В данной работе рассматривается система автоматизации резервуарного парка для хранения нефтегазового сырья. Уделяется внимание актуальности данной тематике, затрагиваются предъявляемые требования к системе автоматизации и усовершенствовании. По ходу работы даётся краткий обзор измерительной системы МЕТРАН ГСУР-10 с описанием принципа работы системы. Рассматривается оборудование с приведением особенностей приборов для автоматизированной системы управления технологическим процессом.
Автоматизация резервуарных парков обеспечивает автоматизацию и механизацию операций по приему и выдаче нефти, исполнению товар учётных операций, защиту оборудования от аварий, а также способствует достижении более эффективного и экономичного использования резервуарных парков.
Цель данной работы – автоматизация резервуарного парка. Объектом исследования выступил резервуарный парк для хранения углеводородов, предметом – подбор системы автоматизации резервуарного парка.
Система автоматизации должна соответствовать следующим требованиям [1]: безаварийная работа оборудования; наличие системы противоаварийной защиты; надежная защита от несанкционированного доступа, вирусов; защита от неверных действий персонала; простота монтажа, наладки и обслуживания оборудования.
Под эти требования подходит измерительная система МЕТРАН ГСУР-10, разработанная компанией «Emerson» и производимая по лицензии на предприятии в России.
Измерительная система МЕТРАН ГСУР-10 доступна в двух вариациях: проводная и беспроводная. Использование беспроводных линий связи в системе учета целесообразнее, т.к. снижает затраты на подсистему передачи данных, более чем на 40 %, упрощает установку, дает возможность подключения резервуаров, которые из-за удаленного, труднодоступного расположения невозможно подключить к проводной системе.
Измерительная система МЕТРАН ГСУР-10, предназначенная для автоматизированного учёта продуктов в резервуарах, представляет собой систему контроля и измерения массы, уровня, объема и плотности нефти и нефтепродуктов, а также агрессивных сред в резервуарах [2].
Параметры передаются по протоколу WirelessHART через беспроводную самоорганизующуюся сеть (Smart Wireless) и с использованием стандартных протоколов обмена. На рис. 1 показана общая схема построения системы.
Передача данных в системе МЕТРАН ГСУР-10, показанная на рис. 2, осуществляется с использованием системы беспроводной передачи данных Smart Wireless, разработанной фирмой Emerson на основе стандарта IEC62591 (WirelessHART) [3].
Рис. 1. Общая схема построения системы измерительной МЕТРАН ГСУР-10
Рис. 2. Беспроводная передача данных Wireless HART
Измерительная система МЕТРАН ГСУР-10 условно можно разделить на три уровня: нижний уровень (полевой уровень); средний уровень (контроллерный уровень); верхний уровень (общесистемный уровень).
Беспроводная измерительная система МЕТРАН ГСУР-10 включает: радарные уровнемеры; измерительные преобразователи температуры; датчики давления; точка сбора данных; контроллер управления.
Радарные уровнемеры – это наиболее высокотехнологичные средства измерения уровня. Уровнемер Rosemount 3308A, показанный на рис. 3, обладает высокой чувствительностью и подходят для измерения уровня большинства жидкостей, суспензий [4].
Рис. 3. Радарный уровнемер Rosemount 3308A
Беспроводной измерительный преобразователь температуры Rosemount 648, представленный на рис. 4, предназначен для преобразования сигналов от термоэлектрических преобразоватей и термометров сопротивления, а также омических и милливольтовый сигналов, в цифровой сигнал по беспроводному протоколу WirelessHART.
Рис. 4. Беспроводной измерительный преобразователь температуры Rosemount 648
В системе учета для измерения давления используется датчик Rosemount 3051S, показанный на рис. 5, с изменяемым диапазоном измерений. Датчик давления серии 3051S измеряет давление с основной приведенной погрешностью 0,025 %.
Использование датчиков давления вместе с измерениями уровня и температуры позволяет в реальном времени вычислять плотность и массу продукта. Один или более датчиков давления с различными диапазонами измерений могут работать на одном резервуаре для измерения давление в газовом пространстве резервуара и гидростатического давления столба жидкости [5].
Рис. 5. Датчик давления Rosemount 3051S
Точка сбора данных – беспроводной шлюз Rosemount 1420, показанный на рис. 6. Шлюз обеспечивает управление сетью беспроводных приборов, сбор данных от полевых приборов и интеграцию этих данных в систему верхнего уровня, используя стандартные протоколы обмена данными.
Рис. 6. Точка сбора данных Rosemount 1420
Его особенностями являются:
- работа с беспроводными полевыми приборами по беспроводному протоколу WirelessHART;
- обеспечение одновременного подключения до 100 беспроводных приборов;
- прием и передача данных в диапазоне частот 2,4 ГГц с использованием стандарта IEEE 802.15.4;
- многоуровневый подход к обеспечению безопасности работы беспроводной сети – технологии защиты DSSS, Secure HTTP, SSL;
- удаленная передача данных и конфигурирование с помощью Web-интерфейса или ПО AMS Работа в диапазоне температур окружающей среды -40…70 °С.
Для управления автоматизацией технологического процесса применяется контроллер ControlWave, показанный на рис. 7.
Обоснование контроллера ControlWave Micro: низкое энергопотребление; расширяемость; модульность устройства.
Благодаря его малым размерам и прочной промышленной конструкции ControlWave Micro предлагает выдающуюся способность к соответствию требованиям окружающей среды большинства технологических установок и удаленных систем.
Рис. 7. Контроллер ControlWave
Автоматизация резервуарных парков нефтебаз актуальна на сегодняшний день. Она поможет сократить расходы, повысить прибыль компаний, освободит персонал от трудного и монотонного труда, уменьшить риски возникновения чрезвычайных положений, обеспечить надежную, точную, работу предприятий.
Представленное оборудование удовлетворяет требованиям безопасности, улучшает контроль за технологическими перемещениями и состоянием нефтепродуктов, что приведёт к снижению внешнего воздействия на экологию.
Библиографическая ссылка
Хуснутдинов А.А., Бочарова В.В., Каракозов А.А. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2024". – 2021. – № 7. – С. 99-102;URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=419 (дата обращения: 19.04.2024).