СТАТЬИ ПО ТЕМАМ

ВСЕ СТАТЬИ

2010   2009   2008   2007   2006   2005   2004   2003   2002   2001   1999   1998  

ПОИСК ПО СТАТЬЯМ


»»»

НОВОСТИ



 
 

Программные продукты

Программное обеспечение систем измерения количества нефти на базе SCADA "КРУГ-2000"

НЕФTЕГАЗ №3 2004 г.
   


    Статья посвящена описанию ПО систем измерения количества и показателей качества нефти (СИКН).

Введение
    С 1993 по 2004 год специалистами НПФ "КРУГ" было разработано ПО для ряда узлов учёта нефти для предприятий нефтяной отрасли, как в России, так и в зарубежье.
    Системы предназначены для измерения количественных и качественных характеристик и сдачи в магистральный нефтепровод товарной нефти в соответствии с ГОСТ 26976-86 "Нефть и нефтепродукты. Методы измерения массы", ГОСТ Р 51858-2002 "Нефть. Общие технические условия".


Цели разработки

    Целями разработки новых СИКН являлись:
  • обеспечение коммерческого учета нефти;
  • повышение точности измерения технологических параметров;
  • сокращение эксплуатационных затрат;
  • обеспечение длительной безаварийной работы узлов;
  • организация передачи информации в службу диспетчерского контроля и управления.

Структура системы

    Состав СИКН, технические и метрологические характеристики средств измерений и оборудования, входящих в СИКН, отвечают требованиям нормативных документов: "Рекомендации по проектированию коммерческих узлов учета нефти" и РД 153-39.4-042-99.
    СИКН имеют двухуровневую структуру с многоступенчатой защитой от отказов, обеспечивающей высокую надежность.
    Нижний уровень представлен современными, высоконадежными, резервируемыми контроллерами TREI-5B-02 фирмы "TREI GmbH", выполняющими следующие функции:
  • измерение количества импульсов от турбинных расходомеров и преобразование в значение объемного расхода в трубопроводах;
  • измерение периода импульсов от плотномеров и преобразование в значение плотности в БКН;
  • измерение температур и давлений в трубопроводе и БКН и вычисление массового расхода в трубопроводах;
  • реализация процесса регулирования работой электрозадвижек;
  • автоматический отбор объединенной пробы;
  • автоматический контроль перепада давления на фильтрах;
  • контроль нарушения предупредительных границ, аварийных значений, уставок с регистрацией события и формированием соответствующей записи в протоколе сообщений;
  • проверка достоверности по граничным значениям, скорости изменения и по другим критериям;
  • прием дискретных сигналов состояния и формирование управляющих дискретных сигналов на исполнительные механизмы;
  • реализация противоаварийных защит и блокировок технологического оборудования, в том числе, основных из них:
  • автоматическое закрытие СИКН при возникновении аварийных ситуаций;
  • автоматическое закрытие БКН при возникновении аварийных ситуаций;
  • автоматическое тушение пожара;
  • автоматический переход на резервное оборудование в случае аварийной остановки основного и т.д.
    Кроме этого, предусмотрен контроллер TREI-5B-02 для управления жизнеобеспечением здания СИКН.
    Контроллеры размещены в стойках, находящихся в операторном зале.
    В небольших по габаритам стойках размещены также:
  • контроллер OMNI;
  • счетчики Signo;
  • индикаторы фазового состояния;
  • вторичная аппаратура влагомеров;
  • вторичная аппаратура датчиков загазованности;
  • вторичная аппаратура датчиков пожара;
  • пульт дистанционного управления;
  • пульт переключения контроллеров.

    Контроллер OMNI выполняет функции вторичного прибора компакт-прувера по сбору информации с датчиков компакт-прувера, управлению оборудованием компакт-прувера при проведении поверок и контроля метрологических характеристик расходомеров.
    Счетчики Signo используются как резервная схема учета.
    Пульт дистанционного управления предназначен для ручного управления исполнительными механизмами.
    Пульт переключения контроллеров позволяет вручную переключиться с контроллера №1 на контроллер №2. А после устранения неисправности в контроллере №1, вернуться заново на контроллер №1.


АРМ оператора

    Верхний уровень на базе двух резервируемых станций (АРМ) оператора обеспечивает выполнение следующих основных функций:
  • индикация на экранах цветных мониторов общих мнемосхем технологических участков с динамической индикацией, выведенных на них, контролируемых параметров в цифровом и табличном виде, а также в виде графиков изменения во времени (в виде трендов);
  • индикация на экране и звуковая сигнализация выхода контролируемых параметров за технологические предупредительные и аварийные границы, сигнализация аварийных ситуаций;
  • индикация изображений насосных агрегатов, отсечных клапанов, электрозадвижек с динамической индикацией их состояний (включено/отключено, закрыто/открыто и т.д.) и возможностью дистанционного управления ими (дистанционное включение и отключение, дистанционное закрытие и открытие и т.д.);
  • ручной ввод данных (паспорта качества нефти, уставки параметров и др.);
  • выполнение переходов "Зима-Лето" и "Лето-Зима";
  • формирование, выдача данных оперативному персоналу и печать протоколов сообщений, режимных листов, отчетных документов, паспортов качества и актов приема-сдачи нефти;
  • просмотр истории параметров процесса;
  • просмотр архивов печатных документов;
  • передача данных в службу диспетчерского контроля и управления нефтепроводами в формате стандарта OPC и в систему телемеханики "Motorola" по интерфейсу RS-232.
    На мониторе представлено окно, содержащее поле видеокадров, панель выбора видеокадров и панель протокола событий.
    Поле видеокадров содержит один или несколько видеокадров (в зависимости от выбранного оператором режима просмотра).
    Система содержит 35 видеокадров, на которых отображены:
Рисунок 1. Мнемо-схема СИКН.

Рисунок 2. Мнемо-схема БКН.
  • схема СИКН (рис. 1);
  • схемы БКН (рис. 2), измерительных линий (рис. 3);
  • табло технологических параметров (рис.4);
  • данные по откачке за текущую смену;
  • приборы управления исполнительными механизмами и технологическим оборудованием;
  • видеокадр управления жизнеобеспечением здания СИКН;
  • видеокадр выполнения поверок и контроля метрологических характеристик расходомеров;
  • видеокадр закрытия партий нефти;
  • окно печатных документов для просмотра и печати;
  • оперативные, минутные и часовые тренды контролируемых параметров;
  • протокол событий с возможностями сортировки, фильтрации;
  • таблица настройки переменной, позволяющая изменять параметры переменных.

Рисунок 3. Мнемо-схема измерительных линий.

Рисунок 4. Табло технологических параметров.

    Доступы ко всем функциям осуществляются по паролям, при этом происходит регистрация входа пользователя в протоколе событий.


Развитие СИКН

    Основными принципами при разработке систем являлись: открытость, возможность их дальнейшего развития, наращивание новых функций. Под этим понималось поддержка стандартных протоколов (RS-232, TCP/IP, Modbus и др.), гибкая настройка системы, дружественный пользовательский интерфейс, возможность взаимодействия с другими системами АСУ, и, наконец, модульность, позволяющая заменять, дополнять, модернизировать как программное обеспечение, так и любые стандартные единицы оборудования.
    Новые СИКН являются ценным источником данных, которые могут быть использованы при решении разнообразных информационных задач. Например, оценка объема добычи, балансовые задачи, расчет себестоимости подготовки товарной нефти и т.д.


Таблица 1 - Основные технические характеристики двух СИКН №№ 544 и 578
Наименование СИКН № 578 СИКН № 544
Характеристики информационной мощности
Общее количество сигналов: 2000 2480
- аналоговых входных 250 400
- дискретных входных 620 800
- дискретных выходных 430 500
- ручного ввода 700 780
Количество видеокадров 35 35
Количество трендов 125 195
Характеристики быстродействия
Время опроса всех сигналов 200 мс
Период обновления оперативной информации на мониторе от 1 с
Период обновления тренда от 3 с
Метрологические характеристики
Относительная погрешность измерения объема, не более ± 0,15 %
Относительная погрешность измерения массы брутто, не более ± 0,25 %
Относительная погрешность измерения массы нетто, не более ± 0,35 %


Организация работ
    Функции генерального подрядчика и поставщика СИКН выполняла фирма "TREI GMBH", а ПО и инжиниринговые работы выполнила НПФ "КРУГ".
Выводы
    Опыт эксплуатации ряда систем измерения количества и показателей качества нефти подтвердил возможность применения SCADA "КРУГ-2000" для реализации сложнейших задач, связанных с коммерческим учетом нефти.

Контактная информация:
krug@krug2000.ru, www.krug2000.ru
Тел. (8412) 556-497, (8412) 499-414
Фрезе Георгий Евгеньевич - начальник отдела систем учета
Ионов Антон Валерьевич - инженер по АСУ ТП отдела систем учета