Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Разработка автоматизированной системы управления дожимной насосной станции для перекачки нефти

Содержание:

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ.. 6

ВВЕДЕНИЕ. 7

1. Описание технологического процесса работы
дожимной насосной станции для перекачки нефти. 9

1.1 Общая характеристика дожимной насосной
станции для перекачки нефти  9

1.2 Технологическая схема дожимной насосной
станции для перекачки нефти  10

1.3 Характеристика применяемого оборудования
дожимной насосной станции для перекачки нефти. 11

Выводы по первому разделу. 15

2. Проектирование автоматизированной системы
управления дожимной насосной станции для перекачки нефти. 13

2.1 Определение целей и задач автоматизации. 13

2.2 Разработка структуры системы управления
дожимной насосной станцией  15

2.3
Разработка схемы автоматизации. 19

Выводы по второму разделу. 22

3. Обоснование и выбор технических средств
автоматизации. 23

3.1 Выбор необходимых датчиков системы
автоматизации. 23

3.2 Выбор исполнительных механизмов. 32

Выводы по третьему разделу. 33

4. Разработка программно-аппаратной части АСУ ТП.. 34

4.1 Выбор микроконтроллера системы автоматизации. 34

4.2 Проектирование алгоритма работы
программно-аппаратной части АСУ ТП   39

Выводы по четвертому разделу. 42

5. Расчет автоматизированной системы управления дожимной
насосной станции для перекачки нефти. 43

5.1 Разработка и расчет математической модели системы.. 43

5.2 Определение закона регулирования и выбор
регулятора. 43

5.3 Определение параметров настройки системы
автоматизации. 45

5.4 Определение качества регулирования системы
автоматизации. 47

5.5 Моделирование системы с помощью комплекса
MATLAB. 48

Выводы по пятому разделу. 51

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 53

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 56

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. 57

ПРИЛОЖЕНИЕ В.1. 58

ПРИЛОЖЕНИЕ В.2  59

Введение:

Основной путь развития и прогресса всех отраслей промышленности
заключается в постоянном совершенствовании и развитии средств автоматизации
технологических процессов и метолов производства продукции. Уровень
производительности и качество выпускаемой продукции напрямую зависят от наличия
в технологических и производственных процессах 
современных и эффективных средств автоматизации.

Специфика нефтегазовой отрасли Российской Федерации заключается в том,
что основные месторождения углеводородного сырья располагаются в
труднодоступных местах. В связи с этим, транспортировка газа и нефти становится
очень дорогостоящим мероприятием. Для решения этой задачи разрабатываются и
внедряются современные средства и инструменты автоматизации процесса
транспортировки нефти и газа от месторождения к местам их переработки, а также
потребителям.

Огромное значение в нефтедобывающей отрасли играет техническое состояние
и степень надежности транспортной системы. От состояния транспортных
магистралей зависит степень эффективности и уровень экономических затрат
транспортировки углеводородного сырья и готовой продукции. Таким образом,
очевидно, что большое внимание необходимо уделять соблюдению требований и
рекомендаций относительно эксплуатации всех элементов транспортной системы.
Неотъемлемой частью эффективного использования транспортных магистралей является
применение средств автоматизации.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка проектного  решения автоматизированной системы управления
дожимной насосной станции для перекачки нефти.

Исходя из цели выпускной квалификационной работы, необходимо решить
следующие задачи:

— изучить характеристику дожимной насосной станции и установки
предварительного обезвоживания;

— проанализировать технологическую схему установки предварительного
обезвоживания и характеристику применяемого оборудования;

— обосновать и выбрать технические средства автоматизации;

— разработать программно-аппаратную часть АСУ ТП;

— расчет и моделирование системы автоматического регулирования.

Объект исследования – система автоматизации управления установкой
предварительного обезвоживания на дожимной насосной станции.

Для написания работы планируется применение следующих методов
исследования: анализ источников информации, сравнительный анализ данных,
составление комплекса практических мероприятий и рекомендаций по их реализации. Выполняемая работа обладает определенной
практической значимостью, которая заключается в том, что полученные результаты
могут быть реализованы на практике в условиях реальных производственных
объектов.

Заключение:

В
результате выполненной работы была разработана автоматизированная система
управления насосной станцией, которая работает в установке предварительного
обезвоживания.

Первая
стадия проектирования посвящена постановке задач проектирования,  а также определению оптимальных способов и
методов для решения поставленных задач и целей. При этом выбран такой способ,
при котором возможно максимально полно обеспечить требуемые параметры системы
автоматизации. Проектируемая система должна в значительной мере улучшить
показатели работы станции. Также уменьшается нагрузка и персонал и исключается
вероятность ошибочных действий операторов системы.

После
подробного изучения объекта автоматизации осуществлён выбор наиболее подходящих
датчиков, контроллеров и прочих устройств, необходимых для построения системы
автоматизации.

Проведя
сравнительный анализ аналогов был осуществлен выбор наиболее подходящего
регулятора,  а также алгоритма его
работы. Далее были проведены работы по настройке и отладке работы регулятора.
Настроечные параметры регулятора были рассчитаны и определены с помощью
табличного метода в среде проектирования и моделирования MATLAB.

Спроектированная
система автоматизации является безопасной и достаточно надежной, что
положительно сказывается на всех показателях работы станции.

Полученный
в процессе написания дипломной работы опыт будет активно применяться в
практической деятельности в данном направлении.

Фрагмент текста работы:

Описание технологического процесса работы дожимной насосной станции для
перекачки нефти

1.1 Общая характеристика дожимной насосной станции
для перекачки нефти

Рассмотрим общую характеристику
исследуемой ДНС.

Дожимная насосная станция объекта – предназначена для приема
газонасыщенной обводненной нефти с кустов месторождения, сепарации жидкости,
подготовки нефти до товарных кондиций, насосного транспорта нефти, подачи
попутного нефтяного газа на котельную (в зимнее время года), транспорта
попутного нефтяного газа на газоперерабатывающий комплекс, очистки подтоварной
воды и подачи ее на кустовую насосную станцию.

Обводненная нефтегазовая смесь поступает на узел дополнительных работ и
далее на ДНС, где осуществляется сепарация жидкости и сброс подтоварной воды.

Для улучшения процесса деэмульсации в нефтепровод на входе ДНС от блока
реагентного хозяйства подается деэмульгатор.

После разгазирования в сепараторах первой ступени нефтяная эмульсия
подается в горизонтальные отстойники нефти, где осуществляется сброс воды при
естественной температуре сырья.

Нефть из отстойников направляется на насосы внешнего транспорта, вода
для очистки подается в резервуары-отстойники и затем насосами откачивается для
закачки в систему поддержания пластового давления.

Газ, выделившийся из нефти в сепараторах первой ступени сепарации,
подается для очистки в газосепаратор (ГС).

Технологическая схема ДНС приведена в
приложении А.