Разработка АРС системы управления подготовкой нефти на морской платформе Пильтун-Астохская-А

Наумовская, Анастасия Алексеевна Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Цель работы – создание модели систем управления процессами подготовки нефти на УПН, внедрение и анализ классической и усовершенствованной стратегии управления в разработанную модель. В процессе выполнения работы были изучены основы разделения смесей в сепараторах и гидроциклоне, была создана модель системы управления процессами УПН, включающая контуры регулирования уровня в сепараторах и коэффициента перепада давления (PDR) в гидроциклоне, были применены стратегии ПИД-управления, МРС-управления, управления с компенсацией интегрального насыщения, был произведен сравнительный анализ этих стратегий. Также была спроектирована функциональная схема автоматизации и были осуществлены подбор и описание оборудования.

Обозначения и сокращения ………………………………………………………………………….. 11
Определения ……………………………………………………………………………………………….. 12
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 13
1 Обзор литературы и постановка проблемы ………………………………………………… 15
2 Обоснование научной новизны и практической значимости в приложении к
УПН ……………………………………………………………………………………………………………. 21
3 Основная часть …………………………………………………………………………………………. 24
3.1 Проект «Сахалин-2»……………………………………………………………………………….. 24
3.2 Описание нефтегазовой платформы «Моликпак» («ПА-А») ……………………. 25
3.3 Описание рассматриваемого технологического процесса ………………………… 27
3.4 Описание технологического оборудования УПН …………………………………….. 28
3.4.1 Испытательный сепаратор …………………………………………………………………… 28
3.4.2 Эксплуатационные сепараторы ……………………………………………………………. 29
3.4.3 Гидроциклон ……………………………………………………………………………………….. 30
3.5 Описание процессов разделения смесей в сепараторах и гидроциклонах … 31
3.5.1 Особенности работы эксплуатационного сепаратора ВД ………………………. 31
3.5.2 Особенности работы эксплуатационного сепаратора СД ………………………. 33
3.5.3 Особенности работы гидроциклона ……………………………………………………… 35
3.6 Математическое описание гидроциклона ……………………………………………….. 37
3.7 Разработка модели системы управления процессами УПН ……………………… 40
3.7.1 Модель системы регулирования уровня среды в сепараторе ВД …………… 40
3.7.2 Модель системы регулирования для сепаратора СД и гидроциклона ……. 47
3.8 Описание динамики САР при различных стратегиях управления ……………. 53
3.8.1 Классическое ПИД-регулирование ………………………………………………………. 53
3.8.3 Управление с использованием управления с прогнозирующими моделями
(МРС) ………………………………………………………………………………………………………….. 64
3.8.3.1 Сущность MPC-управления ………………………………………………………………. 64
3.8.3.2 MPC-управление процессами MIMO-системы «сепаратор –
гидроциклон» ………………………………………………………………………………………………. 71
3.8.3.3 Исследование влияния изменения режима работы системы ……………….. 79
3.9 Описание автоматизации УПН ……………………………………………………………….. 83
3.9.1 Разработка функциональной схемы автоматизации………………………………. 83
3.9.2 Выбор и описание комплекса технических средств ………………………………. 84
3.9.2.1 Выбор контроллерного оборудования ……………………………………………….. 84
3.9.2.2 Выбор датчиков расхода …………………………………………………………………… 86
3.9.2.3 Выбор датчиков давления …………………………………………………………………. 90
3.9.2.4 Выбор датчиков уровня …………………………………………………………………….. 92
3.9.2.5 Выбор исполнительных механизмов …………………………………………………. 94
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 99
4.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………………… 99
4.1.1 Диаграмма Исикавы …………………………………………………………………………….. 99
4.2 Организационная структура проекта ………………………………………………….. 102
4.2.1 Матрица ответственности ………………………………………………………………….. 103
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом…………………….. 104
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта …………………………………………….. 104
4.3.2 Планирование проекта ……………………………………………………………………….. 105
4.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………………. 107
4.4.1 Материальные затраты ………………………………………………………………………. 107
4.4.2 Основная заработная плата исполнителей проекта ……………………………… 108
4.4.3 Дополнительная заработная плата исполнителей проекта …………………… 110
4.4.4 Отчисления на социальные нужды …………………………………………………….. 111
4.4.5 Накладные расходы……………………………………………………………………………. 111
4.4.6 Бюджет научно-исследовательского проекта ……………………………………… 111
4.5 Определение эффективности исследования …………………………………………… 112
4.5.1 Расчет научно-технического эффекта …………………………………………………. 112
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………… 116
5.1 Объект исследования и целевая аудитория разработки ………………………….. 116
5.2 Информативность модели …………………………………………………………………….. 116
5.3 Предотвращение ошибок ввода уставок ………………………………………………… 119
5.4 Описание сценария аварии сепаратора, который можно исследовать в
модели……………………………………………………………………………………………………….. 122
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 125
Список публикаций студента ……………………………………………………………………… 127
Список использованных источников ………………………………………………………….. 129
ПРИЛОЖЕНИЯ …………………………………………………………………………………………. 135
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 136
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 157
Приложение В……………………………………………………………………………………………. 158
Приложение Г ……………………………………………………………………………………………. 159
Приложение Д……………………………………………………………………………………………. 160
Приложение Е ……………………………………………………………………………………………. 161

Современные предприятия ставят на первый план не только вопросы
безопасности производства, его надежности и улучшения качества продукции,
но и позволяющие повысить прибыльность предприятия вопросы
экономичности производства и сокращения экономических потерь.
Усовершенствованное управление технологическими процессами или АРС-
управление («Advanced Process Control») направлено на увеличение
прибыльности предприятия за счет увеличения пpoизводительности
технологических устанoвoк, сокращения энергозатрат, стабилизации
показателей качества продукции, сокращения потерь при смене режима работы,
повышения стабильности и безопасности работы установок, а также повышения
управляемости установок. МРС-управление или управление с
прогнозирующими моделями («Model Predictive Control»), являющееся
основным направлением развития АРС-систем, позволяет добиться увеличения
прибыли предприятия в условиях ограничений, наложенных на управляющие и
регулируемые переменные, а также при управлении сложными
многопараметрическими объектами.
Нефтяная промышленность является ведущей отраслью
промышленности Российской Федерации, а объекты нефтяной промышленности
являются сложными объектами со множеством параметров и наложенных на них
ограничений. Нефть, в свою очередь, является жизненно важным сырьем для
человечества, нефть и нефтепродукты широко применяются как в легкой, так и
в тяжелой промышленности. Именно поэтому необходимо уделить особое
внимание вопросам управления и регулирования на предприятиях добычи и
подготовки нефти, вопросам увеличения экономической эффективности
предприятий, снижению энергетических и материальных затрат, улучшению
качества подготавливаемой нефти и нефтепродуктов, экономии ресурсов.
Целью данной магистерской диссертации является разработка и
исследование системы усовершенствованного управления процессами
подготовки нефти на установке подготовки нефти (УПН) морской платформы
Пильтун-Астохская-А.
В рамках магистерской диссертации для достижения поставленной цели
необходимо выполнить следующие задачи:
 изучить основы процессов сепарации и процессов разделения смесей
в гидроциклонах;
 создать модель системы управления процессом подготовки нефти на
УПН;
 применить усовершенствованную АРС-стратегию управления в
созданной системе;
 применить классическую стратегию ПИД-управления в созданной
системе;
 провести анализ эффективности APC-управления и подвести итоги.
Также в рамках магистерской диссертации необходимо разработать
функциональную схему автоматизации и произвести подбор оборудования для
автоматизации УПН.
В рамках раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» необходимо произвести анализ факторов, влияющих на
качество подготавливаемой на УПН нефти, представить организационную
структуру и календарный план работы, произвести расчет затрат на проведенную
работу и оценить научно-технический эффект.
В рамках раздела «Социальная ответственность» необходимо доказать
достаточную информативность разработанной модели, представить метод
защиты модели от ввода некорректных уставок, а также представить сценарий
аварии сепаратора, который можно исследовать, используя разработанную
модель.

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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #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
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету