OpenSCADAWiki: Home Page En/Using/ ModelAGLKS ...

Home | Index | Changes | Comments | Users | Registration | Login  Password:  
 
This is an old revision of HomePageEn/Using/ModelAGLKS from 2010-09-02 11:17:45..

The dynamic model of real-time of the Anastasievskaja GLKS

Name:ModelAGLKS
Founded:январь 2006г
Version:0.9.0
Status:GPL
Members:Roman Savochenko
Description:The project is devoted to the creation of the full dynamic model of real-time of Anastasievskaja GLKS.
Address: Model is in the DB file: SQLite.AnastModel (file:AGLKSModel.db). Library of the equipment models: SQLite.OscadaLibs (file:oscadalibs.db)


Contents

Introduction

Anastasievskaya GLKS (AGLKS) is the technological process designed for two-stage gas compression of gas fields. For this purpose GLKS is provided with six centrifugal compressors: three compressor for low and high pressure part, thus providing redundancy and allowing the parallel operation.


To test the control algorithms of GLKS, especially anti surging algorithms the creation of mathematical model of GLKS was required. The model must run on the single board computer with the PCI and communicate with the controller of the technological process control. For development of the model it was used library of technological devices of OpenSCADA. Subsequently, the TP model of the compressor station has grown into an autonomous system which is used in the OpenSCADA project as the demonstration of features and capabilities.

1 Technological process

Before creating the GLKS model, it was created the principle circuit of the model of technological process, based on the principle circuit of the real process. The resulting scheme is shown in Figure 1.


file:model_sh_en.png
Figure 1. Principle scheme of the AGLKS model.

2 Modeling

To construct the model of technological process on the basis of the available models of tech. devices it was directly used the source principle scheme and block calculator (BlockCalc) of the OpenSCADA system. The technological devices added to the block scheme in accordance to the principle scheme. Several blocks were added as the accessory ones and for the nodes of the flows. The numbers of the nodes' blocks are indicated on the principle scheme near the flows nodes.


The model is implemented as an eight-block schemes of the block calculator. Structure and properties of block schemes are shown in Table 1.


Table 1. Model block scheme

ID Name Purpose Period of execution (ms) Execution time for Athlon 64 3000+ (ms)
gen Mainstation Contains the model of general part of the compressor station, namely, all that is shown on the principle scheme outside of the gray blocks of individual compressors. 10 0.52
gen_cntr Mainstation (contr) Contains the model of the control system of the mainstation part 1000 0.033
KM101 The model of КМ101 Contains the model of the first compressor КМ101 of low pressure. 10 0.3
KM102 The model of КМ102 Contains the model of the first compressor КМ101 of high pressure. 10 0.35
KM201 The model of КМ201 Contains the model of the second compressor КМ201 of low pressure. 10 0.3
KM202 The model of КМ202 Contains the model of the second compressor КМ201 of high pressure. 10 0.35
KM301 The model of КМ301 Contains the model of the third compressor КМ301 of low pressure. 10 0.3
KM302 The model of КМ302 Contains the model of the third compressor КМ301 of high pressure. 10 0.35

From the characteristics of block schemes can be seen that the capacity of the model as a whole to the CPU Athlon 64 3000+ (2000MHz) is 19.5%.


Table 2. lists the models being used in accordance with the principle scheme.


Table 2. Using of the technological devices model

Technological device model Technological devices (blocks of the model)
Ball crane (ballCrane) gen.KSH1cm, gen.KSH2cm, gen.KSH5cm, gen.KSH7cm, gen.KSH21cm, gen.KSH22cm, KM*01.KSH101cm, KM*01.KSH102cm, KM*01.KSH104cm, KM*01.KSH105cm, KM*01.KSH106cm, KM*02.KSH111cm, KM*02.KSH112cm, KM*02.KSH114cm, KM*02.KSH115cm, KM*02.KSH116cm
Gas compressor (compressor) KM*01.KM101_1, KM*01.KM101_2, KM*02.KM102_1, KM*02.KM102_2
Air cooler (cooler) KM*01.AT101_1, KM*01.AT101_2, KM*02.AT102_1, KM*02.AT102_2
Diaphragm (diafragma) gen.PP1, gen.PP3, gen.PP5, gen.PP7, KM*01.PP101, KM*01.PP102, KM*02.PP103, KM*02.PP104
Valve (klap) gen.KSH1, gen.KSH5, gen.KSH6, gen.KSH21, KM*01.KPP101, KM*01.DR100, KM*01.KSH101, KM*01.KSH104, KM*01.KSH106, KM*02.KPP102, KM*02.DR101, KM*02.KSH111, KM*02.KSH113, KM*02.KSH114, KM*02.KSH116
Lag (lag) gen.P_KRD2
Network (loading) (net) gen.netGVD, gen.netGlinsk, gen.netFakel, KM*02.net102
Pipe 1->1 (pipe1_1) gen.pipeGlinsk
Pipe 1->2 (pipe1_2) gen.node1, gen.node20
Pipe 1->3 (pipe1_3) gen.node1_1, gen.node21, KM*01.node4_1
Pipe 1->4 (pipe1_4) KM*02.node6_1
Pipe 3->1 (pipe3_1) gen.node22, gen.node19, KM*01.node3_1, KM*02.node5_1
Noise (2 harmonic + rand) (noise) gen.noisePP3
Separator (separator) gen.C1, gen.C2, KM*01.C101_1, KM*01.C101_2, KM*01.C101_3, KM*02.С102_1, KM*02.С102_2, KM*02.С102_3
Source (pressure) (src_press) gen.SrcGas

Through the using of the library of the models of tech. devices and concepts for building the dynamic models it has been obtained the dynamic model, from which you can get the parameters at any point of the principle scheme as for the study and for testing of the control algorithms.


In the model of the control system of the mainstation part there are three PID: PC_KRD1, PC_KRD2 and PC_KRD3 to regulate the pressure at the input of the CS, between the compressors of low and high pressure, as well as at the output of the CS.


To obtain the information on the technological process the parameters of TP (Table 3) were created, which represent data from individual nodes of the model.


Table 3. Parameters of the technological process

Шифр Описание Свойства Источник
Контроллер общестанционки BlockCalc.gen
F2, F_PP1 Расход газа через диафрагму PP1 PP1.Fi
F3 Расход газа через трубу на Глинск pipeGlinsk.Fi
F4, F_PP5, F5_6 Расход газа через диафрагму PP5 PP5.Fi
F7_8 Расход газа через диафрагму PP7 PP7.Fi
F_PP3 Расход газа через диафрагму PP3 PP3.Fo
КШ1 Блок управления шарового крана КШ1 КШ1им.com, КШ1им.st_open, КШ1им.st_close
КШ2 Блок управления шарового крана КШ2 КШ2им.com, КШ2им.st_open, КШ2им.st_close
КШ5 Блок управления шарового крана КШ5 КШ5им.com, КШ5им.st_open, КШ5им.st_close
КШ6 Блок управления шарового крана КШ6 КШ6им.com, КШ6им.st_open, КШ6им.st_close
КШ7 Блок управления шарового крана КШ7 КШ7им.com, КШ7им.st_open, КШ7им.st_close
КШ21 Блок управления шарового крана КШ21 КШ21им.com, КШ21им.st_open, КШ21им.st_close
КШ22 Блок управления шарового крана КШ22 КШ22им.com, КШ22им.st_open, КШ22им.st_close
L1 Уровень жидкости в сепараторе C2 C2.Lж
Ti Температура газа на входе КС. КШ1.Ti
T_PP1 Температура газа на диафрагме PP1 КРД1.To
T_PP3 Температура газа на диафрагме PP3 node19.To
T_PP5 Температура газа на диафрагме PP5 КШ21.To
Pi Давление газа на входе КС. КШ1.Pi
P_PP1 Давление газа на диафрагме PP1 PP1.Po
P_PP3, PC0601 Давление газа на диафрагме PP3 PP3.Po
P_PP5, P4, PT0404 Давление газа на диафрагме PP5 PP5.Po
PT0804, P3 Давление газа в трубе на Глинск pipeGlinsk.Pi
PT1606, PT0503 Давление газа в сепараторе С1 C1.Po
PT0406 Давление газа на диафрагме PP7 PP7.Po
PT0605 Давление газа перед регулирующим клапаном КРД1 КРД1.Pi
Виртуальный контроллер общестанционки LogicLev.experiment
F3 Расход газа через трубу на Глинск Шаблон: base.simleBoard
т/ч, (0;100), a(10;90), w(35;80)
BlockCalc.Anast1to2node.F3.var
F4, F_PP5 Расход газа через диафрагму PP5 Шаблон: base.simleBoard
т/ч, (0;100), a(10;90), w(35;80)
BlockCalc.Anast1to2node.F4.var, BlockCalc.Anast1to2node.F_PP5.var
F_PP1 Расход газа через диафрагму PP1 Шаблон: base.simleBoard
т/ч, (0;150)
BlockCalc.Anast1to2node.F_PP1.var
F_PP3 Расход газа через диафрагму PP3 Шаблон: base.simleBoard
т/ч, (0;150)
BlockCalc.Anast1to2node.F_PP3.var
Ti Температура газа на входе КС. Шаблон: base.simleBoard
град. С, (-50;50), a(-20;40), w(-10;30)
BlockCalc.Anast1to2node.Ti.var
T_PP1 Температура газа на диафрагме PP1 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP1.var
T_PP3 Температура газа на диафрагме PP3 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP3.var
T_PP5 Температура газа на диафрагме PP5 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP5.var
Pi Давление газа на входе КС. Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;20), a(4;15), w(5;10)
BlockCalc.Anast1to2node.Pi.var
P3 Давление газа в трубе на Глинск Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;100), a(10;90), w(20;80)
BlockCalc.Anast1to2node.P3.var
P_PP1 Давление газа на диафрагме PP1 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;10)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP1.var
P_PP3 Давление газа на диафрагме PP3 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP3.var
P_PP5, P4 Давление газа на диафрагме PP5 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP5.var, BlockCalc.Anast1to2node.P4.var
PT0503 Давление газа в сепараторе С1 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;10), a(2;8), w(3;7)
BlockCalc.Anast1to2node.PT0503.var
КШ6close Сигнализация по закрытию крана КШ6 Шаблон: base.digAlarm BlockCalc.Anast1to2node.КШ6.st_open
gN1 Узел учёта 1 Шаблон: base.gasPoint
КШ7 Блок управления шарового крана КШ7 Шаблон: base.digitBlock
t=5c
BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.com, BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.st_open, BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.st_close
Контроллер BlockCalc.gen_cntr
PC_КРД1 Регулятор давления на входе КС. ат, (0;10) PCKRD1.*
PC_КРД2 Регулятор давления между компрессорами низкого и высокого давлений. ат, (0;50) PC_КРД2.*
PC_КРД3 Регулятор давления на выходе КС. ат, (0;120) PC_КРД3.*
Контроллер BlockCalc.KM*01
KPP101 Антипомпажный регулирующий клапан компрессора %, (0;100), 0 знаков KPP101.l_kl1
FN101 Расход на выходе компрессора КШ104.Fi
F101 Расход на диафрагме PP101 т/ч, (0;100), 1 знак PP101.Fi
F102 Расход на диафрагме PP102 т/ч, (0;100), 1 знак PP102.Fi
TE1202_1 Температура после первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак КМ101_1.To
TE1205_1 Температура после второй ступени компрессора К, (273;433), 0 знак КМ101_2.To
TE1313_1 Температура на входе первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак node3_1.To
TE1314_1 Температура после холодильника первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак AT101_1.To
TE1206_1 Температура после холодильника второй ступени компрессора К, (273;373), 0 знак AT101_2.To
AT101_1 Блок контроля холодильника после первой ступени компрессора AT101_1.Ti, AT101_1.To, AT101_1.Wc
AT101_2 Блок контроля холодильника после второй ступени компрессора AT101_2.Ti, AT101_2.To, AT101_2.Wc
КШ101 Блок управления шарового крана КШ101 КШ101им.com, КШ101им.st_open, КШ101им.st_close
КШ102 Блок управления шарового крана КШ102 КШ102им.com, КШ102им.st_open, КШ102им.st_close
КШ104 Блок управления шарового крана КШ104 КШ104им.com, КШ104им.st_open, КШ104им.st_close
КШ105 Блок управления шарового крана КШ105 КШ105им.com, КШ105им.st_open, КШ105им.st_close
КШ106 Блок управления шарового крана КШ106 КШ106им.com, КШ106им.st_open, КШ106им.st_close
PT0202_1 Давление после первой ступени компрессора ат, (0;20), 1 знак КМ101_1.Po
PT0204_1 Давление после второй ступени компрессора ат, (0;50), 1 знак КМ101_2.Po
PT1006_1 Давление на диафрагме PP102 ат, (0;20), 1 знак PP102.Pi
P101 Давление на диафрагме PP101 ат, (0;10), 1 знак PP101.Pi
ST8612_1 Обороты вращения компрессора 1000x об.мин., (0;10), 2 знака КМ101_1.N
Контроллер BlockCalc.KM*02
KPP102 Антипомпажный регулирующий клапан компрессора %, (0;100), 0 знаков KPP102.l_kl1
TE1202_4 Температура после первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак KM102_1.To
TE1205_4 Температура после второй ступени компрессора К, (273;433), 0 знак KM102_2.To
TE1313_4 Температура на входе первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак node5_1.To
TE1314_4 Температура после холодильника первой ступени компрессора К, (273;373), 0 знак AT102_1.To
TE1206_4 Температура после холодильника второй ступени компрессора К, (273;373), 0 знак AT102_2.To
F103 Расход на диафрагме PP103 т/ч, (0;100), 1 знак PP103.Fi
F104 Расход на диафрагме PP104 т/ч, (0;100), 1 знак PP104.Fi
PT0202_4 Давление после второй ступени компрессора ат, (0;75), 1 знак KM102_1.Po
PT0204_4 Давление после второй ступени компрессора ат, (0;150), 1 знак KM102_2.Po
PT1006_4 Давление на диафрагме PP104 ат, (0;75), 1 знак PP104.Pi
P103 Давление на диафрагме PP103 ат, (0;50), 1 знак PP103.Pi
КШ111 Блок управления шарового крана КШ111 КШ111им.com, КШ111им.st_open, КШ111им.st_close
КШ112 Блок управления шарового крана КШ112 КШ112им.com, КШ112им.st_open, КШ112им.st_close
КШ114 Блок управления шарового крана КШ114 КШ114им.com, КШ114им.st_open, КШ114им.st_close
КШ115 Блок управления шарового крана КШ115 КШ115им.com, КШ115им.st_open, КШ115им.st_close
КШ116 Блок управления шарового крана КШ116 КШ116им.com, КШ116им.st_open, КШ116им.st_close
ST8612_4 Обороты вращения компрессора 1000x об.мин., (0;15), 2 знака KM102_1.N

3 Интерфейс пользователя

Пользовательский интерфейс модели представлен семью объектами сигнализаций (рис.2). Шесть из них содержат кадры компрессоров КМ101, КМ201, КМ301, КМ102, КМ202 и КМ302. Седьмой же является общим для всей компрессорной станции и содержит общестанционные кадры. Общестанционная группа сигнализации содержит две мнемосхемы, две группы графиков, группу контуров, группу обзорных кадров и пять документов.


General view of the user interface window. (73 Kb)
Рис.2. Общий вид окна интерфейса пользователя.

Мнемосхемы объекта сигнализации "Общестанционка" представлены на рис.3 и рис.4.


The main mnemonic scheme of CS (45 Kb)
Рис.3. Главная мнемосхема КС

Test mnemonic scheme (64 Kb)
Рис.4. Тестовая мнемосхема

Группы графиков "Массовые потоки" и "Температуры" представлены на рис.5 и рис.6 соответственно.


Graphics group "Mass flows" (23 Kb)
Рис.5. Группа графиков "Массовые потоки".

Graphics group "Temperatures" (20 Kb)
Рис.6. Группа графиков "Температуры".

Группа контуров "Тестовая группа" (рис.7) содержит контура всех регуляторов и ряд важных параметров.


Contours group "Test group". (31 Kb)
Рис.7. Группа контуров "Тестовая группа".

Группа обзорных кадров "Обзор 1" (рис.8) содержит кадры основных параметров.


Group of the overview frames "Overview 1". (11 Kb)
Рис.8. Группа обзорных кадров "Обзор 1".

Документы "Таблица накопленных мгновенных значений", "Журнал вмешательств", "Таблица среднечасовых значений", "Таблица среднесуточных значений" и "Суточный отчёт" представлены на рис.9, рис.10, рис.11, рис.12 и рис.13 соответственно.


The document "Table of accumulation instantaneous values".\n (61 Kb)
Рис.9. Документ "Таблица накопленных мгновенных значений".

The document "Log of interruptions". (29 Kb)
Рис.10. Документ "Журнал вмешательств".

The document "Table of average over hour values". (37 Kb)
Рис.11. Документ "Таблица среднечасовых значений".

The document "Table of average over day values".\n (25 Kb)
Рис.12. Документ "Таблица среднесуточных значений".

The document "Day Report". (55 Kb)
Рис.13. Документ "Суточный отчёт".

Объекты сигнализации компрессоров низкого давления содержат мнемосхему рис.14 и группу графиков рис.15.


Mnemonic scheme of the low pressure compressor. (38 Kb)
Рис.14. Мнемосхема компрессора низкого давления.

Graphics group of the low pressure compressor (22 Kb)
Рис.15. Группа графиков компрессора низкого давления.

Объекты сигнализации компрессоров высокого давления содержат мнемосхему рис.16 и группу графиков рис.17.


Mnemonic scheme of the high pressure compressor. (38 Kb)
Рис.16. Мнемосхема компрессора высокого давления.

Graphics group of the high pressure compressor (23 Kb)
Рис.17. Группа графиков компрессора высокого давления.

Для отображения динамики всей компрессорной станции предусмотрена группа сводных графиков (рис.18)


The result graphics "Page 1". (24 Kb)
Рис.18. Группа сводных графиков "Страница 1".

4 Результаты

Результатом разработки стала полноценная динамическая модель технологического процесса компрессорной станции. Данная модель доступна на трёх языках и включена в дистрибутивы системы OpenSCADA в роли демонстрации функций и возможностей.


Модель предусматривает возможность управления ТП от лица оператора, включая операции:


В прикладном смысле модель с успехом применялась для отладки алгоритмов противопомпажной защиты компрессоров Анастасиевской ГЛКС.

Ссылки

Referring pages: HomePageEn/Doc/HTTP
HomePageEn/Doc/QuickStart
HomePageEn/Server
HomePageEn/Using/GraphicElementsLibraries/MainElements
HomePageEn/Using/ModelAGLKS
HomePageEn/Using/PLC
HomePageEn/Using/PLC/firmware


 
There are no files on this page.[Display files/form]
There is no comment on this page. [Display comments/form]