Система телемеханики управления магистральным и межпромысловым газопроводом

Полезная модель относится к дистанционному контролю состояния магистрального и межпромыслового газопровода и может быть использована при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов, газа и других продуктов. Технический результат заключается в повышении производительности магистрального газопровода за счет сокращения простоя оборудования, повышении безопасности эксплуатации за счет получения своевременной информации об аварийной ситуации, что позволит оператору оперативно принять решение, в увеличении срока службы трубопроводного оборудования за счет снижения коррозии, а также в снижении вредного воздействия на окружающую среду вдоль его трассы. Технический результат достигается тем, что система телемеханики магистрального и межпромыслового газопровода включает пульт управления, канал связи и блок контрольно-измерительных приборов для измерения текущих параметров технологических объектов, исполнительные механизмы запорной арматуры и не менее одного контролируемого пункта, каждый из которых включает блок передачи информации, соединенный с блоком центрального процессора, включающий последовательно соединенные процессор, блок ввода аналоговых сигналов и блок ввода/вывода дискретных сигналов, блок модулей сопряжения аналоговых сигналов, блок модулей сопряжения дискретных сигналов и блок модулей реле, причем каждый из контролируемых пунктов соединен информационной связью через канал связи с

пультом управления, аналоговые датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения аналоговых сигналов, выход которого соединен с блоком ввода аналоговых сигналов, дискретные датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения дискретных сигналов, выход которого соединен с блоком модулей ввода/вывода дискретных сигналов, выход которого соединен с входом блока модулей реле, который управляет исполнительными механизмами запорной арматуры. Кроме того, в системе телемеханики блок контрольно-измерительных приборов включает контрольно-измерительные приборы для измерения параметров катодной защиты, давления, температуры, потенциалов тока и напряжения, сигналов аварийной, пожарной и охранной сигнализации в виде аналоговых и дискретных датчиков. Кроме того, в системе телемеханики число контролируемых пунктов равно числу удаленных технологических объектов, подключенных к системе телемеханики. Кроме того, в системе телемеханики в качестве канала связи использован радиоканал или проводные линии связи. 1 с.п. ф-лы, 4 з.п., 1 ил.

Полезная модель относится к дистанционному контролю состояния магистрального и межпромыслового газопровода и может быть использована при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов, газа и других продуктов.

Известна система управления газопроводом, включающая контрольно-измерительные приборы для измерения и обработки параметров транспортируемого по газопроводу потока, связанные с компьютерным центром сбора и обработки данных, который через программно-технические средства связан с исполнительными механизмами технологического оборудования газопровода. Система предназначена для контроля параметров защиты, управления и регулирования с помощью локальных средств автоматики технологических объектов газопровода (А.А.Апостолов и др. Автоматизация диспетчерского управления газотранспортным предприятием. ОИ "Газовая промышленность", серия "Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности". М.: ООО "ИРЦ Газпром", 1999, с.4-36).

Известна система автоматизированного управления газопроводом, включающая контрольно-измерительные приборы для измерения параметров, подключенные к блоку управления пункта контроля и управления, который связан с исполнительными механизмами устройств регулирования параметров, устройство регулирования начального давления газопровода, связанное с блоком

управления, который снабжен программным модулем для обработки результатов измерений параметров и вычислений значений скорости течения потока по длине газопровода (см. п. РФ N2241900, F17D 1/00, 12.10.2004).

Система позволяет обеспечить режим течения газового потока без образования застойных зон. Однако данная система не выдает достаточной и оперативной информации об утечке продукта в магистральном трубопроводе, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Полезная модель направлена на создание комплекса устройств телемеханики управления газопроводом осуществляющую сбор, передачу, прием и преобразование реальных физических параметров, поступающих с объектов в реальном масштабе времени, а также выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы для обработки команд с пульта управления.

Технический результат заключается в повышении производительности магистрального газопровода за счет сокращения простоя оборудования, повышении безопасности эксплуатации за счет получения своевременной информации об аварийной ситуации, что позволит оператору оперативно принять решение, в увеличении срока службы трубопроводного оборудования за счет снижения коррозии, а также в снижении вредного воздействия на окружающую среду вдоль его трассы.

Технический результат достигается тем, что система телемеханики магистрального и межпромыслового газопровода включает пульт управления, канал связи и блок контрольно-измерительных приборов для измерения текущих параметров технологических объектов, исполнительные механизмы запорной

арматуры и не менее одного контролируемого пункта, каждый из которых включает блок передачи информации, соединенный с блоком центрального процессора, включающий последовательно соединенные процессор, блок ввода аналоговых сигналов и блок ввода/вывода дискретных сигналов, блок модулей сопряжения аналоговых сигналов, блок модулей сопряжения дискретных сигналов и блок модулей реле, причем каждый из контролируемых пунктов соединен информационной связью через канал связи с пультом управления, аналоговые датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения аналоговых сигналов, выход которого соединен с блоком ввода аналоговых сигналов, дискретные датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения дискретных сигналов, выход которого соединен с блоком модулей ввода/вывода дискретных сигналов, выход которого соединен с входом блока модулей реле, который управляет исполнительными механизмами запорной арматуры.

Кроме того, в системе телемеханики блок контрольно-измерительных приборов включает контрольно-измерительные приборы для измерения параметров катодной защиты, давления, температуры, потенциалов тока и напряжения, сигналов аварийной, пожарной и охранной сигнализации в виде аналоговых и дискретных датчиков.

Кроме того, в системе телемеханики число контролируемых пунктов равно числу удаленных технологических объектов, подключенных к системе телемеханики.

Кроме того, в системе телемеханики в качестве канала связи использован радиоканал или проводные линии связи.

На фиг.1 изображена структурная схема системы телемеханики управления магистральным или межпромысловым газопроводом.

Система включает пульт управления 1, соединенный с каналом связи 2, и соединенный информационной связью с контролируемым пунктом 3, включающим блок передачи информации 4, выход которого соединен с блоком центрального процессора 5, содержащим последовательно соединенные центральный процессор 6, блок ввода аналоговых сигналов 7, блок ввода/вывода дискретных сигналов 8, вход блока ввода аналоговых сигналов 7 соединен с выходом блока модулей сопряжения аналоговых сигналов 9, вход блока ввода/вывода дискретных сигналов 8 соединен с выходом блока модулей сопряжения дискретных сигналов 10, а выход блока 8 соединен с входом блока модулей реле 11, система включает контрольно-измерительные приборы (КИП) 12, первый выход которых соединен с входом блока модулей сопряжения аналоговых сигналов 9, второй выход КИП 12 соединен со входом блока модулей сопряжения дискретных сигналов 10, выход блока модулей реле 11 соединен управляющей связью с входом исполнительного механизма запорной арматуры 13.

Пульт управления 1 с блоком управления, представляет собой ПЭВМ, процессор - Intel Pentium не ниже 133 МГ, оперативной памятью - 512 Мбайт, с картой СОМ-портов, модем, с программным модулем, оснащенным программой для обработки результатов измерений параметров потока по длине газопровода, и обеспечивающей информацией о ходе технологического процесса контролируемого объекта в графическом и табличном виде, отображение нарушений технологического режима, дистанционное управление технологическим процессом, контроль и регистрацию действий оператора и выдачу управляющих воздействий для всех удаленных технологических объектов.

Канал связи 2 обеспечивает связь между пультом управления и контролируемым пунктом либо по радиоканалу с использованием

радиомодемов, либо по проводным каналам связи с использованием проводных модемов.

Блок контрольно-измерительных приборов 12 представляет собой совокупность как аналоговых так и дискретных датчиков (давления, температуры, потенциалов тока и напряжения, сигналов аварийной, пожарной и охранной сигнализации), предназначенных для измерения, передачи текущих параметров технологических объектов, подключаемых к системе телемеханики.

Блок исполнительных механизмов 13 выполнен в виде крановых задвижек и позволяет при аварийной ситуации отсекать поток продукта по газопроводу.

Контролируемый пункт (КП) 3 выполняет сбор и первичную обработку информации с датчиков блока контрольно-измерительных приборов, выработку управляющих воздействий, выполнение технологических защит и блокировок, а также осуществляет взаимодействие с пультом управления. Контролируемый пункт может быть установлен на любом технологическом объекте магистрального или межпромыслового газопроводе при условии обеспечения канала связи с пультом управления.

Количество контролируемых пунктов равно числу удаленных технологических объектов, подключенных к системе телемеханики.

Каждый контролируемый пункт 3 включает:

- блок передачи информации 4, представляющий собой модем радио или проводной связи и предназначен для преобразования информации в помехозащищенный вид для передачи на удаленные объекты;

- блок центрального процессора 5, предназначенью для реализации алгоритмов функционирования контрольного пункта путем загрузки и выполнения рабочей программы, выполнен в виде

платы формата MicroPC, например, 5066 фирмы OCTAGON SYSTEMS;

- блок ввода/вывода дискретных сигналов 8, выполненный в виде платы формата MicroPC, например 5600 фирмы OCTAGON SYSTEMS, и предназначен для ввода информации о состоянии дискретных объектов и их управления;

- блок ввода аналоговых сигналов 7, выполненный в виде платы формата MicroPC, например АТ-16-5а фирмы FASTWELL, предназначен для преобразования сигналов напряжения или тока в 14-ти разрядный код;

- блок модулей сопряжения аналоговых сигналов 9, выполненный в виде модуля, например aimux-32-c-1 фирмы FASTWELL;

- блок модулей сопряжения дискретных сигналов 10, выполненный в виде модуля, например TBI 24/ОС фирмы FASTWELL, предназначен для сопряжения 24-х источников дискретных сигналов с портом дискретного ввода блока ввода/вывода дискретных сигналов 8;

- блок модулей реле 11, выполненный в виде модуля релейной коммутации, например TBR-8 фирмы FASTWELL, предназначен для коммутации силовых цепей переменного и постоянного токов с помощью электромагнитного реле.

Система телемеханики управления магистральным и межпромысловым газопроводом работает следующим образом.

Дискретный сигнал в виде информации об аварийной, пожарной и охранной сигнализации поступает с блока контрольно-измерительных приборов 12 в блок модулей сопряжения 10 входных сигналов, где преобразовывается в TTL уровень, затем он поступает в блок ввода/вывода дискретной информации 8. По запросу блока

центрального процессора 5 происходит считывание сигнала в цифровом виде в память центрального процессора 6. Пульт управления 1 периодически считывает информацию через канал связи 2 и блок передачи информации 4 с центрального процессора 6. В случае аварийной ситуации на экран пульта управления 1 выдается информации в виде визуального и звукового сообщения о соответствующем событии. Дискретные сигналы на экране ПУ представлены в виде индикаторов в соответствующем месте мнемосхемы узла. Оператор оперативно принимает решение об устранении ситуации. Оператор с пульта управления 1 выдает команду о закрытии или открытии необходимых крановых задвижек. Данная команда в виде управляющего цифрового сигнала поступает через канал связи 2 и блока передачи информации 4 в блок центрального процессора 5, затем процессор записывает управляющий сигнал в плату дискретного ввода/вывода, который по соответствующему каналу выдает сигнал TTL уровня. Этот сигнал поступает на блок модулей реле 11 ив нем коммутирует соответствующее реле, контакты которого управляют исполнительным механизмом 13 крановой задвижки.

Аналоговый сигнал в виде токового сигнала или сигнала напряжения поступает с блока контрольно-измерительных приборов 12 на блок сопряжения входных аналоговых сигналов 9, в блоке 9 происходит коммутация соответствующего входа на выход блока и поступает на вход блока 7 ввода аналоговых сигналов, где происходит аналого-цифровое преобразование этого сигнала в 14-ти разрядный код. По запросу блока центрального процессора 5 происходит считывание сигнала в цифровом виде в память центрального процессора 6 контролируемого пункта 3. Пульт управления 1 периодически считывает информацию через канал связи 2 и блок передачи информации 4 с блока центрального

процессора 5 контролируемого пункта 3. В пульте управления 1 происходит масштабирование сигнала и приведение к инженерным единицам. После преобразования проверяется выход за аварийные границы. В случае выхода за границы на экран пульта управления 1 выдается информация в виде визуального или звукового сообщения о событии выхода за аварийные границы. Аналоговые сигналы на экране ПУ 1 представлены в виде цифрового значения в инженерных единицах в соответствующем месте мнемосхемы узла. Оператор оперативно принимает решение об устранении ситуации. Оператор с пульта управления 1 выдает команду о закрытии или открытии необходимых крановых задвижек. Данная команда в виде управляющего цифрового сигнала поступает через канал связи 2 и блока передачи информации 4 в блок центрального процессора 5, затем процессор записывает управляющий сигнал в плату дискретного ввода/вывода 8, который по соответствующему каналу выдает сигнал TTL уровня. Этот сигнал поступает на блок модулей реле 11 и в нем коммутирует соответствующее реле, контакты которого управляют исполнительным механизмом 13 крановой задвижки.

По данным датчиков давления, поступающих с каждого контрольного пункта, собирается информация о характере распределения давления по всей протяженности газопровода. Полученную информацию сравнивают с расчетной и принимают решение о возможности возникновения утечки продукта.

1. Система телемеханики управления магистральным и межпромысловым газопроводом, включающая пульт управления, канал связи и блок контрольно-измерительных приборов для измерения текущих параметров технологических объектов, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит исполнительные механизмы запорной арматуры и не менее одного контролируемого пункта, каждый из которых включает блок передачи информации, соединенный с блоком центрального процессора, включающий последовательно соединенные процессор, блок ввода аналоговых сигналов и блок ввода/вывода дискретных сигналов, блок модулей сопряжения аналоговых сигналов, блок модулей сопряжения дискретных сигналов и блок модулей реле, причем каждый из контролируемых пунктов соединен информационной связью через канал связи с пультом управления, аналоговые датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения аналоговых сигналов, выход которого соединен с блоком ввода аналоговых сигналов, дискретные датчики блока контрольно-измерительных приборов соединены с блоком модулей сопряжения дискретных сигналов, выход которого соединен с блоком модулей ввода/вывода дискретных сигналов, выход которого соединен с входом блока модулей реле, который управляет исполнительными механизмами запорной арматуры.

2. Система телемеханики по п.1, отличающаяся тем, что блок контрольно-измерительных приборов включает контрольно-измерительные приборы для измерения параметров катодной защиты, давления, температуры, потенциалов тока и напряжения, сигналов аварийной, пожарной и охранной сигнализации в виде аналоговых и дискретных датчиков.

3. Система телемеханики по п.1, отличающаяся тем, что число контролируемых пунктов равно числу удаленных технологических объектов, подключенных к системе телемеханики.

4. Система телемеханики по п.1, отличающаяся тем, что в качестве канала связи использован радиоканал.

5. Система телемеханики по п.1, отличающаяся тем, что в качестве канала связи использованы проводные линии связи.