Дата выдачи задания 21.01.08
Августа 2000г. «Канал Иртыш – Караганда» был преобразован в РГП «Канал им. К. Сатпаева»
Насосная станция
Структура, назначение, технические характеристики и информационные потоки на насосных станциях
Анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций
Разработка требований к системе оперативно-диспетчерского контроля и управления насосных станций. Постановка задач дипломного проекта
Требования по сохранности информации при авариях
Требования к видам обеспечения
SCADA-система Citect
Сервер отчетов
SCADA-система WinCC
WinCC - часть комплексной системы автоматизации (Totally Integrated Automation)
Выводы (WinCC)
Подсистема сбора данных
Автоматизируемые функции и задачи (комплексы задач)
КТС подсистемы сбора данных
КТС подсистемы телекоммуникаций
КТС подсистемы отображения, хранения и управления данными
Разработка структуры программного обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления
ПО счетчиков с интерфейсом RS-485
ПО ПЛК S7-300
Служба документооборота ReportWorX
Разработка элементов программного и технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией
Разработка элементов программного обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления
Анализ опасных и вредных факторов на рабочем месте
Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов на рабочем месте
Меры пожарной безопасности
Технико-экономическая эффективность разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией канала им. К. Сатпаева
Обоснование эффективности создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления
Навигация
Автоматизируемые функции и задачи (комплексы задач)
Разработка системы оперативно-диспетчерского контроля и управления канала
275218
знаков
32
таблицы
4
изображения
2.2.5 Автоматизируемые функции и задачи (комплексы задач)
Список автоматизируемых функций и составляющих их задач (комплексы задач), решаемых системой оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им.Сатпаева»:
- функции отображения;
- функции контроля;
- функции регистрации;
- функции диагностики;
- функции архивирования;
- функции ввода-вывода;
- функции параметрирования;
- функции защиты информации.
Задачи функции отображения:
а) динамическое отображение состояния технологического оборудования;
б) автоматическая световая и звуковая сигнализация аварий и аварийных режимов;
в) отображение аналоговых значений в виде графиков (трендов). Должны поддерживаться следующие виды просмотра:
1) оперативные тренды;
2) исторические тренды;
г) формирование графиков нагрузок по точке учета. Измеренные средние мощности (срезы) со временем интегрирования 15 или 30 минут;
д) масштабирование экранов трендов;
е) вывод одновременно нескольких графиков на экран (принтер) по выбору;
ж) просмотр журналов событий и аварий;
з) просмотр оперативно-справочной информации.
Задачи функции контроля:
- контроль технологических параметров по двум уровням: предупредительному и аварийному;
- контроль достоверности измеряемых параметров на диапазон допустимых значений.
Задачи функции регистрации:
1) автоматическое формирование журналов событий и аварий;
2) формирование архивов технологических параметров;
3) поддержание единого времени и временная синхронизация подсистем измерений электроэнергии, сбора данных и телекоммуникаций.
Задачи функции диагностики:
- диагностика комплекса технических средств;
- диагностика каналов связи.
Задачи функции архивирования:
- формирование БД системы оперативно-диспетчерского контроля и управления;
- архивирование и хранение журналов событий, аварий, исторических трендов.
Задачи функции ввода-вывода:
1) чтение накопленной прибором учета электроэнергии (снятие показаний приборов учета);
2) чтение значения частоты сети точки учета;
3) чтение значения мгновенной мощности точки учета;
4) сбор данных от приборов учета и формирование информационных пакетов данных;
5) сбор данных по технологическим параметрам.
Задачи функции параметрирования:
- администрирование подсистемы телекоммуникаций;
- администрирование подсистемы отображения, хранения и управления данными системы оперативно-диспетчерского контроля и управления;
- удаленное (дистанционное) параметрирование приборов учета.
Задачи функции защиты информации:
1) доступ к информации в соответствии с правами доступа пользователя;
2) сохранение параметров работы системы при аварийном несанкционированном отключении электропитания;
3) гарантированная доставка данных из коммуникационного сервера системы оперативно-диспетчерского контроля и управления в сервер БД и приложения системы.
На рисунке 2.7 приведена функциональная структура системы оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» [8, 9, 21, 22].
2.3 Обоснование и выбор технического обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления
Система оперативно-диспетчерского контроля и управления РГП «Канал им. К. Сатпаева» представляет собой иерархическую распределенную автоматизированную систему сбора и обработки данных.
Техническое обеспечение системы в соответствие с функциональной структурой (рисунок 2.7) рассматривается с позиций четырех подсистем системы.
Техническое обеспечение в этих подсистемах осуществляют при помощи КТС различного состава и назначения.
2.3.1 КТС подсистемы измерений
Измерительные трансформаторы. Реконструируемое оборудование ОРУ–110кВ, ОРУ–220кВ предусмотрено на базе унифицированных трансформаторных, транспортабельных блоков заводского изготовления, состоящих из металлического несущего каркаса с смонтированными на нем высоковольтным оборудованием и элементов вспомогательных цепей. В блоках применяются следующее высоковольтное оборудование:
- разъединители трехполюсные с приводом;
- изоляторы опорные;
- трансформаторы тока ТФЗМ;
- трансформаторы напряжения НКФ.
В таблице 2.3 приведены технические характеристики трансформаторов.
Таблица 2.3 – Технические характеристики трансформаторов| Тип | Номинальное напряжение, кВ | Номинальный первичный ток, А | Число первичных обмоток, шт. | Номинальный вторичный | Класс точности, - | |
| I, А | U, В | |||||
| ТФЗМ-110 Б-I-IV УХЛ1 | 110 | 220 | 4 | 5 | - | 0,2 0,5 5Р |
| ТФЗМ-220 Б-I-IV УХЛ1 | 220 | 300 | 4 | 5 | - | 0,2 0,5 5Р |
| НКФ-110-58УХЛ1 | 110/ | - | 2 | - | 100/ | 0,5 1 |
| НКФ-220-58УХЛ1 | 220/ | - | 2 | - | 100/ | 0,5 1 |
Измерение электроэнергии. Технические характеристики, описание и внешний вид счетчиков электроэнергии приведен в разделе 1 (1.3 Анализ существующих элементов АСУ ТП насосных станций).
Измерение давления. Для измерения давления на выходе насоса предлагается датчик давления ТУ РБ 390184271.002-2003 производства российской компании ПОИНТ.
Технические характеристики ТУ РБ 390184271.002-2003 приведены в таблице
Таблица 2.4 – Технические характеристики ТУ РБ 390184271.002-2003| Величина | Значение |
| Верхний предел измерения, Pmax, МПа | 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5 |
| Предел допускаемой основной погрешности выраженный в процентах от диапазона измерения выходного сигнала, - | 0,25; ±0,5; ±1,0 |
| Выходной сигнал, мА | 4-20 |
| Номинальное напряжение питания, В | 24 |
| Сопротивление нагрузки не более, Ом | 500 |
| Датчик устойчив к воздействию температуры, oC | от -40 до +70 |
| Продолжение таблицы 2.4 | |
| Величина | Значение |
| Масса не более, кг | 0,25 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 65000 |
| Средний срок службы не менее, лет | 8 |
| Межповерочный интервал, год | 1 |
Для измерения давления, разряжения в сифоне для насосов предлагается использование датчиков Метран-55 ДИВ. Малогабаритные датчики Метран-55 ДИВ обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного, абсолютного давления, давления-разряжения нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.
Технические характеристики Метран-55 ДИВ приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 - Технические характеристики Метран-55 ДИВ| Наименование | Значение |
| Погрешность измерений, - | ±0,15 |
| Диапазон перенастройки | 10:1 |
| Измеряемые среды | жидкость, пар, газ |
| Выходной сигнал, мА | 4-20, 0-5, 0-20 |
| Температура окружающего воздуха, 0С | -40…70 |
| Исполнение | обыкновенное |
| Степень защиты от воздействия пыли и воды | -IP55, -IP65 |
Измерение температуры. Для измерения температуры окружающего воздуха в насосных и приемных бассейнах предлагается использовать датчик-термопреобразователь платиновый Метран 206-04.
Технические характеристики Метран 206-04 указаны в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Технические характеристики Метран 206-04| Наименование | Значение |
| Количество чувствительных элементов, шт. | 1 |
| Класс допуска, - | В, С |
| Схема соединений | 4-х проводная |
| Диапазон измерения температур, 0С | -50…150 |
| Показатель тепловой инерции, с | не более 20 |
| Материал защитной арматуры | сталь 12х18Н10T |
| Материал головки | пластик АБС |
| Степень защиты от воздействия пыли и воды | IP65 по ГОСТ 14254 |
| Климатическое исполнение | У1.1 |
Для измерения температурных режимов НА будут использоваться имеющиеся установленные термометры сопротивления, которые будут заводиться в УСД через нормирующие преобразователи НПТ-2Р.
Нормирующий преобразователь НПТ-2Р предназначен для преобразования сигналов от термоэлектрических преобразователей в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока. Технические характеристики НПТ-2Р приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 - Технические характеристики НПТ-2Р
| Наименование | Значение |
| Основная погрешность, % | ±0,25 |
| Диапазон измерения, °C | -50..+1000 |
| Тип НСХ | 50М,100М, 50П, 100П, ХА, ХК, ЖК и др. |
| Выходной аналоговый сигнал, mA | 4..20 (линейно от температуры) |
| Напряжение питания, В | 12,5..30 |
| Потребляемая мощность, ВА | 0,6 |
| Климатическое исполнение | УХЛ 3.1* |
| Температура окружающего воздуха, оС | -10..+50 (по особому заказу -40..+70) |
| Степень защиты от воды и пыли по ГОСТ 14254 | IP54 (для НПТ-2Р IP20) |
| Устойчивость к механическим воздействиям | V2 |
| Габаритные размеры | 94х65х57; монтаж настенный |
Контроль наличия протока. Для контроля наличия протока жидкости используется индикаторы-реле расхода DW 182 производства фирмы KROHNE с тремя различными диапазонами измерения в зависимости от расхода воды в трубе, на которую монтируется прибор. Технические характеристики приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8 – Технические характеристики
| Наименование | Значение |
| Диапазон измерения, л/час (л/с) | 2000…16000 (3) 1200…10000 (2.5) 1200…10000 (2) |
| Подсоединение | DN50 PN40 |
| Монтажная длина, мм | 200 |
| Для горизонтального трубопровода, направление потока | справа налево |
| Индикатор | G (флажковая индикация) |
| Материал прокладки | Каучук (Buna gasket) |
| Материал | нерж. сталь 316 L |
| Корпус | поликарбонат |
| Вариация срабатывания выключателей, % | ±3 |
| Тип контакта | GK1 индикация, 1 Н/О (нормально открытый) |
| Макс. температура, oC | 120 |
| Вязкость, mPas | до 30 |
| Давление, бар | до 40 |
Измерение уровня. Для сигнализации предельного уровня в маслованнах предлагается применять сигнализатор Pointec ULS 200 производства фирмы SIEMENS. Технические характеристики Pointec ULS 200 указаны в таблице 2.9.
Таблица 2.9 - Технические характеристики Pointec ULS 200
| Наименование | Значение |
| Принцип измерения | Ультразвуковой сигнализатор уровня |
| Диапазон измерения для жидкостей | 0,25 до 5 |
| Схема соединений, м | Однопроводная (сухой контакт) |
| Точность измерения | 0,25 % от диапазона измерения |
| Монтаж | Внутри/снаружи |
| Внешняя температура при монтаже в металлических резьбах или при допуске ATEX, oC | от -40 до +60 от -20 до +60 |
| Класс защиты | IP 67/ Typ 6/NEMA6 |
| Продолжение таблицы 2.9 | |
| Наименование | Значение |
| Условия измеряемого вещества: давление процесса | 0 bar (нормальное атмосферное давление) |
| Вес, кг | 1,5 |
| Материал конструкции | Алюминий с эпоксидным покрытием с уплотнением |
| Материал сенсора | Tefzel |
| Ввод кабеля | 1/2 NPT |
Для измерения уровня воды в резервуаре на НС-2 в г. Астане и измерения положения затвора на объектах водоканала предлагается использовать радарные уровнемеры OPTIWAVE 7300C производства фирмы KROHNE. Технические характеристики OPTIWAVE 7300C указаны в таблице 2.10.
Таблица 2.10 - Технические характеристики OPTIWAVE 7300C
| Наименование | Значение |
| Принцип измерения | Ультразвуковой сигнализатор уровня |
| Выход, мА | 4…20 HART |
| Диапазон, м | 0,5…40 |
| Разрешение, мм | 1 |
| Температура окружающей среды, oC Температура во фланце, oC | от -40 до +80 от -20 до +150 |
| Рабочее давление, бар | -1…40 |
Для измерения уровня бьефа на НС водоканала предлагается использовать радарные уровнемеры OPTIFLEX 1300C производства фирмы KROHNE. Технические характеристики OPTIFLEX 1300C приведены в таблице 2.11.
Таблица 2.11 - Технические характеристики OPTIFLEX 1300C
| Наименование | Значение |
| Принцип измерения | Ультразвуковой сигнализатор уровня |
| Выход, мА | 4…20 HART |
| Диапазон, м | 4…35 |
| Разрешение, мм | 1 |
| Температура окружающей среды, oC Температура во фланце, oC | от -40 до +80 от -20 до +150 |
| Рабочее давление, бар | -1…40 |
Для сигнализации минимального аварийного и максимального аварийного уровней воды в баке разрыва струи на объектах водоканала предлагается использовать сигнализатор уровня LS 5100 производства фирмы KROHNE. Технические характеристики LS 5100 указаны в таблице 2.12.
Таблица 2.12 - Технические характеристики LS 5100
| Наименование | Значение |
| Рабочее давление, бар | Макс. 64 |
| Температура, oC | от -50 до 250 |
| Плотность, кг/л | 0.5-2.5 |
| Вязкость, мПа х с | Макс. 10 000 |
| Питание, В | 20..72 DC |
Измерение расхода. Для измерения расхода воды, перекачиваемой НА, предлагается использовать ультразвуковой расходомер UFM 600T производства фирмы KROHNE. Технические характеристики UFM 600T приведены в таблице 2.13.
Таблица 2.13 - Технические характеристики UFM 600T
| Наименование | Значение |
| UFM 600T | Стационарная система, местный дисплей, интерфейс RS-232 |
| Погрешность измерения, % | ±1-3 от измеряемого значения |
| Диапазон измерения, м3/ч Условный проход DN, мм | Мин. (DN/100)2х14.2 Макс. DN2х0.05 |
| Температура окружающей среды, oC | от -25 до 60 |
| Категория защиты | IP 65 |
| Материалы (корпус) | Медь никелированная |
| Монтажное устройство | Анодированный алюминий |
| Токовый выход, мА | 4-20 |
| Питание, В | ~80-264 |
| Потребляемая мощность, ВА | P≤10 |
Для измерения расхода воды отпускаемой потребителям предлагается использовать расходомеры Aquaflux производства фирмы KROHNE. В зависимости от максимального расхода воды и диаметра трубы в точке монтажа прибора, рекомендуются следующие типоразмеры расходомеров Aquaflux: DN200, DN250, DN300, DN500, DN700, DN1400. приведены в таблице 2.14.
Таблица 2.14 - Технические характеристики расходомера
| Наименование | Значение | |
| Электропроводность, µS/cm | ≥20 | |
| Класс изоляции | Е | |
| Категория защиты | IP 67 | |
| Материалы: | ||
| - измерительная труба | Нерж. сталь 1.4301 | |
| - уплотнение | Твердая резина | |
| - электроды | Хастеллой | |
| - клеммная коробка | Алюминиевое литье | |
| - корпус | Листовая сталь | |
| Диапазон шкалы, м3/ч DN 200 DN 300 DN 500 DN 700 | Мин. 33.93 76.35 212.1 415.6 | Макс. 1357 3053 8482 16625 |
Контроль состояния клапана. Для определения положения КСВ на сифоне предлагается использовать концевой выключатель SIGUARD серии 3SE2 производства фирмы SIEMENS. Технические характеристики:
- металлический корпус;
- контакты замедленного действия 1p+1з;
- вид толкателя – нажимной (plunger);
- ширина корпуса 56 мм;
- степень защиты IP 67;
- один ввод для подсоединения с помощью метрической резьбы внизу;
- масса 0,23.
Контроль положения задвижки. Для определения положения задвижек на объектах водоканала предлагается использовать электронный путевой выключатель производства фирмы TNS-INTEC.
Выключатель Путевой Электронный (ВЭП) обеспечивает:
- выдачу унифицированного аналогового сигнала 4-20 мА пропорционального положению задвижки между открытым и закрытым состоянием. Сигнал «Ошибка» выдается при превышении конечного положения арматуры «О» (Открыто) или «3» (Закрыто) более чем на 12% рабочего хода;
- ВПЭ позволяет осуществлять настройку арматуры на открытие и закрытие в диапазоне 1-500 оборотов шпинделя арматуры, с точностью не хуже 90° угла поворота выходного вала электропривода;
- ВПЭ имеет четыре концевых реле (конечные и аварийные), каждое с одной перекидной группой контактов для отключения электропривода;
- настройку ВПЭ на открытие и закрытие арматуры, значений предельного момента счетчика приращения выходного вала, наиболее простым и доступным способом;
- визуализацию, непосредственно на ВПЭ, факта вращения вала ЭП, нахождение арматуры в положениях «О» или «3», а также степень открытия арматуры в процентах от положения «О» (0-99%) при помощи светодиодного семи сегментного индикатора;
- энергонезависимое отслеживание вращения вала привода от ручного дублера при отсутствии напряжения питания ВПЭ;
- выдачу команд на останов ЭП в крайних положениях «О» и «3» арматуры или в любых других в зависимости от настройки прибора;
- выдачу команд на останов ЭП при определении предельного момента счетчика приращения выходного вала на открытие «АВО» (аварийный выключатель открытия) и на закрытие «АВЗ» (аварийный выключатель закрытия) [9, 23].
Похожие работы
... сигналами времени. Ядро предлагает интерфейс для программирования приложения с целью получения функций в виде отдельных программ. 1.2 Разработка автоматизированной системы управления электроснабжением КС «Ухтинская» 1.2.1 Цель создания АСУ-ЭС Целью разработки является создание интегрированной АСУ ТП, объединяющей в единое целое АСУ электрической и теплотехнической частей электростанции, ...
... Каждому элементу соответствует численный и символьный идентификатор. В имя переменной включается полный путь до нее от корневого элемента root. 3. Система мониторинга и администрирования 3.1 Системы управления технологическим сегментом магистральной цифровой сети связи ОАО «РЖД» РФ При построении современных цифровых сетей следует различать следующие сетевые уровни: уровень первичной ...
... изложенным в таблице №8. Установка программного обеспечения так же входит в стоимость поставки комплекта. Таким образом, внедрение системы мониторинга автотранспорта на предприятии ГУП РМЭ "Пассажирские Перевозки" не требует снятия транспорта с линии и появления в структуре организации нового отдела. 5. Безопасность жизнедеятельности при внедрении и использовании системы мониторинга "WEB-GPS ...
... информации о количестве полученной потребителем или выработанной производителем тепловой энергии, температуре, давлении, объеме (массе) теплоносителя и о времени работы в открытых и закрытых водяных системах теплоснабжения при давлениях до 1,6 МПА (16 кгсм2) и температурах до +150 °С. Область применения - теплоэнергетика, системы коммерческого учета расхода горячей воды и тепловой энергии, ...
0 комментариев