Автоматизация нефтегазового объекта: ПЛК с резервированием, HMI и контроль тысяч точек
Нефтегазовый объект это автоматизация, где цена простоя очень высока, а количество контролируемых параметров измеряется тысячами точек входа/вывода. Здесь от системы управления требуют не быстродействия ради быстродействия, а надёжности, резервирования и горячей замены модулей. На примере блочно-модульного нефтегазового объекта делимся тем, как строим такую АСУ ТП на ПЛК и панелях оператора и почему архитектура важнее отдельных «фишек».
Задача
Блочно-модульные объекты отрасли это насосные и компрессорные станции, установки подготовки воды, резервуарные парки. Оператор должен контролировать давление, температуру, плотность, концентрацию и другие параметры, а их количество на одном объекте часто превышает 2000 точек входа/вывода. Работа должна быть бесперебойной, потому что на этих модулях держится работа месторождения, поэтому к системе предъявляют жёсткие требования: надёжность, безотказность, резервирование и возможность быстрой замены модулей без остановки. Задача: построить АСУ ТП, которая выдерживает эти требования и даёт оператору понятный контроль над процессом.
Решение
Для обслуживания скважин и сопутствующего оборудования применяем компактные программируемые контроллеры, характеристик которых хватает для локальных задач автоматики. Для блочно-модульных объектов с тысячами точек используем модульные ПЛК с резервированием: при выходе из строя одного канала система автоматически переключается на резервный, а часть модулей можно заменить без отключения от общего канала, что критично для непрерывной работы. Считывание и обработку информации ведёт оператор через панели с сенсорным управлением: состояние оборудования выводится на экран, мультитач-управление работает как на планшете, а программное обеспечение отслеживает основные показатели процесса. Приводы насосов и компрессоров на таких объектах управляются частотными преобразователями под соответствующую мощность и условия эксплуатации.
В исходных проектах отрасли часто применялись модульные контроллеры серии System Q; эта платформа снята с производства, поэтому сегодня ту же функцию (модульность, резервирование, горячую замену) мы реализуем на актуальных ПЛК из нашего каталога. Последовательность работ: анализ объекта и перечня точек ввода/вывода, проектирование архитектуры с резервированием, подбор контроллеров, панелей и приводов, программирование логики и визуализации, пусконаладка с проверкой отказоустойчивости.
Использованное оборудование
- ПЛК — модульные контроллеры с резервированием и горячей заменой для тысяч точек ввода/вывода (актуальная замена снятого с производства System Q).
- Панель оператора HMI — сенсорная визуализация состояния оборудования, мультитач-управление процессом.
- Частотные преобразователи — привод насосов и компрессоров станций под мощность и условия объекта.
- Частотные преобразователи для двигателей — подбор под конкретные механизмы объекта.
Результат
Конкретных цифр экономии мы не приводим, потому что в нефтегазовой автоматизации главный результат это надёжность и управляемость, а не процент. По нашей практике правильно спроектированная АСУ ТП с резервированием даёт несколько стабильных эффектов: отказ одного канала не останавливает процесс, потому что система переходит на резерв; модули меняются без остановки объекта, что минимизирует простои; оператор видит тысячи параметров в понятном виде на сенсорной панели и реагирует своевременно. Частотное управление приводами насосов и компрессоров дополнительно снижает ударные нагрузки и потребление при переменном режиме. Главный результат это бесперебойная, контролируемая работа объекта.
Функциональные возможности
- Модульная архитектура ПЛК с резервированием каналов.
- Горячая замена модулей без отключения от общего канала.
- Контроль более 2000 точек ввода/вывода: давление, температура, плотность, концентрация.
- Сенсорные панели оператора с мультитач-управлением.
- Автоматическое переключение на резервный канал при отказе.
- Частотное управление приводами насосов и компрессоров.
Частые вопросы
Подойдёт ли это решение для моего объекта?
Подход применим к блочно-модульным объектам отрасли: насосным и компрессорным станциям, установкам подготовки воды, резервуарным паркам. Конкретную архитектуру определяем после анализа перечня точек ввода/вывода и требований к резервированию.
Зачем резервирование и горячая замена?
На нефтегазовом объекте простой дорогой, а остановка для ремонта часто недопустима. Резервирование позволяет системе продолжить работу при отказе канала, а горячая замена модулей даёт заменить неисправный элемент без остановки процесса.
Вы упоминаете System Q, его сняли с производства. Что сейчас?
System Q действительно снят с производства. Функции модульности, резервирования и горячей замены мы реализуем на актуальных ПЛК из нашего каталога, поэтому привязки к устаревшей платформе нет.
Сколько стоит такое решение?
Цена сильно зависит от количества точек ввода/вывода, уровня резервирования и количества приводов. Ориентировочную стоимость контроллеров, панелей и преобразователей видно на страницах ПЛК, HMI и частотные преобразователи, а полный проект считаем после обследования объекта.
Что вы делаете после аудита?
После анализа объекта и перечня точек мы проектируем архитектуру с резервированием, подбираем контроллеры, панели и приводы, программируем логику и визуализацию и выполняем пусконаладку с проверкой отказоустойчивости.
Сколько длится внедрение?
Ориентировочные этапы: обследование, проектирование, подбор оборудования, программирование и пусконаладка. Сроки зависят от масштаба объекта и называются после обследования.
Похожие решения
- Мониторинг потребления электроэнергии на оборудовании Veichi и Web SCADA
- АСУ ТП производства на частотных преобразователях и ПЛК Veichi
Планируете автоматизировать нефтегазовый объект? Опишите перечень точек и требования к резервированию, и мы спроектируем АСУ ТП на ПЛК, HMI и частотных преобразователях. Связаться с нами или посмотреть услуги по автоматизации.
