Система измерительная РСУ установки подготовки котловой воды производства каталитического крекинга ООО "ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез" ИС УПКВ

Назначение

Система измерительная РСУ установки подготовки котловой воды производства каталитического крекинга ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» (далее - ИС УПКВ) предназначена для измерения, регистрации, обработки, контроля, хранения и индикации параметров технологического процесса в реальном масштабе времени (давления, температуры газообразных и жидких сред, уровня, расхода, активности ионов водорода, содержания нефтепродукта в конденсате, электропроводности конденсата, концентрации раствора серной кислоты и едкого натра), формирования сигналов управления и регулирования, выходных дискретных сигналов; выполнения функций сигнализации по установленным пределам и противоаварийной защиты.

Описание

ИС УПКВ совмещает функции распределённой системы управления (РСУ) и системы противоаварийной защиты, обеспечивая работу объекта автоматизации в непрерывном круглосуточном режиме, построена на базе:

- резервированных контроллеров С300 системы измерительно-управляющей Expe-rion PKS (Госреестр № 17339-12) фирмы «Honeywell» в составе автоматизированной системы управления (АСУ) Секции подготовки питательной и теплофикационной воды установки очистки конденсата, факельных систем высокого и низкого давления, кислых сбросов ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез»;

- контроллеров Simatic S7-400 (Госреестр №15773-11) c модулями аналогового ввода-вывода контроллеров S7-300 фирмы Siemens (Госреестр № 15772-11), в составе Установки очистки парового и технологического конденсата.

ИС УПКВ выполняет следующие основные функции:

- измерение и отображение значений технологических параметров, протоколирование и архивирование данных;

- автоматический контроль состояния технологического процесса с предупредительной сигнализацией при выходе технологических параметров за установленные границы, заданные программным путем;

- управление технологическим процессом в реальном масштабе времени;

- технологических защит и блокировок;

- автоматизированную передачу данных в общезаводскую сеть предприятия;

- автоматическое отображение информации о технологическом процессе на мониторах автоматизированных рабочих мест (АРМ) в виде графиков, таблиц, гистограмм.

Измерительные каналы (далее - ИК) ИС УПКВ состоят из следующих основных компонентов:

- первичных измерительных преобразователей (датчиков) для преобразования физических величин в электрические сигналы силы и напряжения постоянного тока;

- промежуточных преобразователей для преобразования сигналов от первичных измерительных преобразователей в унифицированные сигналы силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА и для искрозащиты;

- контроллеров с измерительными модулями ввода/вывода;

- рабочих станций оператора;

- серверов.

Измерительная информация о технологическом процессе от контроллеров в центральную часть системы поступает по цифровым каналам связи.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ИС УПКВ состоит из программного обеспечения контроллеров (см. таблицу 1) и ПО верхнего уровня - SCADA-системы.

Все метрологически значимые вычисления выполняются ПО измерительных компонентов системы, метрологические характеристики которых нормированы с учетом влияния на них встроенного ПО.

Программное обеспечение контроллеров позволяет выполнять: конфигурирование и настройку параметров модулей контроллера, конфигурирование параметров связи; программирование задач пользователя; установку парольной защиты от несанкционированного доступа.

ПО верхнего уровня - SCADA- - не является метрологически значимым, так как его функциями является отображение и архивирование полученной информации от контроллеров.

Программные средства верхнего уровня - SCADA- содержат:

- серверную часть для сбора и передачи информации контроллеров;

- клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров;

- инженерную станцию для изменения технологического программного обеспечения, конфигурирования ИК и оборудования.

Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ПО ИС УПКВ предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа (запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации) и программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе) с уровнем «С» защиты ПО по МИ 3286-2010.

Сервера, рабочие станции, контроллеры ИС УПКВ поддерживают синхронизацию внутренних часов реального времени с источником точного времени - сервером точного времени.

Технические характеристики

ИС УПКВ содержит измерительные каналы следующих видов:

1.1 Каналы измерения температуры с термопарами:

- преобразователи термоэлектрические типа К: КТХА (Госреестр №36765-09);

- преобразователь измерительный MTL 5575 (Госреестр № 39587-08),

-     модуль аналогового ввода CC-PAIX01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20

мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

2.1 Каналы измерения температуры с термопреобразователями сопротивления:

- термопреобразователи сопротивления ТСП МЕТРАН-246 класса C (Госреестр

№ 50911-12);

- преобразователь измерительный MTL 5575;

-    модуль аналогового ввода CC-PAIX01 с входным аналоговым сигналом от 4 до

20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

2.2 Каналы измерения температуры с термопреобразователями сопротивления:

- термопреобразователь сопротивления платиновый серии TR мод. TR-11 (Omni

grad M) класса В (Госреестр № 26239-06) в комплекте с преобразователем измерительным;

- модуль аналогового ввода 6ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом

от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

2.3 Каналы измерения температуры с термопреобразователями сопротивления:

- датчик температуры КМ/Е ,

- модуль аналогового ввода 6ES7331-7NF00-0AB0 с входным аналоговым сигналом

от 4 до 20 мА контроллера S7-400.

3.1 Каналы измерения уровня:

- первичный измерительный преобразователь: датчик уровня буйковый цифровой ЦДУ-01 (Госреестр №21285-10 );

- модуль аналогового ввода CC-PAIH01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

3.2 Каналы измерения уровня:

- уровнемер микроимпульсный Levelflex M, мод. FMP 40 (Госреестр № 26355-09); уровнемер микроволновой Micropilot M, мод. FMR 240 (Госреестр № 17672-08);

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

4.1 Каналы измерения давления, разности давлений:

- первичные измерительные преобразователи: преобразователь давления измерительный EJX53OA, (Госреестр № 28456-09);

- модуль аналогового ввода CC-PAIH01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

4.2 Каналы измерения давления, разности давлений:

- первичные измерительные преобразователи: преобразователи давления измери

тельные EJA530A, EJA110A (Госреестр № 14495-09),

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом

от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

5.1 Каналы измерения активности ионов водорода:

- рН-метр CPM 253 (Госреестр № 28379-10);

- модуль аналогового ввода CC-PAIH01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

5.2 Каналы измерения активности ионов водорода:

- Анализатор жидкости Liquiline M CM 42 (Госреестр № 32917-10);

- модуль аналогового ввода CC-PAIH01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

6 ИК электропроводности конденсата:

- анализатор жидкости Liquiline M CM 42 (Госреестр № 32917-10);

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

7 ИК концентрации раствора серной кислоты, едкого натра:

- анализатор жидкости Liquiline M CM 42 (Госреестр № 32917-10);

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

8 ИК содержания нефтепродукта в конденсате:

- анализатор содержания нефтепродуктов в воде OilGuard (Госреестр № 46319-10);

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7NF00-0AB0 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

9.1 Каналы измерения расхода:

- первичные измерительные преобразователи: расходомер-счетчик вихревой объемный YEWFLO DY (Госреестр № 17675-09), счетчик-расходомер электромагнитный ADMAG, мод. AXF (Госреестр №17669-09);

- модуль аналогового ввода CC-PAIH01 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

9.2 Каналы измерения расхода:

- первичные измерительные преобразователи:   расходомер-счетчик ультразвуковой

UFM 3030K (Госреестр №32562-06);

- модуль аналогового ввода 6 ES7331-7TF01-0AB0 с входным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300;

- контроллер S7-400.

10.1 Каналы вывода аналоговых сигналов управления:

- модуль аналогового вывода CC-PAOH01 с выходным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера С300 системы измерительно-управляющей ExperionPKS.

10.2 Каналы выводов аналоговых сигналов управления:

- модуль аналогового вывода 6 ES7332-5HF00-0AB0 с выходным аналоговым сигналом от 4 до 20 мА контроллера S7-300.

Основные метрологические характеристики измерительных каналов ИС УПКВ приведены в таблицах 2, 3.

Таблица 2. Основные метрологические характеристики ИК ИС УПКВ на базе контроллеров С300 системы измерительно-управляющей

Experion PKS

Таблица 2. Основные метрологические характеристики ИК ИС УПКВ на базе контроллеров С300 системы измерительно-управляющей

Experion PKS

Таблица 2. Основные метрологические характеристики ИК ИС УПКВ на базе контроллеров С300 системы измерительно-управляющей

Experion PKS

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики ИК ИС на базе контроллеров SIMATIC S7-400 c модулями аналогового ввода-вывода контроллеров S7-300

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики ИК ИС на базе контроллеров SIMATIC S7-400 c модулями аналогового ввода-вывода контроллеров S7-300

Таблица 3 - Основные метрологические характеристики ИК ИС на базе контроллеров SIMATIC S7-400 c модулями аналогового ввода-вывода контроллеров S7-300

Примечания к таблицам 2, 3

1 ВИК - вторичная (электрическая) часть ИК системы.

2 Для ИК температуры c термоэлектрическими преобразователями приведена абсолютная погрешность с учетом погрешности каналов компенсации температуры холодного спая. Пределы допускаемой основной погрешности ИК температуры выше 333оС: приведены для верхнего значения диапазона измерений

3 Допускается применение первичных измерительных преобразователей аналогичных типов, прошедших испытания в целях утверждения типа с аналогичными или лучшими техническими и метрологическими характеристиками.

4 ёИК =±^ёдат + QmaxQ (Y1), где 8дат - предел основной относительной погрешности датчика, %;

Qmax — максимальный значение диапазона измерений расхода, м3/ч или кг/ч;

У1 -предел основной приведенной погрешности модуля контроллера, %;

Q - измеренное значение расхода, м3/ч или кг/ч.

5 В таблицах 2, 3 указаны пределы допускаемой основной приведённой погрешности контроллеров и ВИК (если нет дополнительных пояснений), кроме ИК температуры.

6 В таблицах 2, 3 пределы допускаемой основной погрешности ИК температуры выражены в виде абсолютной погрешности.

7 В таблицах 2,3 пределы допускаемой основной погрешности ИК давления, ИК вывода аналоговых сигналов управления выражены в виде приведённой погрешности.

8 В таблице 2 пределы допускаемой основной погрешности ВИК, при наличии в составе ИК промежуточного преобразователя приведены виде суммарной погрешности компонентов «модуль+промежут. преобр.».

9 Для расчёта погрешности ИК в рабочих условий применения:

- приводят форму представления основных и дополнительных погрешностей измерительных компонентов к единому виду (приведенная, относительная, абсолютная, к входу или выходу ИК);

- для каждого измерительного компонента из состава ВИК рассчитывают предел допускаемых значений погрешности в фактических условиях путем учета основной и дополнительных погрешностей от влияющих факторов на момент расчёта.

Предел допускаемых значений погрешности А си измерительного компонента в фактических условиях применения вычисляют по формуле:

А си = А о + £А i, i=1... n где Ао - предел допускаемых значений основной погрешности измерительного компонента; Аi - предел допускаемой дополнительной погрешности измерительного компонента от i-го влияющего фактора в реальных условиях применения при общем числе n учитываемых влияющих факторов;

а) для ВИК, содержащих один измерительный компонент, предел допускаемых значений погрешности - А си.

б) для ВИК, содержащих два измерительных компонента (преобразователь измерительный (или барьер искрозащиты) (Аси1) и модуль аналогового ввода/вывода контроллера (А си2)), предел допускаемых значений погрешности А вик= А си1 +А си2.

Для каждого ИК рассчитывают границы, в которых c вероятностью равной 0,95 должна находиться его погрешность Аик в фактических условиях применения, по формуле:

Айк = 1.1\/1(Д J

V j=1... k

Рабочие условия применения компонентов системы.

- для первичных измерительных преобразователей условия применения определяются их технической документацией.

- для модулей аналогового ввода/вывода контроллеров:

температура окружающего воздуха:

от 0 до 50 °С;

от 5 до 95 без конденсации влаги при температуре +35 °С

от + 10 до +35 °С;

от 30 до 80 % при +25 °С;

от 84,0 до 106,7 кПа;

+22

частотой (50±1) Гц.

(нормальная температура (23 ± 5) °С); относительная влажность

для АРМ оператора

температура окружающего воздуха: относительная влажность атмосферное давление

питание от сети переменного тока напряжением (220 -33) В

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации.

Комплектность

В комплект поставки входят:

- первичные и вторичные измерительные преобразователи, контроллеры, входящие в состав системы согласно проекту;

- средства отображения информации - компьютеры типа IBM PC;

- программное обеспечение, предустановленное и на компакт-дисках;

- комплект эксплуатационной документации на систему;

- комплект эксплуатационной документации на компоненты системы;

- методика поверки «Система измерительная РСУ установки подготовки котловой воды производства каталитического крекинга ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» ИС УПКВ. Методика поверки».

Поверка

осуществляется по документу МП 54788-13 «Система измерительная РСУ установки подготовки котловой воды производства каталитического крекинга ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» ИС УПКВ. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в марте 2013 г.

Поверка первичных преобразователей - по нормативно-технической документации на них.

Перечень основного оборудования для поверки вторичной (электрической части) измерительных каналов системы:

- калибратор процессов многофункциональный FLUKE 726 - диапазон измере-ний/воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 24 мА, пределы допускаемой основной погрешности: ± (0,01 %1изм. + 2 мкА); ± (0,01 %1воспр. + 2 мкА);

- калибратор многофункциональный MC5-R - воспроизведение сигналов преобразователей термоэлектрических тип К в диапазоне температур от минус 200 до 1000 °С, пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения в диапазоне температур от минус 200 до 0 °С ±( 0,1 % показ. + 0,1°С), в диапазоне температур от 0 до 1000 °С ±(0,02 % показ. + 0,1°С); воспроизведение сигналов термопреобразователей сопротивления (Pt100) в диапазоне температур от минус 200 до 850 °С, пределы допускаемой основной погрешности воспроизведения в диапазоне температур от минус 200 до 0 °С ±0,1°С, от 0 до 850 °С предел допускаемой основной погрешности ±(0,025 % показ. + 0,1°С).

Сведения о методах измерений

Метод измерений приведён в документе «Система измерительная РСУ установки подготовки котловой воды производства каталитического крекинга ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» ИС УПКВ. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002     Системы   информационно-измерительные.   Метрологическое

обеспечение. Общие положения.

Рекомендации к применению

- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.