Опыт применения оборудования SIMATIC S7-1200 в системе автоматического управления узла редуцирования и замера расхода газа на объекте «Межсистемная перемычка между газопроводами «Оха — Комсомольск-на-Амуре» и «Сахалин — Хабаровск — Владивосток»».

А.Н. Буянов, ведущий программист

Завод «Газпроммаш» продолжает осуществлять разработки и комплексные поставки «под ключ» промышленного газового оборудования, укомплектованного, при необходимости, собственными системами управления на элементной базе, выбранной Заказчиком. Такой подход существенно сокращает общие сроки проектирования, изготовления и ввода в эксплуатацию автоматизированного оборудования. Богатый опыт схемотехников и программистов завода позволяет широко использовать в своей работе средства автоматизации различных фирм производителей. Так, в составе узла редуцирования и замера расхода газа (УРДР) на межсистемной перемычке между газопроводами «Оха - Комсомольск-на-Амуре» и «Сахалин - Хабаровск - Владивосток» была запроектирована система автоматики с применением оборудова- ния фирмы Siemens.

Шкаф контроля и управления САУ УРДР выполнен на базе новейшей линейки контроллеров SIMATIC S7-1200. Эти контроллеры имеют модульную конструкцию и универсальное назначение. Семейство S7- 1200 занимает ту же рыночную нишу, что и S7-200 и фактически является развитием этой популярной серии, приобретая ряд преимуществ по функциональным показателям.

Рассмотрим более детально аппаратную часть шкафа автоматики САУ УРДР.

Процессор CPU 1214C имеет встроенный интерфейс Ethernet, два аналоговых входа и набор встроенных дискретных входов с возможностью обработки сигналов любой полярности и скважности. Программное обеспечение процессора имеет встроенный ПИД- регулятор с функциями автоматической настройки и возможностью связи с протоколами открытого типа. К процессору подключается также 8 дополнительных сигнальных модулей. Таким образом, максимальное количество обрабатываемых САУ УРДР сигналов составляет: дискретных входных - более 100, выходных - более 40, аналоговых - 15.

Кроме того к процессору подключается три коммуникационных модуля, которые позволяют осуществлять связь и обмен данными в режиме «свободного порта» - по уникальной, специфической программе. В САУ УРДР коммуникационные модули используются для получения информации с корректоров расхода газа, для связи со шкафом управления ЭХЗ, для связи с контроллерами объектов вдольтрассовой ЛЭП, а также для связи с верхним уровнем автоматизации и последующего вывода всей необходимой информации на диспетчерский пункт ОАО «НК «Роснефть»» в г. Оха.

Помимо телекоммуникационных функций, на САУ УРДР возложено множество задач алгоритмического характера. Наличие на площадке УРДР управляемых кранов и позиционируемых регуляторов с приводами AUMA, а так же системы измерения расхода газа позволяет осуществлять автоматическое регулирование расхода газа. Процессом управляет автоматически настраиваемый программный ПИД-регулятор. Регулирование может происходить в режимах поддержания заданного давления на выходе или заданного расхода газа через УРДР. Система автоматизации УРДР способна определить неисправность одной из дублируемых линий измерения расхода газа, и, используя управляемые краны, перевести рабочий процесс на другую линию. Аналогично, в случае неисправности одной из линий редуцирования, процесс автоматически переводится на исправную линию редуцирования, а при повышенных расходах будут задействованы обе линии.

Средства автоматизации УРДР имеют резервное питание, рассчитанное на 48 часов непрерывной работы. Отдельные системы, такие как система измерения расхода газа, система контроля загазованности, шкаф охранно-пожарной сигнализации, оснащены самостоятельными источниками бесперебойного питания.

В качестве основы системы бесперебойного питания шкафа САУ УРДР использован модуль питания Siemens SITOP DC UPS 40A с номинальным выходным напряжением 24 В и номинальным выходным

током 40А. Модуль немедленно подключает буферные батареи в случае снижения напряжения на входе ниже заданного переключателями значения, благодаря чему обеспечивается непрерывность питания нагрузки.

Человеко-машинный интерфейс САУ УРДР организован на базе панели оператора с сенсорным экраном марки TP1200. Данная панель, являющаяся одной из новейших разработок фирмы Siemens, имеет степень защиты IP65, диагональ 12", разрешение 1280х800 точек и цветовую гамму 16 миллионов цветов. Светодиодная подсветка и возможность включения режима затемнения обеспечивают пониженное энергопотребление, а наличие двух дублируемых карт памяти SIMATIC HMI емкостью 2 GB - дополнительную сохранность данных. Панель связывается с контроллером через высокоскоростной PROFINET-интерфейс.

Особенностью программного обеспечения САУ УРДР является выполнение всего комплекса программ в едином проекте на базе TIA Portal V11 - единого комплекса средств разработки. В настоящее время TIA Portal позволяет интегрировать в свою среду программное обеспечение STEP 7 V11 и WinCC V11. В дальнейшем в него будет интегрироваться большинство разрабатываемых в настоящее время пакетов промышленного программного обеспечения Siemens. Все пакеты программ, интегрированные в TIA Portal, используют единую базу данных проекта. Поэтому изменения, вносимые в проект с помощью любого редактора, становятся доступными всем инструментальным средствам без повторного ввода одних и тех же данных. Программное обеспечение САУ УРДР,

разработанное программистами завода, поставляется заказчику в открытом виде. То есть, в случае последующей модернизации объекта, заказчик сможет самостоятельно, либо с привлечением сторонних специалистов, внести необходимые коррективы в исходное программное обеспечение.

Специалисты завода участвовали на всех этапах производства монтажных и пуско-наладочных работ на площадке УРДР, вплоть до ввода объекта в эксплуатацию. Обобщая полученный опыт, можно констатировать что фирма Siemens продолжает оставаться в числе ведущих мировых производителей средств автоматизации, а ее продукция пользуется неизменным спросом. Все организации, принимавшие участие в проекте на разных этапах, имеют квалифицированных специалистов по конфигурированию систем на элементной базе Siemens и разработке их программного обеспечения. Причем даже применение в составе САУ УРДР совершенно новых моделей оборудования не создает особых трудностей, благодаря хорошо прослеживаемой системе преемствования технологий Siemens. Все это позволило совместными усилиями достаточно оперативно смонтировать и запустить в эксплуатацию автоматизированный узел редуцирования и замера расхода газа УРДР с под- ключением его в общую диспетчерскую сеть ОАО «НК «Роснефть»».