АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ОПЕРАТОРА СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И ПАРАМЕТРОВ ГАЗА ДОЖИМНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Сирант Ольга Васильевна

доц. кафедры «Информатика и вычислительная техника» ФГБОУ ВО

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»,

РФ г. Самара

E-mail: sirant@aport.ru

Томаров Владимир Викторович

студент 4 курса ФГБОУ ВО

«Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»,

РФ г. Самара

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается выбор оборудования и создание автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора системы измерения количества и параметров газа.

ABSTRACT

The article explains how to choose the equipment and the creation of automated workplace (AWP) systems, and measuring the amount of gas parameters.

Ключевые слова: автоматизированное рабочее место.

Keywords: automated workplace (AWP) systems.

Процесс разгазирования пластовой нефти, т. е. выделение из неё попутного газа – это сложный технологический процесс. В современных системах сбора нефти и газа все блочные автоматизированные групповые замерные установки (за исключением установок, оснащенных массовыми расходомерами), дожимные насосные станции и центральные пункты сбора и подготовки нефти, газа и воды оснащаются газосепараторами. Для учета попутного нефтяного газа используется система измерения количества и параметров газа (СИКГ).

Автоматизация работы оператора системы измерения количества и параметров газа (СИКГ) дожимной насосной станции (ДНС) позволит повысить точность, безопасность и более быстрое отслеживание количества и параметров газа, позволит вести оперативный учет газа на объекте и следить за технологическим состоянием СИКГ, позволит дистанционно управлять технологическим процессом в блок-боксе СИКГ.

В состав СИКГ могут входить: входной и выходной коллектор, блок измерительных линий, узел регулировки давления и расхода, линия отбора проб, блок качества газа, технологические и дренажные трубопроводы, СОИ.

АРМ – это программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определенного вида. АРМ объединяет программно-аппаратные средства, обеспечивающие взаимодействие человека с компьютером, предоставляет возможность ввода информации (через клавиатуру, компьютерную мышь, сканер и пр.) и её вывод на экран монитора, принтер, графопостроитель, звуковую карту – динамики или иные устройства вывода [2].

Следует отметить, что применение встраиваемых процессорных модулей и плат для автоматизации технологических операций связано с необходимостью привлечения профессиональных программистов для разработки программного обеспечения (ПО), которые должны не только в совершенстве владеть техникой программирования, но и хорошо разбираться в автоматизируемых технологических процессах. Если пользователь – программист плохо представляет себе работу объекта управления, это может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования или даже угрожать безопасности персонала [1].

С этой точки зрения более привлекательными для автоматизации технологических операций и процессов представляются сенсорные операторские панели управления (HMI панели).

HMI панели широко применяются для автоматизации различных промышленных объектов. Для небольших объектов применение операторских панелей управления может позволить отказаться от дорогостоящих систем верхнего уровня.

Сенсорные панели оператора в крупных системах управления позволяют упростить пуско-наладочные работы. Кроме того, HMI панели управления повышают живучесть системы.

Для решения задачи были проанализированы операторские панели Weintek MT8104iH и Siemens MP 370.

Таблица 1.

Сравнение технических характеристик и цен

Для поставленной задачи была выбрана операторская панель Weintek MT8104iH и среда разработки EasyBuilder 8000.

EasyBuilder 8000 (EB8000) – программное обеспечение для разработки проектов для операторских панелей Weintek серий MT6000i, MT8000i.

Project Manager – инструмент, входящий в состав пакета программ EasyBuilder, предназначен для синхронизации операторской панели Weintek и ПК и позволяющий загружать проект в операторскую панель.

Для получения данных с вычислителей и ПЛК на операторскую панель необходимо добавить их в проект. В проекте используются четыре вычислителя УВП280.1А и ПЛК Siemens S7-1200. Вычислители получают данные с датчиков, установленных в измерительной линии, первый вычислитель отвечает за учет показаний с измерительной линии «Газ на ГПЗ», второй за учет измерительной линии «Газ на ФВД, ФНД», третий за учет измерительной линии «Газ на запальник, продувку», четвертый вычислитель используется для резервирования первого и полностью имитирует его работу. ПЛК Siemens S7-1200 отвечает за технологические процессы в блок-боксе, такие как управление обогревом помещения, управление вентиляционными задвижками, получение сигналов загазованности помещений, управление приборами при возникновении внештатных ситуаций, например, пожар или загазованность.

Программное обеспечение разработки прикладных программ поставляется фирмой-производителем и обычно выполняется в виде программного комплекса с общим графическим пользовательским интерфейсом, открывающим доступ к функциональным модулям, например, встроенным редакторам языков программирования, коммуникациям, средствам отладки и др.

Добавление устройств управления производится на вкладке «Устройства» в окне «Системные настройки».

Для добавления нового устройства необходимо в окне «Параметры устройства» задается имя устройства, расположение (локальное, удаленное), тип устройства (протокол связи) и способ подключения.

Вычислители УВП280.1А используют протокол связи Modbus TCP\IP, для ПЛК Siemens S7-1200 используется собственный протокол связи, разработанный производителем операторской панели.

Для каждого вычислителя были заданы адреса в подсети (рис. 1).

Рисунок 1. Добавленные устройства

Для удобства разработки интерфейса каждый экран операторской панели разделен на два окна: окно фона и окно с данными. Это позволит избежать наложения элементов (кнопок, изображений, данных, надписей) друг на друга.

EasyBuilder 8000 позволяет загружать в библиотеку фигур собственные изображения с компьютера. Так же широкий выбор изображений и фигур предоставлен на официальном сайте программы в открытом доступе.

Для удобства и гибкости работы с данными перед добавлением элемента с информацией необходимо создать макросы, которые будут собирать данные с вычислителя и размещать их в регистрах панели.

Для управления системой были разработаны макросы:

• Для считывания данных из регистров вычислителя;
• Для информирования оператора о неисправности системы вентиляции;
• Макрос настроенный на постоянный опрос ПЛК;
• Установки пределов температуры в блок-боксе;
• Для информирования оператора о неисправности системы вентиляции был создан макрос, который считывает состояние двигателя.

Для считывания данных из регистров вычислителя в локальные переменные и последующая запись переменных в регистры операторской панели. В адресе чтения указывается локальное имя операторской панели и регистр с адресом LW700, в который записаны данные о текущем расходе на потоке GG/1(Газ на ГПЗ).

Для обеспечения бесперебойности работы было разработано резервирование вычислителя отвечающего за учет газа, поступающего на ГПЗ.

Резервирование было реализовано следующим образом:

• На экран «Поток GG/1(Газ на ГПЗ) были добавлены кнопки для переключения вычислителей;
• Для каждой из кнопок переключения вычислителей также были созданы макросы.

Внешний вид созданного окна потока GG/1(Газ на ГПЗ) с интерфейсными элементами представлен на рис. 2.

Рисунок 2. Окно потока GG/1(Газ на ГПЗ) после добавления элементов с данными

Ниже представлена схема с подключенными вычислителями УВП280А.1 отвечающими за измерения параметров газа, поступающих с измерительных линий. Все вычислители подключены к коммутатору MOXA EDS-208A по протоколу Ethernet (Modbus TCP). ПЛК Siemens S7-1200 отвечает за технологические процессы в блок-боксе и подключен к коммутатору по протоколу Ethernet (Modbus TCP).

Структурная схема автоматизированного рабочего места, приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Структурная схема АРМ оператора СИКГ

Представленные на схеме устройства работают в режиме slave. Операторская панель Weintek MT8104iH подключена к коммутатору по протоколу Ethernet (Modbus TCP) и работает в режиме master.

Результаты работы по разработке автоматизированного рабочего места оператора системы измерения количества и параметров газа успешно внедрен в эксплуатацию на объекте ДНС и может быть использован на подобных объектах.

Список литературы:

1. Латышев В.А., Медведева Ю.Л. Исследование принципов организации и методов проектирования аппаратных и программных средств систем управления технологическим оборудованием // «Технические науки – от теории к практике»: сборник статей по материалам LII международной научно-практической конференции. (18 ноября 2015 г.) – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://sibac.info/20331.
2. Официальный сайт компании Weintek. – [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.weintek.com, свободный. – Загл. с экрана.