自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應(yīng)用

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1、自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應(yīng)用摘要：針對油田集輸泵站生產(chǎn)操作和管理落后的現(xiàn)狀，設(shè)計了自動化控制系統(tǒng)。描述了Opto22ME計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，以及它在集輸泵站分離器崗的應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果證明，該系統(tǒng)可以實時自動監(jiān)測、控制集輸處理過程中各生產(chǎn)部位的工藝參數(shù)，保證油氣集輸生產(chǎn)的安全進(jìn)行，優(yōu)化現(xiàn)場操作條件，提高生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：油田集輸泵站；自動化控制系統(tǒng)；實時監(jiān)控；分離器；應(yīng)用KeypingStation;Automationcontrolsystem;Real-timemonitoring;Separator;Applic

2、ation一、前言勝利油田現(xiàn)河首站投產(chǎn)于1965年，作為一個老站，設(shè)備陳舊老化，事故率、運行維護(hù)費用高、職工勞動強(qiáng)度大的矛盾日益突出，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，集輸處理量不斷增加。由于監(jiān)測參數(shù)量多，以往靠人工檢測儲油罐液面、油水界面對盤庫不準(zhǔn)，手動控制脫水器界面難度高，這些因素給首站生產(chǎn)操作和管理帶來很大困難。為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，使生產(chǎn)和管理實現(xiàn)自動化，根據(jù)首站現(xiàn)狀，2004年實施了集輸泵站的自動化改造，并成功地用于集輸泵站的自動化生產(chǎn)中。二、自動化監(jiān)控系統(tǒng)介紹（一）ME控制系統(tǒng)簡介根據(jù)首站現(xiàn)狀，采用美國Opto22公司的ME計算

3、機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)作為首站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的骨干結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)采用上、下位機(jī)方式，在現(xiàn)場采用多級CPU進(jìn)行控制處理，各I/O模塊對輸入輸出信號能提供4000V的隔離，系統(tǒng)的實時性、可靠性、靈活性優(yōu)于其他系統(tǒng)。系統(tǒng)的上位機(jī)主要由工控機(jī)、控制軟件組成；下位機(jī)主要由控制器、智能板、I/O模塊組成。上位機(jī)與控制器通過100Mb/s以太網(wǎng)進(jìn)行通信，控制器與智能板通過RS485進(jìn)行串行通信，I/O模塊直接插在智能板上?？刂栖浖纳衔粰C(jī)通過以太網(wǎng)下載至控制器。該控制系統(tǒng)的特點如下：一是可靠性高、二是可維護(hù)性高、三是智能化、四是實用性強(qiáng)。（二）ME控制系統(tǒng)

4、構(gòu)成站內(nèi)設(shè)有一套計算機(jī)控制系統(tǒng)，分為兩級控制，上位機(jī)控制設(shè)在主控室，負(fù)責(zé)全站工藝流程數(shù)據(jù)管理，根據(jù)不同工藝流程，將控制崗位劃分為分離器崗、計量崗和外輸崗，每個崗位均設(shè)現(xiàn)場控制機(jī)一套，負(fù)責(zé)工藝流程顯示、數(shù)據(jù)采集與控制。計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。1.現(xiàn)場控制單元現(xiàn)場控制單元分布于聯(lián)合站的各個崗位，負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制策略的實現(xiàn)，是智能聯(lián)合站的核心部件。其采集數(shù)據(jù)主要包括：每臺分離器的液位、入口壓力和溫度、出口匯管壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進(jìn)出口壓力、溫度、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。各控制單元和上位

5、監(jiān)控站同時作為控制網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點，能進(jìn)行高速對等通訊。ME控制系統(tǒng)采用的現(xiàn)場控制單元主控器為SNAP-LCM4主控器，可支持串口、ARC、以太網(wǎng)，可實現(xiàn)多種通訊方式組合，滿足工業(yè)現(xiàn)場的要求。ME控制系統(tǒng)采用SNAP-B3000單元處理器，其主要功能是可完成和主控器之間的多種通訊方式，并對主控器的要求作出快速的響應(yīng)；實現(xiàn)I/0的智能化，處理簡單的邏輯功能，對本單元的I/0點進(jìn)行定期掃描。2.上位機(jī)監(jiān)控站上位機(jī)監(jiān)控站可以通過組態(tài)構(gòu)成各種功能畫面，借助于這些畫面可以完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)視及控制。它主要顯示參數(shù)總貌、工段、細(xì)目、趨勢、流程

6、圖畫面、設(shè)備啟停狀態(tài)及PID調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報表功能，系統(tǒng)數(shù)據(jù)覆蓋了全部生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于形成完整的實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)，圖2和圖3分別為分離器區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示畫面和工藝流程顯示畫面。聯(lián)合站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)，實時進(jìn)入信息中心的數(shù)據(jù)庫中，通過分析軟件，可及時形成各類分析圖表。使用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器可以對系統(tǒng)信息進(jìn)行監(jiān)測，生產(chǎn)運行情況、設(shè)備情況、計量數(shù)據(jù)、油氣產(chǎn)量等數(shù)據(jù)一目了然。三、自動化監(jiān)控系統(tǒng)在分離器崗的現(xiàn)場應(yīng)用及效益分析（一）現(xiàn)場應(yīng)用實例實例1：2005年3月12日凌晨3點，操作人員發(fā)現(xiàn)1#分離器采油六隊的液位由原

7、來的0.98mm降到0.65mm，壓力由0.28Mpa降到0.23Mpa，及時到現(xiàn)場進(jìn)行檢查，排除了分離器的故障，經(jīng)過分析判斷，認(rèn)為是采油六隊的來液量減少，立即與采油六隊聯(lián)系。經(jīng)過巡線，發(fā)現(xiàn)是采油隊一個計量站的外輸管線穿孔。由于首站發(fā)現(xiàn)及時，使采油隊在最短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免了場地污染等事態(tài)的擴(kuò)大。（二）有助于操作人員準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油氣分離器油氣分離器工作的好壞，以分離質(zhì)量和分離程度來衡量，分離質(zhì)量差，不但隨氣體流失了本該納入液相的輕質(zhì)油，降低了原油的質(zhì)量和數(shù)量，而且氣管線中存在的液相原油會增大阻力損失，嚴(yán)重時甚至堵塞氣管線，

8、分離程度不好，造成出油管串氣，減少產(chǎn)氣量。采用自動化監(jiān)控系統(tǒng)后，操作人員能夠根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，及時準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，使分離器液位始終保持在1/2～2/3的位置，保證了分離器的分離效果，減小過多的氣體造成沉降罐內(nèi)液體的攪動，提高了原油計量的準(zhǔn)確性，并最大限度地增加產(chǎn)氣量