Эксплуатация системы автоматизации газораспределительной станции

– выявление неисправностей аналоговых датчиков с унифицированным выходом;

– контроль целостности цепей исполнительных механизмов;

– выявление отказа, с точностью до типового модуля ввода / вывода;

– выявление отсутствия связи с верхним уровнем управления.

12) Представление информации:

– формирование и выдача информации, включая предупредительную и аварийную сигнализацию, на локальный пульт контроля и управления, включение звукового извещателя на ГРС;

– формирование и выдача предупредительных и аварийных сигналов на удаленный пульт, включение звукового извещателя;

– формирование и выдача информации по каналам связи в диспетчерский пункт;

– обработка, синхронизация и выполнение команд, поступающих с локального пульта и из диспетчерского пункта;

– дистанционное (с диспетчерского пункта) отключение ГРС.

13) Вспомогательные функции:

– переключение с основного источника питания на резервный без нарушения алгоритма работы и выдачи ложных сигналов;

– защита от несанкционированного доступа к информации и управлению;

– протоколирование событий.

 

2.1.3 Описание функциональной  схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации (ФСА) АГРС «Энергия-1» Салихово представлена на рисунке 2.2. Она выполнена в соответствии с объемом автоматизации для данного объекта. На схеме можно отметить следующие контуры:

– измерение параметров и отображение их по месту или на щите;

– контроль и сигнализация предельных значений или уставок;

– регулирование необходимых технологических параметров с целью поддержания технологического процесса.

Измерение всех технологических параметров необходимо для визуализации технологического процесса и определения соответствия режиму работы ГРС.

Контроль и сигнализация осуществляется контроллером. Это происходит следующим образом. Токовый сигнал с датчика поступает на вход аналогового модуля ввода контроллера. При помощи программы процессор принимает сигнал и сравнивает его заранее с заданным значением уставки. В случае равенства или превышения входной величиной предельного значения на соответствующем выходе дискретного модуля вывода формируется логическая единица. В соответствии с этим на щите оператора срабатывает световая и звуковая сигнализация. В таблице 2.1 приведен перечень КИП и технических средств автоматизации (ТСА).

 

Таблица 2.1 – Перечень КИП и ТСА

Позиция	Наименование	Количество	Примечание
ТТ1,… ТТ3	Преобразователь температуры интеллектуальный Метран-286	3
ТТ4, ТТ5	Термопреобразователь сопротивления ТСМУ-205	2
РТ6,… РТ8	Датчик избыточного давления Метран -100-Вн-ДИ	3
PIS9, PIS10	Манометр электроконтактный ДМ 2005 CrlEx	2
	Сигнализатор уровня ультразвуковой искробезопасный УЗС-207И		комплект
LE11.1	1) датчики акустический АД101И-1600–0	1
LE11.2	2) датчик акустический АД101И-1000-Н	1
LSA11	3) преобразователь вторичный ВП-201И	1
	Система газоаналитическая СГАЭС		комплект
QT12.1,	1) датчик газовый оптический СГОЭС	2
QT12.2
QS12	2) устройство пороговое УПЭС-40	1
YQC13.	Электропневматический узел управления ЭПУУ-4–1	11
…YQC23
SQ13,…	Выключатель бесконтактный концевой ВКЭ-02	11
…SQ23
ZS24, ZC25	Выключатель путевой взрывозащищенный ВПВ -1А11У1	2
UT26	Вычислитель комплекса «Суперфлоу-2ЕТ»	1
PT26.1; 26.4	Датчик давления	2
FT26.2; 26.5	Счетчик газа с преобразованием импульсов	2
TЕ26.3; 26.6	Датчик температуры	2
PC27	Кран-регулятор Ду80 с электроприводом AUMA	1
PC28, PC29	Регулятор давления Лорд	2
FQI30	Корректор объема газа SEVC-D	1
USA31	Блок управления подогревателем газа БУК-5ПГ	1
HSL	Оповещатель комбинированный «Экран-С3»	1
ППКОП	Прибор приемно-контрольный охранно-пожарный	1
УСиУ	Устройство связи и управления комплекса «Магистраль-2»	1

 

Преобразователь температуры интеллектуальный Метран-286 предназначены для точных измерений температуры нейтральных, а также агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Термопреобразователи сопротивления взрывозащищенные ТСМУ-014 предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред во взрывоопасных зонах, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси категорий IIA, IIB, IIC групп Т1…Т4 согласно ГОСТ Р 51320.19.

Измерение давления на входе и выходе ГРС осуществляется датчиком избыточного давления Метран -100-Вн-ДИ и манометром электроконтактным ДМ 2005 CrlEx. Сигнализация о выходе значений уровня за установленные пределы осуществляется комплектом сигнализатора уровня ультразвуковым УЗС-207И. Система газоаналитечская СГАЭС состоит из датчиков газовых оптических, установленных по месту, и устройства порогового УПЭС-40, установленного на щите. Электропневматический узел управления ЭПУУ-4–1и выключатель бесконтактный концевой ВКЭ-02 осуществляют сигнализацию положений и управление кранами. Вычислитель комплекса «Суперфлоу-2ЕТ» ведет автоматический сбор, обработку и хранение данных о расходе газа, который включает в себя датчики давления, счетчики газа с преобразователем импульсов и датчики температуры.

Кран-регулятор Ду80 с электроприводом позволяет осуществлять дистанционное регулирование краном. В блоке редуцирования давление регулируется регуляторами давления Лорд. Электронный корректор SEVC-D является ключевым элементом коммерческого узла учета расхода газа, использующимся для приведения измеренного счетчиком объема газа к стандартным условиям.

Блок управления БУК-5ПГ предназначен для управления процессами нагрева газа и их смесей в блочных подогревателях с промежуточным теплоносителем и обеспечения безопасности работы этих подогревателей.

В случае аварии включается световая сигнализация, звуковая сигнализации и производится остановка подогревателя с запоминанием первопричины аварии.

Устройство связи и управления комплекса «Магистраль-2» обеспечивает сбор и обработку телеметрической информации с датчикового оборудования в реальном масштабе времени и функционирование в составе АСУ ТП.

Прибор приемно-контрольный охранно-пожарный предназначен для централизованной и автономной охраны объекта от несанкционированных проникновений и пожаров.

 

Рисунок 2.2 – Функциональная схема АГРС «Энергия-1» Салихово

 

 

2.2 Средства автоматизации

 

2.2.1 Преобразователь температуры  интеллектуальный Метран-286

Измерение температуры осуществляется путем преобразования сигнала первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4–20 мА и наложенный на него цифровой сигнал на базе HART протокола.

Исполнение преобразователя температуры показано на рисунке 2.3

 

Рисунок 2.3 – Преобразователь температуры интеллектуальный Метран-286

 

Измеряемый параметр – температура в преобразователе температуры (ПТ) Метран-286 преобразуется в изменение омического сопротивления платинового чувствительного элемента. Аналоговый сигнал поступает на вход ИП, преобразуется с помощью аналогово – цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал.

С выхода микропроцессорного преобразователя дискретный сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), осуществляющий преобразование дискретного сигнала в унифицированный токовый аналоговый сигнал 4–20 мА, а также на блок частотного модулятора, преобразующий дискретный сигнал в частотно-модулированный и наложенный на аналоговый сигнал.

Каждый ПТ имеет свой уникальный адрес от 1 до 15, обращение к ПТ идет по этому адресу. Схема подсоединения приведена на рисунке 2.4.

 

Рисунок 2.4 – Схема внешних соединений ПТ Метран-286

G-источник питания; PV – коммуникатор

 

Условное обозначение ПТ, типы номинальных статических характеристик (НСХ) первичных преобразователей температуры, параметры выходных сигналов (аналогового и цифрового), диапазоны измеряемых температур, материал защитной арматуры ПТ должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1. [4]

 

Таблица 2.2 Характеристики преобразователя температуры Метран-286

Обозначение ПТ	НСХ	Выходные сигналы		Диапазон измерений,°С	Верхний предел измерений,°С	Материал защитной арматуры (код материала)
		аналоговый	цифровой
Метран-286	Pt100	4–20	В стандарте HART	от минус 50 до плюс 500	плюс 500	12Х18Н10Т (Н10) 10Х17Н13М2Т (Н13)

 

 

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ПТ должны соответствовать значениям, указанным в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 – Пределы допускаемой погрешности ПТ

Обозначение ПТ	Диапазон измеряемых температур ПТ,°С	Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ПТ, %
		По аналоговому сигналу	По цифровому сигналу
Метран-286	-50… 500	±0,15	±0,15

 

2.2.2 Датчик избыточного  давления Метран-100

Важнейший показатель работы ГРС – давление. Это параметр, который необходимо измерять, регулировать, поддерживать в процессе работы.

Датчик Метран-100 состоит из преобразователя давления и электронного преобразователя. Конструкция датчика представлена на рисунке 2.5.

Мембранный тензопреобразователь 3 размещен внутри основания 2. Внутренняя полость 4 заполнена кремний органической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 5, приваренной по наружному контуру к основанию 2. Полость 7 сообщается с окружающей атмосферой.

 

Рисунок 2.5 – Датчик давления Метран-100

 

Измеряемое давление подается в камеру 6 фланца 9, который уплотнен прокладкой 8. Измеряемое давление воздействует на мембрану 5 и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из сенсорного блока в электронный преобразователь 1. Полость 7 герметизирована и сигнал передается в электронный преобразователь по проводам через гермоввод 10.

На рисунке 2.6 изображена схема внешних электрических соединений датчика Метран-100.

 

Рисунок 2.6 Схема внешних электрических соединений датчика Метран-100

 

Функционально электронный преобразователь состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), источника опорного напряжения, блока памяти АЦП, микроконтроллера с блоком памяти, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), стабилизатора напряжения, фильтра радиопомех и НАRТ-модема для преобразователей. Кроме того в электронный преобразователь входит ЖКИ индикатор. АЦП, источник опорного напряжения и блок памяти АЦП размещаются на плате АЦП, которая объединяется с измерительным блоком в сборочную единицу – сенсор давления. Остальные элементы функциональной схемы размещаются в корпусе электронного преобразователя.