Описание структурной схемы АСУТП

АСУТП ПХГ разработана па базе программно-технического комплекса PACSystems Rx7i и Rx3i фирмы GE Intelligent Platforms.

АСУТП ПХГ построена по иерархическому принципу и включает в себя два взаимосвязанных между собой уровня управления:

- верхний уровень - уровень оперативно-производственной службы (ОПС); в составе которой осуществляется оперативное управление технологическими процессами (оперативный персонал);

- средний уровень – уровень систем автоматического управления;

- нижний уровень - то уровень датчиков, измерительных устройств, контролирующих управляемые параметры, а также исполнительных устройств, воздействующих на эти параметры процесса.

На уровне САУ осуществляется управление работой конкретного технологического оборудования для поддержания хода технологического процесса в заданных границах в обычном режиме, сигнализация неисправностей и зашита оборудования в предаварийных ситуациях, связь с уровнем OIIC.

В состав оборудования уровня САУ АСУТП СП-3 ПХГ входят следующие средства: резервированные ПЛК и системы ввода-вывода.

На уровне ОПС выполняется оперативный контроль текущего состояния и режимов функционирования объектов системы управления технологическими процессами, дистанционное управление технологическим оборудованием.

Оборудование уровня ОПС включает в себя:

- коммуникационное оборудование;

- автоматизированные рабочие места (АРМ);

- резервированный архивный сервер:

- резервированный SCADA сервер АСУ ТП;

- пульт ЭО;

- принтер отчетов.

В составе АСУТП ПХГ так же предусмотрена система экстренного останова). Запуск алгоритмов аварийного останова осуществляется как вручную оператором с пульта экстренного останова (ПЭО), который расположен на пульте управления, так и по датчикам контроля технологического процесса, пожара и загазованности.

При запуске ЭО осуществляется выдача сигнала в РСУ и на пульт оператора «ПЭО».

В целом АСУТП должна выполнять:

- оптимизацию работы скважин путем расчета и выдачи предложений оператору о необходимом количестве и номерах скважин, включаемых в работу, а так же величину открытия клапана-регулятора (КРЭ) в зависимости от требуемого расхода и архивной характеристики скважин;

-автоматическое поддержание заданного расхода газа в целом по ПХГ в режиме «Отбор», путем взаимодействия на КРЭ;

- учет газа при «отборе» и «закачке» по каждому шлейфу;

- контроль давления и температуры каждой скважины;

- контроль жидкости по каждому шлейфу;

- дистанционное и автоматическое управление КРЭ на шлейфах;

- архивирование событий и данных по расходу газа, давлению при отборе и закачке, температурам со всех датчиков, положения кранов;

- отображение на АРМ оператора показателей аналоговых датчиков и положения кранов, положения штуцеров;

- отображение предупредительной и аварийной сигнализации на экране АРМ оператора в случае аварийных и нештатных ситуаций, ложной перестановки кранов, а также при отказах датчиков, исполнительных механизмов, цепей управления и элементов АСУ ТП;

- автоматический впрыск метанола по каждой скважине в зависимости от расхода газа и условий гидратообразования;

- выдачу информации оператору о возможности загидрачивания КРЭ по информации об уменьшении температуры и увеличении давления, автоматическое увеличение объема впрыска метанола для снятия условий гидратообразования, а также выдача информации для регулирования дебита скважин исходя из указанных условий.

Функции верхнего уровня:

- Оперативный контроль хода технологического процесса;

- Дистанционное управление и регулирование

- Ведение «оперативного диспетчерского журнала»;

- Документирование хода технологического процесса;

- Сбор и сведение показателей по расходу и качеству газа;

- Мониторинг технического состояния технологического оборудования и программно-технических средств АСУТП;

- Обмен информацией со смежными системами (ИУС КМК ПХГ, АСПС, КЗиПТ).

Функции среднего уровня:

- Сбор и обработка информации», поступающей от датчиков и исполнительных механизмов, напрямую подключаемых к АСУ ТП;

- Диагностика программных и технических средств и коммуникационного оборудования;

- Комплексное регулирование режимов работы ПХГ;

- Регулирование» технологических параметров управляемых непосредственно от АСУ ТП;

- Дистанционное управление ИМ;

- Противоаварийная защита технологических объектов.

АСУТП рассчитана на непрерывную работу в круглосуточном режиме и должна обеспечивать следующие режимы функционирования:

- автоматический;

- автоматизированный с дистанционным централизованным контролем и управлением;

- ручной.

Уровень контроля и автоматизации ПХГ обеспечивает ее безаварийную работу без постоянного присутствия обслуживающего персонала непосредственно у технологического оборудования.

В автоматическом режиме система работает без вмешательства оперативного персонала по заданным алгоритмам. На АРМах оператора доступны функции просмотра информации.

В автоматизированном режиме выполняются все те же функции, что и в автоматическом. Кроме того, оператор имеет возможность дистанционно управлять исполнительными механизмами с учетом необходимых технологических блокировок.

Переход с автоматического режима в автоматизированный происходит без потери информации.

Предусмотрена возможность выбора режима управления индивидуально для каждого исполнительного механизма.

В автоматическом и автоматизированном режимах управления доступно ручное управление исполнительными механизмами от кнопок по месту (режим наладки, проверки, ремонта).

В процессе функционирования АСУТП возможны следующие режимы:

- режим нормального функционирования, характеризуемый полной готовностью всего ПТК;

- пусковой режим, характеризуемый инициализацией КТС АСУТП и загрузкой прикладного программного обеспечения, как на серверах, рабочих станциях, так и в управляющих процессорах. Этот режим имеет место при запуске или перезапуске системы;

- остановочный режим характеризуется полной остановкой работы системы, отключением электропитания КТС АСУТП и переводом технологического объекта на ручное управление;

- режим частичного отказа КТС, характеризуемый тем, что в работу вводятся резервы КТС, обеспечивающие выполнение всего предусмотренного техническим процессом объема функций, либо это отказ части функций, не влекущий за собой опасности возникновения аварийной ситуации на объекте.

Режим частичного отказа КТС возникает:

- при отказе основного оборудования АСУТП при наличии резервного. При этом работа АСУТП не нарушается за счет автоматического переключения с вышедшего из строя оборудования на резервное. В этом случае необходимо заменить вышедшие из строя устройства на идентичные;

- при отказе АРМа оператора. В данном случае прекращается выполнение функций дистанционного управления и визуализации информации с отказавшей станции.

Архивирование информации и передача данных продолжает выполняться серверами. Обеспечивается автономная работа оборудования уровня САУ в автоматическом режиме;

- при отказе АРМа оператора. Прекращается выполнение функций данной станции: конфигурирование, настройка ПО. Остальные функции системы выполняются без изменений.

- при отказе основного и резервного сервера. В данном случае прекращается выполнение информационно-вычислительных функций сервера и передача данных на верхний уровень, отсутствует возможность дистанционного управления и визуализации информации. Обеспечивается автономная работа оборудования уровня САУ в автоматическом режиме;

- при отказе основного и резервного архивного сервера. Прекращается выполнение функции архивирования технологических и системных данных. Остальные функции системы выполняются без изменений.

- при отказе коммутаторов уровня ОПС. Прекращается передача данных на верхний уровень, выполнение функции вывода на печать, теряется связь между серверами и рабочими станциями и прекращается выполнение функции дистанционного управления и визуализации информации. Обеспечивается автономная работа оборудования уровня САУ в автоматическом режиме;

- при отказе коммутаторов уровня САУ. Теряется связь уровня ОПС с узлом сети уровня САУ, подключенным к отказавшим коммутаторам. Обеспечивается автономная работа оборудования отсоединившегося узла уровня САУ в автоматическом режиме;

- при отказе модуля ввода/вывода. В подобной ситуации теряется связь с датчиком или исполнительным механизмом до момента восстановления работоспособности модуля. Отказ модуля ввода/вывода не приводит к использованию недостоверной информации для функций контроля и управления.

АСУ ТП обеспечивает диагностику, как технологического оборудования, так и своих программно-технических средств.

К диагностике технологического оборудования относится:

- определение неисправности задвижки, клапана, насоса при отказе в управлении (за отведенное время не происходит переход в ожидаемое состояние - невыполнение пуска, стопа, закрытия, открытия);

- получение диагностической информации от средств внутренней диагностики технологического узла (дискретные сигналы, MODBUS и HART-протоколы).

К диагностике программно-технических средств относится:

- определение исправности датчиков и их линий связи (контроль на обрыв и короткое замыкание, расширенная диагностика по HART-протоколу);

- системные сообщения от ПЛК (код ошибок в т.ч. программной, локализация отказа до уровня модуля);

- сигналы от датчиков вскрытия шкафа;

- сигналы от блоков питания внутри шкафа («в работе», «отказ»);

- диагностическая информацию от ИБП (режим работы, нагрузка, напряжение);

- служебные сигналы от коммутаторов сети передачи данных;

- режимы работы серверного оборудования (основной, резервный, остановлен и т.п.).

Диагностика осуществляется непрерывно в автоматическом режиме.

Информация о работоспособности отображается в виде:

- индикаторов, встроенных в технические средства;

- сообщений, отображаемых на операторных станциях.

В алгоритмах управления исключено влияние неисправностей КТС на ход технологического процесса.

Структурная схема АСУ ТП контроля и управления блоком газосепаратора замерного показана в приложении Б.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: