Назначение
Система информационно-измерительная и управляющая ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпе-реработка" (далее - СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП предназначена для измерений и контроля параметров сжиженных углеводородных газов (СУГ) и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и автоматизации технологического процесса их перекачки, приема, хранения и отгрузки.
Описание
СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" установлена на товарно-сырьевой базе сжиженных газов ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка", г. Пермь и работает в составе АСУ ТП насосной станции, сливо-наливной эстакады, и товарного резервуарного парка ТБСГ-1 и включает в себя измерительные каналы, состоящие из следующих основных компонентов:
• первичных аналоговых измерительных преобразователей (датчиков) обеспечивающих преобразование физических величин давления, расхода, температуры и уровня в унифицированные электрические сигналы силы постоянного тока, 4-20 мА;
• линий связи, по которым передаются электрические сигналы от датчиков в программно-технический комплекс (далее ПТК) СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" и измерительная информация по цифровому протоколу "Modbus" из "Системы контроля и учета резервуарных запасов Entis Pro" установленной на резервуарах товарного парка ТБСГ-1;
• ПТК СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" получающего измерительную информацию от датчиков, и на ее основе осуществляющий ведение технологического процесса ТБСГ-1, согласно алгоритмов управления насосной станции, стояков сливо-наливной эстакады (СНЭ) и резервуарного парка.
ПТК имеет многоуровневую систему обработки измерительной информации.
Нижний уровень ПТК состоит из:
• Устройств ввода/вывода измерительных дистанционных I.S.1, модулей аналогового
ввода Stahl 9460/12-08-11 (Госреестр № 22560-04) обеспечивающих работу измерительного оборудования во взрывоопасной зоне товарно-сырьевой базы, циклический опрос измерительного оборудования, прием, измерение и преобразование токовых сигналов от датчиков давления, расхода, и уровня в цифровой код и модулей "CPU & Power" типа 9440/15 и 9440/22 (Госреестр № 22560-04) обеспечивающих как опрос измерительных модулей так и передачу методом удаленного ввода полученную измерительную информацию на средний уровень, в процессоры ПТК, по сети цифрового протокола "Industrial Ethernet" и Profibus-DP;
• барьеров искробезопасности KFD2-CRG-EX1.D, модулей аналогового ввода Simatic S7-300 и интерфейсных модулей IM 153-2 в составе устройств распределенного ввода-вывода Simатiс ЕТ-200М (Госреестр № 15772-06, № 22734-06), обеспечивающих работу измерительного оборудования во взрывоопасной зоне товарно-сырьевой базы, циклический опрос измерительного оборудования, прием, измерение и преобразование токовых сигналов от датчиков температуры в цифровой код и передачу полученной измерительной информации на средний уровень в процессоры ПТК по сети цифрового протокола "Industrial Ethernet" и Profibus-DP;
Средний уровень ПТК -представляет собой четыре дублированных процессора серии Simatic S7-4OOH, обеспечивающих выполнение алгоритмов регулирования, управления и защиты при ведении технологического процесса насосной станции, СНЭ и резервуарного парка ТБСГ на основе принятой измерительной информации от первичных измерительных преобразователей системы, и автономной цифровой "Системы контроля и учета резервуарных запасов Entis".
Верхний уровень ПТК состоит из:
• дублированного сервера сбора и хранения измерительной и другой информации полу
ченной при ведении технологического процесса ТСБГ;
• инженерной станции, обеспечивающей загрузку и изменение ПО СИИУ "ТБСГ-1 -
ПНГП" при наладке и его инженерную поддержку;
• четырех рабочих станций, обеспечивающих визуализацию измерительной информации и работу технологического оборудования насосной станции, наливной эстакады и резервуарного парка ТБСГ.
Аппаратные средства верхнего уровня включают в себя стандартные IBM-PC-совместимые компьютеры промышленного исполнения, размещаемые в электротехнических шкафах и коммуникационное оборудование сетей Ethernet и Profibus.
Метрологические характеристики измерительных каналов СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" полностью определяются метрологическими характеристиками применяемых первичных измерительных преобразователей, модулей ввода и контроллеров ПТК.
Всё электрооборудование нижнего уровня ПТК устанавливается в запираемых шкафах со степенью защиты IP20. Для эксплуатации в условиях высокой температуры шкаф оснащается системой вентиляции с терморегулятором.
В СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" входят ИК следующих видов:
1) ИК1 - измерительные каналы следующего состава и назначения:
- каналы измерений избыточного давления, расхода, плотности и уровня, которые состоят из первичного измерительного преобразователя с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА, устройства ввода-вывода измерительного дистанционного I.S.1, искрозащищенного модуля аналогового ввода 9460 и модуля СРи тип 9440 в составе ПТК.
В качестве первичного измерительного преобразователя в таких измерительных каналах СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" используются:
• измерительные преобразователи давления тип 2088 (Госреестр №16825-08);
• счетчики-расходомеры массовые Micro Motion, серия F200, (Госреестр № 45115-10);
• уровнемеры контактные микроволновые Vegaflex 65 (Госреестр № 27284-09)
- каналы измерений температуры, которые состоят из первичного измерительного преобразователя температуры с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА, барьеров искробезопас-ности, модулей аналогового ввода SM 331 Simatic S7-300, и интерфейсных модулей IM 153-2 в составе станций распределенного ввода-вывода Simатiс ЕТ-200М.
В качестве первичного измерительного преобразователя в таких измерительных каналах СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" используются:
• датчики температуры 248 (Госреестр №28033-05);
• термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ Метран-274 (Госреестр №21968-06);
2) ИК2 - Цифровые каналы измерения уровня и температуры, по которым измерительная информация поступает в СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" по протоколу "Modbus" из автономной "Системы контроля и учета резервуарных запасов Entis" установленной на резервуарах товарного парка ТБСГ-1.
СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" выполняет следующие основные функции:
• измерение и отображение значений технологических параметров СУГ, бензина и ШФЛУ: расходов, давлений, температур, уровней, регистрация и хранение данных;
• автоматизированное управление и регулирование технологическими процессами товарного резервуарного парка, насосной станции и сливо-наливной эстакады ТБСГ-1 ООО "Перм-нефтегазпереработка";
• предупредительную и аварийную сигнализацию по предельным параметрам в соответствии с требованиями технологического регламента ТБСГ-1;
• технологические защиты и блокировки при ведении технологического процесса ТБСГ -1;
• вывод на мониторы рабочих станций автоматизированных рабочих мест (АРМов) текущих значений параметров товарного резервуарного парка, насосной станции и сливо-наливной эстакады ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка"; измеренных и принятых по цифровому протоколу Modbus из "Системы контроля и учета резервуарных запасов Entis" установленной на резервуарах товарного парка ТБСГ-1.
Обобщенная структурная схема СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" приведена на рисунке 1.
Рис.1
Структурная схема АСУТП установки ТБСГ-1 ООО «ПЕРМНЕФТЕГАЗПЕРЕРАБОТКА»
Принцип действия СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" основан на измерении, обработке и отображении измерительной информации на мониторах рабочих и инженерной станции, поступающей с первичных преобразователе и использование ее для автоматизированного управления исполнительными механизмами насосной станции, наливной эстакады и резервуарного парка ТБСГ, согласно заложенным алгоритмам.
Измерительные каналы СИИУ "ТБСГ-1 - ПНГП" обеспечивают измерение, вычисление, индикацию и автоматическое обновление данных измерений и расчетов на экранах операторских станций, архивирование следующих параметров при ведении технологического процесса ТБСГ:
- давлений воздуха, СУГ, бензина, ШФЛУ, МПа,
- температуры, воздуха, СУГ, бензина, ШФЛУ, °С;
- уровня воды, СУГ, бензина, ЩФЛУ, мм, м;
- расхода СУГ, бензина, ШФЛУ, кг/ч;
- плотности СУГ, бензина, ШФЛУ, кг/м3.
Программное обеспечение
ПО СИИУ "ТБСГ-1-ПНГП состоит из ПО контроллеров "Step 7" V5.3 и ПО верхнего уровня - SCADA "WinCC" V.6, фирмы SIEMENS, сконфигурированных под задачи ведения технологического процесса ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка" в рамках проекта "AMS 4525", при этом создана конфигурация проекта "AMs 4525" (количество каналов, типы датчиков, диапазоны измерений и т.д.) путем настройки SCADA-системы.
Файл конфигурации хранится в базе данных сервера ПТК, защищенной от несанкционированного доступа паролем. Идентичность конфигурации, соответствующая данному объекту, контролируется периодической проверкой контрольной суммы.
Доступ к программному обеспечению контроллеров осуществляется с выделенной инженерной станции верхнего уровня СИИУ, доступ к которой защищен как административными мерами (установка в отдельном помещении), так и многоуровневой защитой по паролю.
Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ПТК предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа (запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается ПТК) и программный контроль доступа (доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии | Цифровой идентификаторы ПО верхнего уровня системы | Алгоритм проверки идентификатора ПО |
| Программный проект на базе инженерного пакета "Step 7" и SCADA"WinCC" | Проект "AMS 4525" | V.5.3+SP3 v.6.0 SP4 | Контрольная сумма байтов ПО "AMS 4525" 38429С67 | ПО "Сhecksum" v.0.1 Алгоритм проверки "CRC-32" |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений "С" - согласно МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 1 - Состав аналоговых измерительных каналов и их основные метрологические характеристики
| Вид ИК | Состав измерительного канала | Диапазон измерений ИК | Погрешность ИК |
| Первичный измерительный преобразователь (тип, пределы допускаемой погрешности) | Барьер искрозащиты, модуль аналогового ввода (тип, пределы допускаемой погрешности) | Интерфейсный модуль удаленного доступа, | Программируемый контроллер | В нормальных условиях | В рабочих условиях |
| ИК давления | Преобразователь давления измерительный, "Rosemount 2088", Г осреестр № 16825-08 | Устройства ввода-вывода измерительные дистанционные I.S.1, Госреестр № 22560-04 Модуль аналогового ввода, Stahl 9460/12-08-11 | Устройства ввода-вывода измерительные дистанционные I.S.1, Г осреестр № 22560-04 Модуль CPU & Power, Stahl 9440, | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | 0.1,0 МПа 0.1,6 МПа 0.1,7 МПа 0.2,5 МПа 0.5,5МПа | Приведенная, основная ±0,15 % | Приведенная ±0,35 % |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| Основная ±0,1 % | В рабочих условиях ±0,25 % | Основная ±0,05 % | В рабочих условиях ±0,25 % |
| ИК расхода | Счетчики-расходомеры массо-вые Micro Motion, серия F200, Г осреестр № 45115-10 | Устройство измерительное дистанционное I.S.1, модуль аналогового ввода, Stahl 9460/12-08-11 Госреестр № 22560-04 | Устройства ввода-вывода измерительные дистанционные I.S.1, Г осреестр № 22560-04 Модуль CPU & Power, Stahl 9440, | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | -100.100 м3/ч 0.120 м3/ч | Приведенная основная ± 0,2 % | Приведенная, ± 0,35 % |
| Относительная погрешность | Приведенная погрешность |
| Основная ±0,2 % | В рабочих условиях ±0,2 % | Основная ±0,05 % | В рабочих условиях ±0,25 % |
| плотности | Счетчики-расходомеры массо-вые Micro Motion, серия F200, Г осреестр № 45115-10 | Устройство измерительное дистанционное I.S.1, модуль аналогового ввода, Stahl 9460/12-08-11 Госреестр № 22560-04 | Устройства ввода-вывода измерительные дистанционные I.S.1, Г осреестр № 22560-04 Модуль CPU & Power, Stahl 9440, | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | 0...1000 кг/м3 | Абсолютная основная ± 2,0 кг/м3 | Абсолютная ± 3,5 кг/м3 |
| ИК | Приведенная погрешность | Приведенная погрешность | | |
| Основная ±2 кг/м3 | В рабочих условиях ±2 кг/м3 | Основная ±0,05 % | В рабочих условиях ±0,25 % | | | | |
| ИК уровня | Уровнемер ный микро "VEGAF] Госре № 272 | ко нтакт-волновый LEX 65", естр 84-09 | Устройст тельное дис I.S.1, моду вого Stahl 946( Г осреестр | во измери-танционное ль аналого-ввода, /12-08-11 № 22560-04 | Устройства ввода-вывода измерительные дистанционные I.S.1, Г осреестр | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | 0....3500 мм | Абсолютная, основная ± 5,0 мм | Абсолютная, |
| Абсолютная погрешность | Приведенная погрешность | № 22560-04 Мо дуль | ± 12,0 мм |
| Основная ±3,0 мм | В рабочих условиях ±3,0 мм | Основная ±0,05 % | В рабочих условиях ±0,25 % | CPU & Power, Stahl 9440, | | | |
| ИК температуры | Датчик температуры "Rosemount 248", Г осреестр № 28033-05 | Барьер искрозащиты серии К. KFD2-CRG-EX1.D; Устройство распределенного ввода-вывола Simatic ЕТ200 Модуль ввода аналоговых сигналов Simatic S7-300, 6ES7331-7KF02-0AB0 Госреестр 15772-06 | Интерфейсный модуль удаленного ввода Simатис ЕТ-200, IM 153-2 | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | -50....50 °С -50....100 °С | Абсолютная, основная ± 1 °С | Абсолютная, ± 1,5 °С |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| Основная ± 0,5 % | В рабочих условиях ± 1,0 % | Основная ±0,3 % | В рабочих условиях ±0,5 % |
| ИК температуры | Т ермопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран 274, Г осреестр № 21968-06 | Барьер искрозащиты серии К. KFD2-CRG-EX1.D; Устройство распределенного ввода-вывола Simatic ЕТ200 Модуль ввода аналоговых сигналов Simatic S7-300, 6ES7331-7KF02-0AB0 Госреестр 15772-06 | Интерфейсный модуль удаленного ввода Simатис ЕТ-200, IM 153-2 | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | -50....50 °С | Абсолютная, основная ± 0,7 °С | Абсолютная, ± 1,2 °С |
| Приведенная погрешность | Приведенная погрешность |
| Основная ± 0,5 % | В рабочих условиях ± 1,0 % | Основная ± 0,3 % | В рабочих условиях ± 0,5 % |
Таблица 2 - Состав цифровых измерительных каналов и их основные метрологические характеристики
| Вид ИК | Состав измерительного канала | Диапазон измерений ИК | Погрешность ИК |
| Первичный измерительный преобразователь (тип, пределы допускаемой погрешности) | Измерительный преобразователь (тип, пределы допускаемой погрешности) | Интерфейсный модуль удаленного доступа, | Программируемый контроллер | В нормальных условиях | В рабочих условиях |
| ИК уровня | Уровнемер поплавковый 854, Г осреестр № 45193-10, абсолютная погрешность ± 1,0 мм | Система учета и контроля резервуарных запасов "Entis" Госреестр № 13630-05 | Интерфейсный модуль удаленного ввода Simатис ЕТ-200, IM 153-2 | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | 0....3400 мм | Абсолютная, ± 1, 0 мм | Абсолютная, ± 1,0 мм |
| ИК температуры | Т ермопреобразова-тель сопротивления платиновый серии 65, Г осреестр № 22257-05 Абсолютная погрешность ±0,5 °С | Система учета и контроля резервуарных запасов "Entis" Г осреестр № 13630-05, Абсолютная погрешность ±0,1 °С | Интерфейсный модуль удаленного ввода Simатис ЕТ-200, IM 153-2 | Дублированный процессор Simatic S7-400Н | -50....50 °С | Абсолютная, ± 0,6 °С | Абсолютная, ±0,6 °С |
Рабочие условия применения компонентов СИИУ "ТБСГ-1-ПНГП".
Для первичных измерительных преобразователей условия применения определяются их технической документацией.
Для компонентов ПТК:
- температура окружающего воздуха, °С :
Для контроллеров.............................................................. от +10 до +40;
Для серверов, рабочих и инженерной станции ................ от + 10 до +40;
- относительная влажность, %...............................от 5 до 95 без конденсации
атмосферное давление, кПа......................................................от 84,0 до 106,7
+22
питание от сети переменного тока напряжением, В...............220 -33
частотой, Гц....................................................... 50 ± 0,5
Комплектность
| Наименование | Обозначение, тип | Кол-во, шт. |
| Комплекс программнотехнических средств в составе СИИУ "ТБСГ-1 -ПНГП" | ПТК на базе модулей ввода 9460, модулей "CPU & Power" тип 9440/15 и 9440/22 (Госреестр № 2256004) "R.Stahl Schaltgerate GmbH", Германия, устройств распределенного ввода - вывода ЕТ 200М, и контроллеров серии Simatic S7-400H (Госреестр №15773-06 и №22734-06), Siemens AG, Германия, в том числе: - Количество модулей ввода типа 9460 - Количество измерительных преобразователей подключаемых на вход одного модуля типа 9460 - Количество модулей СРи типа 9440 Количество измерительных преобразователей со стандартным токовым выходом на входе ПТК | 1 компл. 63 до 8 347 |
| Количество измерительных преобразователей со стандартным токовым выходом на входе ПТК | измерительные преобразователи давления, тип 2088 (Госреестр №16825-08), "Rosemount Inc.", США датчики температуры 248 (Госреестр №28033 05), "Rosemount Inc.", США счетчики-расходомеры массовые Micro Motion, серия F200 (Госреестр № 45115-10), "Emerson Process Management / Micro Motion Inc.", США уровнемеры контактные микроволновыеVegaflex 65, (Госреестр №27284-09), VEGA Grieshaber KG, Г ермания | 116 20 73 43 |
| Количество измерительных преобразователей подключенных к ПТК по протоколу "Modbus" | - уровнемеры поплавковые 854 ATG (Госреестр №45193-10), "ENRAF B.V.", Нидерланды. Измерительные термометры сопротивления, тип 065 (Госреестр №22257-11), "Emerson Process Management GmbH & Co. OHG", Германия | 42 42 |
| ПЭВМ - Сервер дублированный (основной и резервный) СИИУ | P4/3,4 GHz/CPU Dual core Intel® Xeon® processor 3.4 GHz / RAM 1GB / HDD 2x120GB SATA II /, в соответствии с проектной документацией. | 2 |
| ПЭВМ - рабочая станция оператора СИИУ | Sprimo P5600, AMD Atlon 64/3500/ 2,2 GHz / RAM 512 Mb / HDD 80GB SATA / Монитор 20", в соответствии с проектной документацией | 4 |
| ПЭВМ - инженерная станция СИИУ | P4/3,4 GHz/ CPU Intel Core 2 Duo/ / RAM 1GB / HDD 120GB SATA II , SVGA 32 Mb/ Монитор 20" | 1 |
| Наименование | Обозначение, тип | Кол-во, шт. |
| Комплект стандартного программного обеспечения: для серверов, операторских терминалов и инженерных станций комплекса | Windows Server 2003 Enterprise Edition Windows XP SP3 | 1 компл. 5 компл. |
| 7. Комплект специали зированного ПО "Система информационноизмерительная и управляющая "ТБСГ-1 - ПНГП" | Программный проект на базе инженерного ПО "Step 7"V5.3 и SKADA "WinCC"V6.0 фирмы Siemens, сконфигурированный под задачи технологического процесса ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка" | 1 компл. |
| 8. Комплект эксплуата ционной документации, в том числе: Руководство по эксплуатации Техническое описание Методика поверки Формуляр | IBG/L-2005/PJ/806 РЭ IBG/L-2005/PJ/806 ТО IBG/L-2005/PJ/806 МП IBG/L-2005/PJ/806 ФО | 1 компл. |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы эксплуатационной документации.
Поверка
осуществляется в соответствии с методикой "ГСИ. Система информационно-измерительная и управляющая ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка"". Методика поверки" IBG/L-2005/PJ/806 МП, утвержденной ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМС" в ноябре 2011 г.
Основные средства поверки:
- манометр грузопоршневой МП-60, диапазон измерений 0,6.....6 МПа, пределы ос
новной погрешности ± 0,02 % ВПИ;
- цифровой калибратор температуры RTC-R, диапазон измерений -30...+155 °С, пределы основной погрешности ± 0,04 °С;
- калибратор тока "мАса1-К.", диапазон генерирования тока 0....24 мА, пределы основной погрешности ± 0,05 % ВПИ;
- калибратор сигналов термометров сопротивления и термопар CRC200R, диапазон генерирования сопротивления 5....400 Ом, пределы основной погрешности ± (0,025 % показаний + 0,5 Ом);
- проливная поверочная установка УПСЖ-100/ВМ, диапазон измерений 0,01...100 м3/ч, к.т. 0,05 % ВПИ;
- термометр лабораторный ТЛ-4, диапазон измерений -50 +50 °С, цена деления 1°С.
Сведения о методах измерений
изложены в IBG/L-2005/PJ/806 ТО "Система информационно-измерительная и управляющая ТБСГ-1 ООО "Пермнефтегазпереработка" Техническое описание.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Общие положения
1150-ТХ.ТР Технологический регламент товарной базы сжиженных газов №1.
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
- осуществление торговых и товарообменных операций.
