«Проектирование автоматизированной системы «станок-качалка-насос (скн)»» - Курсовая работа

Содержание

Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки 6

Введение 8

1. Техническое задание 9

1.1 Назначение системы 9

1.2 Цели создания системы 9

1.3 Требования к техническому обеспечению 10

1.4 Требования к метрологическому обеспечению 10

1.5 Требования к математическому обеспечению 11

1.6 Требования к программному и информационному обеспечению 11

2 Основная часть 14

2.1 Описание технологического процесса 14

2.2 Разработка структурной схемы АС 16

2.3 Функциональная схема автоматизации 17

2.4 Разработка схемы информационных потоков 19

2.5 Комплекс аппаратно-технических средств 22

2.5.1 Выбор контроллерного оборудования 22

2.5.2 Выбор устройств измерения 27

2.5.3 Выбор исполнительных механизмов 37

2.7 Разработка схемы внешних проводок 41

2.8 Выбор алгоритмов управления АС СКН 42

2.8.1 Алгоритм сбора данных измерений 42

2.8.2 Алгоритм автоматического регулирования 43

2.9 Экранные формы АС СКН 47

Заключение 50

Список используемых источников 51

Введение

В настоящее время актуальной является тема промышленной автоматизации. Процесс нефтедобычи не остался в стороне.

На поддержку бизнес-процессов ориентируется в настоящее время весьма значительная часть мировых производителей программной продукции по управлению бизнесом.

Это связано с тем, что все большее число компаний уделяет внимание оптимизации своей деятельности, чтобы соответствовать условиям современного рынка и вести бизнес, обладающий такими качествами, как управляемость, быстрая адаптивность и гибкость. Для этого необходим комплексный анализ делового процесса, результатом которого является создание бизнес-модели организации.

Для предприятий наличие автоматизированных систем управления – один из решающих факторов в конкурентной борьбе. Однако на российском рынке трудно найти специализированные решения для процессов нефтедобычи.

В данном проекте рассматривается модернизация автоматизированной системы станок-качалка-насос (СКН).

Выдержка из текста работы

1. Техническое задание

1.1 Назначение системы

Основное назначение автоматизированной системы СКН:

- стабилизация режимов ТП посредством контролирования технологических параметров, визуального представления, а также подачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы в автоматическом и ручном (выполнение последовательности действий технологом) режимах;

- выявление аварийных ситуаций на технологических узлах посредством проведения опроса датчиков входящих в состав системы в автоматических режимах, а также анализ измеренных значений и переключение технологических узлов в рабочее состояние посредством подачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы в автоматическом или ручном режимах;

- обеспечение автоматизированного контроля и управления в реальном масштабе.

1.2 Цели создания системы

Основные цели создания АСУ ТП:

— обеспечение стабилизации эксплуатационных показателей оборудования и режимных параметров ТП;

— увеличение товарооборота;

— снижение производственных затрат;

— подбор более рациональных технологических режимов за счёт учета показаний промышленных анализаторов, и оперативной корректировки режима опираясь на данные, полученные в результате проведения лабораторных исследований;

— повышение качества производимой продукции;

- предупреждение аварийных ситуаций.

1.3 Требования к техническому обеспечению

Все внешние элементы технических средств, нахסдящиеся пסд напряжением, дסлжны иметь защиту סт случайнסгס прикסснסвения, а сами технические средства - иметь защитнסе заземление.

Прסграммнס-технический кסмплекс АС дסлжен дסпускать вסзмסжнסсть наращивания, мסдернизации и развития системы, а также иметь резерв пס каналам ввסда/вывסда не менее 20 %.

Датчики, кסтסрые будут испסльзסваться в системе, дסлжны иметь взрывסзащищённסе испסлнение. При выбסре датчикסв следует испסльзסвать аппаратуру с искрסбезסпасными цепями. Чувствительные элементы датчикסв, сסприкасающиеся с серסвסдסрסдсסдержащей или другסй агрессивнסй средסй, дסлжны быть выпסлнены из кסррסзиסннסстסйких материалסв либס для их защиты неסбхסдимס испסльзסвать разделители сред. Степень защиты технических средств סт пыли и влаги не менее IP56.

Кסнтрסллеры дסлжны иметь мסдульную архитектуру, пסзвסляющую свסбסдную кסмпסнסвку каналסв ввסда/вывסда. При неסбхסдимסсти ввסда сигналסв с датчикסв, нахסдящихся вס взрывססпаснסй среде, дסпускается испסльзסвать как мסдули с искрסбезסпасными вхסдными цепями, так и внешние барьеры искрסбезסпаснסсти, размещаемые в סтдельнסм кסнструктиве.

Заключение

В результате выполнения курсовой работы разработаны технические решения для модернизации автоматизированной системы станок-качалка-насос. В ходе выполнения проекта подобрано современное оборудования, которое имеет хороший срок службы и необходимую точность измерения, а именно полевые датчики, модульный контроллер GE Fanuc Series 90-30, для управления давлением в трубопроводе используются клапаны с электроприводами. Для корректной работы разработанного проекта используется современная SCADA-система MasterSCADA.

Во время разработки проекта изучен технологический процесс работы станка-качалки-насоса. Для безопасной работы и защиты системы в помещение используется высокоточный газоанализатор, поэтому в случае аварийной утечки система быстро перекроет подачу нефти с помощью клапанов с электроприводами.

В ходе выполнения курсовой работы разработаны функциональная и структурная схемы автоматизации СКН, с помощью которых подобрано правильное оборудования. Была построена схема внешних проводок, которая позволяет четко разобраться в системе передачи сигналов оператору АСУ на щит КИПиА, который в случае обнаружения неисправности работы системы, сможет их устранить. Рассмотрены два алгоритма: алгоритм сбора данных измерений, а именно показаний вязкости нефти и алгоритм автоматического регулирования давлением. При разработке проекта спроектирована мнемосхема и дерево экранных форм.

В результате выполнения курсовой работы модернизирована автоматизированная система «станок-качалка-насос», которая полностью удовлетворяет поставленной задаче.

Список литературы

Громаков Е. И., Проектирование автоматизированных систем. Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие: Томский политехнический университет. — Томск, 2009.

2. Клюев А. С., Глазов Б. В., Дубровский А. Х., Клюев А. А.; под ред. А.С. Клюева. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 464 с.

3. Комиссарчик В.Ф. Автоматическое регулирование технологических процессов: учебное пособие. Тверь 2001. – 247 с.

4. ГОСТ 21.408-93 Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов М.: Издательство стандартов, 1995.– 44с.

5. Разработка графических решений проектов СДКУ с учетом требований промышленной эргономики. Альбом типовых экранных форм СДКУ. ОАО «АК Транснефть». – 197 с.

6. Комягин А. Ф., Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП газонефтепроводов. Ленинград, 1983. – 376 с.

7. Попович Н. Г., Ковальчук А. В., Красовский Е. П., Автоматизация производственных процессов и установок. – К.: Вищашк. Головное изд-во, 1986. – 311с.

8. СанПиН 2.2.4.548 – 96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. М.: Минздрав России, 1997.

9. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278 – 03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий. М.: Минздрав России, 2003.

10. СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение.

11. СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории застройки.

12. СанПиН 2.2.2/2.4.1340 – 03. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы». – М.: Госкомсанэпиднадзор, 2003.

13. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды: учебник для вузов. – М.: Изд-во Юрайт, 2013. – 671с.

14. ГОСТ 12.1.038-82. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

15. ГОСТ 12.1.004–91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

16. ГОСТ 12.2.032-78. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

17. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ.