Объемы автоматизации (нефтедобыча)

Объемы автоматизации

Объём автоматизации любого технологического объекта определяется:

• функциональной схемой автоматизации;
• перечнем сигналов, получаемых с объекта;
• функциями автоматизации, реализуемыми на базе этих сигналов в целях контроля и управления.

Автоматизация технологического объекта подразумевает реализацию следующих функций:

• измерение значений технологических параметров (температуры, давления, расхода, уровня, влагосодержания, вибрации и т.д.);
• автоматическое регулирование технологических параметров процесса (стабилизация технологических параметров на заданном уровне);
• автоматизированное дискретное управление режимами работы технологического оборудования;
• сигнализация отклонений технологических параметров от заданных значений, сигнализация состояния кранов (открыт/ закрыт) и задвижек, а также оборудования (агрегат включен/ выключен и т.п.);
• противоаварийная защита оборудования.

При измерении технологического параметра сигнал от измерительного преобразователя (ток, напряжение стандартного диапазона) по кабелю передается на контроллер, где подвергается первичной обработке (аналогово-цифровое преобразование, проверка на достоверность, фильтрация помех). От контроллера цифровой код по сети поступает на АРМ оператора, который видит на экране монитора значение параметра в размерном виде. Если при разработке системы управления была заложена функция регистрации этого параметра, то это значение будет внесено в исторический архив с возможностью просмотра значений параметра за произвольный отрезок времени.

Автоматическое регулирование технологического параметра подразумевает обратную связь с объектом. В контроллере измеренное значение параметра сравнивается с заданным значением. При наличии рассогласования контроллер изменяет уровень воздействия на регулирующий клапан (на объект) в соответствии с алгоритмом. Расход материального потока через клапан изменится, и технологический параметр по истечении некоторого времени (время регулирования) примет заданное значение. Как правило, задание регулятору может изменяться с АРМ оператора. В некоторых случаях задание регулятору рассчитывается в зависимости от значений других параметров технологического процесса. Функция автоматического регулирования предполагает также возможность переключения системы на ручной режим с целью дистанционного управления регулирующим клапаном с АРМ оператора

Функция автоматизированного управления предполагает подачу дискретного управляющего воздействия на исполнительное устройство оператором/диспетчером. В этом случае сигнал управления поступает в базу данных контроллера, который, в свою очередь, передает его на исполнительное устройство. При этом исполнительное устройство может находиться только в двух положениях (например, кран открыт/закрыт, насос включен/выключен и т.п.)

После подачи управляющего воздействия необходимо подтверждение того, что команда выполнена. Для этого и требуется функция сигнализации состояния . Если команда управления прошла (кран открылся/закрылся, насос включился/выключился), должно сработать некоторое контактное устройство, замыкающее или размыкающее электрическую цепь. Этот дискретный сигнал направляется на контроллер, который передает его на АРМ оператора/диспетчера. В результате кран или насос изменят свой цвет на мнемосхеме технологического процесса (зеленый, красный), а также на экран будет выведено соответствующее сообщение

Автоматизация технологических процессов предполагает и защиту оборудования от разрушения. Например, при перегреве подшипников насоса возможна авария, при больших нагрузках на штангу глубинного насоса возможен её обрыв и т.п . Функции технологической защиты иногда реализуются теми же контроллерами, на базе которых построена система управления. Но для объектов, авария на которых чревата тяжёлыми последствиями (разрушение дорогостоящего оборудования, возникновение пожара), создают автономные системы противоаварийной защиты (ПАЗ). Контроллеры ПАЗ функционируют в автоматическом режиме и в случае возникновения аварийной ситуации способны остановить агрегат (насос, компрессор), аппарат или полностью технологическую установку в соответствии с алгоритмами логического дискретного управления. Информация о запуске и действиях системы ПАЗ поступает на АРМ оператора. Оператор может отменить запуск системы ПАЗ или подтвердить его