Система управления SCADA

 
Описание проекта
Компания Shenzhen Autoware Technology Co., Ltd. активно откликается на инициативу «Один пояс, один путь», выдвинутую Генеральным секретарем Си Цзиньпином, последовательно реализует стратегию выхода на внешние рынки и расширяет географию деятельности во многие страны и регионы Центральной Азии, Африки и Латинской Америки, стремясь к совместному развитию и процветанию вместе с зарубежными партнерами.
В 2016 году наша компания подписала контракт на поставку системы управления SCADA для первого этапа нефтебазы Royal Petrol в г. Алматы, Казахстан. Объект включает резервуарный парк для хранения бензина и дизтоплива общим объемом 150 000 м³, в состав которого входят 56 хранилищ, 14 постов автомобильной наливки с дозированным отпуском нефтепродуктов, 20 постов погрузки-разгрузки железнодорожных цистерн, 956 электроприводных запорных клапанов, а также сопутствующие объекты: помещение высоконапорных насосов, система пожаротушения и другое технологическое оборудование. Все измерительные приборы для проекта поставлены нашей компанией, мы осуществили шефмонтаж и прокладку кабелей, наладку системы SCADA, обучение персонала заказчика и сдачу объекта в эксплуатацию. Завершение работ по проекту состоялось в январе 2019 года. Оборудование стабильно эксплуатируется, функционирование системы безотказное, что позволило значительно улучшить условия труда местного эксплуатационного персонала, снизить трудозатраты и эксплуатационные расходы, организовать цифровой учет прихода и расхода нефтепродуктов, обеспечить безопасность производственного процесса, повысить уровень эксплуатационного управления и экономическую эффективность работы нефтебазы.

Описание архитектуры системы
В рамках системы спроектированы 1 центральный диспетчерский пункт, 4 локальных шкафных помещения, 1 пункт управления автомобильной наливкой, 1 пункт управления разгрузкой жд-цистерн, смонтировано 26 подчиненных стоек автоматики, общее количество физических входных/выходных сигнальных точек превышает 8000 единиц.
Комплекс верхнего уровня управления (ИБП, промышленные компьютеры, принтер, главный шкаф ПЛК) размещен в центральном диспетчерском пункте;
В шкафном помещении №5 установлены распределительные щиты электроприводных клапанов, шкафы управления частотно-регулируемыми насосами, главный шкаф ПЛК и часть шкафов модулей ввода-вывода автомобильного участка наливки;
В шкафном помещении №7 смонтированы отдельные распределительные щиты клапанов и часть шкафов модулей ввода-вывода участка погрузки/разгрузки железнодорожных цистерн;
В шкафном помещении №9 расположены отдельные щиты питания клапанов участка жд-погрузки и резервуарного парка, шкафы управления частотными насосами насосной станции, источники питания и сигнальные линии всех измерительных устройств резервуаров Т001–Т030, датчики горючих газов, вибрационные уровнемерные переключатели и часть шкафов модулей ввода-вывода ПЛК;
В шкафном помещении №2 установлены отдельные распределительные щиты клапанов резервуарного парка, цепи питания и сигналы измерительных приборов резервуаров Т031–Т056, газовые детекторы, вибрационные переключатели уровня и оставшаяся часть шкафов модулей ввода-вывода ПЛК;
В пункте управления автомобильной наливки установлен компьютер системы управления процессом налива;
В пункте разгрузки жд-цистерн смонтирован компьютер верхнего уровня управления операциями разгрузки.
Предусмотрена работа по локальной сети LAN и удаленный просмотр данных через внешнюю сеть Web (проброс портов для внешнего доступа организован силами заказчика).

Система автоматического регулирования
С учетом масштаба и технологических требований объекта в качестве управляющего оборудования выбраны крупногабаритные ПЛК серии Siemens S7-400. Данные контроллеры отличаются расширенным функционалом, современной элементной базой, широкими возможностями расширения и развитыми коммуникационными функциями. Обмен данными с полевыми подчиненными стойками ввода-вывода реализован по резервированной оптоволоконной кольцевой сети Profinet.
Верхний уровень управления реализован на программном комплексе WinCC, модульная разработка в связке с ПЛК позволяет оперативно корректировать, дополнять программное обеспечение и проводить последующее техническое обслуживание, полностью реализуя концепцию системы управления PCS. Помимо сбора, непрерывного контроля и архивирования технологических параметров резервуарного парка заложена сложная логика блокировок, повышающая безопасность эксплуатации объекта. Организована публикация данных через Интернет по протоколу WEB: после авторизации пользователь имеет возможность дистанционно просматривать актуальные параметры работы нефтебазы онлайн.

• Все модули оборудования имеют сертификаты соответствия авторитетных испытательных центров: UL, CSA, CE и др.;
• Система рассчитана на непрерывную стабильную работу в промышленных условиях при электромагнитных помехах и вибрационных нагрузках. Аппаратура исправно функционирует при температуре окружающей среды 0…60 °С, относительной влажности 0–95% и высоте над уровнем моря до 2000 м;
• Среднее время наработки на отказ всего комплекса оборудования превышает 700 000 часов;
• Все модули системы выполнены в съемном исполнении с возможностью горячей замены под рабочим напряжением. ЦПУ, модули питания, модули ввода/вывода и коммуникационные блоки ПЛК допускают установку в любое свободное место стойки;
• В резервированной системе на базе Siemens модули ЦПУ и модули ввода-вывода относятся к одной линейке и серии, клеммные колодки модулей ввода-вывода унифицированного типа;
• В каждом шкафу предусмотрен резерв свободных каналов ввода/вывода в объеме 20% от проектного количества, плюс свободные посадочные места для последующего расширения системы еще на 20% по точкам ИВ;
• Конфигурирование и адресация модулей ввода-вывода выполняются программными средствами без использования перемычек и DIP-переключателей. Каждый модуль оснащен гальванической развязкой и светодиодной индикацией состояния, выдерживает кратковременное испытательное напряжение до 1500 В переменного тока в течение одной минуты;
• Резервированная система ПЛК S7-400 построена по схеме горячего резервирования двух ЦПУ; резервированы центральные процессоры, блоки питания, модули Ethernet и коммуникационные сети. Переключение на резервное оборудование происходит автоматически без дополнительного программного кода и без сбоев технологического процесса;
• Основной и резервный ЦПУ системы горячего резерва установлены на независимых стойках, их взаимосвязь организована встроенной оптоволоконной линией со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, допустимая длина кабеля – более 2 км;
• В одну стойку устанавливаются два параллельно работающих резервированных модуля питания для обеспечения бесперебойного электроснабжения;
• Канал связи горячего резерва интегрирован непосредственно в корпус ЦПУ, скорость обмена данными между основным и резервным процессором свыше 100 Мбит/с, время переключения на резерв не превышает 100 мс.

• Система технологических блокировок: Блокировочная логика всего резервуарного парка отвечает за управление аварийными отсечными клапанами, высоко/низконапорными частотными насосами и другими запорными устройствами для повышения безопасности эксплуатации: 1) При выходе уровня жидкости в резервуаре за установленные пороги срабатывает экстренное закрытие соответствующих отсечных клапанов и остановка насосного оборудования, в центральном диспетчерском пункте появляется всплывающее оповещение и звуковой аварийный сигнал; 2) При поломке оборудования, превышении допустимого времени срабатывания или перегрузке по рабочему току система выдает тревожное сообщение и принудительно останавливает агрегат с переводом в состояние аварийной блокировки ESD; снятие тревоги и сброс состояния возможны исключительно после устранения неисправности персоналом на месте; 3) При переключении запорной арматуры резервуарного парка система автоматически контролирует соответствие марки нефтепродукта и рабочего давления в трубопроводе согласно типу хранимого топлива в емкости, предотвращая ошибочное смешение разных видов нефтепродуктов по вине оператора.
• Система измерения уровня: Для контроля высоты столба жидкости используются сервоприводные уровнемеры производства Endress+Hauser (E+H) с комплектующими: среднетемпературными термометрами, вакуумными манометрами и локальными индикаторами резервуаров. Обмен данными с системой автоматизации ведется по протоколу Modbus/V1 через модуль Tankision820/822. По градуировочным таблицам емкостей система рассчитывает расчетный объем, брутто-объем, чистый нормативный объем, массу запасов, расход при приеме/отпуске нефти, поправочный коэффициент объема VCF и другие параметры. Автоматизированная система управляет режимами работы сервоуровнемеров и осуществляет выборочное измерение плотности продукта в реальном времени.

• Система автомобильной наливки: В составе комплекса 14 распределенных дозирующих контроллеров налива, связь с верхним уровнем управления организована по кольцевой сети TCP/IP Ethernet. Погрешность дозированного отпуска нефтепродуктов независимо от расхода и давления в трубопроводе не превышает ±1 литр. Прибор представляет собой современное интеллектуальное взрывозащищенное устройство на базе контроллеров мировых производителей с применением проверенных алгоритмов регулирования, отличается высокой точностью дозирования, стабильностью работы и простотой обслуживания. В корпус встроен считыватель бесконтактных карт для контроля технологического процесса налива. Контроллер универсален, совместим с любыми расходомерами, термодатчиками, переключателями уровня, датчиками заземления и запорной арматурой, формируя полноценную распределенную систему дозированной наливки. Прибор способен работать в автономном режиме с местным управлением оператором или подключаться к центральному компьютеру для дистанционного управления наливом; все данные полевого оборудования стекаются в диспетчерский пункт для централизованного контроля, визуализации и формирования суточных, месячных отчетов по наливу.

Фотоматериалы с тренингов персонала