Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)

Опубликовано: 1-09-2016, 19:14 в категорию «Пресса о нас»


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)

 

Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)

 

Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)

 

Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)


Введение

В 2011 году в России была принята программа по модернизации нефтеперерабатывающих мощностей и вводу новых мощностей вторичной переработки нефти со сроком реализации до 2020 года.

Выполнение данной программы предполагает качественный скачок в развитии отрасли, поэтому нефтяные предприятия последовательно выполняют взятые на себя обязательства. Не стало исключением и ООО «Ильский НПЗ», находящееся в пгт Ильский Северского района Краснодарского края.

Таким образом, в 2012 году стартовали работы по модернизации ООО «Ильский НПЗ». Одним из результатов реконструкции является строительство двухсторонней эстакады слива-налива нефтепродуктов на 60 вагонов-цистерн,предназначенной для слива нефти и налива мазута, бензина, дизельного топлива. Именно она и стала объектом автоматизации ООО «НОИНТ».

В ходе автоматизации железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов были выполнены следующие работы:

● проектирование раздела «Автоматизация производства» с учётом внедрения противоаварийной и противопожарной защиты;

● подбор, поставка и монтаж оборудования;

● разработка прикладного программного обеспечения согласно требованиям заказчика;

● пусконаладочные работы;

● обучение персонала завода.

 

Назначение и функции системы

Разработанная автоматизированная система управления предназначена для автоматического и оперативного управления оборудованием на железнодорожной эстакаде слива-налива нефтепродуктов предприятия ООО «Ильский НПЗ» (рис. 1).

В соответствии с требованиями заказчика система выполняет следующие функции:

● автоматизированное управление процессами слива-налива нефтепродуктов согласно заданным алгоритмам работы;

● дистанционное управление оборудованием эстакады;

● контроль и точный учёт данных;

● получение оперативной информации о работе агрегатов;

● автоматическая передача данных в систему «1С: Бухгалтерия»;

● возможность управления процессами слива-налива в ручном режиме;

● автоматическая противоаварийная защита;

● автоматическая противопожарная защита.


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 1. Железнодорожная эстакада слива-налива нефтепродуктов ООО «Ильский НПЗ»

 

Архитектура системы

Архитектура автоматизированной системы управления железнодорожной эстакады представлена на рис. 2, она включает три подсистемы: АТХ – автоматизация техпроцесса, ПАЗ – противоаварийная защита, АПТ – автоматическое пожаротушение.


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 2. Арихитектура автоматизированной системы управления железнодорожной эстакады

 

Каждая подсистема состоит из трёх уровней: полевого, нижнего и верхнего. Полевой уровень представлен контрольно-измерительными приборами и автоматикой (датчики предельного уровня, расходомеры, датчики положения, датчики контроля нижнего концентрационного предела распространения пламени).

Нижний уровень представляет собой комплекс микропроцессорной техники, состоящей из программируемых логических контроллеров (ПЛК), модулей ввода/вывода сигналов и промежуточных звеньев, согласующих работу полевых устройств с верхним уровнем. ПЛК автоматически выполняет все необходимые действия по обеспечению дистанционного управления технологическим оборудованием системы.

Верхний уровень, важной составляющей которого является человеко-машинный интерфейс, представлен SCADA-системой. Основные функции, выполняемые на верхнем уровне:

● контроль периферии;

● управление исполнительными устройствами;

● регистрация информации;

● хранение информации.

В целях оптимизации построения системы разработчиками было принято решение разместить автоматизированные рабочие места в помещении операторной, а контроллеры – непосредственно на эстакаде в специальных взрывозащищённых шкафах (рис. 3). Тем самым связь устройств и агрегатов с контроллером обеспечивается минимальной длиной кабелей.

Далее детально рассматривается подсистема АТХ, поскольку она разрабатывалась для конкретного объекта. Реализация подсистем ПАЗ и АТП регламентируется руководящими документами Ростехнадзора и стандартизирована, поэтому их описание не приводится.

 

Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 3. Размещение контроллеров на эстакаде во взрывозащищенных шкафах

 

Используемые технические и программные средства

Подсистема АТХ (АСУ ТП) реализована с использованием трёх ПЛК SIEMENS серии SIMATIC S7-300. Получение информации о текущем состоянии оборудования и управление им осуществляется через модули ввода-вывода, входящие в состав контроллера. Для наблюдения за ходом технологического процесса и оперативного управления им в состав подсистемы входит компьютер с соответствующим программным обеспечением –автоматизированное рабочее место оператора (АРМ оператора). Кроме функций наблюдения и оперативного управления технологическим процессом, АРМ оператора позволяет собирать, хранить данные о ходе технологического процесса в архиве и производить анализ на основе этих данных.

Программное обеспечение (ПО) ПЛК разработано в среде SIMATIC STEP 7. Оно обеспечивает приём команд, поступающих с АРМ оператора, управляет оборудованием в соответствии с поступающими командами и состоянием датчиков, осуществляет контроль за состоянием технологического оборудования и ходом технологического процесса. Программное обеспечение компьютера включает операционную систему Windows 7 Professional, SQL-сервер (для архивов) и специальное ПО (рис. 4), разработанное в среде SIMATIC WinCC V7.0. Последнее обеспечивает наблюдение за состоянием оборудования, датчиков и аварийных кнопок, оперативное управление оборудованием, сбор, хранение и анализ полученных данных, изменение параметров технологического процесса, настройку оборудования системы.


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 4. Главная мнемосхема АРМ оператора

 

Описание АСУ ТП

Программируемый логический контроллер автоматически выполняет все необходимые действия по обеспечению дистанционного управления технологическим оборудованием системы. В функции ПЛК входит:

● сбор информации о текущем состоянии всех устройств и агрегатов системы и режиме управления ими;

● формирование информационных сообщений обо всех изменениях в системе, полученных командах управления и результатах их выполнения;

● передача полученной информации, диагностических и информационных сообщений на АРМ оператора для их отображения, записи в журналы и организации диалога с оператором;

● автоматическое управление устройствами и агрегатами по заданным алгоритмам работы;

● приём команд управления с АРМ оператора.

АРМ оператора: запуск ПО АРМ оператора осуществляется автоматически после включения или перезагрузки компьютера. Сразу после запуска устанавливается связь с ПЛК и начинается сохранение данных, полученных с ПЛК, в архиве. На АРМ оператора реализованы следующие функции:

Управление устройствами и агрегатами позволяет менять состояние заданного устройства, при этом в окне параметров и настроек отобразится панель управления выбранным устройством. Содержимое этой панели (рис. 5) будет зависеть от типа устройства, а в окне визуализации рамка вокруг выбранного устройства начнёт мигать. В зависимости от типа устройства, выполняемых им функций и аппаратной реализации некоторые поля и органы управления могут не отображаться или быть недоступными (отображение серым цветом означает, что выполнение соответствующих операций для данного устройства или агрегата невозможно). Надписи на кнопках управления состоянием устройства также изменяются. В верхней части окна в разделе «Текущие параметры» отображаются полное наименование выбранного устройства, установленный режим управления и его текущее состояние. В случае обнаружения системой аварии какого-либо устройства на экран выводится причина её возникновения. Если система обнаруживает аварию устройства или ошибки в его работе, то после устранения неисправности для восстановления нормального функционирования устройства используется кнопка «Сброс аварии». С помощью кнопок «Дистанционный», «Местный» и «Ремонтный» устройство переводится в соответствующий режим. Если для выбранного устройства включён ремонтный режим, то вместо кнопки «Ремонтный» отображается кнопка «Рабочий», служащая для его отключения. На рис. 6 показано окно параметров и настроек стояков налива мазута, где приводятся все текущие показатели расходомера по выбранному стояку налива, а также задаётся доза налива.


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)

Рис. 5. Окно управления состоянием устройств и агрегатов
 
Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 6. Окно параметров и настроек для управления стояками налива мазута

 

Управление режимом технического обслуживания (ТО) – смена режима обслуживания разрешается только пользователям, имеющим соответствующие права. Включение и отключение ремонтного режима осуществляется в окне управления техническим обслуживанием.

Блокировка АРМ оператора позволяет в случае временного отсутствия персонала заблокировать доступ к системе. Перемещение мыши ограничивается областью окна, представленного на рис. 7. Таким образом становятся недоступными все органы управления системой.


Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 7. Окно управления состоянием устройств и агрегатов

 

Журнал событий: при работе системы автоматически формируются сообщения о возникающих событиях, которые сохраняются в журнале событий. В нём фиксируются все события, произошедшие в системе управления (информационные, аварийные, команды управления). Этот журнал позволяет анализировать работу системы и действия персонала. Окно содержит три поля: для задания условий отображения, отображения трендов и отображения событий. При первоначальном запуске поле отображения событий скрыто.

 

Алгоритм работы системы на примере процесса налива мазута

Алгоритм работы показан на рис. 8 и состоит из следующих шагов:

1)оператор на железнодорожной эстакаде производит заземление железнодорожной цистерны (1);

2)приводит в рабочее состояние трап, наконечник и консоль стояка налива (2, 3, 4);

3)оператор налива по АРМ контролирует состояние технологического оборудования, задаёт дозу налива и запускает налив для каждого стояка отдельно;

4)после подтверждения включения насосов открывается клапан малого расхода (5);

5)по истечении времени налива на малом расходе открывается клапан большого расхода (6);

6)за 500 кг до завершения дозы налива закрывается клапан большого расхода, количество продукта контролируется с помощью датчика расхода (7);

7)при получении сигнала «Максимальный уровень» завершается налив. В процессе налива мазута осуществляется контроль состояния технологического оборудования:

Автоматизация железнодорожной эстакады слива-налива нефтепродуктов (Журнал "CTA" 2/2015)
Рис. 8. Алгоритм работы системы в процессе налива мазута
 

● контроль положения запорной арматуры,

● контроль заземления железнодорожной цистерны,

● контроль положения устройства верхнего налива (УВН),

а также проверяется готовность персонала к началу налива.

Для оперативного и безопасного процесса налива в системе предусмотрено:

контроль расхода мазута (осуществляется расходомером);

контроль положения (выполняется индуктивными бесконтактными датчиками приближения);

противоаварийная защита (осуществляется датчиком предельного уровня).

В процессе налива предусмотрено дистанционное управление насосным агрегатом подачи продукта и технологической запорной арматурой.

 

Результаты внедрения

До реконструкции на предприятии в ручном режиме функционировала небольшая эстакада из 14 стояков слива-налива.

В рамках реконструкции была построена новая полностью автоматизированная эстакада на 60 стояков налива.

Система автоматизации была запущена специалистами ООО «НОИНТ» в октябре 2013 года и сразу же позволила добиться следующих изменений:

● увеличение скорости слива-налива нефтепродуктов: до реконструкции налив семи вагонов производился за 1 час 10 минут, сейчас благодаря внедрению системы время налива 15 вагонов составляет 1 час 50 минут; также за счёт увеличения числа вагонов произошло сокращение объёма маневровых работ;

● сокращение количества обслуживающего персонала на единицу эстакады: ранее эстакаду из 14 стояков слива-налива обслуживали 7 товарных операторов, на данный момент эстакада из 60 стояков обслуживается десятью операторами;

● повышение точности учёта данных: расходомеры фирмы SIEMENS позволяют осуществлять коммерческий учёт налива нефтепродуктов без использования железнодорожных весов;

● автоматическая передача данных в систему «1С: Бухгалтерия».

Также была реализована современная система противоаварийной и противопожарной защиты. Весь комплекс полностью соответствует нормам и требованиям промышленной безопасности (проведена проверка проекта и выполненных работ органами Ростехнадзора).

Помимо преимуществ тотального автоматизированного контроля за всеми процессами на объекте, операторы завода отмечают удобный и наглядный интерфейс SCADA-системы.

Игорь Адаменко

 

скачать dle 11.0фильмы бесплатно




Назад