Modellering og simulering av styresystem til nødgenerator

Abstract

Denne oppgaven beskriver utvikling og simulatorbasert testing av et nytt styresystem til en dieseldrevet nødgenerator på plattformen Valhall IP. Ved hjelp av Matlab og Simulink ble det bygget en modell av nåværende nødgenerator og fordelingsnett på plattformen. Modellen ble verifisert mot data hentet ut fra plattformens SCADA-system. Det nye styresystemet ble utviklet i Simulink, ved hjelp av tilleggspakken Stateflow. Programmet ble testet mot modellen i Simulink, før det ble konvertert til strukturert tekst for bruk i PLS-program. En fysisk PLS ble koblet opp mot Simulink-modellen for å gjøre en Hardware-in-the-loop (HIL) test av PLS med det nye programmet.

De praktiske funksjonstestene viser at programmet fungerte som tiltenkt. Programmet gikk mellom de ulike tilstandene, og auto-synkronisering fungerte. Modellen for nødgeneratoren og fordelingsnettet i Simulink har fungert for simulatorbasert testing, og vil kunne tjene som base for videre oppgraderinger når Valhall-feltet skal bygges ut i årene som kommer. Oppgraderingen av styresystemet til nødgeneratoren vil redusere behovet for manuelle operasjoner. Noen av oppgavene som tidligere ble utført av elektriker ute i felt kan overføres til kontrollromsoperatør, som kan fjernstyre generatoren. Største fordel er HMS-gevinsten, da en ved fjernbetjening ikke vil være eksponert for lysbuefare ved kobling i anlegget.

This thesis describes the development and simulator-based testing of a new control system for a diesel-powered emergency generator on the Valhall IP platform. Using Matlab and Simulink, a model of the current emergency generator and distribution network was built on the platform. The model was verified against data extracted from the platform's SCADA system. The new control system was developed in Simulink, using the add-on package Stateflow. The program was tested against the model in Simulink, before it was converted to structured text for use in a PLC program. A physical PLC was connected to the Simulink model to do a Hardware-in-the-loop (HIL) test of the PLC with the new program.

The practical function tests show that the program worked as intended. The program went between the various states, and auto-synchronization worked. The model for the emergency generator and the distribution network in Simulink has worked for simulator-based testing, and will be able to serve as a basis for further upgrades when the Valhall field is to be developed in the coming years. The upgrade of the control system for the emergency generator will reduce the need for manual operations. Some of the tasks that were previously carried out by electricians out in the field can be transferred to the control room operator, who can remotely control the generator. The biggest advantage is the HSE gain, as a person using remote control will not be exposed to the risk of arcing when connecting in the system.