Модернизация автоматизированной системы телеметрии кустов скважин на Мыльджинском ГКМ

Скрипников, Олег Валентинович Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Цель работы – проектирование автоматизированной распределённой системы телеметрии кустов скважин с применением ПЛК, на основе выбранной SCADA–системы.
В данном проекте была разработана система телемеханики и контроля технологическим процессом на основе промышленного контроллера SIMATIC S7- S7-400F/H, с применением SCADA–системы WinCC и программного обеспечения PCS 7. Также для данной системы был разработан программно-алгоритмический комплекс, разработаны экранные формы и система управления техническим осмотром, ремонтом и калибровкой.
Спроектированная система предназначена для реального объекта требуемого проведения над ним управления, контроля и сбора данных. Данная система даст возможность повысить производительность, повысить надежность и точность измерений, уменьшить количество аварий.

Введение…. …………………………………………………………………………15
Часть 1. Теоретическая часть ……………………………………………………………………. 16
1.Описание объекта исследования …………………………………………………………….. 16
1.1.Общие сведения……………………………………………………………………………………. 16
1.2.Состав технологического оборудования КГС ………………………………………… 17
1.3.Описание технологического процесса на КГС ………………………………………. 17
2.Сведения о проекте АСТ ТП КГС «Мыльджинского ГКМ» …………………. 20
2.1.Концепция АСТ ТП КГС ………………………………………………………………………. 20
2.2.Назначение АСТ ТП КГС ……………………………………………………………………… 22
2.3.Цели и задачи АСТ ТП КГС …………………………………………………………………. 23
3.Соблюдение требований к АСТ ТП КГС ……………………………………………….. 24
3.1.Требования к техническому обеспечению …………………………………………….. 25
3.2.Требования к метрологическому обеспечению ……………………………………… 26
3.3.Требования к программному обеспечению ……………………………………………. 26
3.4.Требования к типовым функциям …………………………………………………………. 27
3.5.Требования к лингвистическому обеспечению ……………………………………… 28
3.6.Требования к самодиагностике системы ……………………………………………….. 28
3.7.Требования к надежности …………………………………………………………………….. 28
3.8.Требования к операторскому интерфейсу ……………………………………………… 29
3.9.Требования к технике безопасности, эргономике и технической эстетике 29
3.10.Требования к информационной безопасности ……………………………………… 29
Часть 2. Основная часть ……………………………………………………………………………. 31
4.Выбор архитектуры и разработка структуры АСТ КГС……………………….. 31
5.Разработка функциональной схемы автоматизации ……………………………… 35
6.Технические средства реализации АСТ ТП КГС …………………………………… 35
6.1.Выбор контроллерного оборудования КГС …………………………………………… 35
6.1.1.Модуль блока питания PS 307 ………………………………………………………….. 38
6.1.2.Интерфейсный модуль IM 153-2HF ………………………………………………….. 39
6.1.3.Модуль аналогового ввода (AI) SM 331 ……………………………………………. 40
6.1.4.Модули дискретного ввода (DI) SM 321 …………………………………………… 42
6.1.5.Модули дискретного вывода (DO) SM 322 ……………………………………….. 42
6.1.6.Модули аналогового вывода (АO) SM322 ………………………………………… 43
6.1.7.Коммуникационный процессор CP 341 …………………………………………….. 44
6.2.Средства построения топологий ……………………………………………………………. 45
6.3.Средства удалённой коммуникации………………………………………………………. 46
6.4.Комплектация АРМ оператора ……………………………………………………………… 48
6.5.Выбор измерительных устройств ………………………………………………………….. 50
6.5.1.Датчик давления ………………………………………………………………………………. 50
6.5.2.Сигнализатор уровня ……………………………………………………………………….. 52
6.5.3.Уровнемер ……………………………………………………………………………………….. 53
6.5.4.Преобразователь температуры …………………………………………………………. 54
6.5.5.Расходомер ………………………………………………………………………………………. 56
6.6.Исполнительный механизм …………………………………………………………………… 57
6.7.Оборудование ПАСиЗ…………………………………………………………………………… 58
6.7.1.Средства контроля загазованности …………………………………………………… 58
6.7.2.Оборудование ОПС ………………………………………………………………………….. 59
7.Разработка таблицы сигналов………………………………………………………………… 62
8.Проектирование шкафа контроллерной системы АСТ ТП КГС…………… 71
9.Принципиальные электрические схемы ТС АСТ ТП ……………………………. 72
9.1.СЭП питания шкафа АСУ ТП ……………………………………………………………….. 72
9.2.СЭП заземления шкафа АСТ ТП …………………………………………………………… 73
9.3.СЭП подключения ПЛК и станций ET200M………………………………………….. 75
10.Разработка автоматической системы пожарной сигнализации…………… 75
10.1.Оценка рисков пожарной опасности ……………………………………………………. 75
10.2.Анализ возможных сценариев развития пожара ………………………………….. 76
10.3.Разработка структурной схемы АСПС ………………………………………………… 78
11.Проектирование программно-алгоритмических средств АСТ КГС ……. 78
11.1.Общая информация о среде разработки Simatic PCS ……………………………. 78
11.2.Конфигурирование Hardware контроллерной станции …………………………. 81
11.3.Написание алгоритмов проекта АСТ ТП КГС ……………………………………… 85
11.3.1.Подготовка проекта к описанию алгоритмов ………………………………….. 85
11.3.2.Реализация алгоритма тарировки сепарационных емкостей …………….. 87
11.3.2.1.Постановка задачи тарировки …………………………………………………….. 87
11.3.2.2.Построение математической модели алгоритма …………………………. 87
11.3.2.3.Реализация алгоритма в Simatic PCS ………………………………………….. 88
11.3.3.Реализация алгоритмов ПАСиЗ оборудования КГС ………………………… 89
11.3.3.1.Постановка задачи реализации ПАЗ …………………………………………… 89
11.3.3.2.Построение алгоритма реализации ПАСиЗ…………………………………. 91
11.3.3.3.Реализация алгоритма в Simatic PCS ………………………………………….. 91
11.3.4.Реализация алгоритмов автоматизации учета производительности
установки по газу ………………………………………………………………………………………… 92
11.3.4.1.Постановка задачи реализации автоматического учета……………….. 92
11.3.4.2.Математическое описание алгоритма …………………………………………. 92
11.3.4.3.Реализация алгоритма в Simatic PCS ………………………………………….. 92
12.Создание HMI проекта КГС в WinCC ………………………………………………….. 93
12.1.Подготовка проекта WinCC ………………………………………………………………… 93
12.2.Разработка экранных форм SCADA проекта ……………………………………….. 96
12.2.1.Описание графических элементов SCADA ……………………………………… 96
12.2.2.Чертежи видеокадров …………………………………………………………………….. 98
13.Разработка системы управления техническим обслуживанием и
ремонтом и калибровкой средств автоматизации ……………………………………. 98
14.Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности ……………………… 102
14.1.Потенциальные потребители результатов исследования ……………………. 102
14.2.Анализ конкурентных технических решений …………………………………….. 102
14.3.Планирование научно-исследовательских работ………………………………… 104
14.3.1.Структура работ в рамках научного исследования ………………………… 104
14.3.2.Разработка графика проведения научного исследования ……………….. 105
14.3.3.Бюджет научно-технического исследования …………………………………. 108
14.3.3.1.Расчёт материальных затрат …………………………………………………….. 108
14.3.3.2.Расчет затрат на специальное оборудование …………………………….. 109
14.3.3.3.Основная заработная плата исполнителей темы ……………………….. 109
14.3.3.4.Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………….. 110
14.3.3.5.Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …. 110
14.3.3.6.Накладные расходы …………………………………………………………………. 111
14.3.3.7.Формирование бюджета затрат нип ………………………………………….. 111
14.3.4.Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования …………………………………………….. 112
15.1.Оператор АРМ ………………………………………………………………………………….. 118
15.2.Персонал обслуживающий АСТ ТП ………………………………………………….. 119
15.3.Меры по предотвращению отказа эксплуатационного оборудования …. 121
15.4.Меры предотвращения поражения персонала электрическим током ….. 121
15.5.Меры по предотвращению превышения ПДК метана в воздухе …………. 122
15.6.Обеспечение норм пожарной и взрывной безопасности …………………….. 124
Заключение ………………………………………………………………………………………………. 126
Список использованных источников ……………………………………………………… 127
Приложение А ………………………………………………………………………………………….. 131
Приложение Б ………………………………………………………………………………………….. 133
Приложение В ………………………………………………………………………………………….. 136
Приложение Г ………………………………………………………………………………………….. 137
Приложение Д ………………………………………………………………………………………….. 138
Приложение Е ………………………………………………………………………………………….. 139
Приложение Ж …………………………………………………………………………………………. 142
Приложение З …………………………………………………………………………………………… 143
Приложение И ………………………………………………………………………………………….. 145
Приложение К ………………………………………………………………………………………….. 148

Автоматизированная система телеметрии предназначена для обеспечения
дистанционного контроля технологических параметров объекта автоматизации,
эксплуатации его в безопасном режиме и поддержание его в требуемом
техническом состояние.
Выпускная квалификационная работа выполнена для реального
технологического объекта кустов газовых скважин «Мыльджинского ГКМ».
Данная работа в последующем может являться основой для реализации на
исследуемом объекте и включает в себя:
 описание концепции и требований к автоматизированной системе;
 разработку структуры АСТ ТП КГС;
 разработку функциональной схемы автоматизации объектов
находящихся на территории куста газовой скважины;
 выбор средств реализации автоматизированной системы;
 разработку структурной схемы автоматической системы пожарной
сигнализации;
 разработку алгоритмов предупредительной аварийной сигнализации
и защиты сепарационного блока КГС;
 организации начальной стадии проектирования программного
обеспечения, которая включает в себя конфигурирование оборудования шкафов
АСТ ТП, а также разработку таблицы сигналов проекта;
 разработку системы управления техническим обслуживанием,
ремонтом и калибровкой.

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была
проведена работа по исследованию и разработке автоматизированной системы
телеметрии кустов скважин «Мыльджинского ГКМ». Выполнение данной
работы включало в себя:
− исследования технологического процесса кустов скважин;
− разработку схем автоматизации, шкафа автоматизации, а также схем
соединения внешних проводок и соединений внутри шкафа автоматизации;
− выбор аппаратного и программного обеспечения;
− разработку программно-алгоритмического комплекса;
− разработку экранных форм SCADA;
− разработку автоматической системы пожарной сигнализации;
− разработку системы управления техническим обслуживанием,
ремонтом и калибровкой;
− учёт ресурсоэффективности проекта;
− описаны и разработаны меры безопасной эксплуатации
разработанной системы.
Таким образом, в результаты проделанной работы была произведена
модернизация автоматизированной системы телеметрии кустов скважин
«Мыльджинского ГКМ».

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету