Geum.ru

Российского Государственного Университета нефти и газа им. И. М. Губкина ведет подготовку специалистов по направлению «Приборостроение», а так же повышение квалификации руководящих работников и диплом

Вид материалаДиплом

Содержание


2.Результаты работы
Режим автоматического регулирования.
В режиме тренажера.
Подобный материал:
E.15.O.ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИБОРОВ И СИСТЕМ НА КАФЕДРЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ РГУ НЕФТИ И ГАЗА И.М. ГУБКИНА.


Г.К.Богаткин


Российского Государственного Университета нефти и газа им. И.М.Губкина., 117049, Москва, Ленинский просп., д. 65, Тел. (095) 9309201, факс (095) 783-68-52


1.Введение

Кафедра информационно-измерительных систем (ИИС) Российского Государственного Университета нефти и газа им. И.М.Губкина ведет подготовку специалистов по направлению «Приборостроение», а так же повышение квалификации руководящих работников и дипломированных специалистов нефтегазовой отрасли в области современных систем и технологий количественного учета и контроля качества нефти и нефтепродуктов.

Принимая во внимание необходимость совершенствования образования специалистов в области информационно-измерительных технологий, повышения привлекательности и их востребованности, кафедра ИИС приняла решение о развитии новых компьютерных измерительных технологий, ориентированных на технологии корпорации National Instruments, занимающих лидирующее положение в мире как в промышленной , так и в научной сферах деятельности.

Кафедра с 2004 г. начала сотрудничество с Российским представительством компании National Instruments (NI) и при ее содействии в 2005 г. вводится в действие Учебно-исследовательский центр «Интеллектуальные средства сбора и обработка измерительной информации». В распоряжении центра два компьютерных класса на 20 посадочных мест с мультимедийным проектором, один из которых (10 мест) оснащен современными персональными компьютерами с аппаратными средствами компании NI.

Изучение технологий NI предусматривается в курсах “Программное обеспечение измерительных процессов”, “Компьютерные технололгии в приборостроении”, “Интеллектуальные средства измерений” и “Информационно-измерительные системы”.

За последнее время в нефтегазовой отрасли резко возрос интерес к проблемам разработки и применения SCADA систем. Причиной этому является стремление повышения точности, надежности, расширения функциональных возможностей систем контроля за технологическими процессами. Эти тенденции потребовали пересмотра программ повышения квалификации отраслевых работников, перехода от рассмотрения традиционных телеметрических систем к SCADA системам.


2.Результаты работы

Одним из путей освоения современных технологий разработки и применения промышленных SCADA систем в рамках вуза является построения компьютерных моделей, эмулирующих технологические процессы и работу оборудования.

В настоящее время на кафедре ИИС проводятся научно-исследовательские работы в области разработки моделей SCADA систем технологических объектов на основе технологий NI. В качестве примера такой разработки ниже приводится модель SCADA системы типовой установки предварительного обезвоживания нефти нефтедобывающего предприятия.

Обезвоживание нефти производится на установках предварительного сброса пластовой воды (УПСВ). Схема типовой УПСВ представлена на рисунке 1.




Рис.1. Блок-схема типовой УПСВ.


Здесь:

1- Куст эксплуатационных скважин; 2 - Аппарат обезвоживания нефти ;

3 - Нефтяной буфер; 4 - Аппарат очистки воды и водяной буфер;

5 - Газосепаратор; 6 – Нефтяной насос; 7 - Водяной насос;

8 - Дренажная емкость;

Установка функционирует следующим образом. Продукция скважин

( обычно нефть 10%, вода пластовая - 90% ) поступает в аппарат обезвоживания нефти 2, где в течение некоторого времени происходит ее разделение на нефтяную эмульсию (с остаточным содержанием воды 10 - 20%) и пластовую воду. Нефтяная эмульсия подается в нефтяной буфер 3. Здесь происходит отделение газа, и разгазированная нефть насосом 6 перекачивается для дальнейшей переработки. Отделенная в 2 вода поступает в аппарат очистки воды и водяной буфер 4, далее насосом 7 вода направляется в нагнетательные скважины. Отстой нефти и конденсата из 4 и 5 периодически сбрасывается в дренажную емкость 8.

Задача контроля технологического процесса УПСВ заключается в следующем:

1) для 2 - в поддержании уровня раздела фаз в заданных пределах и

в сбросе нефтяной пленки по мере ее накопления;

2) для 3 – в поддержании заданного уровня нефти;

3) для 4 – в поддержании заданного уровня воды;

4) для 5 – в сбросе конденсата в случае превышения заданного уровня;

5) для 6 – в отключении насоса в случае понижения уровня нефти в 3

ниже допустимого;

6) для 7 – в отключении насоса в случае понижения уровня воды в 4 ниже

допустимого.

В соответсвии с перечисленными задачами была разработана модель SCADA УПСВ, экранный интерфейс которой показан на рис.2.

Разработанная средствами Labview 7 модель SCADA УПСВ обеспечивает эмуляцию следующих режимов:

1) визуализацию технологических процессов в виде мнемосхем;

2) Контроль и управление технологическим процессом в автоматическом

режиме и в режиме управления оператором;

3) архивацию событий и значений отдельных технологических параметров;4) периодическую выдачу рапортов и отчетов;

5) диагностику работы оборудования.






Рис.2. Экранный интерфейс АРМ оператора УПСВ..


Модель SCADA система функционирует в нескольких режимах:
  • Режим контроля и управления оператором

Система только отслеживает состояние установки в целом. Архивируются основные технологические параметры, действия оператора и события. Управляет установкой оператор, выдавая командына исполнительные органы с клавиатуры или экрана ПК. Алгоритмы управления заблокированы.
  • Режим автоматического регулирования.

Система контролирует состояние установки и управляет процессом обезвоживания нефти. Управление оператору может быть передано либо по его требованию, либо в случае аварийной ситуации.
  • В режиме тренажера.

Используется для обучения и контроля за действиями оператора как в режиме контроля и управления оператором, так и в автоматическом режиме. Неправильные действия оператора комментируются сообщениями о нарушениях технологических режимов работы установки.


3.Оборудование.

Наличие многофункциональных плат ввода-вывода позволяет строить не только виртуальные модели но и физические, приближенные с одной стороны к технологическим объектам, а с другой к реальным измерительным системам.

4.Преимущества технологий NI.

Отличительной чертой технологий National Instruments на наш взгляд является наличие языка Labview, сочетающего в себе технологию объектно-ориентированного программирования, FBD программирования и сохраняющего в себе свойства универсального языка позволяет решать самые разнообразные задачи широкому кругу специалистов быстро и эффективно.