English
Українська

---

Страница заморожена, актуальная тут.

Динамическая модель реального времени Анастасиевской ГЛКС

Имя: ModelAGLKS Основан: Январь 2006г Участники: Роман Савоченко Описание: Проект посвящён созданию полной модели Анастасиевской газо-лифтной компрессорной станции (ГЛКС). Адрес: Текущая БД в SVN-репозитории, БД в файле: file:aglks.tlz. Живое исполнение: Web-доступ к интерфейсу модели

Введение

Анастасиевская ГЛКС (АГЛКС) представляет собой технологический процесс, предназначенный для двухступенчатого компремирования газа газовых месторождений. Для этой цели ГЛКС снабжена шестью центробежными компрессорами, по три компрессора на низкое и высокое давление, обеспечивая тем самым резервирование и допуская параллельную работу с целью повышения производительности.

Для тестирования алгоритмов управления ГЛКС, в особенности антипомпажных алгоритмов, понадобилось создание модели ГЛКС. Предполагался запуск модели на одно-платном компьютере с УСО и взаимодействие с контроллером управления технологическим процессом. Для разработки модели была использована библиотека технологических аппаратов системы OpenSCADA. Впоследствии модель ТП компрессорной станции выросла в автономную систему, которая используется в проекте OpenSCADA в качестве демонстрации функций и возможностей. Текстовые значения модели доступны на трёх языках: Английский, Украинский и Российский.

1 Технологический процесс

Перед созданием модели ГЛКС была создана принципиальная схема модели технологического процесса, основанная на принципиальной схеме реального технологического процесса. Полученная схема изображена на рис.1.

Рис.1. Принципиальная схема модели АГЛКС.

2 Моделирование

Для построения модели технологического процесса на основе доступных моделей аппаратов была непосредственно использована исходная принципиальная схема и блочный вычислитель (BlockCalc) системы OpenSCADA. Модели аппаратов технологической схемы добавлялись в блочную схему в соответствии с принципиальной схемой. Часть блоков была добавлена для вспомогательного оборудования, а также узлов потоков. Номера блоков узлов указаны на принципиальной схеме номерами около узлов потоков.

Модель реализована в виде восьми блочных схем блочного вычислителя. Состав и свойства блочных схем приведены в таблице 1.

Таблица 1. Блочные схемы модели

Из характеристик блочных схем можно видеть, что ресурсоёмкость модели в целом к центральному процессору Athlon 64 3000+ (2000МГц) составляет 19.5%.

В таблице 2 приведен перечень использованных моделей аппаратов в соответствии с принципиальной схемой.

Таблица 2. Использованные модели аппаратов

Благодаря использованию библиотеки моделей аппаратов и концепции построения динамических моделей была получена динамическая модель, из которой можно получить параметры в любой точке принципиальной схемы как для изучения, так и для отработки алгоритмов управления.

В модели системы управления общестанционной части реализованы три ПИД-регулятора PC_КРД1, PC_КРД2 и PC_КРД3 для регулирования давления на входе КС, между компрессорами низкого и высокого давления, а также на выходе КС.

Для получения информации о технологическом процессе были созданы параметры ТП (таблица 3), которые представляют данные из отдельных узлов модели.

Таблица 3. Параметры технологического процесса

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.

Рис.2. Общий вид окна интерфейса пользователя.

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

Рис.3. Главная мнемосхема КС

Рис.4. Тестовая мнемосхема

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

Рис.5. Группа графиков "Общие".

Рис.6. Группа графиков "Температуры".

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

Рис.7. Группа контуров "Общие".

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

Рис.8. Группа обзорных кадров "Общие".

Документы "Протокол нарушений", "Журнал вмешательств", "Таблица накопленных мгновенных значений", "Таблица среднечасовых значений", "Таблица среднесуточных значений" и "Суточный отчёт" представлены на рис.9, рис.10, рис.11, рис.12, рис.13 и рис.14 соответственно.

Рис.9. Документ "Протокол нарушений".

Рис.10. Документ "Журнал вмешательств".

Рис.11. Документ "Таблица накопленных мгновенных значений".

Рис.12. Документ "Таблица среднечасовых значений".

Рис.13. Документ "Таблица среднесуточных значений".

Рис.14. Документ "Суточный отчёт".

Объекты сигнализации компрессоров низкого давления содержат мнемосхему рис.15 и группу графиков рис.16.

Рис.15. Мнемосхема компрессора низкого давления.

Рис.16. Группа графиков компрессора низкого давления.

Объекты сигнализации компрессоров высокого давления содержат мнемосхему рис.17 и группу графиков рис.18.

Рис.17. Мнемосхема компрессора высокого давления.

Рис.18. Группа графиков компрессора высокого давления.

Для отображения динамики всей компрессорной станции предусмотрена группа сводных графиков (рис.19)

Рис.19. 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:

• управление регуляторами давлений:
  • изменение режима регулятора: "Автомат" или "Ручной";
  • установка нужного значения задания или ручного выхода исполнительного механизма;
  • настройка параметров ПИД-регулятора.
• управление задвижками и шаровыми кранами посредством панели управления и контекстного меню, путём закрытия или открытия;
• ручной ввод значений параметров оборотов (ST8612) и положений антипомпажных клапанов (KPPx0x).

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

Ресурсоёмкость модели составила 70% на ядре процессора 800 МГц.

Ссылки