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!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    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
    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
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету