Автоматизация подготовки нефти: «Таможня дает добро!»
# Авиастроение
# Авиация и космонавтика
# Атомная промышленность
# Вузы
# Добывающая промышленность
# Железнодорожная отрасль
# Коммунальное хозяйство
# Контрольно-измерительные системы
# Лабораторные измерения
# Машиностроение
# Нефтегазовая промышленность
# Обработка драгоценных металлов
# Образование и наука
# Производство строиматериалов
# Сельское хозяйство
# Судостроение
# Транспорт
# Электроэнергетика
# Энергетика
Автоматизация подготовки нефти: «Таможня дает добро!»
Сергей Бальцер, Григорий Бушканец, Владимир Красных, Артём Фролов
В статье описываются особенности построения системы автоматизации для установки комплексной подготовки нефти месторождения, расположенного на территории ближнего зарубежья.ВВЕДЕНИЕ
В 1230 км к юго-востоку от офиса фирмы «Шатл» (г. Казань), на бескрайних просторах казахстанских степей, где мирно пасутся стада диких сайгаков, расположено нефтяное месторождение и, соответственно, установка комплексной подготовки нефти (УКПН). Общий вид установки показан на рис. 1. С технологической точки зрения, данная установка является достаточно типовой и не имеет каких-то принципиальных отличий от других УКПН, автоматизацией которых ранее занималась фирма «Шатл» [1]. Поэтому были использованы унифицированные структурные технические решения, проверенное и освоенное ранее оборудование и программное обеспечение. Особенности данного проекта лежали, прежде всего, в области организационно-финансовой, лингвистической и географической.
Рис. 1. Общий вид установки комплексной подготовки нефти
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТА
Заказчиком проекта выступала некая скандинавская компания в лице своего казахстанского подразделения, которая и поручила (или доверила) нам весь комплекс работ по системе автоматизации. Календарный план к контракту вобрал в себя 15 пунктов.- Разработка и утверждение технического задания.
- Разработка рабочей документации АСУ ТП.
- Поставка оборудования КИП и А.
- Изготовление щитов КИП.
- Поставка оборудования верхнего уровня АСУ ТП (контроллеры, АРМ оператора).
- Поставка общесистемного и прикладного программного обеспечения.
- Монтаж КИП и А.
- Монтаж щитов КИП.
- Монтаж контроллеров и АРМ оператора.
- Пусконаладка КИП и А.
- Пусконаладка системы в информационном режиме.
- Пусконаладка АСУ ТП в целом.
- Разработка эксплуатационной документации.
- Обучение персонала УКПН.
- Сопровождение системы на этапе опытной эксплуатации.
Кроме того, наши попытки привлечь для выполнения работ какую-либо организацию из родного Татарстана либо сразу натыкались на категорический отказ («зачем ехать за 1000 км, нам и здесь работы хватает»), либо запрашиваемая за работу плата тоже выглядела как форма отказа. В результате же почти вынужденное решение оказалось практически идеальным: и работа специалистами Джамбульского монтажного управления была выполнена качественно и в срок, и отношения между нашими сотрудниками были практически безоблачными (что немаловажно), да и организационно-финансовые вопросы с руководством решались легко, быстро, на доверительной основе и, как нам показалось, ко взаимному удовлетворению. В итоге в Республике Казахстан у нас появился новый проверенный в деле партнер. Что же касается заказчика, то заказчик из дальнего зарубежья — это все-таки скорее плюс, чем минус. Сложности в виде языкового барьера, разного менталитета, незнания наших (порой ещё оставшихся с советских времён) реалий и традиций преодолевались, в общем-то, довольно легко. Но зато за все время реализации проекта мы ни разу не столкнулись с
немотивированной задержкой оплаты наших счетов,
требованием сокращения расходов в ущерб принимаемым техническим решениям,
затягиванием сроков решения вопросов из-за боязни взять на себя ответственность за принятие этих решений,
отказом в ответ на обоснованное требование оплатить дополнительные работы или оборудование,
отказом от выполнения каких-либо договоренностей, закрепленных в письме, протоколе технического совещания или даже просто в телефонном разговоре. Нельзя не отметить и те бытовые условия, которые были созданы посреди казахстанской степи, в 15 километрах от ближайшего населенного пункта: горячее питание, теплое жилье, постоянно присутствующий врач, централизованная прачечная — правда, при 12-часовом рабочем дне на объекте без выходных и праздников.
«КРУПИЦЫ ЦЕННОГО ОПЫТА»
Каждый новый объект для любой фирмы – это всегда новый опыт, проверка правильности ранее наработанных и воплощение новых управленческих и технических решений. Так и в данном случае мы смогли пополнить или уточнить некий свод правил для дальнейшей работы. Не приводя его целиком, укажем лишь те, правильность которых наиболее ярко подтвердила именно эта работа. Правило 1. Стремитесь взять на себя весь комплекс работ по автоматизации, пусть даже он включает те виды работ, которые Вы не сможете выполнить сами. Да, это дополнительная ответственность, но это и:- дополнительные деньги;
- возможность финансового маневра и маневра по срокам, когда ряд работ может выполняться параллельно;
- возможность управления разработкой системы на всех этапах и во всех ее частях во имя достижения конечной цели (вы не становитесь заложниками принятых кем-то решений в смежных вопросах).
Рис. 2. Структура комплекса технических средств АСУ ТП УКПН
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
Исходя из принятых в фирме «Шатл» типовых технических решений, уровень контроллеров и АРМ оператора базируется на известной технике фирм Octagon Systems и Advantech. Структура комплекса технических средств АСУ ТП УКПН представлена на рис. 2.Структура и функциональные возможности АСУ ТП УКПН
Структурно АСУ ТП УКПН, как и большинство систем управления, состоит из трёх уровней:- нижний уровень — это датчики и исполнительные механизмы;
- средний уровень — контроллеры, принимающие и обрабатывающие информацию с датчиков и выдающие управляющие сигналы исполнительным механизмам для регулирования параметров технологического процесса, а также вторичные приборы датчиков для индикации необходимых параметров;
- верхний уровень — автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора, обеспечивающие сбор и хранение информации о технологическом процессе, выдачу команд дистанционного управления и настройку параметров работы системы.
- уровней жидкости (общих и межфазных) в аппаратах и емкостях;
- уровней загазованности на площадках;
- расходов нефти и пластовой воды;
- температуры подшипников и сальников всех насосов.
- среднее время наработки на отказ 70000 ч;
- среднее время наработки на сбой 20000 ч;
- средний срок службы не менее десяти лет.
Рис. 3. Пример мнемосхемы АРМ оператора УКПН
Контроллер MicroPC
Типовая структурная схема контроллера MicroPC была представлена и подробно описана в [1]. Контроллер построен на базе процессорной платы Octagon Systems 5066, которая зарекомендовала себя надежной и неприхотливой в эксплуатации. Для приема сигналов с датчиков и вывода сигналов управления были использованы платы Fastwel UNIO96-5. Сигналы управления технологическим процессом поступают от платы UNIO96-5 через плату гальванической развязки каналов дискретного вывода TBI-0/24 на реле Wago. Реле Wago имеют 2 пары контактов: одна пара нормально замкнута, другая — нормально разомкнута; это позволяет быстро настроить систему для управления различными устройствами.
Рис. 4. Стойки контроллеров MicroPC и щитов КИП и А
- ввод унифицированных аналоговых сигналов от датчиков и первичное преобразование полученных значений (до 72 сигналов);
- ввод счетных импульсов от датчиков расхода (до 48 сигналов);
- ввод дискретных сигналов от датчиков (до 144 сигналов);
- формирование дискретных сигналов управления по команде с АРМ оператора (до 48 сигналов);
- опрос внешних интеллектуальных устройств;
- автоматическое формирование сигналов управления в зависимости от изменения значений отдельных параметров состояния технологического объекта (аварийная защита);
- автоматическое регулирование параметров технологического процесса по заданным значениям уставок;
- обмен информацией с компьютерами АРМ-1 и АРМ-2 по локальной сети Ethernet;
- автоматическое восстановление работоспособности контроллера при включении электропитания после его пропадания.
- контроллер ГЗУ (групповая замерная установка), который выполняет задачи учета нефти, поступающей со скважин на вход установки подготовки нефти;
- УКТ-38 (по 5 штук на каждый контроллер) — восьмиканальный измеритель температуры, который предназначен для приема и преобразования сигналов, поступающих от работающих с ним датчиков, в значения контролируемых ими физических величин и отображения одного из этих значений (выбранного пользователем) на встроенном цифровом индикаторе;
- УЗС-24М — устройство защиты и сигнализации, которое используется для преобразования сигналов, поступивших от электроконтактных датчиков, в сигналы световой и звуковой индикации и сигналы, необходимые для управления исполнительными механизмами;
- теплоэнергоконтроллер ИМ-2300 (3 штуки), который предназначен для вычисления теплоэнергетических параметров (температура, давление, расход воды и др.), имеющих сложную зависимость от показаний первичных преобразователей, а также для регистрации этих параметров и передачи в автоматизированную систему сбора данных.