Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства

проведению работ по автоматизации нефтегазового дела
Задачи изучения дисциплины: освоение принципов

и методов автоматизации нефтегазового дела

ИОС СГТУ имени Гагарина Ю.А.
https://portal3.sstu.ru/Facult/SADI/GIG/21.03.01_za/bnfgdbzo_b.1.1.20/default.aspx

процессов:
Автоматизация-это…
Частичная автоматизация-это…
Полная автоматизация-это…
Основные части технологического процесса:
Вспомогательные операции – это…
Автоматическая линия
Автоматический

цех (завод)
Расшифруйте понятия: ГПС, ГАЛ, ГАУ, ГАЦ, ГПМ, РТК, АТСС, УСО, PLC, АСОДУ, АРМ, АСКУ, ИАСУ, ПТК, ЦППС ПТК, ПЛК, АЦП, ЦАП
Гибкие производственные системы (ГПС) - это
Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) – это
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – это
Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) – это
Гибкий производственный модуль (ГПМ) – это…
Роботизированный технологический комплекс (РТК) – это
Система обеспечения функционирования ГПС включает в себя:
Требования к станкам с ЧПУ в составе ГПС:
Гибкое производство включает в себя:
Машинная гибкость - это…
Гибкость процесса - это…
Гибкость по продукту – это…
Маршрутная гибкость – это…
Гибкость по объёму- это…
Гибкость по расширению – это…
Гибкость работы – это…
Гибкость по продукции – это…
Под манипулированием понимается
Выберите операции, которые могут выполнять однооперационные манипуляторы
Определите поколения Промышленных роботов
Сущность модульного Принципа построения
Унификация - это
Возможности - преимущества агрегатно-модульного принципа:
Недостатки агрегатно-модульного принципа:
Агрегат – это…
Основные принципы унификации манипуляторов:
Классификация транспортных систем
Оптимальная транспортная система должна обеспечивать:
К основным транспортным средствам относят:
Виды контроля, применяемые в машиностроении:
Активным контролем называется
Послеоперационным пассивным контролем называется
Устройства активного контроля:
Прямой метод активного контроля
Косвенный метод активного контроля
Определите этапы автоматизации
SCADA-система – это…
Основные задачи, решаемые SCADA-системами:
Интегрироваными SCADA-системами (SoftLogіс) называются
Определите этапы развития развития АСУТП:
Определите уровни АСУТП и их наполнение:
Программируемый логический контроллер может выполнять следующие функции:
Контроллеры верхнего уровня (концентраторы, интеллектуальные или
Диспетчерский пункт (ДП) – может включать:
Нижний уровень АСУТП - включает:
Функциональные возможности SCADA:
Типовой комплекс АСОДУ
ИАСУ предприятия –
Компоненты АСОДУ
Циклограмма (для РТК) должна включать в себя:
Циклограмма …
Программно-технический комплекс – это…
Выберите программные составляющие ПТК:
Выберите аппаратные составляющие ПТК:
OPC (OLE for Process Control) —
ОРС-серверы доступа к данным -
OPC-клиент –
Контроллер – это…
Программируемый логический контроллер— это..
ПЛК для станков с ЧПУ называется
Датчики – это..
Исполнительный механизм —

производств к автоматизации
Цель автоматизации технологических процессов :
- повышение

производительности;
- повышение качества;
улучшение условий труда;

Автоматизация – направление развития производства, характеризуемое освобождением человека не только от мускульных усилий, для выполнения тех или иных движений, но и от оперативного управления механизмами выполняющими эти движения.

операции по управлению производственным процессом при условии, что остальная часть

всех операций выполняется автоматически (управление и контроль человеком).
Примером может служить – автоматическая линия (АЛ), состоящая из нескольких станков автоматов и имеющих автоматическую межоперационную транспортную систему. Управление линии осуществляется одним процессом.
Полная автоматизация – характеризуется автоматическим выполнением всех функций для осуществления производственного процесса без непосредственного вмешательства человека в работу оборудования.
В обязанности человека входят настройка машины или группы машин, включение и контроль.

технологический процесс);
- холостых ходов,
- вспомогательных операций;
- транспортно-накопительных операций.

Вспомогательные операции –

это автоматизация загрузки, разгрузки, установки, ориентации, транспортировки, накоплению и контролю детали.

работы оборудования сокращалось и совмещалось tP и tX .
T =

tP + tX

Если машина кроме рабочих ходов (tP) может самостоятельно выполнять холостые хода (tX), то она представляет собой автомат.

автоматическая система машин, расположенных в технологической последовательности, объединённых средствами транспортировки,

управления, автоматически выполняющих комплекс операций кроме контроля и наладки.


2. Создание средств автоматизированного контроля (в том числе активного контроля с корректировкой работы оборудования).

с разомкнутой кинематической цепью (его звенья связаны кинематическими парами -

вращательными или поступательными, оснащёнными приводами.)

зажим;
- фиксацию;
- накопление и т.д.

человека в производственных условиях, оснащены системой управления, информации.

и наиболее эффективно применяется в гибком автоматизированном производстве, т.к. обладают

свойством быстрой переналадки к меняющимся условиям производства.

программе, составленной опера­тором для конкретных условий тех. процесса.
ПР второго поколения

могут самостоятельно адаптироваться к изменениям внешней среды, т.е. обладают свойством самоорганизации.
ПР третьего поколения обладают свойствами искусственного интеллекта.

тех. процессах :

- паспортными характеристиками.
- грузоподъёмами;
- степенью подвижности;
-

величинами перемещений;
- скоростями перемещения каждой степени подвижности;
- погрешностью позиционирования;
- количество манипуляторов с ЗУ;
- формой рабочей зоны;
- системой координат в которой работает робот.
- конструкторскими особенностями ПР.

или заводом называется цех или завод, в котором основные производственные

процессы осуществляются на АЛ. Элементами, выполняющими рабочие ходы, являются уже АЛ со своими технологическими роторными машинами, механизмами транспортировки, управления и т.д.
В автоматических цехах и заводах межлинейное транспортирование и накопление заделов являются холостыми ходами.


Решаются задачи:
автоматизации межлинейной и межцеховой транспортировки,
складирования,
уборки и переработки стружки,
диспетчерского контроля,
управления производством

является построение станочных систем по модульно-агрегатному принципу.

Сущность модульного принципа

состоит в построении унифицированных механических, аппаратных и программных частей, в частности ПР из более мелких унифицированных частей - элементов.

Система таких модулей обычно строится по иерархическому многоуровнему принципу, сверху вниз, от агрегата к элементам.

Типовой состав модуля в общем виде можно представить в три уровня:
- агрегат;
- модуль;
элемент.
Каждый из уровней делится на :
1. Механический.
2. Управляющий.
3. Информационно-измерительный

определённого функционального назначения.

числа объектов одинакового и функционального назначения с целью повысить производительность

труда (в том числе инженерно-констр.), экономическую эффективность, улучшить качество и обеспечить взаимозаменяемость.

управления и контроля оборудования на базе единой системы модулей и

унифицированного интерфейса.

Основными принципами создания такой системы модулей являются:
- иерархическая структура системы;
- проблемная ориентация модулей на решение задач управления и контроля;
- функциональная ориентация, т.е. специализация модулей для наиболее эффек­тивного выполнения определённых функций;
- структурно-логическое соответствие функциональных свойств модулей;
- незамкнутость системы модулей, т.е. возможность наращивать как уровни, так и функциональный набор модулей каждого уровня и направления.

это значит создание развёрнутой по двум направ­лениям системы модулей.
По

вертикали - уровень сложности модуля.
По го­ризонтали - количество типоразмеров модуля данного уровня и назначения.

2. Обеспечение максимально возможной конструктивной независимости модулей от вида используемой в них энергии (гидро пневмо электро) и от способа управления (цикловой, позиционный, контурный).

3. Модуль должен обладать максимальной функциональной и конструктивной законченностью и быть автономными.

4. Наличие системы базовых модулей и ограниченного числа их типоразмеров.

внедрения ПР,т.к. при его создании используются готовые унифицированные модули;
- расширение

области применения оборудования;
- снижение стоимости разработки, изготовления и внедрения оборудования, скомпонованного из серийно выпускаемых модулей.

Недостатки агрегатно-модульного принципа:
- разработка механической системы из ограниченной номенклатуры деталей, узлов и модулей, иногда может привести к неоправданному снижению функциональных возможностей;
- получение заданной траектории движения исполнительных органов с помощью имеющихся простейших узлов, каждый из которых, обеспечивает один или два движения, может вызвать утяжеление конструкции, увеличение числа стыков (большое кол-во звеньев), снижение жёсткости, ухудшения динамиче­ских характеристик и точностных параметров.

с ЧПУ, РТК, ГПМ, отдельных единиц технологического оборудования и систем

обеспечения функционирования ГПС в автоматическом режиме в течении заданного времени, обладающей возможностью автоматизированной переналадки.

ГПС допускает иерархическую организацию с комплексно-автоматизированным производственным процессом, координируется как единое целое системой управления.
Переналадка при смене объектов обеспечивается быстрым изменением программы функционирования

любого изделия);
Структурная гибкость (нормальное функционирование при отказе отдельных частей);

Встраиваемость;
Малочисленность обслуживаемого персонала.

компонентов + машинная гибкость - лёгкость перестройки технологических эле­ментов ГАП

для производства заданного множества типов деталей.
Гибкость процесса - способность производить заданное множество типов де­талей, в том числе из различных деталей, разными способами.
Гибкость по продукту - способность быстрого и экономичного переключения на производство нового продукта.
Маршрутная гибкость - способность продолжать обработку заданного множе­ства типов деталей при отказах отдельных технологических элементов ГАП.
Гибкость по объёму - способность ГАП экономически выгодно работать при различных объёмах производства.
Гибкость по расширению - возможность расширения ГАП за счёт введения новых технологических элементов.
Гибкость работы — возможность изменения порядка операции для каждого из типов в детали.
Гибкость по продукции - всё разнообразие изделий, которое способно произ­водить ГАП.

Повышенная жесткость несущих частей оборудования.
Высокая скорость обработки.
Быстрая переналадка

оборудования.
Быстрый доступ к рабочей зоне и органам управления.

обслуживания;
Гибкие автоматизированные линии (ГАЛ) – система, в которой производственное оборудование

расставлено по одной линии в последовательности выполнения технологических операций;
Робототехнический комплекс (РТК) – включает в себя манипулятор со средствами оснастки.
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – система функционирования по определенному маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования оборудования;
Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) – система, представляющая собой совокупность ГАЛ, ГАУ и РТК.
Система обеспечения функционирования ГПС – совокупность систем проектирования, подготовки производства и управлению:
а)Автоматизированная транспортно-складская система (АТСС),
б)автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО),
в)система автоматизированного контроля (САК))

в - многопоточная; г - смешанная (с ветвящимся потоком); 1

- рабочие агрегаты: 2 - распределительные устройства.

Структурные компоновки автоматических линий:

модульности (строится на базе ГПМ)
Принцип иерархичности (от ГПМ до предприятия

в целом).
Принцип преимущественной программной настройки(Перенастройка путем ввода новых управляющих программ модулей).
Принцип обеспечения
максимальной предметной
замкнутости производства.
Принцип совместимости
технологических, программных,
информационных, конструктивных,
энергетических и
эксплуатационных
элементов.