Курс "Автоматизированные системы обслуживания объектов добычи нефти" (весна 2015)

План курса

8 семестр (группы РН-11-3, РН-11-4, РН-11-5, РН-11-6), продолжительность 12 недель (до 30 апреля).

Количество часов:  Лекции - 12 ч., Лабораторные занятия - 24 ч.

Всего 100 баллов:
- 60 л/р - по 15 баллов за л/р (выполнение л/р засчитывается в случае успешных ответов на контрольные вопросы, решения дополнительных задач и оформления отчета).
- 40 экзамен/зачет.

Преподаватели

  • Роман Леонардович Барашкин - 5 часов (1 группа)
  • Олег Дмитриевич Антипов - 4 часа (1 группа)
  • Сергей Анатольевич Зуев - 8 часов (2 группы)

Объекты управления

  1. Нефтесепаратор
  2. Газосепаратор
  3. Отстойник
  4. Печь
  5. Промежуточный нефтесепаратор

План лекций

  1. Принципы построения современных АСУ ТП
  2. Примеры систем управления автомобилями (Круиз, абс)
  3. Сбор данных, основы построения АСУ ТП
  4. Архитектура ОРС, модель, Скада (запуск нескольких Unisim, подключение к разным контурам по физике PXI к модели ГИС или УПН)
  5. HMI
  6. Современные контроллеры
  7. Имитационное моделирование. Использование моделирования в 
  8. Архитектура MyRIO

План лабораторных работ/семинаров

I. Моделирование в Unisim Design Suite и разработка операторского интерфейса в NI LabView: 0.5 семинар, 1.5 л/р (скачать лабораторную работу)
- разработка модели технологического процесса
- разработка системы управления
- разработка операторского интерфейса в LabView

II. Trace Mode: 0.5 семинар, 2.5 л/р (скачать лабораторную работу)
- объекты: гребёнка, нефтесепаратор, газосепаратор, 1 ступень предварительных отстойников
- настройка связи по ОРС
- объем автоматизации: 20 тегов
- объем интерфейса оператора: главная мнемосхема, панель, тренды, оперативный журнал
- контрольные вопросы после каждой главы
- навыки: анализ объекта автоматизации, анализ принципов работы оборудования, определение пределов измерения технологических параметров, разработка ФСА, спецификация оборудования контура регулирования, реализация режимов управления объектом (ручной, защиты, блокировки, дистанционное, с щита, задание верхних/нижних границ, автоматическое регулирование)

III. Intouch: 0.5 семинар, 2.5 л/р
- объекты: 2 ступень предварительных отстойников, печи
- настройка связи по ОРС
- объем автоматизации: 20 тегов
- объем интерфейса оператора: главная мнемосхема, алармы, тренды, архивные тренды
- задачи автоматизации: разработка скриптов (реле с гистерезисом, ПАЗ печи, программное управление)
- контрольные вопросы после каждой главы
- навыки: разработка контуров регулирования, двухпозиционное регулирование

IV. MyRIO + LabView: 0.5 семинар, 2.5 л/р
- объекты: промежуточный нефтесепаратор
- связь по физическим каналам связи
- объем автоматизации: 20 тегов
- объем интерфейса оператора: главная мнемосхема, контур регулирования ПИД
- задачи автоматизации: разработка непрерывного алгоритма управления, ШИМ
- контрольные вопросы после каждой главы
- навыки: сбор данных, обработка аналоговых и цифровых сигналов, подключение датчиков, передача инфомрации на верхний уровень, программирование алгоритмов регулирования

 

  1. Вводный семинар (2 часа)
  2. Подключение датчиков
  3. Подключение исполнительных механизмов
  4. Сбор данных, обработка аналоговых сигналов
  5. Сбор данных, обработка цифровых сигналов
  6. Передача информации на верхний уровень
  7. Разработка мнемосхем. Визуализация технологических параметров на мнемосхеме (таблицы, индикаторы, тренды)
  8. Реализация ПАЗ
  9. Реализация режимов управления объектом (ручной, защиты, блокировки, дистанционное, с щита, задание верхних/нижних границ, автоматическое регулирование)
  10. Двухпозиционное регулирование
  11. Управление ЧРП
  12. Удаленный доступ к контроллеру через веб-интерфейс
  13. Intouch (6 часов)
  14. Trace Mode (4 часа)
  15. Разработка модели отстойника и системы управления (4 часа)
  16. Программирование на языке G. MyRIO
  17. Модель УПН
  18. Управление объектом управления с помощью ШИМ
  19. Реализация П, ПИ, ПИД регуляторов

Умения и навыки

  • анализ объекта автоматизации (заполнение соответствующей формы)
  • анализ принципов работы оборудования
  • определение пределов измерений технологических параметров
  • ввод в эксплуатацию (определение режима работы объекта управления)
  • разработка ФСА контура
  • разработка электрической схемы системы управления
  • спецификация оборудования
  • определение настроек регуляторов
  • разработка модели в Матлаб

Литература

Методические пособия: 

  1. Р.Л. Барашкин, Разработка имитационной модели объекта управления и операторского интерфейса в пакетах Unisim Design Suite и NI Labview, 2014.
  2. О.Д. Антипов, Intouch
  3. С. А Зуев, Trace Mode
  4. LabView, MyRIO

Книги

  1. Арнольд К., Стюарт М. Справочник по оборудованию для подготовки нефти.
  2. Dale E. Seborg, Duncan A. Mellichamp, Thomas F. Edgar, Francis J. Doyle Process Dynamics and Control, International Student Version, 3rd Edition, 2011.
  3. King M. Process Control: A Practical Approach, 2011.

Рейтинг групп