XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

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.

Ключевые слова: автоматизация, резервуарный парк, нефтепродукты, АСУ ТП, система измерения МЕТРАН ГСУР-10, беспроводная передача данных.

This paper deals with the automation system of a tank farm for storing petroleum. Attention is paid to the relevance of this topic, the requirements for the automation system and improvement are touched upon. In the course of work, a brief overview of the METRAN GSUR-10 measuring gauge is given with a description of the principle of operation of the system. The equipment is considered with the features of devices for the аutomated process control system.

Key words: automation, tank farm, oil products, аutomated process control system, METRAN GSUR-10 measurement system, wireless data transmission.

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 рисунке 1 показана общая схема построения системы.

Рисунок 1 – Общая схема построения системы измерительной МЕТРАН ГСУР-10

Передача данных в системе МЕТРАН ГСУР-10, показанная на рисунке 2, осуществляется с использованием системы беспроводной передачи данных Smart Wireless, разработанной фирмой Emerson на основе стандарта IEC62591 (WirelessHART) [3].

Рисунок 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 рисунке 3, обладает высокой чувствительностью и подходят для измерения уровня большинства жидкостей, суспензий [4].

Рисунок 3 – Радарный уровнемер Rosemount 3308A

Беспроводной измерительный преобразователь температуры Rosemount 648, представленный на рисунке 4, предназначен для преобразования сигналов от термоэлектрических преобразоватей и термометров сопротивления, а также омических и милливольтовый сигналов, в цифровой сигнал по беспроводному протоколу WirelessHART.

Рисунок 4 – Беспроводной измерительный преобразователь температуры Rosemount 648

В системе учета для измерения давления используется датчик Rosemount 3051S, показанный на рисунке 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].

Рисунок 5 – Датчик давления Rosemount 3051S

Точка сбора данных - беспроводной шлюз Rosemount 1420, показанный на рисунке 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.

Рисунок 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 рисунке 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.

Рисунок 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.

Список литературы

Автоматизация технологических процессов [Электронный ресурс]. URL: https://mirznanii.com/a/192651/avtomatizatsiya-tekhnologicheskikh-protsessov/ (дата обращения 18.11.2020).

Системы информационно-измерительные для автоматизированного учета продуктов в резервуарах МЕТРАН ГСУР-10 [Электронный ресурс]. URL: https://all-pribors.ru/opisanie/65110-16-metran-gsur-10-74389 (дата обращения 20.11.2020).

Серверы и рабочие станции [Электронный ресурс]. URL: https://kipia.info/news/novyie-besprovodnyie-resheniya-emerson-dlya-sistem-neftedobyichi/ (дата обращения 22.11.2020).

Уровнемеры серии Rosemount [Электронный ресурс]. URL: https://at707.ru/level/volnovodnye-radarnye-urovnemery/volnovodnye-urovnemery-rosemount-3308/ (дата обращения 22.11.2020).

Датчики давления Rosemount [Электронный ресурс]. URL:https://www.emerson.com/ru-ru/automation/measurement-instrumentation/pressuremeasurement/pressure-transmitters-and-transducers/about-rosemount-3051s-series-of-instrumentation/ (датаобращения 22.11.2020).

Код для цитирования: Скопировать