Система автоматического управления установкой комплексной подготовки нефти

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 5
1.1 Объекты автоматизации в нефтегазовой промышленности 5
1.2 Основные задачи и цели разработки АСУ ТП 35
1.3 Назначение и структура УКПН 36
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 41
2.1 Характеристика технологического процесса 41
2.2 Выбор архитектуры автоматизированной системы 42
2.3 Построение структурной схемы АС 43
2.4 Функциональная схема автоматизации 45
2.5 Разработка схемы информационных потоков УКПН 46
3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 51
3.1 Подбор технических средств для реализации УКПН 51
3.2 Разработка схемы внешних соединений 61
3.3 Выбор алгоритмов управления для АС УКПН 62
3.4 Проектирование экранной формы операторского интерфейса 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А 74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 75
ПРИЛОЖЕНИЕ В 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 77

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях современного этапа развития нефтегазовой отрасли особое значение приобретает повышение эффективности, надёжности и безопасности технологических процессов добычи, транспортировки и подготовки углеводородного сырья. Одной из ключевых задач является обеспечение стабильного качества товарной нефти в соответствии с требованиями действующих стандартов, что невозможно без внедрения современных систем автоматического управления. Установки комплексной подготовки нефти (УКПН) играют центральную роль в технологической цепочке переработки добываемой продукции, обеспечивая её обезвоживание, обессоливание, стабилизацию и разделение на фракции. В связи с этим разработка и внедрение автоматизированных систем управления (АСУ ТП) для УКПН становятся актуальной инженерной задачей, направленной на оптимизацию производственных процессов, снижение энергозатрат, минимизацию человеческого фактора и повышение общей надёжности эксплуатации оборудования.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной системы управления установкой комплексной подготовки нефти, обеспечивающей стабильное функционирование технологического процесса при соблюдении требований безопасности и качества продукции.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
– изучить теоретические основы автоматизации объектов нефтегазовой отрасли и принципы построения АСУ ТП;
– проанализировать технологический процесс УКПН и выявить ключевые параметры, подлежащие автоматическому контролю и регулированию;
– обосновать выбор архитектуры автоматизированной системы и разработать её структурную и функциональную схемы;
– спроектировать схему информационных потоков и алгоритмы управления;
– подобрать технические средства автоматизации и разработать проект операторского интерфейса.
Объектом исследования выступает установка комплексной подготовки нефти как технологическая система, а субъектом – автоматизированная система управления данной установкой.
В работе использованы методы системного анализа, моделирования технологических процессов, проектирования автоматизированных систем, а также нормативно-техническая документация в области автоматизации и нефтегазового оборудования.
Практическая значимость выполненного исследования заключается в возможности применения разработанной автоматизированной системы управления на реальных промышленных объектах, что позволит повысить эффективность эксплуатации УКПН, снизить риски аварийных ситуаций и обеспечить соответствие конечной продукции установленным стандартам качества. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и модернизации систем автоматизации на предприятиях нефтегазового комплекса.

Весь текст будет доступен после покупки

. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1.1 Объекты автоматизации в нефтегазовой промышленности
Основными целями и задачами автоматизации объектов нефтегазовой отрасли выступают [2, 4]:
– рост объёмов поставок нефти и газа конечным потребителям и улучшение технико-экономических характеристик за счёт снижения времени простоя основного производственного оборудования;
– минимизация потерь нефти, газа и воды благодаря оптимизации режимов добычи, подготовки и транспортировки углеводородов;
– строгое соблюдение требований технологического регламента и исключение ошибок оперативного персонала при управлении технологическими процессами, а также при пуске и останове оборудования;
– обеспечение управления, ориентированного на получение конечного продукта заданного объёма и качества при минимальном расходе сырья, вспомогательных материалов и энергоресурсов;
– улучшение условий труда эксплуатационного персонала за счёт централизации рабочих мест, удобного и наглядного представления оперативной информации, исключения рутинных операций и внедрения «безбумажных» технологий управления;
– повышение уровня промышленной безопасности за счёт применения высоконадёжных систем сигнализации, блокировок и защит с минимальным временем реакции;
– усиление экологической безопасности путём непрерывного контроля качества товарной продукции, а также выбросов в атмосферу и сбросов сточных вод;
– реализация возможности дистанционного мониторинга и управления всеми технологическими сооружениями с центрального диспетчерского пункта, что позволяет интегрировать отдельные установки в единые автоматизированные звенья, функционирующие в соответствии с командами вышестоящего уровня управления.
В системах добычи и транспортировки нефти и газа выделяют как основные, так и вспомогательные объекты автоматизации. К основным относятся нефтегазовые скважины, резервуарные парки и нефтебазы, головные и промежуточные перекачивающие станции, узлы коммерческого учёта нефти, участки магистральных трубопроводов, подземные хранилища газа и нефти, установки подготовки нефти и газа к транспортировке, газокомпрессорные и нефтеперекачивающие станции, а также пункты учёта газа.
К вспомогательным объектам автоматизации причисляются системы водоснабжения, теплоснабжения, маслоснабжения, энергоснабжения и воздухоснабжения. Все эти объекты в той или иной степени уже автоматизированы, однако многие из них нуждаются в модернизации и реинжиниринге с применением современных информационных технологий.
Вопросы автоматизации указанных объектов широко освещаются в интернет-ресурсах и могут быть сгруппированы по следующим наиболее распространённым направлениям:
– автоматизация процессов добычи нефти и газа;
– автоматизация магистральных нефте- и газопроводов, компрессорных и перекачивающих станций, а также насосных агрегатов;
– автоматизация узлов коммерческого учёта нефти и газа, а также информационно-измерительных систем количества и качества транспортируемых углеводородов и нефтепродуктов;
– автоматизация нефтебаз и резервуарных парков;
– телемеханизация и диспетчеризация трубопроводных систем;
– автоматизация газотурбинных установок;

Весь текст будет доступен после покупки

1) Бородин, И. Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления : учебник для среднего профессионального образования / И. Ф. Бородин, С. А. Андреев. – 2-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 377 с.
2) Воронов, М. В. Автоматическое управление. Управление организационными системами. Цифровые платформы : учебник для вузов / М. В. Воронов, В. И. Пименов, И. А. Небаев. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 475 с.
3) Гутгарц, Р. Д. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления : учебное пособие для вузов / Р. Д. Гутгарц. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 351 с.
4) Шишмарёв, В. Ю. Диагностика и надежность автоматизированных систем : учебник для вузов / В. Ю. Шишмарёв. – 2-е изд. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 341 с.
5) Шишмарёв, В. Ю. Организация и планирование автоматизированных производств : учебник для вузов / В. Ю. Шишмарёв. – 2-е изд. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 318 с.
6) Сажнев, А. М. Цифровые устройства и микропроцессоры : учебное пособие для вузов / А. М. Сажнев. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 148 с.
7) Острецов, В. Н. Электропривод и электрооборудование : учебник для вузов / В. Н. Острецов, А. В. Палицын. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2024. – 180 с.

Весь текст будет доступен после покупки