объектом. Желаемым качеством также является разумная стоимость контроллера при высоком качестве продукта.
Краткий обзор ПЛК предлагаемых ведущими производителями средств автоматизации поможет в выборе контроллера необходимого для рассматриваемого технологического объекта.
Произведем сравнительный анализ по импортным контроллерам находящихся в одной ценовой категории обладающих схожими характеристиками:
SLC-500 фирмы Rockwell Automat
SYSMAC CQM1 фирмы Omron.
Результаты произведенного анализа отображены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Cравнительный анализ характеристик ПЛК
Rockwell Automation США
Шасси на 4 7 10 13 модулей
Более 30 модулей. Есть спец. модули: связи ПИД-регулирования и т.д.
Более 48 модулей. Весь спектр + спец.модули
модулей (включая специальные)
Максимальная потребляемая мощность Вт
Зависит от количества подключенных модулей
Максимальная скорость передачи данных бод
Продолжение таблицы 3.1
Средства программирования
STEP 7 CFCS7 S7-GRAF
LSS SSS программатор
Память программная данных
Язык программирования по IEC 1131-3
LD (Лестничная логика)
2 Наиболее оптимальный контроллер для управления разделителем
Среди большого разнообразия контроллеров по соотношению цена-качество а также условиям гарантийного обслуживания и поддержки был выбран контроллер семейства SLC 500.
Малые программируемые контроллеры SLC 500 – это простота но вместе с тем и широкие возможности по сбору и обработке данных управлению параметрами и устройствами.
Контроллеры семейства SLC-500 могут быть реализованы как в качестве фиксированных контроллеров с опцией расширения при помощи 2-слотного шасси так и в качестве модульных контроллеров имеющий до 960 точек ввода-вывода.
В дополнение к гибкости конфигурирования программируемые контроллеры серии SLC 500 имеют встроенные коммуникационные порты для связи по сети (Ethernet DH+ DH-485 или RS-232) комплектация которыми зависит от типа процессора обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг а так же обмен данными с терминальными устройствами.
Аппаратура контроллера разработана для эксплуатации в тяжёлых промышленных условиях для противостояния вибрациям повышенной температуре и электромагнитным помехам. Компактная конструкция контроллера позволяет устанавливать его в ограниченном пространстве.
Программированиее производится при помощи оригинального ПО RSLogix 500.
3 Выбор проектной конфигурации контроллера
Конфигурация контроллера и выбор модулей производится в соответствии количеством входных и выходных сигналов. В системе автоматизации разделителя содержатся следующее количество входных и выходных сигналов (Приложение Г):
- 7 входных аналоговых сигналов;
- 6 дискретных входных сигналов;
- 8 дискретных выходных сигналов.
Для обеспечения необходимой функциональности ПЛК выберем контроллер с одним шасси на 7 слотов.
В 0 слоте находится модуль процессора SLC 504 (1747-L541).
В первом слоте расположен модуль дискретных входов 1746-IB8 [6]. Его характеристики приведены в таблице 3.2:
Таблица 3.2 – Характеристики модуля 1746-IB8 [6]
Входной сигнал 24V (с общей землей)
-30V dc (с общей землей)
Потребляемый ток шасси
Задержка сигнала (макс.)
Напряжение состояния Off (макс.)
Ток состояния Off (макс.)
Номинальный входной ток
Во втором слоте расположен модуль дискретных выходных сигналов 1746-0B8. Его характеристики приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Характеристики модуля 1746-OB8 [6]
-50V dc (с общим плюсом)
Потеря напряжения в состоянии вкл.
Бросок тока на точку
В третем слоте расположен модуль аналоговых входных сигналов 1746-NI8. Его характеристики приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Характеристики модуля 1746-NI8 [6]
Число входных каналов на модуль
дифференциальных выбираемых на канал по току или напряжению не изолированных
Число выходных каналов на модуль
Потребляемый ток шасси
Допуск внешнего 24 V питания
В четвертом слоте расположен модуль аналоговых входных сигналов 1746-NR8 предназначенный для приемов сигналов с термометров сопротивлений. Его характеристики приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Характеристики модуля 1746-NR4 [6]
Потребляемый на шасси ток
Для 1го 2го канала модуля 1746-NI8 требуется инициализация выраженная в присвоении каждому из каналов определенного конфигурационного слова (таблица 3.6). Данные каналы предназначены для приема аналоговых сигналов в диапазоне 4-20 mA и выраженных в инженерных единицах в диапазоне 3500-20500.
Таблица 3.6 – Конфигурационное слово 12 канала модуля 1746-NI8
Для 0го 3го канала модуля 1746-NI8 так же требуется инициализация но эти каналы предназначены для приема аналоговых сигналов в диапазоне 4-20 mA и выраженных в единицах предназначенных для ПИД-регулирования в диапазоне 0-16383. Слово-конфигурация представлено в таблице 3.7.
Таблица 3.7 – Конфигурационное слово 03 канала модуля 1746-NI8
Для 0го канала модуля 1746-NR4 предназначенного для приема аналогового сигнала от термометра сопротивления необходимо также прописать слово-конфигурацию (таблица 3.8).
Таблица 3.8 – Конфигурационное слово 0 канала модуля 1746-NR4
Для того чтобы выбрать источник питания необходимо произвести расчет энергопотребления контроллера. Расчет энергопотребления приведен в таблице 3.9.
Таблица 3.9 – Конфигурация контроллера и энергопотребления
Источник питания 24V
Входной дискретный модуль
Выходной дискретный модуль
Входной аналоговый модуль
Входной аналоговый модуль (ТС)
Блок питания 1746-Р1
Для шасси 1746-А7 выбран блок питания 1746-Р1.
Перечень сигналов приведен в приложении Г.
Разработка и описание алгоритмов управления технологической установкой
Блок-схемы алгоритмов контроля и управления технологическим процессом приведены в приложении В.
В приложении Д представлена таблица ввода-вывода контроллера.
В приложении Е представлен список переменных контроллера.
В Приложении Ж приведен текст программы для контроллера.
Общая структура файлов программы приведена в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Структура файлов программы
Основная подпрограмма
ПИД-регулирование уровня газоконденсата
ПИД-регулирование уровня метанола
В файле LAD2 выполняется инициализация аналоговых модулей. Далее программа обращается к основной подпрограмме LAD3 где производится проверка на обрыв цепей масштабирование аналоговых датчиков и проверка срабатывания сигнализаций. В зависимости от того сработал или перестал подавать сигнал датчик сигнализации производится обращение к следующему уровню подпрограмм – подпрограммам открытиязакрытия задвижек (LAD4-7).
При завершении сканировании основной подпрограммы производится возврат в программу инициализации. Далее программа обращается к ПИД-регулированию уровней конденсата и метанольной воды в разделителе.
Тип используемого кабеля для связи компонентов системы автоматизации
Для связи компонентов системы друг с другом используются 2 типа кабелей:
кабель контрольный (КВБбШв);
кабель монтажный (МКЭКШВ).
Кабель КВБбШв контрольный предназначен для неподвижного присоединения к электрическим приборам аппаратам сборкам зажимов электрических распределительных устройств с номинальным переменным напряжением до 660 В частотой до 100 Гц или постоянным напряжением до 1000 В для прокладки в помещениях каналах туннелях земле (траншеях) в том числе в условиях агрессивной среды и в местах подверженных воздействию блуждающих токов если кабель не подвергается значительным растягивающим усилиям. Кабели КВБбШв всех марок могут быть проложены на открытом воздухе.
Контрольный кабель от обычного отличается своей конструкцией которая состоит из жилы алюминиевой или медной проволоки изоляции - ПВХ пластикат заполнителя поясной изоляции и оболочки.
Кабели марки МКЭКШВ и МКЭШВ разработаны по специальным требованиям для формирования информационных полевых шин подключения датчиков с цифровым частотно-модулированным сигналом сигналом 4-20 мА по интерфейсу HART или RS 485. Кабель представляет собой витые пары проводов с цветовой маркировкой в общем экране или с попарным экранированием. Предназначен для стационарной прокладки внутри и вне помещений в кабельной канализации и в открытом грунте в том числе во взрывоопасной зоне класса IIВТ4.
В данной курсовой работе представлена система автоматического контроля и управления трехфазным разделителем на УКПГ разработанная на основе программируемого логического контроллера на базе микроконтроллера SLC 504 американской фирмы ROCKWELL AUTOMATION.
Применение данного контроллера позволяет выполнять следующие функции: сбор и обработку аналоговых и цифровых сигналов датчиков сигнализацию выдачу управляющих воздействий на различные исполнительные механизмы автоматическое регулирование обмен информацией с верхним уровнем управления.
В качестве нижнего уровня использованы преобразователи и датчики отвечающие требованиям автоматизации приведена схема их соединения.
Выбрана конфигурация контроллера для выбранного объекта управления. Реализован и подробно рассмотрен алгоритм управления разделителем. Программирование контроллера выполнено на языке лестничной логики Ladder Logic при помощи ПО RSLogix 500.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Технологический регламент УКПГ.
А. В. Волошенко Д. Б. Горбунов Проектирование функциональных схем автоматического контроля и регулирования: учебное пособие – Томск: Изд–во Томского политехнического университета 2008. – 109 с.
Справочное руководство «Системный обзор SLC-500» 2000. 27 с.
Справочное руководство «Набор инструкций SLC-500» 1999.
Инструкция по эксплуатации процессоров Allen-Bradley1996.-16 с.
Инструкция по эксплуатации модулей Allen-Bradley 2000.-20 с.

+Приложение Д (таблица ввода-вывода контроллера).doc

№ шасси № № АдрНаиЕдиПределы
слоконес менницизмерен
Резервное число сигналов: 8 8 8
Таблица ввода-вывода контроллера

+Приложение Ж (текст программы).docx

Текст программы для контроллера
Программа инициализации
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (продолжение)
Основная подпрограмма
Подпрограмма открытия Аз 1
Подпрограмма закрытия Аз 1
Подпрограмма открытия Аз 2
Подпрограмма закрытия Аз 2
Подпрограмма ПИД-регулирования уровня газоконденсата

+Приложение Г (Перечень сигналов).docx

Обозначение на схеме автоматизации
Наименование сигнала
Пределы измерения параметра
Наименование прибора
Пределы измерения прибора
Диапазон вх.вых. сигнала
Температура в разделителе
Сигнализатор давления в разделителе
Сигнализация уровня конденсата
Уровень газоконденсата
Уменьшить увеличить открытие Кл 1
Расход газоконденсата
Уровень раздела фаз метанольной воды
Расход метанольной воды
Суммарное число сигналов каждого типа:
Проектируемое число сигналов каждого типа (15% резерв):

+Приложение Е (список переменных).docx

Наименование переменной
Обрыв в цепи расходомера 1
Обрыв в цепи расходомера 2
Авария превышение давления
Прекращение сигнализации PIS
Авария превышение уровня конденсата
Прекращение сигнализации LE
Авария Аз 1 при открытии
Авария Аз 1 при закрытии
Авария Аз 2 при открытии
Авария Аз 2 при закрытии
Обрыв в цепи датчика уровня конденсата
Обрыв в цепи датчика уровня раздела фаз метанольной воды
Авария Аз 1 не открылась
Авария Аз 1 не закрылась
Авария Аз 2 не открылась
Авария Аз 2 не закрылась
для аналогового модуля 1746-NI8
для аналогового модуля 1746-NR4
Расход газоконденсата
Расход метанольной воды
Температура в разделителе
Уровень газоконденсата
Уровень метанольной воды
Регулирование уровня конденсата
Регулирование уровня конденсата %
Регулирование уровня метанола
Регулирование уровня метанола %
Настройки ПИД-регулятора 1
Настройки ПИД-регулятора 2
Аналоговые входные сигналы
Дискретные входные сигналы
Сигнализация PIS (max)
Сигнализация LE (max)
Дискретные выходные сигналы
Увеличить открытие Кл 1
Уменьшить открытие Кл 1
Увеличить открытие Кл 2
Уменьшить открытие Кл 2

+Приложение А (схема автоматизации).dwg

Функции АСУ ТП нижнего уровняn(МП контроллер nSLC-500)
nФункции АСУ ТП верхнего уровняn(АРМ ОТ)
Схема автоматизации функциональная
Конденсат от сепараторов
Газ дегазации nна НТС
Схема автоматизации технологической установки

+Приложение В (блок-схема).docx

Блок-схема алгоритма управления технологической установкой
Программа инициализации
Инициализация контроллера и интерфейсных плат
Вызов подпрограммы ПИД регулирования уровня газоконденсата
Вызов подпрограммы ПИД регулирования уровня метанольной воды
Проверка датчиков на обрыв цепи
Преобразование токовых сигналов с датчиков
Сигнал аварии на щит оператору
Основная подпрограмма
ПРИЛОЖЕНИЕ В (продолжение)
Прекращение сигнализации аварии
Подпрограмма закрытия Аз 1 Аз 2 соответственно
Сигнализатор давленияуров-ня перестал сигнализировать??
Сигнализатор давленияуров-ня сработал?
Подпрограмма открытия Аз 1 Аз 2 соответственно
Подпрограмма открытия задвижки
Авария задвижки (Аз уже открыта)
Таймер с задержкой включения
Авария задвижки (Аз не открывается)
Авария задвижки (Аз уже закрыта)
Авария задвижки (Аз не закрывается)
Подпрограмма закрытия задвижки
Подпрограмма ПИД-регулирования уровня
газоконденсатаметанольной воды
Уставка > % открытия

+Приложение А (схема автоматизации 2004).dwg

Конденсат от сепараторов
Газ дегазации nна НТС
Схема автоматизации технологической установки