基于PLC的油田联合站数据采集与控制系统.pdf

1 O 0 仪器仪表用户I N S T R U ME N T A T I O N 第2 2 卷 够根据需要进行报表打印等功能；在控制方面实现了污 水灌液位 自动控制，两组三相分离器油室、水室的液位、 压力自动 P I D调节控制、注水泵变频控制、电动阀远程开 关控制、泵远程启停控制。从而能够使整个联合站的各设 备的运行情况和生产流程，实现远程监测和控制。目前， 阿尔联合站监控点约 4 6 0 0余点，接入第三方设备的控制系 统 1 0套。 2 ． 2数据采集系统组成 根据阿尔联合站的监控点和现场的实际情况，我们选 择 了功能强、可靠、易维护、易扩充的s 7 3 0 0 P L C 。根据 监测点类型及数量，其硬件主要配置如下 电源模块、可 扩展 C P U、信号模块、接口模块 、通信处理器、现场数据 总线和编程设备等组成。 现场中不同的过程信号的采集都是通过 s 7 3 0 0 P L C中 的信号模块采集的，它是 P L C 与电气 回路的接 口。A I 模 拟量输入 、AO 模拟量输出 、D I 开关量输入 以及 其它系统的4 8 5信号都经过浪涌保护器，从而保护 P L C系 统的各路通道 _ 1 _ 。 阿尔联合站的工艺复杂，之后根据现场实际需要在不 同时期进行了不同程度的改造 ，使得站内的监测点不断增 加 ，为满足现场需要，站内共投人使用 3台P L C系统。这 3台P L C系统分别采集不同工艺流程的生产参数 ，用 4 8 5 集线器将这 3 台 P L C系统的信号汇总统一传送至上位机。 3 联合站数据采集与控制系统的软件设计 3 ． 1 P L C系统 的编程软件 s 7 3 0 0 P L C系统采用 S T E P 7 V 5 ． 4软件编程，其具有语 句表、梯形图、功能块图3种基本编程语言。我们采用梯 形图进行编程 ，通过计算机将编制好的程序下装到 P L C ， 用来完成硬件配置， 初始化，数据采集，逻辑控制等功能。 3 ． 2 上位机监控系统软件 上位机监控系统使用美国 Wo n d e r w a r e 公司的 I n t o u c h 组态软件。充分利用其提供的各种绘图工具和动画链接技 术，以图形和数字方式实时显示联合站的最新生产数据及 各个仪器仪表的工作状态。软件功能包括站内生产参数采 集监测、控制、报警 ，三相分离器油水相的 P I D调节等。 3 ． 3数 据库 系统 数据库系统使用了 Wo n d e r w a r e公司的 I n S Q L S e r v e r 实 时数据库系统。可实现现场数据的实时存储，对后期站内 工艺过程优化及调整更合理的工艺参数打下基础 】 。 4 系统关键技术及实现 4 ． 1点位控制 控制过程采用罐液位与进 口电动阀联锁 ，当罐液位 小于设定值时，控制阀门打开，开始补充液体 ，当液位大 于或等于设定值时，控制阀门关闭，停止补充液体。 4 ． 2开关控制 控制过程 当烧火间可燃气体浓度超标时，自动启动 风机排风 ；浓度恢复正常后，自动停止风机运行。当加热 炉熄火报警时 ，则可以远程停止加热炉的运行。 4 ． 3 P I D调节 控制过程 三相分离器 、两相分离器都采用了分离器 的油、水 、气室液位、压力与出口电动调节阀联锁，根据 分离器的液位和压力 ，控制调节阀门的开度，为了使控制 平稳， 减少波动、 采用了P I D控制算法 ， 保证三相分离器 、 两相分离器满足自动调节功能。控制过程见图 2 。 液 位， 压 力设 定 量 一 图 2 P I D控制过程 F i g ． 2 PI D Co n t r o l p r o c e s s 4 ． 4报警分级 在上位机监控系统中，按照工区的要求以及现场监测点 的重要性 ，对部分监测点设置了报警并分级。通过在上位机 对监测点的上下限以及优先级进行设置，一旦现场反馈的信 号超出了所设置的范围，随即报警，中控室管理人员即刻安 排站内相关岗位人员对产生报警的监测点进行排查。 阿尔联合站设置监控中心，管理联合站及周边的井 、 站 阀组间 。为采油厂级调度中心提供所需生产数据。 可及时发现设备运行隐患 ， 对确保阿尔联合站集输设备正 常、安全运行起到了一定作用 ， 达到了系统建设 目的。 5 结论 基于P L C的油田联合站数据采集与控制系统 ， 实现了 对生产数据自动采集和关键流程 自动控制，在高效生产， 精细管理的同时，满足安全操作、降低运行成本、减轻了 员工的劳动强度，推进了生产管理向精细化、现代化和数 字化发展。提升了开发生产的质量 、效益，体现了以人为 本的管理理念，实现了联合站安全生产水平的需要，具有 很好的经济效益和社会效益。 参考文献 [ 1 】 孙旭 ． 油田联合站设备运行远程实时监视系统 ⋯．油气田地 面 工程 ，2 0 0 9 ，2 8 1 0 6 5 - 6 6 [ 2 】 姜桂林 ． 电气自动化监控系统存在的问题及发展趋势 【 I 1 ．油 气田地面工程 ，2 0 1 3 ，3 2 1 1 9 2 9 3 ． 【3 】3 梁昌晶 ． 基于Wo n d e r w a r e 系统平台的油田井站监控系统设计 与实现 U 】 ．测控技术 ，2 0 1 2 ，3 1 8 9 9 - 1 0 1 ． ] 一 懂 一 一 ． 一 一- {罄 一 眦 豳 L