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

Home | Каталог | Изменения | Комментарии | Пользователи | Регистрация | Вход  Пароль:  
 
English (1 Кб) English
Russian (1 Кб) Российский
 (2 Кб) Сторінку заморожено, актуальна тут.

Динамічна модель реального часу Анастасіївської ГЛКС

Ім'я: ModelAGLKS
Засновано: Січень 2006р
Учасники: Роман Савоченко
Опис: Проект присвячено створенню повної моделі Анастасіївської газо-ліфтної компресорної станції (ГЛКС).
Адреса: Поточна БД у SVN-репозиторії, БД у файлі: AGLKS.tlz.
Живе виконання: Web-доступ до інтерфейсу моделі


Оглавление

Вступ

Анастасіївська ГЛКС (АГЛКС) представляє собою технологічний процес, призначений для двох-ступеневого стиснення газу газових родовищ. Для цієї мети ГЛКС має шість відцентрових компресори, по три компресора на низький та високий тиск, забезпечуючи тим самим резервування та допускаючи паралельну роботу з метою підвищення продуктивності.


Для тестування алгоритмів керування ГЛКС, в особливості антипомпажних алгоритмів, знадобилося створення моделі ГЛКС. Передбачувався запуск моделі на одно-платному комп'ютері з УПО та взаємодія з контролером керування технологічним процесом. Для розробки моделі було використано бібліотеку технологічних апаратів системи OpenSCADA. Надалі модель ТП компресорної станції виросла у автономну систему, котра використовується у проекті OpenSCADA у якості демонстрації функції та можливостей. Текстові значення моделі доступні на трьох мовах: Англійська, Російська та Українська.

1 Технологічний процес

Перед створенням моделі ГЛКС була створено принципову схему моделі технологічного процесу, яка заснована на принциповій схемі реального технологічного процесу. Отриману схему зображено на рис.1.



Рис.1. Принципова схема моделі АГЛКС.

2 Моделювання

Для побудови моделі технологічного процесу на основі наявних моделей апаратів було безпосередньо використано принципову схему та блоковий обчислювач (BlockCalc) системи OpenSCADA. Моделі апаратів технологічної схеми додавалися до блочної схеми у відповідності з принциповою схемою. Частина блоків було додано для допоміжного обладнання, а також вузлів потоків. Номера блоків вузлів вказано на принциповій схемі номерами біля вузлів потоків.


Модель реалізовано у вигляді вісьмох блокових схем блокового обчислювача. Склад та властивості блокових схем наведено у таблиці 1.


Таблиця 1. Блокові схеми моделі

ID Ім'я Призначення Період обчислення (мс) Час виконання на Athlon 64 3000+ (мс)
gen Загальностанційка Містить модель загальної частини компресорної станції, а саме все що зображено на принциповій схемі за межами сірих блоків окремих компресорів. 10 0.52
gen_cntr Загальностанційка (контролер) Містить модель системи керування загальностанційною частиною. 1000 0.033
KM101 Модель КМ101 Містить модель першого компресора низького тиску КМ101. 10 0.3
KM102 Модель КМ102 Містить модель першого компресора високого тиску КМ102. 10 0.35
KM201 Модель КМ201 Містить модель другого компресора низького тиску КМ201. 10 0.3
KM202 Модель КМ202 Містить модель другого компресора високого тиску КМ202. 10 0.35
KM301 Модель КМ301 Містить модель третього компресора низького тиску КМ301. 10 0.3
KM302 Модель КМ302 Містить модель третього компресора високого тиску КМ302. 10 0.35

З характеристик блочних схем можна бачити, що ресурсоємність моделі в цілому до центрального процесора Athlon 64 3000+ (2000МГц) складає 19.5%.


У таблиці 2 наведено перелік використаних моделей апаратів у відповідності з принциповою схемою.


Таблиця 2. Використані моделі апаратів

Модель апарату Апарати (блоки моделі)
Шаровий кран (ballCrane) gen.КШ1им, gen.КШ2им, gen.КШ5им, gen.КШ7им, gen.КШ21им, gen.КШ22им, KM*01.КШ101им, KM*01.КШ102им, KM*01.КШ104им, KM*01.КШ105им, KM*01.КШ106им, KM*02.КШ111им, KM*02.КШ112им, KM*02.КШ114им, KM*02.КШ115им, KM*02.КШ116им
Компресор газовий (compressor) KM*01.КМ101_1, KM*01.КМ101_2, KM*02.KM102_1, KM*02.KM102_2
Пов. холодильник (cooler) KM*01.AT101_1, KM*01.AT101_2, KM*02.AT102_1, KM*02.AT102_2
Діафрагма (diafragma) gen.PP1, gen.PP3, gen.PP5, gen.PP7, KM*01.PP101, KM*01.PP102, KM*02.PP103, KM*02.PP104
Клапан (klap) gen.КШ1, gen.КШ5, gen.КШ6, gen.КШ21, KM*01.KPP101, KM*01.DR100, KM*01.КШ101, KM*01.КШ104, KM*01.КШ106, KM*02.KPP102, KM*02.DR101, KM*02.КШ111, KM*02.КШ113, KM*02.КШ114, KM*02.КШ116
Затримка (lag) gen.P_КРД2
Мережа (навантаження) (net) gen.netGVD, gen.netGlinsk, gen.netFakel, KM*02.net102
Труба 1->1 (pipe1_1) gen.pipeGlinsk
Труба 1->2 (pipe1_2) gen.node1, gen.node20
Труба 1->3 (pipe1_3) gen.node1_1, gen.node21, KM*01.node4_1
Труба 1->4 (pipe1_4) KM*02.node6_1
Труба 3->1 (pipe3_1) gen.node22, gen.node19, KM*01.node3_1, KM*02.node5_1
Шум (2 гарм. + вип.) (noise) gen.noisePP3
Сепаратор (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
Джерело-тиск (src_press) gen.SrcGas

Завдяки використання бібліотеки моделей апаратів та концепції побудови динамічних моделей була отримана динамічна модель, з якої можна отримати параметри у будь якій точці принципової схеми як для вивчення, так і для відпрацювання алгоритмів керування.


У моделі системи керування загальносистемної частини реалізовано три ПІД-регулятори PC_КРД1, PC_КРД2 та PC_КРД3 для регулювання тиску на вході КС, між компресорами низького та високого тиску, а також на виході КС.


Для отримання інформації про технологічний процес були створені параметри ТП (таблиця 3), які надають дані з окремих вузлів моделі.


Таблиця 3. Параметри технологічного процесу

Шифр Опис Властивості Джерело
Контролер загальностанційки BlockCalc.gen
F2, F_PP1 Витрати газу через діафрагму PP1 PP1.Fi
F3 Витрати газу через трубу на Глінск pipeGlinsk.Fi
F4, F_PP5, F5_6 Витрати газу через діафрагму PP5 PP5.Fi
F7_8 Витрати газу через діафрагму PP7 PP7.Fi
F_PP3 Витрати газу через діафрагму PP3 PP3.Fo
КШ1 Блок керування шарового крану КШ1 КШ1им.com, КШ1им.st_open, КШ1им.st_close
КШ2 Блок керування шарового крану КШ2 КШ2им.com, КШ2им.st_open, КШ2им.st_close
КШ5 Блок керування шарового крану КШ5 КШ5им.com, КШ5им.st_open, КШ5им.st_close
КШ6 Блок керування шарового крану КШ6 КШ6им.com, КШ6им.st_open, КШ6им.st_close
КШ7 Блок керування шарового крану КШ7 КШ7им.com, КШ7им.st_open, КШ7им.st_close
КШ21 Блок керування шарового крану КШ21 КШ21им.com, КШ21им.st_open, КШ21им.st_close
КШ22 Блок керування шарового крану КШ22 КШ22им.com, КШ22им.st_open, КШ22им.st_close
L1 Рівень рідини у сепараторі C2 C2.Lж
Ti Температура газу на вході КС. КШ1.Ti
T_PP1 Температура газу на діафрагмі PP1 КРД1.To
T_PP3 Температура газу на діафрагмі PP3 node19.To
T_PP5 Температура газу на діафрагмі PP5 КШ21.To
Pi Тиск газу на вході КС. КШ1.Pi
P_PP1 Тиск газу на діафрагмі PP1 PP1.Po
P_PP3, PC0601 Тиск газу на діафрагмі PP3 PP3.Po
P_PP5, P4, PT0404 Тиск газу на діафрагмі PP5 PP5.Po
PT0804, P3 Тиск газу у трубі на Глінск pipeGlinsk.Pi
PT1606, PT0503 Тиск газу у сепараторі С1 C1.Po
PT0406 Тиск газу на діафрагмі PP7 PP7.Po
PT0605 Тиск газу перед регулюючим клапаном КРД1 КРД1.Pi
Віртуальний контролер загальностанційки LogicLev.experiment
F3 Витрати газу через трубу на Глінск Шаблон: base.simleBoard
т/год, (0;100), a(10;90), w(35;80)
BlockCalc.Anast1to2node.F3.var
F4, F_PP5 Витрати газу через діафрагму PP5 Шаблон: base.simleBoard
т/год, (0;100), a(10;90), w(35;80)
BlockCalc.Anast1to2node.F4.var, BlockCalc.Anast1to2node.F_PP5.var
F_PP1 Витрати газу через діафрагму PP1 Шаблон: base.simleBoard
т/год, (0;150)
BlockCalc.Anast1to2node.F_PP1.var
F_PP3 Витрати газу через діафрагму PP3 Шаблон: base.simleBoard
т/год, (0;150)
BlockCalc.Anast1to2node.F_PP3.var
Ti Температура газу на вході КС. Шаблон: base.simleBoard
град. С, (-50;50), a(-20;40), w(-10;30)
BlockCalc.Anast1to2node.Ti.var
T_PP1 Температура газу на діафрагмі PP1 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP1.var
T_PP3 Температура газу на діафрагмі PP3 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP3.var
T_PP5 Температура газу на діафрагмі PP5 Шаблон: base.simleBoard
град. С, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.T_PP5.var
Pi Тиск газу на вході КС. Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;20), a(4;15), w(5;10)
BlockCalc.Anast1to2node.Pi.var
P3 Тиск газу у трубі на Глінск Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;100), a(10;90), w(20;80)
BlockCalc.Anast1to2node.P3.var
P_PP1 Тиск газу на діафрагмі PP1 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;10)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP1.var
P_PP3 Тиск газу на діафрагмі PP3 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP3.var
P_PP5, P4 Тиск газу на діафрагмі PP5 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;50)
BlockCalc.Anast1to2node.P_PP5.var, BlockCalc.Anast1to2node.P4.var
PT0503 Тиск газу у сепараторі С1 Шаблон: base.simleBoard
кгс/см2, (0;10), a(2;8), w(3;7)
BlockCalc.Anast1to2node.PT0503.var
КШ6close Сигналізація по закриттю крана КШ6 Шаблон: base.digAlarm BlockCalc.Anast1to2node.КШ6.st_open
gN1 Вузол обліку 1 Шаблон: base.gasPoint
КШ7 Блок керування шарового крану КШ7 Шаблон: base.digitBlock
t=5c
BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.com, BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.st_open, BlockCalc.Anast1to2node.КШ7.st_close
Контролер BlockCalc.gen_cntr
PC_КРД1 Регулятор тиску на вході КС. ат, (0;10) PCKRD1.*
PC_КРД2 Регулятор тиску між компресорами низького та високого тиску. ат, (0;50) PC_КРД2.*
PC_КРД3 Регулятор тиску на виході КС. ат, (0;120) PC_КРД3.*
Контролер BlockCalc.KM*01
KPP101 Антипомпажний регулюючий клапан компресору %, (0;100), 0 знаков KPP101.l_kl1
FN101 Витрати на виході компресора КШ104.Fi
F101 Витрати на діафрагмі PP101 т/год, (0;100), 1 знак PP101.Fi
F102 Витрати на діафрагмі PP102 т/год, (0;100), 1 знак PP102.Fi
TE1202_1 Температура після першої ступені компресора К, (273;373), 0 знак КМ101_1.To
TE1205_1 Температура після другої ступені компресора К, (273;433), 0 знак КМ101_2.To
TE1313_1 Температура на вході першої ступені компресора К, (273;373), 0 знак node3_1.To
TE1314_1 Температура після холодильника першої ступені компресора К, (273;373), 0 знак AT101_1.To
TE1206_1 Температура після холодильника другої ступені компресора К, (273;373), 0 знак AT101_2.To
AT101_1 Блок контролю холодильника після першої ступені компресору AT101_1.Ti, AT101_1.To, AT101_1.Wc
AT101_2 Блок контролю холодильника після другої ступені компресору AT101_2.Ti, AT101_2.To, AT101_2.Wc
КШ101 Блок керування шаровим краном КШ101 КШ101им.com, КШ101им.st_open, КШ101им.st_close
КШ102 Блок керування шаровим краном КШ102 КШ102им.com, КШ102им.st_open, КШ102им.st_close
КШ104 Блок керування шаровим краном КШ104 КШ104им.com, КШ104им.st_open, КШ104им.st_close
КШ105 Блок керування шаровим краном КШ105 КШ105им.com, КШ105им.st_open, КШ105им.st_close
КШ106 Блок керування шаровим краном КШ106 КШ106им.com, КШ106им.st_open, КШ106им.st_close
PT0202_1 Тиск після першої ступені компресору ат, (0;20), 1 знак КМ101_1.Po
PT0204_1 Тиск після другої ступені компресору ат, (0;50), 1 знак КМ101_2.Po
PT1006_1 Тиск на діафрагмі PP102 ат, (0;20), 1 знак PP102.Pi
P101 Тиск на діафрагмі PP101 ат, (0;10), 1 знак PP101.Pi
ST8612_1 Оберти компресору 1000x об.хвил., (0;10), 2 знака КМ101_1.N
Контролер BlockCalc.KM*02
KPP102 Антипомпажний регулюючий клапан компресору %, (0;100), 0 знаков KPP102.l_kl1
TE1202_4 Температура після першої ступені компресору К, (273;373), 0 знак KM102_1.To
TE1205_4 Температура після другої ступені компресору К, (273;433), 0 знак KM102_2.To
TE1313_4 Температура на вході першої ступені компресору К, (273;373), 0 знак node5_1.To
TE1314_4 Температура після холодильника першої ступені компресору К, (273;373), 0 знак AT102_1.To
TE1206_4 Температура після холодильника другої ступені компресору К, (273;373), 0 знак AT102_2.To
F103 Витрати на діафрагмі PP103 т/год, (0;100), 1 знак PP103.Fi
F104 Витрати на діафрагмі PP104 т/год, (0;100), 1 знак PP104.Fi
PT0202_4 Тиск після першої ступені компресору ат, (0;75), 1 знак KM102_1.Po
PT0204_4 Тиск після другої ступені компресору ат, (0;150), 1 знак KM102_2.Po
PT1006_4 Тиск на діафрагмі PP104 ат, (0;75), 1 знак PP104.Pi
P103 Тиск на діафрагмі PP103 ат, (0;50), 1 знак PP103.Pi
КШ111 Блок керування шарового крану КШ111 КШ111им.com, КШ111им.st_open, КШ111им.st_close
КШ112 Блок керування шарового крану КШ112 КШ112им.com, КШ112им.st_open, КШ112им.st_close
КШ114 Блок керування шарового крану КШ114 КШ114им.com, КШ114им.st_open, КШ114им.st_close
КШ115 Блок керування шарового крану КШ115 КШ115им.com, КШ115им.st_open, КШ115им.st_close
КШ116 Блок керування шарового крану КШ116 КШ116им.com, КШ116им.st_open, КШ116им.st_close
ST8612_4 Оберти компресору 1000x об.хвил., (0;15), 2 знака KM102_1.N

3 Інтерфейс користувача

Інтерфейс користувача моделі представлено сім'ю об'єктами сигналізації (рис.2). Шість з них містять кадри компресорів КМ101, КМ201, КМ301, КМ102, КМ202 та КМ302. Сьомий же є загальним для всіх компресорів станції та містить загальностанційні кадри. Загальностанційна група сигналізації містить дві мнемосхеми, дві групи графіків, групу контурів, групу оглядових кадрів та п'ять документів.


Загальний вигляд вікна інтерфейсу користувача. (73 Кб)
Рис.2. Загальний вигляд вікна інтерфейсу користувача.

Мнемосхеми об'єкту сигналізації "Загальностанційка" представлені на рис.3 та рис.4.


Головна мнемосхема КС (46 Кб)
Рис.3. Головна мнемосхема КС

Тестова мнемосхема (64 Кб)
Рис.4. Тестова мнемосхема

Групи графіків "Масові потоки" та "Температури" представлені на рис.5 та рис.6 відповідно.


Група графіків "Масові потоки". (21 Кб)
Рис.5. Група графіків "Масові потоки".

Група графіків "Температури". (19 Кб)
Рис.6. Група графіків "Температури".

Група контурів "Тестова група" (рис.7) містить контури всіх регуляторів та низку важливих параметрів.


Група контурів "Тестова група". (31 Кб)
Рис.7. Група контурів "Тестова група".

Група оглядових кадрів "Огляд 1" (рис.8) містить кадри основних параметрів.


Група оглядових кадрів "Огляд 1". (11 Кб)
Рис.8. Група оглядових кадрів "Огляд 1".

Документи "Таблиця накопичених миттєвих значень", "Журнал дій", "Середні за годину значення витрато-вимірювального вузла", "Середньодобові значення витрато-вимірювального вузла" и "Добовий звіт" представлені на рис.9, рис.10, рис.11, рис.12 та рис.13 відповідно.


Документ "Таблиця накопичених миттєвих значень". (60 Кб)
Рис.9. Документ "Таблиця накопичених миттєвих значень".

Документ "Журнал дій". (19 Кб)
Рис.10. Документ "Журнал дій".

Документ "Середні за годину значення витрато-вимірювального вузла". (31 Кб)
Рис.11. Документ "Середні за годину значення витрато-вимірювального вузла".

Документ "Середньодобові значення витрато-вимірювального вузла". (25 Кб)
Рис.12. Документ "Середньодобові значення витрато-вимірювального вузла".

Документ "Добовий звіт". (58 Кб)
Рис.13. Документ "Добовий звіт".

Об'єкти сигналізації компресорів низького тиску містять мнемосхему рис.14 та групу графіків рис.15.


Мнемосхема компресору низького тиску. (37 Кб)
Рис.14. Мнемосхема компресору низького тиску.

Група графіків компресору низького тиску. (21 Кб)
Рис.15. Група графіків компресору низького тиску.

Об'єкти сигналізації компресорів високого тиску містять мнемосхему рис.16 та групу графіків рис.17.


Мнемосхема компресору високого тиску. (36 Кб)
Рис.16. Мнемосхема компресору високого тиску.

Група графіків компресору високого тиску. (23 Кб)
Рис.17. Група графіків компресору високого тиску.

Для відображення динаміки всієї компресорної станції передбачено групу вільних графіків (рис.18)


Група результуючих графіків "Сторінка 1". (26 Кб)
Рис.18. Група результуючих графіків "Сторінка 1".

4 Результати

Результатом розробки стала повноцінна динамічна модель технологічного процесу компресорної станції. Ця модель наявна на трьох мовах та включена до дистрибутивів системи OpenSCADA у ролі демонстрації функції та можливостей.


Модель передбачає можливість керування ТП від лиця оператора, включаючи операції:


У прилеглому сенсі модель з успіхом застосовувалася для налагодження алгоритмів протипомпажного захисту компресорів Анастасіївської ГЛКС.


Ресурсомісткість моделі склала 70% на ядрі процесора 800 МГц.

Посилання

Страницы, ссылающиеся на данную: HomePageUk/Doc/HTTP
HomePageUk/Using/ModelAGLKS
HomePageUk/Using/PLC
HomePageUk/Using/PLC/firmware


 
Много файлов (20).[Показать файлы/форму]
Комментариев нет. [Показать комментарии/форму]