Автоматизированная система управления компрессорной станцией

Одним из примеров реализации АСУ ТП является автоматизированная система управления (АСУ) газлифтной компрессорной станцией (ГЛКС) Анастасьевского месторождения (АО "Укрнефть"), разработанная на базе МСКУ М.


Структурная схема ПТК АСУ ТП компрессорной станции Анастасьевского месторождения


ГЛКС предназначена для компримирования нефтяного газа первой ступени сепарации при газлифтной добыче нефти. Она состоит из компрессорных станций (КС) низкого и высокого давлений. Каждая из КС включает три компрессорные установки (КУ) на базе турбокомпрессорных агрегатов (ТКА) с центробежными компрессорами (ЦК) и авиационными приводами Д336-2-1 мощностью 6,3 MW (АО "Мотор Сич", г. Запорожье), а также систему осушки газа.
ГЛКС производит сбор конденсата, осушку газа, регенерацию гликоля, подачу осушенного газа на газлифтные скважины. АСУ управляет этими процессами, координирует работу КС низкого и высокого давлений.
Нижний уровень образуют системы автоматизированного управления двигателем (САУД) типа Д336 и МСКУ. Связь САУД с МСКУ осуществляется по интерфейсу ИРПС, а также по физическим линиям через каналы ввода-вывода типа "сухой контакт".
Средний уровень образуют рабочие места операторов-технологов (РМОТ) КС низкого и высокого давлений, а верхний - РМОТ ГЛКС, созданные на базе промышленных персональных ЭВМ с процессором Intel Pentium. МСКУ и РМОТ объединены посредством промышленной ЛВС МАПС.

Основные функции системы


Технические и программные средства АСУ ГЛКС обеспечивают:
  • циклический контроль технологических параметров, измерение и фиксацию событий по предупредительным и аварийным остановам;
  • вычисление косвенных параметров;
  • автоматическое обнаружение, отображение и звуковую сигнализацию отклонений технологических параметров от заданных пределов;
  • запоминание сигналов, вызвавших аварийный останов, а также значений основных технологических параметров агрегата, положений исполнительных механизмов и кранов при срабатывании защиты с возможностью ретроспективного анализа состояния ГЛКС за последние 100 s до начала аварии;
  • непрерывный контроль выполнения команд управления и регулирования, контроль исправности цепей дискретных датчиков аварийной сигнализации, измерительных цепей датчиков давления, перепада давления, температуры и уровня, цепей управления исполнительными механизмами, обеспечивающими аварийный останов ТКА, КУ и ГЛКС;
  • контроль метрологических характеристик измерительных каналов с помощью стандартных средств измерения;
  • периодический контроль работоспособности оборудования с выдачей сообщений на пульт оператора (периодичность контроля и выдачи сообщений устанавливается оператором, длительность цикла не менее 1 s);
  • автоматическое управление режимами работы ГЛКС и КУ;
  • ручное дистанционное управление вспомогательными механизмами при работающем оборудовании ГЛКС; автоматическое обнаружение пожара и управление исполнительными элементами системы пожаротушения;
  • автоматический перезапуск с интервалом 3 s вспомогательных механизмов после кратковременного (от 1 до 3 s) пропадания электропитания системы (технические средства системы должны обеспечивать автоматический останов агрегата при исчезновении напряжения переменного тока);
  • блокировку выполнения команд оператора, если они не предусмотрены алгоритмом управления или регулирования.

    Характеристики АСУ ГЛКС

    Число входных каналов:
    - аналоговых (-10...+10 V) 480
    - аналоговых (-20...+20 mА) 424
    - частотных (0...20 000 Hz) 24
    - от термопреобразователей сопротивлений 324
    - от термопар 80
    - дискретных 48 V и типа "сухой контакт" 1792
    Число выходных каналов:
    - аналоговых постоянного тока (4-20 mА) 28
    - дискретных (48 V; 0,2 А) 720
    - дискретных типа "сухой контакт" 96
    - дискретних (220 V; 1А) 732
    Число команд с клавиатур КФ-3М 1130
    Число основных алгоритмов управления 536
    Число кадров мнемосхем представления информации оператору-технологу 85


      Основные функции МСКУ:
    • ввод информации по входным каналам связи с объектом с заданными индивидуальными для каждой группы каналов периодами опроса;
    • контроль достоверности принятых данных;
    • фильтрация принятых данных аналоговых величин, их линеаризация и масштабирование;
    • оперативное изменение аварийных, предупредительных и управляющих установок, а также значений временных задержек при работающем агрегате;
    • вывод сигналов на исполнительные механизмы;
    • передача информации в РМОТ;
    • контроль (в реальном масштабе времени) работоспособности аппаратуры;
    • прием управляющих воздействий и других данных от оператора-технолога и включение по ним соответствующих модулей прикладного программного обеспечения;
    • формирование времени суток и даты;
    • обеспечение регламента выполнения прикладных задач.

      Основные функции РМОТ:
    • представление текущей информации об управляемой установке (в виде мнемосхем, графиков, таблиц, диаграмм и т. п.) с период обновления данных не более 2 s;
    • оперативное отображение (с одновременным включением звуковых сигналов) текстовых сообщений о различных нарушениях в работе установки и других событиях, требующих вмешательства оператора-технолога;
    • оповещение обслуживающего персонала о сбоях и отказах в работе аппаратуры системы;
    • формирование архива измеряемых значений и состояний технологических параметров, исполнительных механизмов установки (при этом должны формироваться следующие подархивы: трехсекундный в течение 5 min, пятиминутный в течение 2 h и двухчасовой в течение 90 суток);
    • обеспечение оперативного доступа оператора-технолога (по его запросу) к архиву с возможностью получения данных из архива за указанный промежуток времени в форме таблиц, графиков, диаграмм на экране, а также в форме таблиц при выводе на печать;
    • формирование архива нарушений с обеспечением доступа к нему, аналогично описанному выше;
    • формирование архива аварийных остановок ГЛКС и КУ с запоминанием значений параметров и сигналов, вызвавших остановку и сопутствующих ей на временном интервале в течение 5 min после остановки (с формированием трехсекундных подархивов);
    • индикация команд, вводимых оператором, контроль их допустимости;
    • контроль выполнения команд;
    • индикация наличия команд управления исполнительными механизмами.