Разработка автоматизированной системы управления установки среднетемпературной изомеризации ЛСИ-200

Процесс создания группы представлен на рисунке 5.8.Рисунок 5.8 – Создание группы «Генераторы»После чего в группе «Генераторы» нам нужно создать нужное количество «Синусоида», эти компоненты нужны для настройки изменения значения различных параметров (уровня, расхода и т.д.). Создание компонентов «Синусоида» представлено на рисунке 5.9.Рисунок 5.9 – Процесс создания компонентов «Синусоида»5.2 ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРОЦЕССАВ данном подразделе необходимо построить графическую интерпретацию технологического процесса установки подготовки нефти «Заглядинская» в среде TraceMode 6.Для начала необходимо описать технологический процесс. В данной ВКР технологический процесс описан в подразделе 1.2.В узле RTM создадим «Экран». Создание экрана представлено на рисунке 5.10.Рисунок 5.10 – Создание экранаНа экране изображаются необходимые блоки (колонны, трубопроводы, насосы, клапана, теплообменники). Схема технологического процесса представлена на рисунке 5.11.Рисунок 5.11 – Схема технологического процессаСоздание датчиков осуществляется с использованием графических примитивов. При помощи блока «Прямоугольник» создается на экране область для тега (см. рисунок 5.12).Рисунок 5.12 – Создание области тэгаДалее блок «Текст» нужно поместить внутрь ранее созданной области тэга и записать, необходимую величину и единицу измерения (см. рисунок5.13).Рисунок 5.13 – Текст помещаем в область тегаВ блоке настройки текста в разделе «Вид индикации» необходимо выбрать «Значение» и привязать его к созданной переменной, которую необходимо привязать к каналу синусоиды, в зависимости от настраиваемого датчика. Данный процесс представлен на рисунке 5.14.Рисунок 5.14 – Привязка переменнойРазработка навигации по мнемосхемам необходимо создать меню. С помощью блока «Прямоугольник» необходимо создать на экране область для обозначения интерфейса (см. рисунок5.15).Рисунок 5.15 – Создание области обозначения интерфейсаДалее блок «Текст» нужно поместить внутрь ранее созданной области и записать название интерфейса, представленного на рисунке 5.16.Рисунок 5.16 – Текст в области обозначения интерфейсаДалее необходимо создать нужное количество блоков «Кнопка» соответствующее числу экранов, которые нам необходимы, результат показан рисунке 5.17.Рисунок 5.17 – Вид интерфейса (навигация)В настройке блока «Кнопка» необходимо открыть вкладку «События» и в событии «MousePress» выбирать «Перейти на экран» и выбирать необходимый экран, процесс показан на рисунках 5.18 и 5.19.Рисунок 5.18 – Настройка кнопкиРисунок 5.19 – Выбор экрана5.3 АВАРИЙНЫЕ СООБЩЕНИЯНужно в каждом из каналов настроить диапазоны изменения в соответствии с данными технологического процесса. Это нужно для того, чтобы эти компоненты точно генерировали изменение технологического параметра (например диапазон изменения уровня в сепараторе от 0% до 100%, поэтому в компоненте «LI-1» установим диапазон как и в технологическом процессе). Обратим внимание, что нужно для максимального значения вводить 3 границы:ВП – значение верхнего предела, ВА – значение верхней аварийной границы,ВГ – значение верхней предупредительной границы. Так же нужно настроить минимальные границы:НП – значение нижней предупредительной границы,НА – значение нижней аварийной границы,НГ – значение нижнего предела.В процессе создания аварийных сообщений в узле «RTM1» создадим группу «Словари сообщений» (см. рисунок 5.20).Рисунок 5.20 – Создание словарей сообщенийДалее создадим 2 компонента: «Для_Float» и «Для_Hex16» (см. рисунок5.21).Рисунок 5.21 – Создание компонентов в словаре сообщенийДалее в компоненте «Для_Float» необходимо выбрать категории сообщений, в зависимости от их назначения, и прописать текст внутри сообщения, который будет появляться на АРМ оператора в случае возникновения того или иного события (см. рисунок5.22).Рисунок 5.22 – Настройка словаря сообщений «Для_Float»В компоненте «Для_Hex16», в зависимости от того сколько битов будет передаваться при нажатии на кнопку, выбираем категории сообщений и прописываем текст внутри сообщения, который будет появляться на АРМ оператора в случае возникновения того или иного события (см. рисунки5.23 и 5.24).Рисунок 23 – Настройка словаря сообщений «Для_Hex16»Рисунок 5.24 – Создание кнопок словаря сообщений «Для_Hex16»Настройка кнопок и привязка их аргументов производится, как показано на рисунках 5.25 и 5.26.Рисунок 5.25 – Настройка кнопок словаря сообщений «Для_Hex16»Рисунок 5.26 – Привязка аргументов кнопок словаря сообщений «Для_Hex16»Синусоиды всех параметров, используемые в процессе, во вкладке «Системные» пункт «Архивация» подключаются при помощи флага «Отчёт тревог» и привязки к словарю сообщений «Для_Float». Данный процесс представлен на рисунке 5.27.Рисунок 5.27 – Подключение словаря сообщений «Для_Float»Подключение словаря внештатных ошибок производим таким же образом: во вкладке «Системные» пункт «Архивация» подключаются при помощи флага «Отчёт тревог» и привязки к словарю сообщений «Для_Hex16». Данный процесс представлен на рисунке 5.28.Рисунок 5.28 – Подключение словаря сообщений «Для_Hex16»Для создания графического экрана аварий и тревог в узле «RTM1» создается новый компонент «Экран» (см. рисунок5.29).Рисунок 5.29 – Создание экрана аврийных сообщенийВ панели управления выбираем иконку «Отчёт тревог» в выпадающем меню выбираем иконку «От узла» (см. рисунок5.30).Рисунок 5.30 – Создание ГЭ "ОТ" узлаНастройка цветов осуществляется выбором категории сообщений для обеих компонент: «Для_Float» и «Для_Hex16. Результат вывода аварийных сообщений представлен на рисунке 5.31.Рисунок 5.31 – Результат вывода аварийных сообщенийПереход между экранами осуществляется при помощи кнопки на стартовом экране, которая имеет событие «Перейти на экран». Настройка данной кнопки показана на рисунке 5.32.Рисунок 5.32 – Настройка кнопки перехода на «Экран аварийных сообщений»5.4 ОКНОТРЕНДОВВ узле «RTM1» создадим новый компонент «Экран» (см. рисунок5.33).Рисунок 5.33 – Создание экрана тренодов процессаНа панели управления выберем иконку «Тренды» и создадим окно тренда на ранее созданном экране (см. рисунок5.34).Рисунок 5.34 – Создание ГЭ «Тренд»Для привязки к каналам параметров процесса перейдем к настройке графического элемента «Тренды». Во вкладке «Кривые» выполняем привязку, как показано на рисунке 5.35. Необходимо помнить, что данную привязку необходимо проделать для всех параметров процесса.Рисунок 5.35 – Привязка к каналу параметра процессаПереход между экранами осуществляется при помощи кнопки на стартовом экране, которая имеет событие «Перейти на экран». Настройка данной кнопки показана на рисунке 36.Рисунок 5.36 – Настройка кнопки перехода на «Тренды ПИП давления»5.5 ЗАПУСК ПРОЕКТАОбщий вид главного экрана представлен на рисунке 5.37.Рисунок 5.37 – Скриншот главного экранаТренды процесса представлены на рисунках 5.38, 5.39, 5.40, 5.41.Рисунок 5.38 – Скриншот тренда температурыРисунок 5.39 – Скриншот трендов уровняРисунок 5.40 – Скриншот трендов давленияРисунок 5.41 – Скриншот тренда расходаСкриншот аварийных сообщений представлен на рисунке 5.42.Рисунок 5.42 – Скриншот аварийных сообщений6 ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ6.1 РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ОСНОВНЫХ ФОНДОВДля определения экономической эффективностиприведены затраты на заменуКИПиА УПН «Заглядинская» на более современные, а также расчетные данные фонда оплаты труда до и после замены КИПиА.6.1.1 Затраты на КИПиАВ таблице 6.1 приведен список цен и затрат на КИПиА.Таблица 6.1 – Список цен и затрат на КИПиАНаименование элемента КИПиАКоличествоЦена, рубСтоимость, рубЗапорный клапан 30с941нж с41618864752электроприводом ПЭМ2-В7-IIВТ4434693138772Запорно-регулирующий клапан КРЗдо 400.04427753111012с электроприводом МЭОФ-250425455101820Преобразователь частоты EI-P7012265500131000Преобразователь давления АИР-10Н с4867834712микропроцессорным блоком ИТЦ 420/М4-14963038520Преобразователь температуры ТПУ205 с16587193936термометром сопротивления ТС-1088 (100М)16263442144Уровнемер поплавковый ЭЛЕМЕР-УПП-1131936958107Вихревой расходомер ЭЛЕМЕР-РВ22570551410Реле давления РД-016-2500-ДИ2763615272Сигнализатор уровня ЭЛЕМЕР-СТД-3171236886576ИТОГО (предварительно)968033Скидка от компании ЭЛЕМЕР составляет 3 %12162,15ИТОГО (с учетом скидки)955870,85В таблице 6.1 представлены оптовые цены КИПиА, необходимых для технологического процесса УПН «Заглядинская». КИПиА закупаются с учетом формирования фонда ЗИП.6.1.2 Затраты на пусконаладочные работыЗатраты на проведение монтажа КИПиА и запуск УПН в эксплуатацию принимаются равным 40% от общих затрат на КИПиА:(6.1)Сумма затрат на КИПиА и затрат на ПНРсоставляет общие инвестиционные затраты:(6.2)В итоге на закупку КИПиА, монтажные работы и ПНРУПН «Заглядинская» с новыми техническими средствами автоматизации необходимо инвестировать 1338219,19руб.6.1.3 Расчет заработной платыРасчетные данные фондов оплаты труда персонала УПН «Заглядинская» приведены в таблице 6.2.Таблица 6.2– Расчетные данные фондов оплаты труда персоналаЗанимаемая должностьПродолжительность рабочего дня, чКоличество рабочих, чел.Должностнойоклад, руб.Тарифный фонд оплаты труда годовой, руб.Доплаты, руб.Общий фонд оплаты труда, руб.Отчисления на страховые и профсоюзные взносы, руб.В смену, РсмСписочный состав, РспЗа высокие достиженияПремияВедущий инженер по КИПиА811650007800003000800091200090288Инженер по КИПиА811580006960002000800081600080784Слесарь по КИПиА822430001032000400050001248000123552Оператор УПН213360001296000200040001512000149688Итого:44880004443126.1.4 Экономический эффект от замены КИПиАЗамена КИПиА на существующей АСУТП УПН «Заглядинская» напрямую связана с повышением надежности и отказоустойчивости АСУТП, а также с повышением безопасности. К еще одному из положительных факторов замены КИПиА можно отнести увеличение уровня достоверности и полноты получаемой информации об объекте управления в результате повышения метрологических и технических характеристик КИПиА.Замена производилась по причине окончания эксплуатационных сроков и износа КИПиА. В связи с ростом частоты поверок устаревающего КИПиА, затрат на запасные части, вызов подрядных организаций для ремонта КИПиА увеличивались и убытки организации.После замены КИПиА численность эксплуатирующего и обслуживающего персонала не изменилась.Годовой экономический эффект составляет разницу между затратами на плановое обслуживание КИПиА до замены старых КИПиА на новые и затратами на плановое обслуживание после замены КИПиА за год.Затратам до замены КИПиА также можно отнести затраты на ремонт и замену вышедшего из строя технологического оборудования по причине неисправностей КИПиА, если она официально признана организацией.Экономические потери, связанные с простоями технологических установок по причине неисправностей КИПиА, оказывают влияние на годовой экономический эффект. Причина неисправностей КИПиА должна быть официально подтверждена организацией.Представим, что средние годовые затраты, связанные с задокументированными неисправностями КИПиА, обходились организации в 250000 руб. за последний год эксплуатации устаревших КИПиА.Средние планируемые затраты на обслуживание новых КИПиА составляет 70000 руб.Годовой экономический эффект составит:(6.3)5.1.5 Период окупаемости затратСрок окупаемости затрат показывает, за сколько лет окупаются капитальные затраты, и рассчитывается как отношение капитальных затрат к получаемой экономии (прибыли) по формуле:(6.4)Срок окупаемости после замены КИПиА достаточно длительный по причине динамического снижения годового экономического эффекта. Связано это с тем, что после замены новое КИПиА с течением времени будет изнашиваться и устаревать, что требует все больших затрат на обслуживание.В результате новое КИПиА однозначно на определенный период повышает надежность и отказоустойчивость АСУТП и отдельных ее узлов, позволяя осуществлять процесс подготовки нефти на УПН «Заглядинская» в бесперебойном режиме.7 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПЕРСОНАЛА И БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯОдной из важнейших тенденций стратегии развития газовой промышленности России является повышения производственной безопасности, снижение рисков возникновения аварий и инцидентов, а также высокие требования к охране окружающей среды и ресурсосбережению [20].В качестве основных мероприятий по охране труда и технике безопасности в проектах следует предусматривать:полную герметизацию всего технологического процесса внутрипромыслового сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды;оснащение технологического оборудования предохранительными устройствами;выбор оборудования из условия максимально возможного давления в нем, а для оборудования на открытых площадках – с учетом нагрева за счет солнечной радиации в летнее время;обеспечение противопожарных разрывов между оборудованием и другими сооружениями в соответствии с требованиями настоящих Норм;мероприятия по снижению потерь легких фракций и упругости паров товарных нефтей;размещение технологического оборудования на открытых площадках согласно перечню, утвержденному Миннефтепромом;размещение электрооборудования (электродвигателей) во взрывопожароопасных помещениях в соответствии с «Правилами устройства электроустановок»;применение блочного и блочно-комплектного оборудования заводского изготовления как более надежного в эксплуатации;контроль, автоматизацию и управление технологическими процессом с диспетчерского пункта в соответствии с «Основными положениями по обустройству и автоматизации нефтегазодобывающих предприятий Миннефтепрома»;блокировку оборудования и сигнализацию при отклонении от нормальных условий эксплуатации объектов;механизацию трудоемких процессов при производстве ремонтных работ технологического оборудования.Для повышения промышленной безопасности на УПН предприняты следующие меры по автоматизации:применение современных технических средств автоматизации с увеличенным межповерочным и межремонтным интервалом, и длительным сроком эксплуатации;применение ПЧ для управления насосами Н-1/1 и Н-2/1;сепараторы СВХ-1, СВХ-2 и отстойник О-1 оснащены датчиками уровня, давления и температуры и регулирующими давление и уровень клапанами с электроприводом;использование расходомеров на выкиде насосов Н-1/1 и Н-1/2, а также реле давления для защиты от высокого давления;применение датчиков температуры, измеряющих температуру подшипников;применение сигнализаторов утечек на насосах Н-1/4 и Н-1/5.Мероприятия по охране окружающей среды должны включать:мероприятия по рациональному использованию и охране земель, лесов и водоемов, защите почвы от загрязнения и рекультивации земель, отводимых под строительство;мероприятия по охране от загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами;мероприятия по охране водоемов и улучшению использования природных ресурсов.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной ВКР рассмотрен технологический процесс УПН «Заглядинская» и состав технологической установки. Разработана ФСА УПН, основываясь на описании технологического процесса подготовки нефти.Проведен подбор КТС автоматизации для получения достоверной и полной информации об объекте управления, а также с целью дистанционного ручного и программного управления технологическим оборудованием. Составлена спецификация КТС.АСУТП реализована с использованием промышленного узла ACNCS, на базе которого можно выстроить полноценную РСУ. Составлена структурная схема АСУТП УПН «Заглядинская» и сигнальный лист.В интегрированной среде TraceMode 6разработана мнемосхема УПН «Заглядинская» с использованием стандартных графических элементов и графических примитивов. Разработанная мнемосхема не противоречит требованиям действующего стандарта ГОСТ 21480-76.Рассчитаны экономические показатели замены КИПиА в АСУТП УПН «Заглядинская» и рассмотрены основные факторы, влияющие на срок окупаемости.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВГОСТ 21.208-2013. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах [Текст]. – Введ. 2014-11-01. – М: Из-во стандартов, 2014. – 28 с. – (Система проектной документации для строительства).ГОСТ 21.408-2013. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов [Текст]. – Введ. 2014-11-01. – М: Из-во стандартов, 2014. – 42 с. – (Система проектной документации для строительства).ГОСТ 21.110-2013. Спецификация оборудования, изделий и материалов [Текст]. – Введ. 2015-01-01. – М: Из-во стандартов, 2015. – 6 с. – (Система проектной документации для строительства).ГОСТ 14202-69. Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки[Текст]. – Введ. 1971-01-01. – М: Из-во стандартов, 2004. – переизд. – 19 с.ГОСТ 21480-76. Мнемосхемы. Общие эргономические требования [Текст]. – Введ. 1976-01-01. – М: Из-во стандартов, 1976. – 4 с. – (Система «Человек-машина»).Гусев, С. В.Автоматизация технологических комплексов и систем в промышленности[Текст]: учебное пособие / Н.В. Гусев, С.В. Ляпушкин, М.В. Коваленко // Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 198 с.Официальный сайт компании «ЭЛЕМЕР» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:www.elemer.ruОфициальный сайт компании Valmet[Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://www.valmet.comОфициальный сайт АО «АБС ЗЭиМ Автоматизация» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:www.abs-zeim.ruОфициальный сайт компании «Веспер» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://www.vesper.ruОфициальный сайт компании «ЭМИС» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://emis-kip.ruОфициальный сайт компании «ОВЕН» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://owen.ruОфициальный сайт компании «НПО РИЗУР» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://rizur.ruОфициальный сайт компании «B&R» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://www.br-automation.comОфициальный сайт компании «ПЬЕЗОЭЛЕКТРИК» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://www.piezoelectric.ruОфициальный сайт компании «ПРОСОФТ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:https://www.prosoft.ruТехнологический регламент. АО «Оренбургнефть». УПН «Заглядинская» [Текст] – Бузулук: ОА «Оренбургнефть», 2021. – 236 с.Отчисления во внебюджетные фонды (ПФР, ФФОМС, ФСС) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.moedelo.org/journal/fundsПРИЛОЖЕНИЯ