УДК 62
ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ
№22,
Технические науки
Гарипов Рустам Кавсарович
Ключевые слова: ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ; АВТОМАТИЗАЦИЯ ГРП; ДОБЫЧИ ГАЗА; ТРАНСПОРТИРОВКА ГАЗА; GAS INDUSTRY; HYDRAULIC FRACTURING AUTOMATION; GAS PRODUCTION; GAS TRANSPORTATION.
Разработка программно-технического комплекса (ПТК) автоматизации газорегуляторного пункта (ГРП) была начата с целью создания высоконадежных автоматизированных систем управления технологического процесса (АСУ ТП) сложных производств с непрерывным циклом работы. Исходя из этого, в комплексе изначально были заложены такие возможности, как использование операционных систем реального времени, резервирование контроллеров и блоков ввода0вывода, многопользовательская среда разработки и отображения данных и другие особенности, характерные для развитых систем автоматизации. В результате был создан комплекс, состоящий из полнофункционального SCADA-пакета и аппаратных блоков, необходимых для организации ввода-вывода полевых сигналов, а также для поддержки резервирования. Возможности комплекса позволяют использовать его для разработки и эксплуатации всех уровней АСУ ТП, от технологических контроллеров и блоков ввода-вывода до автоматизированных рабочих мест (АРМ) оператора.
Вместе с продвижением комплекса на рынок крупных централизованных систем АСУ ТП были подготовлены решения, адаптирующие его для применения его в небольших системах телемеханики. На основе этих решений комплекс может применяться как для создания систем автоматизации автономных объектов, так и для построения диспетчерского пункта распределенной сети автоматизированных объектов. Одной из систем подобного рода является система автоматизации газораспределительного пункта, способная работать как автономно так и в соединении с системой диспетчерского контроля и управления работой сети ГРП.
Цели внедрения:
— повышение надежности работы технологического оборудования, снижение риска тяжелых аварий таким образом, чтобы отказы технических средств не приводили к ситуациям, опасным для жизни и здоровья людей и повреждению оборудования;
— обеспечение автоматизированного эффективного управления технологическими процессами в нормальных, переходных и аварийных режимах распределения газа;
— своевременное представление оперативному персоналу достаточной и достоверной информации о ходе технологического процесса, состоянии оборудования и технических средств управления;
— снижение затрат на эксплуатацию и ремонт технических средств автоматизации;
— обеспечение коммерческого учёта потребления природного газа;
В функции АСУ ТП входит:
— сбор, обработка информации от датчиков температуры, давления и разности давления, подключенных к сужающим устройствам, и вычисление объемного и массового расхода природного газа в трубопроводе;
-автоматическое переключение диапазонов измерения разности давления для увеличения диапазона измерения расхода;
— восстановление учётных параметров после простоя системы с добавлением к их значениям на момент отключения произведения времени простоя на договорную константу или значение расхода перед отключением;
— сравнение значений параметров с уставками, с фиксацией нарушений и формирования соответствующей записи в протоколе сообщений;
— контроль достоверности принимаемой информации по граничным значениям, скорости изменения и по другим критериям;
— приём дискретной информации о состоянии арматуры, от ключей МЩУ;
— обеспечение действия противоаварийных защит и блокировок оборудования в соответствии с требованиями нормативных документов: повышение давления газа за ГРП до 1-го и 2-го предела, понижение давления газа за ГРП, перевод линии редуцирования газа в режим «РАБОТА», «АВР», «ОТКЛЮЧЕНО» и запрет управления арматурой с двух мест;
— дистанционное управление исполнительными устройствами;
— вычисление объема и массы природного газа, прошедших за час, сутки, декаду и месяц по газопроводам и в целом по узлу учёта;
— отображение информации оперативному персоналу на цветных мониторах в виде мнемосхем с индикацией параметров в цифровом, табличном виде или в виде графиков;
— формирование световой и звуковой сигнализации отклонения параметров от заданных предупредительных и аварийных границ, а также при других аварийных ситуациях;
— индикация мнемонических изображений электрозадвижек с динамической индикацией их состояний и возможностью дистанционного управления ими;
— ручной ввод в режиме реального времени исходных данных;
— автоматическое формирование, выдача данных оперативному персоналу и вывод на печать отчетных печатных документов как автоматически, так и по запросу;
— выполнение переходов «Зима-Лето» и «Лето-Зима»;
— многопользовательский режим работы, при этом используется разграничение прав доступа к системе по паролям, регистрация доступа лица и протоколирование его действий;
— автоматическое формирование и печать протокола событий в системе;
— архивирование данных на жёсткий диск компьютера;
— просмотр истории параметров процесса на экране дисплея в виде графиков и таблиц и распечатки на принтере в табличном виде или как копии экрана;
— просмотр архивов печатных документов на экране дисплея и распечатка на принтере;
— отображение информации о состоянии и работоспособности компонентов АСУ ТП, проведение диагностики её элементов;
— коррекция системного времени.
Команда исполнительным механизмам о выполнении от диспетчера или обслуживающего персонала дается с пульта АСУ ТП. Этот же диспетчер или обслуживающий персонал может получить исчерпывающие данные обо всех интересующих параметрах в зоне системы и внести при необходимости необходимые коррективы. Какие бы функции не поручались АСУ ТП газоснабжения, выполнение их возможно только при взаимодействии ее составных частей, присущих любому АСУ: оперативного персонала, организационного, информационного, программного и технического обеспечения.
Комплекс устанавливается на контролируемом объекте (ГРП) и осуществляет функции сбора, накопления данных ТС, ТИ и передачи их на верхний уровень (АРМ АДС ЭПУ). Обмен информацией производится по цифровому интерфейсу и каналу GPRS. В процессе работы в автоматическом режиме комплекс осуществляет следующие функции:
— периодический сбор информации с датчиков ТС и ТИ с привязкой информации к времени на АРМ АСД ЭПУ;
— контроль состояния наличия сети 220В;
— контроль работы источников питания;
— контроль состояния АКБ;
— формирование информационных посылок и передачу их в каналы связи;
— установление и контроль связи.
Комплекс имеет модульную конструкцию, обеспечивающую максимальную гибкость конфигурирования под конкретную задачу объекта. В зависимости от количества установленных устройств, а также конфигурации программного обеспечения, комплекс может обеспечивать разный набор функциональных свойств (информационную емкость).
В процессе подготовки к внедрению комплекса, в качестве системы автоматизации ГРП вместе с требованиями нормативных и руководящих документов ПАО «Газпром» учитываются следующие важные для эксплуатации факторы:
— компактность размещения оборудования;
— наличие в системе блоков ручного управления (БРУ) запорной арматуры для отображения состояния и управления запорной арматуры в случае выхода из строя сложных компонентов системы, включая блоков ввода-вывода, технологического контроллера и системы отображения;
— поддержка существующего оборудования (корректоры расхода газа различных производителей и другое оборудование ГРП с интерфейсным выходом);
— поддержка существующих линий связи с ГРП, допускающих низкое качество передачи сигнала через многочисленные ретрансляторы и усилители;
— возможность модификации системы без существенных затрат в процессе эксплуатации;
И так подводя итоги, можно говорить, что внедрение АСУ ТП ГРП позволяет обеспечить:
— оптимизацию расчетов за счет внедрения узла коммерческого учёта природного газа в соответствии со всеми, установленными Главгосэнергонадзором и Федеральным Агентством по техническому регулированию и метрологии, требованиями;
— повышение надежности подсистемы технологических защит за счет структурного резервирования и постоянной диагностики технических и программных средств;
— представление оперативному персоналу исчерпывающей оперативной и архивной информации о работе системы, широкие возможности оператора по управлению технологическим процессом;
— устойчивую работу систем управления технологическим оборудованием;
— «живучесть» системы, обусловленную независимостью контроллеров друг от друга;
— реализацию сложных алгоритмов оперативного контроля и управления.
Список литературы
- Интегрированные системы проектирования и управления / Т.Я. Лазарева, Ю.Ф.Мартемьянов, А.Г.Схиртладзе – М.: изд-о Машиностроение, 2006-174 с.
- Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов / В.Г. Матвейкин, С.В. Фролов, М.Б. Шехтман – М. изд-во Машиностроение, 2000 – 176с.
- Промышленные сети: цели и средства К.В. Кругляк / Современные технологии автоматизации – 2002-№4-с.6-17.