RU66447U1

RU66447U1 - UNIT AND GUEST COMPLEX OF CONTROL AND MANAGEMENT "RIUS-QUANT", INTENDED FOR REPLACEMENT OF PRODUCERS OF TECHNICAL RESOURCES OF AUTOMATION OF GAS-PUMPING UNITS GCK-10ECORECOREDI-COMES

Info

Publication number: RU66447U1
Application number: RU2007109654/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Лейбович Швабский; Александр Алексеевич Селиванов; Василий Иванович Антонец; Михаил Александрович Балавин; Сергей Петрович Продовиков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Газпром" (ОАО "Газпром"); Общество с ограниченной ответственностью "Вега-ГАЗ"
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2007-09-10

Abstract

Применение полезной модели агрегатно-цехового комплекса контроля и управления направлено на повышение производительности газоперекачивающего оборудования, надежности и безопасности управления технологическим процессом компримирования газа компрессорного цеха станции магистрального газопровода, снижение стоимости проектов реконструкции средств автоматизации. Указанный технический результат достигается тем, что агрегатно-цеховой комплекс контроля и управления, согласно полезной модели, содержит систему дистанционного управления цехом, установленную в операторной компрессорного цеха и соединенную основными и резервными каналами цифровой связи и дублирующими проводными каналами экстренного аварийного управления, с системами автоматического управления газоперекачивающими агрегатами, кранами газовых коммуникаций цеха, установкой воздушного охлаждения газа, установкой подготовки пускового и топливного газа, при этом, каждая система автоматического управления установлена на промышленной площадке непосредственно у соответствующего технологического объекта управления и соединена проводными линиями связи с установленными на его оборудовании датчиками и исполнительными механизмами, 8 з.п.ф., 2 илл.The use of the utility model of the aggregate-workshop complex of control and management is aimed at increasing the productivity of gas pumping equipment, reliability and safety of controlling the process of compressing gas in the compressor department of the main gas pipeline station, and reducing the cost of automation reconstruction projects. The specified technical result is achieved by the fact that the aggregate-workshop complex of control and management, according to the utility model, contains a remote control system for the workshop installed in the operator's compressor workshop and connected by primary and backup digital communication channels and redundant wire channels for emergency emergency control, with automatic control systems gas-pumping units, gas pipelines of the workshop, installation of air gas cooling, installation of launch preparation gas and fuel gas, in addition, each automatic control system is installed on the industrial site directly at the corresponding technological control facility and is connected by wire lines with sensors and actuators installed on its equipment, 8 cpf, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области автоматизации управления процессами компримирования газа и технологическим оборудованием объектов компрессорных цехов станций магистральных газопроводов.The utility model relates to the field of automation of the control of gas compression processes and technological equipment of the facilities of the compressor shops of gas main pipelines.

Известны системы агрегатной автоматики «Квант» (Балавин М.А. Системы агрегатной автоматики серии «Квант» \\ Промышленные АСУ и контроллеры. 2002. №11, с.16-21), включающие программируемые логические контроллеры фирмы GE FANUC с устройствами ввода-вывода, промышленные станции, специализированные средства измерения скорости валов, контроля наличия пламени в камерах сгорания турбины, уровня вибрации подшипников, представляющие собой функционально полные (законченные) локальные системы автоматического управления газоперекачивающими агрегатами, устанавливаемые в операторных компрессорных цехов компрессорных станций. При этом датчики и исполнительные механизмы газотурбинного газоперекачивающего агрегата подключены проводными линиями связи к системе автоматического управления.Known aggregate automation systems "Quantum" (Balavin MA Aggregate automation systems of the "Quantum" series \\ Industrial ACS and controllers. 2002. No. 11, p.16-21), including programmable logic controllers from GE FANUC with input devices output, industrial stations, specialized means of measuring the speed of the shafts, monitoring the presence of flame in the combustion chambers of the turbine, the vibration level of the bearings, which are functionally complete (finished) local systems for the automatic control of gas pumping units, tanavlivaemye operator in compressor workshops of compressor stations. In this case, the sensors and actuators of the gas turbine gas pumping unit are connected by wire lines to the automatic control system.

К недостаткам таких систем следует отнести высокую потребность в кабельной продукции, необходимость выполнения большого объема земляных работ для прокладки последней, обусловленного значительной удаленностью систем управления от газоперекачивающих агрегатов, снижение точности измерения текущих параметров, наличие полнофункционально постов оперативного управления, время полезного использования которых составляет менее 0,1% от рабочего фонда агрегата.The disadvantages of such systems include the high demand for cable products, the need to carry out a large amount of earthwork for laying the latter, due to the considerable remoteness of control systems from gas pumping units, a decrease in the accuracy of measuring current parameters, the presence of fully functional operational control posts, whose useful life is less than 0 , 1% of the working fund of the unit.

Известны унифицированные цеховые комплексы автоматического контроля и управления компрессорными цехами серии «РИУС» (Швабский В.Л. и др. Унифицированные цеховые ПТК серии «РИУС».\\ Промышленные АСУ и контроллеры. 2002, №01, с.5-8), включающие пульт контроля и управления газокомпрессорным цехом, шкафы управления с программируемыми логическими контроллерами GE FANUC, коммуникационными средствами и средствами экстренного аварийного управления, установленные в операторной и выполняющие функции автоматизированного управления технологическим оборудованием цеха для его подготовки к пуску и запуску, автоматического управления процессом компримирования газа путем стабилизации заданных параметров режимов работы оборудования газоперекачивающих агрегатов, управления технологическими установками очистки и охлаждения, подготовки пускового и топливного газа, кранами внутрицеховых газовых трубопроводов, вентиляционными системами и энергоснабжением посредством локальных систем, интегрированных в структуру «РИУС».There are well-known unified workshop complexes for automatic control and management of compressor workshops of the RIUS series (Shvabsky V.L. and others. Unified workshop PTKs of the RIUS series. \\ Industrial ACS and controllers. 2002, No. 01, p.5-8), including a control panel for the gas compressor shop, control cabinets with programmable logic controllers GE FANUC, communication tools and emergency emergency controls installed in the control room and performing the functions of automated control of technological equipment the ore of the workshop for its preparation for start-up and start-up, automatic control of the gas compression process by stabilization of the set parameters of the operating modes of the equipment of gas pumping units, control of technological units for cleaning and cooling, preparation of starting and fuel gas, taps of in-plant gas pipelines, ventilation systems and power supply through local systems integrated into the structure of "RIUS".

К недостаткам такого комплекса относятся: высокая потребность в кабельной продукции и большой объем строительно-монтажных и земляных работ, требуемых для прокладки последней, обусловленный значительной удаленностью системы от технологических объектов, а также снижение точности измерения текущих параметров процессов и оборудования.The disadvantages of such a complex include: a high demand for cable products and a large amount of construction, installation and excavation work required for laying the latter, due to the considerable distance of the system from technological facilities, as well as a decrease in the accuracy of measuring current parameters of processes and equipment.

Задачей полезной модели является создание на ее базе единого для всех объектов компрессорного цеха агрегатно-цехового комплекса средств управления с более экономной и рациональной структурой, исключающей аппаратную избыточность и недостатки, присущие системам аналогичного назначения, созданным на базе локальных средств.The objective of the utility model is to create, on its basis, a single aggregate-workshop complex of controls for all facilities of the compressor shop with a more economical and rational structure, eliminating hardware redundancy and drawbacks inherent in similar purpose systems based on local tools.

Техническим результатом применения полезной модели агрегатно-цехового комплекса является повышение эффективности автоматического управления, выраженном в виде повышения производительности The technical result of the application of the utility model of the aggregate-workshop complex is to increase the efficiency of automatic control, expressed as an increase in productivity

газоперекачивающих агрегатов и компрессорного цеха, снижения затрат топливного газа на компримирование, трудоемкости оперативного управления и технического обслуживания технологического оборудования при более низких затратах на реализацию проекта за счет снижения стоимости оборудования и потребности в кабельной продукции, объемов строительно-монтажных и пуско-наладочных работ, трудозатрат на ввод комплекса в эксплуатацию.gas pumping units and compressor shop, reducing the cost of fuel gas for compression, the complexity of the operational management and maintenance of technological equipment at lower costs for the implementation of the project by reducing the cost of equipment and the need for cable products, the volume of construction, installation and commissioning, labor costs to put the complex into operation.

Решение поставленной задачи и достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что агрегатно-цеховой комплекс контроля и управления, согласно полезной модели, содержит систему дистанционного управления цехом, установленную в операторной цеха и соединенную системой связи, включающей основные и резервные каналы цифровой связи, дублирующие проводные каналы экстренного и аварийного управления с системами автоматического управления технологическими объектами цеха в составе не менее пяти систем автоматического управления газоперекачивающими агрегатами, систему автоматического управления кранами газовых коммуникаций цеха, систему автоматического управления установкой воздушного охлаждения газа, систему автоматического управления установкой подготовки пускового и топливного газа, установленных на промышленной площадке цеха, непосредственно у соответствующих технологических объектов управления и соединенных проводными линиями связи с установленными на их оборудовании датчиками и исполнительными механизмами.The solution of the problem and the achievement of the specified technical result is ensured by the fact that the aggregate-workshop complex of control and management, according to the utility model, contains a remote control system for the workshop installed in the operator’s workshop and connected by a communication system that includes primary and backup digital communication channels that duplicate wired channels emergency and emergency control with automatic control systems for technological facilities of the workshop as part of at least five automatic control systems gas pumping units, automatic control system for gas communication valves of the workshop, automatic control system for gas air cooling installation, automatic control system for the preparation of starting and fuel gas installed on the industrial site of the workshop, directly at the corresponding technological control facilities and connected by wire lines to their equipment with sensors and actuators.

При этом система дистанционного управления компрессорным цехом содержит пульт дистанционного управления и систему автоматического управления компрессорным цехом, соединенные между собой через блок цифровых коммутаторов. Пульт управления компрессорным цехом содержит не менее трех автоматизированных рабочих мест, устройство экстренного управления цехом, устройства дистанционного аварийного управления газоперекачивающими агрегатами, сервер долговременных Moreover, the remote control system of the compressor workshop includes a remote control and an automatic control system of the compressor workshop, interconnected via a block of digital switches. The control panel for the compressor workshop contains at least three workstations, an emergency workshop control device, remote emergency control devices for gas pumping units, a long-term server

архивов и устройство печати. Система автоматического управления компрессорным цехом выполнена с возможностью программного управления технологическим процессом компримирования газа и содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов и поддержки цифровых каналов связи Ethernet и RS 422.archives and print device. The automatic control system of the compressor shop is configured to programmatically control the gas compression process and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for analog and discrete signals and support for digital Ethernet and RS 422 communication channels.

Система автоматического управления газоперекачивающим агрегатом содержит панель местного управления, включающую блок электромеханических переключателей, цифровой индикатор с функциональными клавишами управления и средства световой сигнализации, соединенные через блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, аппаратуру контроля наличия пламени в камерах сгорания, оборотов валов турбины, виброскорости, виброперемещения и осевого сдвига валов, загазованности и аппаратуру управления кранами, соединенных с соответствующими датчиками и исполнительными механизмами оборудования газоперекачивающего агрегата. При этом, каждая система автоматического управления газоперекачивающим агрегатом конструктивно выполнена со свободным доступом к оборудованию, расположенному планарно на вертикальных панелях, установленных в индивидуальном блок-боксе, оснащенном средствами обогрева и вентиляции.The automatic control system of the gas pumping unit contains a local control panel including an electromechanical switch block, a digital indicator with function keys and light signaling devices connected through a programmable logic controller block to input and output devices of analog and discrete signals, equipment for monitoring the presence of flame in the combustion chambers, turbine shaft revolutions, vibration velocity, vibration displacement and axial shaft shift, gas contamination and apparatus at the control valves connected to the respective sensors and actuators pumping unit equipment. At the same time, each system for automatic control of a gas-pumping unit is structurally made with free access to equipment located planarly on vertical panels installed in an individual block box equipped with heating and ventilation.

Система автоматического управления кранами установлена в индивидуальном блок-боксе и содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, устройства управления кранами, соединенные проводными линиями связи с датчиками параметров потока газа и исполнительными механизмами управления перестановкой запорной арматуры кранов.The automatic valve control system is installed in an individual block box and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, valve control devices connected by wire lines to gas flow sensors and actuators for controlling the movement of valves on the valves.

Система автоматического управления установкой воздушного охлаждения газа установлена в индивидуальном блок-боксе и содержит последовательно соединенные блок программируемых логических контроллеров The automatic control system for the gas air cooling installation is installed in an individual block box and contains a series-connected block of programmable logic controllers

с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов и блок электромеханических устройств формирования команд пуска-останова асинхронных электроприводов воздушных вентиляторов, выход которого соединен проводными линиями с блоками магнитных пускателей электропривода.with input / output devices for discrete and analog signals and a block of electromechanical devices for generating start-stop commands for asynchronous electric drives of air fans, the output of which is connected by wire lines to the blocks of magnetic actuators of the electric drive.

Система автоматического управления установкой подготовки пускового и топливного газа содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, соединенный через блок устройств управления кранами и блок электромеханических устройств формирования команд управления с датчиками и исполнительными механизмами установки.The automatic control system for the starting and fuel gas preparation plant contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, connected through a block of crane control devices and a block of electromechanical devices for generating control commands with sensors and actuators of the installation.

Такое структурное построение агрегатно-цехового комплекса контроля и управления компрессорного цеха станции магистрального газопровода с выделением систем цехового и агрегатного уровней позволило последние перенести из операторной на промплощадку цеха, установить их в непосредственной близости к объектам управления и снизить затраты кабельной продукции, объемы земляных, строительно-монтажных и пуско-наладочных работ.This structural construction of the aggregate-workshop complex for monitoring and controlling the compressor shop of the main gas pipeline station with the separation of the shop and aggregate level systems allowed the latter to be transferred from the operator to the industrial site of the workshop, to install them in close proximity to the control facilities and to reduce the cost of cable products, earthwork, construction and installation and commissioning.

Выполнение системы связи между автоматическими системами управления цехового и агрегатного уровней с основными и резервными каналами цифровой связи, а также дублирующими проводными каналами экстренного и аварийного управления, повысило надежность контроля и управления технологическим процессом и оборудованием.The implementation of the communication system between the automatic control systems of the workshop and aggregate levels with the main and backup digital communication channels, as well as redundant wire channels for emergency and emergency control, increased the reliability of monitoring and control of the process and equipment.

Оснащение газоперекачивающих агрегатов системами автоматического управления создало возможность поддержания резервного агрегата, в состоянии постоянного горячего резерва, что обеспечивает быструю замену отказавшего агрегата и сохранение режима компрессорного цеха в аварийных ситуациях.Equipping gas pumping units with automatic control systems made it possible to maintain a standby unit in a constant hot reserve state, which ensures quick replacement of a failed unit and maintaining the compressor shop mode in emergency situations.

Оснащение пульта управления не менее чем тремя автоматизированными рабочими местами (АРМ), соединенными через блок цифровых Equipping a control panel with at least three workstations (AWS) connected via a digital unit

коммутаторов со средствами управления цехового и агрегатного уровней, обеспечивает надежное управление любым из технологических объектов цеха.switches with management tools of workshop and aggregate levels, provides reliable control of any of the technological facilities of the workshop.

Установка систем автоматического управления агрегатного уровня в индивидуальных блок-боксах, оснащенных средствами обогрева и вентиляции, обеспечивает надежную работу систем независимо от погодных и климатических условий.Installation of aggregate level automatic control systems in individual block boxes equipped with heating and ventilation means ensures reliable operation of the systems regardless of weather and climatic conditions.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема унифицированного агрегатно-цехового комплекса контроля и управления компрессорного цеха, на фиг.2 - функциональная схема системы автоматического и аварийного управления газоперекачивающим агрегатом.The utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a functional diagram of a unified aggregate-workshop complex for monitoring and control of a compressor shop, and Fig. 2 is a functional diagram of a system for automatic and emergency control of a gas pumping unit.

Агрегатно-цеховой комплекс контроля и управления содержит систему 1 дистанционного управления цехом, установленную в операторной цеха и соединенную комбинированной системой 2 связи с системой 3 автоматического управления технологическими объектами цеха. Система 3 включает не менее пяти систем 4 автоматического управления газоперекачивающими агрегатами, систему 5 автоматического управления кранами газовых коммуникаций цеха, систему 6 автоматического управления установкой воздушного охлаждения газа, систему 7 автоматического управления установкой подготовки пускового и топливного газа. Комбинированная система 2 связи включает основные 8 и резервные 9 каналы цифровой связи, дублирующие проводные 10 каналы экстренного и аварийного управления. Каждая из систем 4-7 автоматического управления установлена непосредственно у своего технологического объекта управления - у газоперекачивающего агрегата 11, у блока 12 кранов газовых коммуникаций цеха, у установки 13 воздушного охлаждения газа, у установки 14 подготовки пускового и топливного газа и соединена с установленными на его оборудовании датчиками и исполнительными механизмами проводными линиями связи. Система 1 дистанционного управления компрессорным Aggregate-workshop complex of control and management contains a system 1 for remote control of the workshop, installed in the operator’s workshop and connected by a combined communication system 2 to the automatic control system 3 of the technological facilities of the workshop. System 3 includes at least five systems 4 for automatic control of gas-pumping units, a system 5 for automatic control of gas communication valves for a workshop, a system 6 for automatic control of a gas air cooling unit, and a system 7 for automatic control of a starting and fuel gas preparation unit. Combined communication system 2 includes the main 8 and 9 backup digital communication channels, duplicating 10 wired emergency and emergency control channels. Each of the automatic control systems 4-7 is installed directly at its technological control facility - at the gas pumping unit 11, at the block 12 of the gas communication valves of the workshop, at the installation 13 for air cooling of gas, at the installation 14 for the preparation of starting and fuel gas and connected to those installed on it equipment sensors and actuators wireline. Compressor Remote Control System 1

цехом содержит пульт 15 дистанционного управления и систему 16 автоматического управления компрессорным цехом, соединенные между собой через блок 17 цифровых коммутаторов 18. Пульт 15 дистанционного управления компрессорным цехом содержит не менее трех автоматизированных рабочих мест 19, устройство 20 экстренного управления цехом, не менее пяти устройств 21 дистанционного аварийного управления газоперекачивающими агрегатами, сервер 22 долговременных архивов и устройство 23 печати (принтер). Система 16 автоматического управления компрессорным цехом выполнена с возможностью программного управления технологическим процессом компримирования газа и содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов и поддержки цифровых каналов Ethernet и RS 422. Система 4 автоматического управления газоперекачивающим агрегатом, фиг.2, содержит панель 24 местного управления, включающую блок 25 электромеханических переключателей, цифровой индикатор 26 с функциональными клавишами управления, соединенные через блок 27 программируемых логических контроллеров 28 с устройствами ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, аппаратуру 29 контроля наличия пламени в камерах сгорания, аппаратуру 30 контроля оборотов валов турбины, аппаратуру 31 виброскорости, виброперемещения и осевого сдвига, аппаратуру 32 загазованности и аппаратуру 33 управления кранами, соединенные проводными линиями 34 и 35 (фиг 1) соответственно с датчиками и исполнительными механизмами оборудования газоперекачивающего агрегата 11. Оборудование системы 4 автоматического управления газоперекачивающим агрегатом расположено планарно на вертикальных панелях, установленных в индивидуальном блок-боксе, оснащенном средствами обогрева и вентиляции. Система 5 автоматического управления кранами 12 установлена в индивидуальном блок-боксе и содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, соединенный через the workshop contains a remote control 15 and an automatic control system 16 of the compressor workshop, interconnected via a block 17 of digital switches 18. The remote control 15 of the compressor workshop contains at least three workstations 19, an emergency workshop control device 20, at least five devices 21 remote emergency control of gas pumping units, server 22 long-term archives and device 23 print (printer). The system 16 for automatic control of the compressor shop is configured to programmatically control the gas compression process and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for analog and discrete signals and support for digital Ethernet and RS 422 channels. System 4 for automatic control of a gas pumping unit, FIG. 2, contains a local control panel 24, including an electromechanical switch unit 25, a digital indicator 26 with function keys connected through a block 27 of programmable logic controllers 28 with input / output devices for analog and discrete signals, apparatus 29 for monitoring the presence of flame in the combustion chambers, apparatus 30 for controlling the speed of the turbine shafts, apparatus 31 for vibration velocity, vibration displacement, and axial shift, apparatus for gas contamination 32, and apparatus 33 control valves connected by wire lines 34 and 35 (Fig 1), respectively, with sensors and actuators of the equipment of the gas pumping unit 11. Equipment 4 automatic The gas compressor control unit is located planarly on vertical panels installed in an individual unit box equipped with heating and ventilation. The system 5 for automatic control of cranes 12 is installed in an individual block box and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, connected through

проводные линии 36 и 37 соответственно с датчиками параметров потока газа и исполнительными механизмами управления перестановкой запорной арматуры кранов 12. Система 6 автоматического управления установкой воздушного охлаждения газа установлена также в индивидуальном блок-боксе и содержит последовательно соединенные блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов и блок электромеханических устройств формирования команд пуска-останова асинхронных электроприводов воздушных вентиляторов 13, выход которого соединен проводными линиями 38 и 39 соответственно с датчиками и блоками магнитных пускателей электропривода воздушных вентиляторов 13. Система 7 автоматического управления установкой 14 подготовки пускового и топливного газа содержит блок программируемых логических контроллеров с устройствами ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, соединенная проводными линиями 40 и 41 с исполнительными механизмами и датчиками установки 14.wire lines 36 and 37, respectively, with gas flow rate sensors and actuators controlling the movement of valves on the valves 12. The automatic control system 6 for gas air cooling is also installed in an individual block box and contains series-connected block of programmable logic controllers with discrete input-output devices and analog signals and a block of electromechanical devices for forming start-stop commands of asynchronous air electric drives fans 13, the output of which is connected by wire lines 38 and 39, respectively, to the sensors and magnetic starter blocks of the electric drive of the air fans 13. The system 7 for automatic control of the installation 14 for starting and fuel gas contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, connected wire lines 40 and 41 with actuators and installation sensors 14.

Представленный агрегатно-цеховой комплекс «РИУС-КВАНТ» позволяет оператору в автоматизированном режиме выполнить операции по подготовке компрессорного цеха и его технологических объектов к пуску, осуществить их запуск и перевод в режим автоматического функционирования; в автоматическом режиме - автоматический контроль и стабилизацию заданного режима компримирования газа, управление и защиту оборудования технологических объектов в аварийных ситуациях.The presented aggregate-workshop complex “RIUS-QUANT” allows the operator to automatically perform operations to prepare the compressor shop and its technological facilities for start-up, start them up and transfer them to automatic operation; in automatic mode - automatic control and stabilization of a given mode of gas compression, control and protection of equipment of technological objects in emergency situations.

Исходное состояние объекта управления - оборудование компрессорного цеха находится в неработающем состоянии и цех отключен от магистрального газопровода, газ из внутриплощадочных трубопроводов выпущен в атмосферу.The initial state of the control object - the compressor shop equipment is inoperative and the shop is disconnected from the main gas pipeline, gas from the on-site pipelines is released into the atmosphere.

Подготовка к пуску и запуск оборудования цеха производится по командам, формируемым оператором с любого из трех автоматизированных рабочих мест 19 (АРМ) пульта 15 управления, и доставляемых на технологические объекты 11÷14 по цифровым каналам связи 2 в системы 4÷7 Preparation for start-up and start-up of workshop equipment is carried out according to the commands generated by the operator from any of the three automated workstations 19 (AWS) of the control panel 15, and delivered to technological facilities 11 ÷ 14 via digital communication channels 2 to 4 ÷ 7 systems

автоматического управления. Оператор автоматизированного рабочего места 19 с помощью установки 5 автоматического управления кранами 12 газовых коммуникаций цеха производит подключение трубопроводов цеха к газопроводу, продувку трубопроводов технологическим газом до полного вытеснения из них воздуха, закрытие свечных кранов и заполнение трубопровода газом до рабочего давления. В соответствии с установленным диспетчерской службой режимом работы компрессорного цеха, система 16 автоматического управления цехом производит расчет оптимального режима функционирования газоперекачивающих агрегатов 11 цеха по численному значению одного из задаваемых параметров регулирования F:automatic control. The operator of the automated workplace 19, using the automatic control valves 5 of the workshop’s 12 gas communications, connects the workshop pipelines to the gas pipeline, purges the pipelines with process gas until the air is completely displaced from them, closes the candle taps and fills the pipeline with gas to working pressure. In accordance with the operating mode of the compressor workshop established by the dispatching service, the automatic workshop control system 16 calculates the optimal operating mode of the gas pumping units 11 of the workshop based on the numerical value of one of the control parameters F:

Q - производительности цеха млн.м³/сут,Q - production capacity mln.m ³ / day,

Р - давления газа на выходе цеха, МПа,P - gas pressure at the outlet of the workshop, MPa,

Е - степени повышения давления газа в компрессорном цехе.E - the degree of increase in gas pressure in the compressor shop.

Система 16, с учетом располагаемой мощности газоперекачивающих агрегатов 11 и параметров потока газа на входе цеха, производит расчет оптимального распределения нагрузки Q_i между агрегатами и определяет численные значения «уставок» оборотов компрессоров агрегатов 11, соответствующих заданному режиму. Значения «уставок» автоматически вводятся в системы 4 для управления агрегатами 11 и стабилизации их режимов. «Уставка» численного значения t температуры охлаждения газа на выходе цеха вводится оператором в систему 6 автоматического управления установкой 13 охлаждения газа.The system 16, taking into account the available capacity of the gas pumping units 11 and the gas flow parameters at the inlet of the workshop, calculates the optimal load distribution Q _i between the units and determines the numerical values of the “settings” of the revolutions of the compressors of the units 11 corresponding to the given mode. The values of the "settings" are automatically entered into the system 4 to control the units 11 and stabilize their modes. The "set point" of the numerical value t of the gas cooling temperature at the outlet of the workshop is entered by the operator into the automatic control system 6 of the gas cooling installation 13.

После завершения расчета режима производится последовательное подключение газоперекачивающего агрегата 11 к коллектору и его запуск. Для этого оператор с АРМ 19 по поступающей из системы 4 информации производит контроль предпусковых условий газоперекачивающего агрегата 11 и, при их наличии, производит пуск агрегата. При этом, система 4 выдает команду на подачу пускового газа на турбодетандер агрегата 11. Пуск агрегатов 11 производится автоматически по заданной программе, внесенной в энергонезависимую память контроллеров системы 4 After the calculation of the mode is completed, the gas pumping unit 11 is sequentially connected to the collector and launched. To do this, the operator with AWP 19 on the basis of information received from system 4 performs control of the starting conditions of the gas pumping unit 11 and, if available, starts the unit. At the same time, system 4 issues a command to supply starting gas to the turbo-expander of unit 11. Start-up of units 11 is carried out automatically according to the specified program entered in the non-volatile memory of the system 4 controllers

автоматического управления агрегатом. Под давлением пускового газа начинает вращение вал турбодетандера агрегата 11. Турбодетандер производит разгон вала осевого компрессора и турбины агрегата 11 до оборотов, обеспечивающих требуемую подачу воздуха для запуска камер сгорания, после чего производится поджиг газа в камерах сгорания турбины, отключение турбодетандера и дальнейший разгон указанных валов до заданных оборотов центробежного нагнетателя агрегата 11. Ввод агрегата 11 с полнонапорным центробежным нагнетателем в режим газопровода производится автоматически и по команде оператора.automatic control of the unit. Under the pressure of the starting gas, the shaft of the turbine expander of the unit 11 begins to rotate. The turbo expander accelerates the shaft of the axial compressor and the turbine of the unit 11 to revolutions that provide the required air supply for starting the combustion chambers, after which the gas is ignited in the turbine combustion chambers, the turbine expander is turned off and the accelerated shaft is further accelerated. up to the specified revolutions of the centrifugal supercharger of the unit 11. Entering the unit 11 with the full-pressure centrifugal supercharger into the gas pipeline mode is carried out automatically and coma nde operator.

Оставшиеся агрегаты 11 цеха запускаются и вводятся в режим газопровода аналогичным способом.The remaining units 11 of the workshop are launched and put into gas pipeline mode in a similar way.

Дальнейшее функционирование технологического оборудования 11÷14 компрессорного цеха производится автоматически под управлением систем 16, 4-7. Автоматический контроль соответствия технологической схемы компримирования газа и режима, заданного системой 16, производится по сигналам положения кранов 12 внутриплощадочных газопроводов и параметрам ТИ и ТС оборудования технологических объектов 11, 13, 14 путем циклического их опроса системами 16, 4-7 и сопоставления с установленными значениями.Further operation of the process equipment 11 ÷ 14 of the compressor shop is carried out automatically under the control of systems 16, 4-7. Automatic control of the conformity of the technological scheme for compressing gas and the mode specified by system 16 is performed according to the position signals of the taps 12 of the on-site gas pipelines and the parameters TI and TS of the equipment of technological objects 11, 13, 14 by their cyclical interrogation by systems 16, 4-7 and comparison with the established values .

Автоматическая стабилизация заданного цеху режима компримирования газа производится по значению регулируемого параметра F и поддерживается системами 4 путем стабилизации оборотов n_тнд газовых турбин агрегатов 11 в функции давления, температуры и объемного расхода газа на входе компрессора, располагаемой мощности турбины N_e, Δ плотности газа, P_a- давления и t_a - температуры окружающего воздуха:Automatic stabilization predetermined shop gas compression mode is made by the value of the controlled parameter F and maintained systems 4 through stabilization of revolutions n _dpi gas turbine units 11 in function of pressure, temperature and volume flow at the inlet of the compressor, the available capacity turbine N _e, Δ gas density, P _a - pressure and t _a - ambient temperature:

Регулирование режима компрессорного цеха оборотами турбин агрегатов 11 производится в границах области допустимых режимов (ОДР), The regulation of the compressor shop mode by the turbine speed of the aggregates 11 is carried out within the boundaries of the region of permissible modes (ODR),

установленных значениями предупредительных и аварийных параметров: n_тнд и n_твд - оборотов валов турбин низкого и высокого давления, t_твд - температурой рабочего тела перед ТВД, t_подш - температурой подшипников скольжения турбины и компрессора, Δ Рм-г - перепадом давления масло-газ и расчетным минимально допустимым значением Q_n расхода газа через компрессор по соображениям защиты от помпажа.set by the values of the warning and emergency parameters: n _tnd and n _tvd - revolutions of the shafts of low and high pressure turbines, t _tvd - the temperature of the working fluid in front of the turbine engine, t _sub - the temperature of the sliding bearings of the turbine and compressor, Δ Рм-г - differential oil-gas and the calculated minimum allowable value Q _{n of the} gas flow through the compressor for reasons of surge protection.

В случае изменения состояния оборудования 11÷14 или достижения любым из его параметров порогового значения (предупредительного уровня) системы 4-7 автоматически извещают оператора о происшедшем событии экстренным текстовым сообщением, поступающим на АРМ 19 и звуковым сигналом, а в случае аварийного значения - автоматически производят остановку соответствующего газоперекачивающего агрегата 11.In the event of a change in the state of the equipment 11-14 or when any of its parameters reach a threshold value (warning level), systems 4-7 will automatically notify the operator of the event by an emergency text message arriving at AWP 19 and an audible signal, and in case of an emergency value, they automatically produce stopping the corresponding gas pumping unit 11.

Защита центробежных нагнетателей агрегатов 11 от помпажа производится специальными программами антипомпажного регулирования и защиты систем 4 и 16, поддерживающими значения текущих расходов газа через центробежные нагнетатели агрегатов выше границы помпажа.The centrifugal superchargers of the aggregates 11 are protected from surging by special anti-surge control and protection programs of systems 4 and 16 that support the current gas flow rates through the centrifugal superchargers of the aggregates above the surging boundary.

Ввод резервного агрегата 11 взамен выведенного из режима по аварии производится по схеме аналогичной его запуску.The input of the backup unit 11 instead of the one withdrawn from the accident mode is performed according to a scheme similar to its launch.

В случае выявленных нарушений в работе каналов 2 связи или систем управления 4÷6, 16 оператор имеет возможность производить контроль текущего режима газоперекачивающего агрегата 11 по значениям его основных параметров на устройстве 21 и, в случае необходимости - произвести экстренную его остановку, используя устройство 21 пульта 15 управления.In the event of violations in the operation of communication channels 2 or control systems 4–6, 16, the operator is able to monitor the current mode of the gas pumping unit 11 by the values of its main parameters on device 21 and, if necessary, make an emergency stop using the remote control device 21 15 controls.

Аварийная остановка компрессорного цеха производится по команде оператора с устройства 20 в случаях пожара, разрывов трубопроводов и т.п. и предусматривает экстренный останов всего оборудования, отключение цеха от магистрального газопровода, перевод цеха в режим работы на «проход» и выпуск газа из внутриплощадочных трубопроводов. Технический надзор за работой оборудования технологических объектов 11 цеха Emergency stop of the compressor shop is carried out at the command of the operator from the device 20 in the event of fire, rupture of pipelines, etc. and provides for an emergency shutdown of all equipment, disconnection of the workshop from the main gas pipeline, transfer of the workshop to the “passage” mode of operation, and gas release from on-site pipelines. Technical supervision of the operation of equipment of technological objects of 11 workshops

производится дистанционно машинистом технологических компрессоров по текущим значениям параметров агрегатов, представляемых на экране монитора автоматизированного рабочего места 19 по его требованию, что способствует повышению эффективности контроля и сокращению времени пребывания персонала в опасной зоне работающего агрегата 11.remotely performed by the engineer of technological compressors according to the current values of the parameters of the units presented on the monitor screen of the automated workstation 19 at his request, which helps to increase the efficiency of control and reduce the time spent by personnel in the danger zone of the operating unit 11.

Текущие значения параметров режимов оборудования цеха, а также действия оператора регистрируются системой 16, передаются на сервер 22 для архивирования и составления отчетов диспетчерских смен.The current values of the parameters of the workshop equipment modes, as well as the operator’s actions, are recorded by the system 16 and transmitted to the server 22 for archiving and reporting of dispatch shifts.

Отчеты диспетчерских смен и другие документы операторов распечатываются принтером 23.Dispatcher shift reports and other operator documents are printed by the printer 23.

Полезная модель унифицированного агрегатно-цехового комплекса контроля и управления компрессорным цехом «РИУС-КВАНТ» разработана на уровне головного образца и апробирована в условиях промышленной эксплуатации.The utility model of the unified aggregate-workshop complex for monitoring and controlling the compressor shop "RIUS-QUANT" was developed at the level of the prototype and tested in industrial operation.

Промышленное применение полезной модели агрегатно-цехового комплекса обеспечило:Industrial application of the utility model of the aggregate-workshop complex provided:

- повышение производительности газоперекачивающих агрегатов на 0,1% и компрессорного цеха - на 0,05%;- increasing the productivity of gas pumping units by 0.1% and the compressor shop - by 0.05%;

- снижение потребления топливного газа агрегатом на 0,1% и цехом - на 0,05%;:- reduction of fuel gas consumption by the unit by 0.1% and the workshop - by 0.05% ;:

- восстановление надежности и безопасности управления цехом до проектного уровня;- restoration of reliability and safety of workshop management to the design level;

- снижение стоимости проекта реконструкции (замены штатных средств автоматизации агрегатов и цеха) за счет снижения стоимости оборудования комплекса на 15%; снижение потребности в кабельной продукции в 1,8 раза; снижение объемов и затрат на строительно-монтажные работы на 70%, пуско-наладочные - на 60%; сокращение сроков ввода в эксплуатацию в 1,5 раза.- reduction in the cost of the reconstruction project (replacement of standard automation equipment for units and workshops) by reducing the cost of complex equipment by 15%; 1.8 times reduction in the need for cable products; reduction in volumes and costs of construction and installation works by 70%, commissioning - by 60%; reduction of commissioning time by 1.5 times.

Claims

1. Aggregate-workshop monitoring and control complex, characterized in that it contains a workshop remote control system installed in the operator room and connected by primary and backup digital communication channels and redundant wire channels for emergency and emergency control with automatic control systems for technological facilities of the workshop, including no less than five systems of automatic control of gas pumping units, a system of automatic control of gas communications valves for the workshop, with automatic control system for gas air cooling installation, automatic control system for starting and fuel gas treatment unit, each automatic control system installed on the industrial site of the workshop, directly at the corresponding technological control facility and connected by wire lines to sensors and actuators installed on its equipment .

2. The unit-workshop complex according to claim 1, characterized in that the remote control system of the compressor workshop includes a remote control and an automatic control system of the compressor workshop, interconnected via a block of digital switches.

3. The aggregate-workshop complex according to claim 2, characterized in that the remote control for the compressor workshop contains at least three automated workstations, an emergency workshop control device, at least five remote emergency emergency control devices for gas pumping units, a long-term archive server and a printing device .

4. The aggregate-workshop complex according to claim 2, characterized in that the automatic control system of the compressor workshop is configured to programmatically control the gas compression process and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for analog and discrete signals and support for digital Ethernet channels and RS 422.

5. The aggregate-workshop complex according to claim 1, characterized in that the automatic control system of the gas pumping unit comprises a local control panel including an electromechanical switch unit, a digital indicator with functional control keys and light signaling means connected through a programmable logic controller unit with input devices - output of analog and discrete signals, equipment for monitoring the presence of flame in the combustion chambers, revolutions of the turbine shafts, vibration speed, vibration Extensions and axial shift, gas and gas control valves, connected by wire lines with the corresponding sensors and actuators of the equipment of the gas pumping unit.

6. The aggregate-workshop complex according to claim 5, characterized in that the design of the automatic control system of the gas pumping unit is made with open access to equipment located planarly on vertical panels installed in an individual unit box equipped with heating and ventilation.

7. The assembly-workshop complex according to claim 1, characterized in that the automatic crane control system is installed in an individual block box and contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, crane control devices connected by wired communication lines with sensors of gas flow parameters and actuators controlling the movement of valves on valves.

8. Aggregate-workshop complex according to claim 1, characterized in that the automatic control system for the gas air cooling installation is installed in an individual block box and contains series-connected block of programmable logic controllers with input-output devices of discrete and analog signals and a block of electromechanical forming devices start-stop commands of asynchronous electric drives of air fans, the output of which is connected by wire lines to the blocks of magnetic actuators of the electric drive.

9. The assembly-workshop complex according to claim 1, characterized in that the automatic control system for the start-up and fuel gas treatment unit contains a block of programmable logic controllers with input / output devices for discrete and analog signals, a block of crane control devices and a block of electromechanical control command generation devices connected by wired communication lines with sensors and actuators of the installation.