Совокупность устройств, предназначенных для обмена информацией между контролируемыми пунктами (КП) и пунктом управления (ПУ) через канал связи, а также устройств обработки и отображения информации образует систему телемеханики.
ПУ может быть соединён с КП по радиальной, цепочной и древовидной структуре линии связи.
Современные системы телемеханики строятся на базе агрегатной системы телемеханической техники (АСТТ), которая представляет собой набор типовых функциональных блоков и узлов, выполненных на интегральных микросхемах.
Основными элементами блоков систем телемеханики являются триггеры, регистры, счётчики, логические элементы и т.п.
Многообразие задач, решаемых средствами телемеханики, выдвигает при их построении ряд противоречивых требований, например выбор минимального числа устройств для использования их в различных отраслях промышленности. Принципиально возможно создание единого комплекса, рассчитанного на применение в системах с произвольной структурой линий связи. Однако усложнение структуры линий связи усложняет организацию системы сигналов для выбора конкретного КП. Поэтому развитие телемеханики происходит по пути создания ограниченного числа комплексов (систем), каждый из которых призван обеспечить потребности однотипной группы технологических объектов.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое система телемеханики?
2. Назовите основные блоки системы АСТТ.
3. В чём различие модификаций контролируемых пунктов системы ТМ – 620?
4. Объясните основные функции ПУ системы ТМ – 620.
5. Назовите современные системы телемеханики и область их применения.
Литература: (1, стр. 338 – 347).
РАЗДЕЛ 4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.
Тема 4.1. Общие сведения об автоматизированных системах управления.
Студент должен:
иметь представление:
- о принципах построения и уровнях АСУ;
знать:
- сущность автоматизированной системы управления;
- классификацию и обеспечение АСУ;
- характеристику подсистем.
Общие понятия об автоматизированных системах управления (АСУ), принципы построения. Классификация АСУ по уровням управления. Виды обеспечения АСУ: информационное, математическое, программное, техническое.
Функциональные подсистемы.
Методические указания.
Масштабы и высокие темпы развития нефтяной и газовой промышленности, необходимость обеспечения надёжной работы предприятий привели к качественно новому подходу решения проблемы автоматизации производства – созданию автоматизированных систем управления (АСУ).
Создание АСУ начинается с анализа структуры предприятия и должно решать следующие задачи:
- структура АСУ, её функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед предприятием;
- АСУ должна контролироваться людьми и ими пониматься;
- производство достоверной, надёжной, своевременной и систематизированной информации.
По сфере применения автоматизированные системы подразделяются на:
- автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), которые служат для сбора, обработки и передачи информации о ходе технологического процесса;
- автоматизированные системы проектирования (САПР), предназначенные для автоматизации функций инженеров – проектировщиков, конструкторов, архитекторов при создании новой техники и технологии;
- интегрированные автоматизированные системы (ИАСУ) используются для автоматизации всех функций предприятия и охватывают весь цикл работ от проектирования до сбыта продукции.
Структуру АСУ составляет совокупность отдельных её частей, называемых подсистемами. Различают обеспечивающие подсистемы и функциональные.
К обеспечивающим подсистемам АСУ относятся:
- техническое;
- информационное;
- программное;
- математическое.
Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работы самой АСУ, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.
Информационное обеспечение – совокупность единой системы классификации и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем информационных потоков, циркулирующих в организации, а также методология построения баз данных.
Математическое и программное обеспечение – совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач автоматизированной системы, а также нормального функционирования комплекса технических средств.
В зависимости от выполняемых функций различают функциональные подсистемы: планирования, кадров, сбыта продукции и т.д.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назначение АСУ.
2. Классификация АСУ по различным признакам.
3. Обеспечивающие подсистемы АСУ.
4. Функциональные подсистемы АСУ.
5. Понятие иерархической структуры АСУ.
Литература: (5, стр. 62 – 114).
Тема 4.2. АСУ ТП добычи, сбора и подготовки нефти, газа и воды.
Студент должен:
иметь представление:
- о функциях и составе АСУ ТП;
знать:
- функции, иерархическую структуру и подсистемы АСУ ТП;
- наблюдаемые и управляемые ТП для АСУ ТП.
Агрегатные комплексы технических средств автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Элементы АСУ ТП. Специализированные АСУ ТП. Краткий обзор зарубежных технических средств, используемых на нефтегазовых промыслах.
Нефтегазодобывающее предприятие как объект управления.
Критерии эффективности и решаемые задачи.
Методические указания.
Основное назначение АСУ ТП – выработка и реализация управляющих воздействий на технологический процесс в соответствии с принятым критерием управления.
АСУ ТП представляет собой человеко – машинную систему, основными компонентами которой являются оперативный персонал и комплекс технических средств (КТС). Они осуществляют сбор информации о ходе технологического процесса, обрабатывают и анализируют её, принимают решения по управлению, формируют и осуществляют управляющие воздействия.
В состав комплекса технических средств АСУ ТП входят датчики, преобразователи, контроллеры, устройства приёма – передачи информации и вычислительные машины.
В настоящее время в нефтяной промышленности используются АСУ ТП типа ПРОТОК, РАДИУС – М, НЕДРА и другие.
Вопросы для самоконтроля.
1. Структура АСУ ТП.
2. Функциональные и обеспечивающие подсистемы АСУ ТП.
3. Состав КТС АСУ ТП.
4. Современные АСУ ТП, их назначение и функциональные возможности.
Литература: (1, стр. 312 – 313).
Перечень практических работ.
| №п/п | Наименование |
| 1 | Изучение конструкции вторичного пневматического прибора. |
| 2 | Расчёт и построение частотных характеристик динамических звеньев САР. |
| 3 | Выполнение примеров схем автоматизации функциональных. |
| 4 | Выполнение схем автоматизации функциональных сепарационных установок и ДНС. |
| 5 | Выполнение схем автоматизации функциональных объектов подготовки нефти и системы ППД. |
| 6 | Выполнение схем электрических принципиальных управления и защиты технологических объектов. |
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.
1. Исакович Р.Я., Попадько В.Е. Контроль и автоматизация добычи нефти и газа. -–М., Недра. 1985.
2. Подкопаев А.П. Технологические измерения и контрольно – измерительные приборы. – М. Недра, 1986.
3. Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов в нефтяной и газовой промышленности. – М., Недра, 1983.
4. Техника чтения схем автоматического управления и контроля. Под. ред. Клюева А.С – М., Энергоиздат, 1991.
5. Информатика. Под. ред. Макаровой Н.В. – М., Финансы и статистика, 2002.
6. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. М., Высшая школа, 1986.
Примерные экзаменационные вопросы.
1. История и перспективы развития автоматизации производственных процессов.
2. Классификация измерительных приборов.
3. Метрологические характеристики приборов.
4. Виды и степени автоматизации.
5. Классификация приборов для измерения температуры.
6. Классификация приборов для измерения давления.
7. Классификация приборов для измерения уровня.
8. Классификация приборов для измерения расхода.
9. Структурная схема и принцип действия САР.
10. Статические и динамические характеристики САР.
11. Классификация автоматических регуляторов.
12. Элементы и узлы унифицированной системы промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА).
13. Устройство и принцип действия термометров расширения.
14. Устройство и принцип действия термометров сопротивления.
15. Устройство и принцип действия термопар.
16. Устройство и принцип действия уравновешенного моста типа КСМ.
17. Устройство и принцип действия глубинного термометра сопротивления.
18. Устройство и принцип действия сигнализатора температуры типа СТМ.
19. Устройство и принцип действия деформационных манометров.
20. Устройство и принцип действия манометра типа МС – П.
21. Устройство и принцип действия счётчика вихреакустического типа СВА.
22. Устройство и принцип действия расходомера типа «Сапфир 22 ДД».
23. Устройство и принцип действия счётчика типа ДРК.
24. Устройство и принцип действия буйкового уровнемера типа УБ – П.
25. Устройство и принцип действия сигнализатора уровня типа СУ100.