Распределенная система управления процессом приготовления топлив в потоке (по результатам внедрения в ООО «КИНЕФ» АСУТП парка смешения топлив)
«ПромАСУ и К» №11/2007
Гершберг Александр Феликсович - гл. метролог ООО "КИНЕФ"
Цесарев Игорь Михайлович - нач. деп. АСУТП НПФ "КРУГ"
Прошин Александр Иванович - к.т.н., нач. отд. деп. АСУТП НПФ "КРУГ"
Рассматриваются результаты внедрения в ООО "КИНЕФ" АСУТП парка смешения топлив, созданной на базе ПТК "КРУГ-2000".
Характеристики объекта автоматизации Возрастающие экономические, экологические, эксплуатационные требования, совершенствование автомобильных конструкций приводят к постоянному повышению требований к потребительским свойствам моторных топлив. Удовлетворение данных требований является одной из первоочередных задач, стоящих перед нефтеперерабатывающими заводами, в условиях современного рынка, который представлен довольно обширным ассортиментом продуктов отечественных и зарубежных нефтехимических компаний и фирм. Подобные задачи стоят и перед одним из крупнейших НПЗ России - ООО "КИНЕФ", которым разработан план приведения работы установок к новым требованиям. Одним из этапов этой работы является внедрение в 2007 г. полностью автоматизированного узла ввода присадок в дизельные топлива на ПСТ-1 (парк смешения светлых нефтепродуктов). Помимо упомянутого узла, ПСТ-1 включает в себя несколько резервуарных парков, два узла смешения бензинов и узел смешения дизельных топлив. Планомерные работы по созданию распределённой системы управления на данной установке ведутся с 1999 г., когда была внедрена система управления узлом смешения дизельных топлив. Система строилась на базе ПТК "КРУГ-2000", включающего два шкафа управления и четыре станции оператора. По результатам эксплуатации АСУТП узла смешения дизельных топлив было принято решение о её расширении за счёт автоматизации процессов управления узлом смешения бензинов. В 2002 г. система была дополнена ещё тремя шкафами управления с контроллерами. Для реализации функций отображения и архивирования значений уровней и плотностей нефтепродуктов в резервуарах была налажена связь с системой Valcom. Цели и задачи создания системы Основные цели создания АСУТП ПСТ-1:
Поставленные цели определили следующие задачи автоматизации:
Особенность внедрения АСУТП связана с невозможностью остановки технологического оборудования даже на относительно небольшое время. В связи с имеющимся накопленным опытом подобных работ, в частности, на данной установке, было принято решение о выполнении поставленных задач на работающем оборудовании.
Автоматизируемые функции АСУТП ПСТ-1 является полномасштабной системой управления и включает информационную подсистему, подсистему противоаварийных защит и блокировок (ПАЗ), подсистему автоматического регулирования и дистанционного управления, подсистемы сбора, визуализации и архивирования данных и т.д. Функции подсистем перечислены ниже. Информационные функции:
Управляющие функции:
Функции самодиагностики:
Вспомогательные функции:
Архитектура АСУТП ПСТ-1 представляет собой двухуровневую распределенную систему управления с использованием клиент-серверной архитектуры (уровень датчиков и исполнительных механизмов в данной статье не рассматривается). Структурная схема АСУТП ПСТ-1 изображена на рис. 1 В 1й (нижний) уровень системы входят: микропроцессорные контроллеры подсистемы ПАЗ, автоматического регулирования, дистанционного управления и информационной подсистемы. Контроллеры включают процессорные блоки и выносные УСО. Процессорные блоки служат для обработки измеряемых параметров по заданным технологическим алгоритмам и для формирования управляющих воздействий в виде цифровых кодов. В системе применяется 100% "горячее" резервирование процессорных частей контроллера. УСО выполняют функции автоматического сбора и "оцифровки" измеряемых параметров, приема управляющих воздействий от процессорных блоков и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы (ИМ). Процессорные модули и модули УСО контроллеров размещены в шкафах RITTAL. Пять шкафов управления (ШУ) установлено в помещении аппаратной. В связи с недостатком свободного места в помещении операторной, а также в целях экономии кабельной продукции, удешевления стоимости и уменьшения сроков монтажа четыре вновь поставляемых шкафа управления были размещены в помещении аппаратной, расположенном в 150 м от операторной. Обмен данными с контроллерами, установленными в данных ШУ, осуществляется посредством оптической линии связи. Во 2-й (верхний) уровень системы входят:
Серверы БД предназначены для сбора, обработки оперативных данных от контроллеров и других абонентов системы, хранения и отображения архивной информации по заданным параметрам, ее предоставления станциям оператора в режиме клиент-сервер. Серверы БД являются резервируемыми (100 % "горячее" резервирование) и выполняют зеркализацию данных для безударного перехода из режима "Резервный" в режим "Основной". Станции оператора (всего четыре) предназначены для отображения оперативных данных от абонентов системы, архивной информации, хранящейся на серверах БД, и работают в режиме клиент-сервер с серверами БД. Две станции оператора совмещены с серверами БД. Станции оператора размещены в пультовой конструкции (рис.2). Пример видеокадра станции оператора приведён на рис.3. Рис.1. Структурная схема АСУТП ПСТ-1 Рис.2. Пульт управления ПСТ-1 Рис. 3. АСУТП ПСТ. Пример видеокадра. На станциях оператора реализуются следующие функции:
Для связи с абонентами системы были использованы различные способы обмена данными, такие как
Связь с контроллерами производится посредством локальной вычислительной сети Ethernet 100 Мбит/с (100 % "горячее" резервирование). Кроме контроллеров, абонентом сети нижнего уровня является ПК фирмы Valcom. Связь серверов БД и станций оператора обеспечивается посредством локальной вычислительной сети на основе технологий Gigabit Ethernet по схеме 100 % "горячего" резервирования. Web-сервер предоставляет возможность удаленно просматривать с использованием Internet-технологий технологическую и диагностическую информацию об установке, что существенно помогает в принятии оперативных решений. Заводской коммуникационный сервер обеспечивает передачу значений технологических параметров в АСУП завода, что позволяет более совершенно и оперативно решать задачи планирования производства. Средства печати включают принт-серверы, подключенные к локальной вычислительной сети Ethernet. На принтеры может быть выведена информация от любого абонента верхнего уровня системы. Оборудование В АСУТП ГФУ используются:
Программное обеспечение
Информационная мощность
Временные характеристики
Применение особенностей SCADA
Модульное построение SCADA "КРУГ-2000" (возможность выбрать только те программные модули, которые необходимы) обеспечило оптимизацию затрат для заказчика на программное обеспечение. Использование резервированных структур и средств графического интерфейса SCADA "КРУГ-2000" позволило эффективно решить задачи обеспечения надежности и оперативного отображения состояния технологического процесса. Организация работ Проекты информационного и технического обеспечения, а также наладка КИП и А выполнены компанией "СПИК СЗМА". Проекты шкафов управления, инжиниринговые работы, а также наладка АСУТП выполнены НПФ "КРУГ". Выводы Результатом внедрения АСУТП ПСТ явилось существенное повышение качества готовых топлив. Значительно расширились функциональные возможности системы, повысился уровень надежности технологического оборудования и средств автоматизации. Программное обеспечение и технические средства ПТК "КРУГ-2000" позволили интегрировать в единый управляющий комплекс вновь поставляемое и уже существующее оборудование контроля и управления. Важной особенностью данного комплекса является возможность наращивания функций и масштаба системы "на ходу" - без останова технологического процесса. Использование Intranet-технологии позволяет менеджерам и обслуживающему персоналу со своих рабочих мест, в соответствии с установленными правами доступа, осуществлять мониторинг технологической и диагностической информации, что значительно облегчает принятие оперативных решений. В процессе опытной эксплуатации система продемонстрировала стабильность, высокую точность измерения и регулирования, удобство управления технологическим процессом, обусловленное гибкостью настроек и возможностью создания сложных алгоритмов. |
|
«ПромАСУ и К» №11/2007 |