Система противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК 1, ПК 2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ»

Назначение

Система противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК 1, ПК 2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ» (далее - Система) предназначена для измерений и контроля параметров технологических процессов (температуры, давления, уровня), а также управления положением или состоянием исполнительных механизмов в автоматизированном режиме (с участием человека).

Описание

Принцип действия Системы основан на аналогово-цифровом преобразовании сигналов, которые поступают на модули ввода и цифро-аналоговом преобразовании с выдачей сигнала посредством модулей вывода.

Система представляет собой единичный экземпляр целевого назначения, спроектированной для конкретного объекта из компонентов серийного отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка Системы осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной и эксплуатационной документацией на неё и на её компоненты.

Система реализуется на основе центрального процессора CPU 414-4Н программируемого контроллера SIMATIC S7-400.

Контроллеры программируемые SIMATIC S7-400 относятся к проектно-компонуемым устройствам, имеющим модульную структуру, и состоят из соединенных согласно конфигурации:

- центрального управляющего устройства CPU;

- блоков питания;

- модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов SM;

- интерфейсных модулей.

Для построения систем распределенного ввода-вывода на базе программируемого контроллера предназначены устройства распределенного ввода-вывода SIMATIC ET200M (далее - УРВ). На УРВ размещены модули ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов в стандартном исполнении. Модули в стандартном исполнении участвуют в сборе данных о состоянии технологического процесса и в управлении исполнительными механизмами. Компоненты Системы (центральный процессор, коммуникационные процессоры, коммутаторы, УРВ, промежуточные измерительные преобразователи) монтируются в напольные шкафы Системы. Для визуализации технологического процесса, формирования отчётных документов и хранения архивных данных предназначено автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора.

Система включает в себя измерительные каналы (далее - ИК) двух типов: каналы измерения технологических параметров и каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов, предназначенных для измерения и генерации силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА и измерения электрического сопротивления от подключаемых первичных измерительных преобразователей.

В каналах формирования управляющих аналоговых сигналов информация, вводимая оператором или формируемая программным путем в центральном контроллере Системы посредством модулей вывода аналоговых сигналов, преобразуется в унифицированный сигнал силы постоянного тока.

ИК Системы строятся на базе программируемых логических контроллеров и в общем случае состоят из:

1) Промежуточных    измерительных    преобразователей,    осуществляющих

нормализацию сигналов и гальваническую развязку цепей первичных измерительных преобразователей (исполнительных устройств) и входных цепей аналоговых модулей ввода-вывода;

2) Аналоговых модулей ввода-вывода, производящих аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования.

ИК Системы по компонентному составу разделяются на следующие основные виды:

Вид 1. Аналоговые входные каналы в составе с промежуточными измерительными преобразователями с гальванической развязкой (барьерами искрозащиты) и модулями ввода-вывода аналоговых сигналов.

Измерительный канал имеет структуру:    первичный измерительный

преобразователь -промежуточный измерительный преобразователь с гальванической развязкой - модуль ввода аналоговых сигналов.

Вид 2. Аналоговые выходные каналы типа «4-20 мА униполярный».

В состав измерительного канала входит только модуль вывода аналоговых сигналов.

Перечень возможных промежуточных измерительных преобразователей приведен в таблице 1. Перечень возможных модулей ввода-вывода аналоговых сигналов приведен в таблице 2.

а б л и ц а 1 - Промежуточные измерительные преобразователи

а б л и ц а 2 - Модули ввода-вывода аналоговых сигналов

Система обеспечивает выполнение следующих основных функций:

- измерение, непрерывный автоматизированный контроль технологических

параметров;

- поддержание заданного режима технологического процесса путём контроля

значений технических параметров, визуальное представление и выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы как в автоматическом режиме, так и в результате действий оператора;

- обеспечение безопасности технологического процесса;

- отображение информации из подсистемы регистрации и архивирование всей

поступающей информации;

- формирование отчетов на основании архивов технологических параметров.

Внешний вид приборного шкафа с указанием места нанесения заводского номера и размещения замкового устройства приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид приборного шкафа Системы

Пломбирование Системы не предусмотрено. Механическая защита Системы основана на использовании встроенного механического замка на дверях шкафов, в которые монтируются компоненты системы.

Заводской № 097253, в виде цифрового обозначения, наносится на табличку,

расположенную на двери шкафа Системы, типографским способом.

Нанесение знака поверки на средство измерения не предусмотрено.

Программное обеспечение

Системы реализовано в УРВ. Идентификационные данные программного обеспечения (далее - ПО) Системы приведены в таблице 3. Защита ПО Системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений и обеспечение его соответствия утвержденному типу осуществляется путем идентификации, защиты от несанкционированного доступа. ПО Системы защищено от несанкционированного доступа, изменения алгоритмов и установленных параметров за счёт ограничения доступа пользователей к различным элементам управления.

Т а б л и ц а 3 - Идентификационные данные ПО

Уровень защиты ПО Системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Т а б л и ц а 4 - Метрологические характеристики измерительных каналов Системы

Продолжение таблицы 4

Тип ИК

Диапазон измерений

Пределы допускаемой основной погрешности измерений ИК Уик 1), %

1) Нормированы с учетом погрешностей измерительных компонентов ИК (барьеров искрозащиты и модулей ввода-вывода сигналов).

2) Температурный коэффициент влияния.

3) Дополнительная погрешность для нуля и максимального значения диапазона измерения на 1 °С.

Для расчёта погрешности ИК в условиях эксплуатации, для каждого измерительного компонента ИК рассчитывают пределы допускаемых значений погрешности в условиях эксплуатации путём учёта основной и дополнительной погрешностей от влияющих факторов.

Пределы допускаемых значений погрешности измерительного компонента ИК в условиях эксплуатации Увпуэ , % рассчитывают по формуле

п

УвПуэ = ± (Увп)2 + ^(Увш)2 ,

„             1=0

где Увп — пределы допускаемой основной погрешности измерительного компонента (вторичного ИП) ИК, %;

уВП;- — погрешности измерительного компонента (вторичного ИП) от i-го влияющего фактора в условиях эксплуатации при общем числе n учитываемых влияющих факторов, %.

Пределы допускаемой погрешности ИК в условиях эксплуатации уИКуэ, % рассчитывают по формуле:

УиКуэ = ±1,1 • ^(УвП1уэ)2 + (УвП2уэ)2,

где КВП1уэ — пределы допускаемой погрешности вторичных ИП ИК (модуля ввода-вывода сигналов) в условиях эксплуатации, %;

Увп2уэ — пределы допускаемой погрешности вторичных ИП ИК (промежуточного ИП) в условиях эксплуатации, %.

Т а б л и ц а 5 - Технические характеристики

Т а б л и ц а 6 - Показатели надежности

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист паспорта Системы типографским способом.

Комплектность

Т а б л и ц а 7 - Комплектность средства измерений

Сведения о методах измерений

представлены в разделе 1.7 «Методы измерений» Руководства по эксплуатации на Систему противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК1, ПК2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ».

Нормативные документы

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

№ 2091 от 01.10.2018 г. «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств

измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

№ 3456 от 30.12.2019 г. «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств

измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;

ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».