Разработка системы автоматического контроля технологических параметров газоперекачивающего агрегата (стр. 8 из 14)

Для решения этой проблемы можно использовать технологию туннелинга (tunneling) TCP, с помощью которой осуществляется передача данных через стандартный 80й порт брандмауэра. Этот порт обычно используется для передачи данных по HTTP –протоколу (протокол передачи гипертекста), и поэтому он, как правило, открыт. Но для осуществления туннелинга и передачи данных требуется установка специального программного обеспечения, входящего в Windows, COM Internet Services и IIS web-сервер (Internet Information Server). Успешный доступ через DCOM происходит в том случае, когда компьютеры находятся в одном домене или в одной рабочей группе, что указывает на возможность использования туннелинга TCP соответствующим образом настроенными брандмауэрами в пределах одного домена. Кроме проблем, связанных с передачей данных, существуют проблемы с аутентификацией клиента.

Учитывая данные сложности, ОРС-сообщество за последние 5 лет разработало универсальный ОРС-сервер (OPC UA) для систем HMI/SCADA. Технология OPC UA позволяет обеспечить надёжную связь клиентов, доступ к серверам данных через локальные вычислительные сети и Интернет, защищённое использование web-служб (http://www.opcfoundation.org). Фирма Iconics входит в число основателей ОРС-сообщества, давно иуспешно работает в области создания приложений, базирующихся на ОРС-технологии. В новой версии SCADA-системы GENESIS32 V9 Iconics используется встроенная поддержка технологии OPC UA и туннелинг OPC (компонент DataWorX32). Новая технология туннелинга OPC включена во все модификации DataWorX32 V9 и позволяет связывать удалённый OPC-сервер с локальными клиентами устойчивым и безопасным способом. Туннелинг OPC основан на мощной коммуникационной платформе GenBroker™, которая обеспечивает высокоэффективную и устойчивую связь, заменяя протокол DCOM Microsoft. Функциональная схема туннелинга OPC представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – OPC-архитектура туннелинга

Все OPC совместимые приложения-клиенты могут обмениваться данными с локальными устройствами или по сети. Кроме того, обмен может осуществляться более чем с одним сервером OPC одновременно.

6 Сравнение существующих готовых решений САУ ГПА

6.1 Программно-технический комплекс АСКУД-01 НПК РИТМ

Система предназначена для автоматизированного контроля, управления и диагностирования работоспособности турбокомпрессорного и прочего оборудования на предприятиях нефтегазового и теплоэнергетического комплексов, химической и энергетической промышленностей.

Система построена по принципу открытой архитектуры на базе измерительных и управляющих модулей, работающих по каналу RS485 в протоколе Modbus RTU с многоуровневым резервированием.

Резервирование осуществляется за счет применения программных и технических средств, обеспечивающих работу системы: - в автоматическом режиме с управлением и выводом информации на компьютер; - в автоматизированном режиме с управлением и выводом информации на специальный пульт управления; - в ручном режиме с управлением от пульта ручного управления; - с питанием от резервного источника бесперебойного питания и аккумуляторов.

Система обеспечивает автоматический контроль технологических параметров узлов агрегатов и внешнего оборудования:

- температуры при использовании датчиков температуры (термопары и термосопротивления различных типов);

- давления, перепада давления, уровня жидкости при использовании различных датчиков с токовым выходом;

- осевого сдвига и смещения валов;

- определение коэффициента устойчивости к помпажу;

- вибрационных параметров, включая спектральный анализ вибрации;

- дискретных состояний различных устройств;

- вывод контролируемых параметров на дисплей компьютера и вспомогательные устройства индикации; - сигнализацию о выходе контролируемых параметров за допустимые значения; - автоматическое, автоматизированное и ручное управление работой оборудования путем:

- управления исполнительными устройствами с токовым входом;

- управления исполнительными устройствами с дискретными входами;

- автоматическую защиту оборудования при возникновении критических ситуаций, в том числе помпажа; - долговременное хранение результатов контроля и действий операторов; - вывод временных графиков изменения контролируемых параметров.

Технические характеристики системы:

Количество измерительных и управляющих каналов с отображением значений на дисплее и панелях индикации:

- измерение электрических сигналов датчиков количеством до 128; - контроль состояния дискретных датчиков количеством до 256; - управление исполнительными устройствами с аналоговыми входами количеством до 16; - управление дискретными исполнительными устройствами количеством до 32.

Погрешность измерения и преобразования электрических сигналов в физические параметры:

- измерения сопротивления и преобразования его в температуру с любых видов датчиков термосопротивления не хуже 0,3 %; - измерения термо-ЭДС и преобразования его в температуру с любых видов датчиков термопар не хуже 0,3 %; - измерения напряжения постоянного тока в диапазоне от 0 до 10 В не хуже 0,3 %;

- измерения тока 0 – 20 мА и преобразования его в давление, перепад давления и уровень не хуже 0,3 %; - измерения периода следования импульсов от 0,1 Гц до 1000 Гц и преобразования их в скорость вращения валов не хуже 5 %; - измерения осевого сдвига в диапазоне от 100 мкм до 2500 мкм не хуже 5 %; - измерения изменения зазора в полосе частот от 1 Гц до 1 кГц и диапазоне до 200 мкм не хуже 5 %; - измерения среднеквадратичного значения амплитуды вибрации в полосе частот по ГОСТ не хуже 5 %; - измерения амплитуды в полосе частот от 1Гц до 10 кГц с неравномерность 0,1 дБ с погрешностью не хуже 1 дБ.

Контроль состояния дискретных сигналов коммутационной способностью: по напряжению от 0 до24В по току до 10 мА.

Управления силовыми установками по напряжению управления до 250В по току до 70 мА/

Управление силовыми установками с аналоговым управлением:

- ток управления 0-5 мА с входным сопротивлением до 4 кОм;

- ток управления 0-20 мА с входным сопротивлением до 1 кОм.

6.2 Программно-технический комплекс САУ ГПА СНПО «Импульс»

Функции управления:

- проверка пусковой готовности;

- проверка исправности каналов защиты ГПА;

- «холодная» прокрутка двигателя;

- автоматический пуск ГПА с автоматическим выводом его на заданный режим;

- нормальный останов;

- аварийный останов со стравливанием или без стравливания газа;

- антипомпажное регулирование и защита;

- автоматическое управление дозатором топливного газа;

- автоматическое управление исполнительными механизмами и кранами газовой обвязки агрегата;

- отработка режимов работы, задаваемых оператором;

- автоматическая защита по технологическим параметрам;

- дистанционное управление исполнительными механизмами с панели управления и от рабочей станции;

- автоматический перезапуск вспомогательных механизмов по заданному алгоритму;

- экстренный останов ГПА по заданному алгоритму экстренного останова по команде оператора.

Функции контроля:

- автоматический непрерывный контроль исправности цепей управления ответственными механизмами и вспомогательным оборудованием;

- автоматический непрерывный контроль цепей аналоговых датчиков и цепей дискретных датчиков, участвующих в аварийных защитах;

- контроль состояния оборудования и отклонений технологических параметров при достижении параметрами предельных значений (уставок);

- автоматический контроль исправности САУ ГПА на уровне блоков;

- защита ПО САУ ГПА от несанкционированного доступа. Информационные функции:

- непрерывный контроль технологических параметров;

- вызов группы контролируемых параметров с отображением в виде трендов;

- отображение вычисляемых параметров;

- представление на экране рабочей станции мнемосхем агрегата;

- постоянное представление на цифровых табло температуры газа, частоты вращения и перепада давлений «масло-газ»;

- отображение, звуковая и мигающая световая сигнализации при достижении технологическими параметрами предупредительных и аварийных уставок;

- представление информации о невыполненных предпусковых условиях;

- представление информации об основных режимах работы агрегата;

- запоминание сигналов, вызвавших аварийный останов, а также значений основных параметров агрегата, положения исполнительных механизмов и кранов при срабатывании защиты с возможностями ретроспективного анализа состояния агрегата (с дискретностью 0,1с) за 10 мин до начала аварии и 5 мин после аварии;

- формирование массивов текущей и ретроспективной информации в виде непрерывно обновляемых массивов данных технологических параметров, режимов работы, отклонения от заданных уставок и действий оператора;

- обмен информацией с системой управления высшего уровня; САУ ГПА обеспечивает следующее быстродействие для измерительных, вычислительных, управляющих и информационных каналов:

- время от изменения текущего значения параметра до выдачи выходного сигнала на исполнительный механизм:

- для функций логического управления и защиты ГПА, не более - 0,3 с;

- время от изменения текущего значения параметра до его выдачи на средство отображения или до его записи в архив, учитывая скорость обмена информацией между ШКУ и РСО ГПА, не более:

- для функций архивации - 0,1 с; - для функций представления визуальной информации - 1,0 с.

Таблица 9 – Основные характеристики САУ ГПА СНПО «Импульс»

Параметры системы	Параметры сигналов	Количество каналов, шт.
Аналоговые входные:
Температура ТС, ТП	0 - 200 Ом, 0 - 80 мВ	Не менее 16
Давление, перепад давления, уровень, вибрация	4 - 20 мА	не менее 32
Частота вращения двигателя	0 - 4000 Гц	Не менее 8
Дискретные входные:
Типа "сухой контакт" с контролем линии cвязи	0 - 130 Ом - замкнутый, 1.4 - 1.8 кОм - разомкнутый, > 20 кОм - обрыв	Не менее 112
Контроль цепей исполнительных механизмов	~220 В,-220 В,-27 В	Не менее 64
Дискретные выходные:
Управление исполнительными механизмами постоянного и переменного тока (напряжение/ток)	27 В/5 А, 220 В/3 А	Не менее 64
Аналоговые выходные:
Управление исполнительными механизмами	4 - 20 мА	Не менее 16

7 Выбор значимых технологических параметров