УДК 621.382.8
Разработка системы
безопасности
установки ЭЛЕКТРОобессоливания
и обезвоживания нефти
на базе SCADA WinCC
С.В. Сусарев, к.т.н., доцент кафедры АУТП СамГТУ (Самара,
Россия)
В.А.
Нурмиева, магистр
кафедры АУТП СамГТУ (Самара, Россия),
И.В. Баранова,
магистр кафедры
АУТП СамГТУ (Самара, Россия),
Е.В. Голубенкова, магистр
кафедры АУТП СамГТУ (Самара, Россия).
В
настоящее время для современных нефтегазодобывающих перерабатывающих
предприятий актуальна задача повышения эффективности производства и качества
выпускаемой продукции, а также обеспечения высокого качества управляемости за
счет создания единого информационного пространства предприятия.
Добыча нефти и газа производится круглосуточно, в любое
время года, поэтому для нормальной эксплуатации необходим постоянный
дистанционный контроль работы технологических объектов и их состояния. Для
этого необходимо использовать системы автоматизации на объектах.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – комплекс технических и программных средств, предназначенный для
автоматизации управления технологическим
оборудованием на промышленных предприятиях. Автоматизированная система управления позволяет не только
получить высококачественные продукты в данной отрасли, снизить затраты,
повысить рентабельность, сократить
тяжёлый физический труд, но и обеспечить безвредность данного производства.
В автоматизированном производстве роль человека сводится к
составлению режимов и программ протекания технологических процессов, к контролю
за работой приборов. [2]
На современном этапе развития АСУ
ТП характеризуется созданием и внедрением серийно выпускаемых промышленных
контроллеров совместно с персональными компьютерами, мощными программно–техническими комплексами поддержки
программирования АСУ ТП – SCADA систем, а также
развития и стандартизации сетевых технологий.
«SCADA – система» (Supervisory Control And Data
Acquisition System) –
система сбора данных и оперативного диспетчерского управления. Таким образом,
SCADA–система собирает информацию о технологическом процессе, обеспечивает
интерфейс с оператором, сохраняет историю процесса и осуществляет
автоматическое управление процессом в том объеме, в котором это необходимо. Это программный комплекс для
визуализации и диспетчеризации технологических процессов.
SCADA
является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления
сложными динамическими процессами.
Simatic WinCC (Windows Control Center) – система HMI, программное обеспечение для создания человеко–машинного
интерфейса, составная часть семейства систем автоматизации Simatic, производимых компанией Siemens AG. Работает под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows и использует базу данных Microsoft SQL Server (начиная с версии 6.0).
WinCC – это современная система с
удобным пользовательским интерфейсом для создания офисных и промышленных
приложений, гарантирующая стабильную и надежную работу и предоставляющая
эффективные инструментальные средства для конфигурирования. Она подходит как
для простых, так и для сложных задач. Благодаря всестороннему сервисному
обслуживанию и поддержке Siemens WinCC
может использоваться по всему миру.
Наиболее впечатляющими свойствами
SIMATIC WinCC с самого начала были, с одной стороны,
высокий уровень инноваций, позволяющий определять тенденции развития и внедрять
их на самых ранних стадиях, а с другой стороны, долговременная стратегия
развития продукта, основанная на стандартах, гарантирующих сохранность ваших
инвестиций. Этот подход позволил WinCC стать
промышленным стандартом, лидером на европейском рынке и номером 2 на мировом
рынке.
WinCC
является модульной системой. Система WinCC
применяется для визуализации процесса и конфигурированния
графического интерфейса пользователя. Интерфейс пользователя служит для
управления процессом и наблюдения за ним. Система WinCC
предоставляет следующие возможности:
•
система WinCC
позволяет осуществлять наблюдение за процессом. Графическое представление
процесса отображается на экране. Экран обновляется при каждом изменении
состояния процесса;
•
система WinCC
позволяет осуществлять управление процессом. К примеру, можно дать установку с
помощью интерфейса пользователя или открыть задвижку;
•
система WinCC
позволяет осуществлять мониторинг процесса. В случае критического состояния
процесса автоматически подаётся аварийный сигнал.
Важным
элементом SCADA системы является система представления архивных
данных - графиков. Для графического отображения данных, в данном
случае технологических параметров, используются графические объекты –
тренды. Они способствуют лучшему пониманию динамики технологического процесса
предприятия. Поэтому подсистема создания трендов и хранения информации о
параметрах с целью ее дальнейшего анализа и использования для управления
является неотъемлемой частью любой SCADA - системы.
Объект
WinCC OnlineTrendControl
используется для создания окна тренда. В окне тренда значения из архива
значений процесса отображаются в виде тренда. Отображения осуществляется в
среде исполнения.
Объект
WinCC Online TableControl используется для создания окна таблицы. В окне
таблицы значения из архива значений процесса отображаются в виде таблицы.
Отображение осуществляется в среде исполнения.
Настройка
окна тренда осуществляется в редакторе «Графический дизайнер». Для этого был
создан новый экран, процессам который будет вставлен объект WinCC
OnlineTrendControl и WinCC Online TableControl. В проекте
эти объекты соединены с архивными тегами. Следовательно, значения, сохраненные
в архивном теге в среде исполнения, отображаются в виде тренда.
Теги в системе WinCC представляют
реальные или внутренние значения. В редакторе «управление тегами»
осуществляется управление всеми тегами.
В среде исполнения система WinCC определяет и задает значения процесса для тегов
процесса. Внешние теги называются тегами процесса, так как каждый внешний тег
соответствует определенному значению процесса в памяти одной из подключенных
систем автоматизации. Внешние теги используются для связи между WinCC и системой автоматизации. Внутренние теги не связаны
с процессом. Они используются для управления данными в проекте или передачи
данных в архив.
В проекте осуществляется имитация значения
внутреннего тега с помощью инструмента WinCC Tag Simulator (Симулятор тегов WinCC). Симулятор тегов WinCC
присваивает различные значения внутренним тегам, которые
предварительно необходимо добавить в List of Tags симулятора. Значения считываются в реальном времени и передаются в
окна тренда и таблицы. Значения отображаются в виде тренда и таблицы.
Разработана
SCADA система для установки электрообессоливания
и обезвоживания нефти, которая представлена на рисунке ниже.
Интерфейс представляет собой визуализацию технологического
процесса и позволяет с помощью статических и динамических объектов, а также
органов управления управлять процессом и осуществлять мониторинг.
Правильно разработанная и спланированная
SCADA система помогает избежать критических ситуацией, своевременно видеть
аварийные ситуации, что обеспечит высокую безопасность всей системы в целом.
SCADA-система
установки
Библиографический
список
1. SIEMENS, пособие «Simatic WinCC V7.0 Начало работы», 2008. 116с.
2. Технологический регламент
установки электрообессоливания и обезвоживания нефти
ЭЛОУ–6.
3. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по
АСУТП: Проектирование и разработка. Учебно–практическое
пособие. – М.: Инфра–Инженерия, 2008. 928с., 12 ил.