本文介紹了安塞油田聯(lián)合站的系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)介紹了控制過程，其中用到最廣泛的就是自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)。
隨著工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于離散過程、連續(xù)過程、批次過程等各種工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域及電力、化工、食品、水處理等各個(gè)行業(yè)。安塞油田以前原油集中處理站監(jiān)測(cè)一般為常規(guī)儀表，由于監(jiān)控點(diǎn)多，人工巡檢操作頻繁，操作管理能力差，不能適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需求。通過利用GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件對(duì)聯(lián)合站進(jìn)行監(jiān)控，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)，完成巡檢管理、參數(shù)顯示、聲光報(bào)警、歷史記錄、PID控制、報(bào)表管理，以適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)代化模式，從而提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。
一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
安塞油田王十八計(jì)量接轉(zhuǎn)站包括原油處理系統(tǒng)、原油計(jì)量系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。該站自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是場(chǎng)站邊界攝像警戒、站內(nèi)攝像機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)；另一部分是站內(nèi)液量、含水、壓力、溫度等自動(dòng)檢測(cè)、儲(chǔ)罐高低液位自動(dòng)檢測(cè)及外輸泵和儲(chǔ)油罐區(qū)流程自動(dòng)控制系統(tǒng)。
各系統(tǒng)的參數(shù)必須嚴(yán)格控制，才能生產(chǎn)出合格原油，做到污水處理達(dá)標(biāo)，保證整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)安全運(yùn)行。所有系統(tǒng)通過PLC實(shí)現(xiàn)各設(shè)備工作狀況及參數(shù)數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、控制的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并具備報(bào)警、控制功能。中心控制室監(jiān)控系統(tǒng)由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的局域網(wǎng)、42”大屏幕以及打印機(jī)等設(shè)備組成，完成面向過程的全部監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)和順序控制運(yùn)算功能。包括溫度、壓力、流量、液位、界位的檢測(cè)、監(jiān)視、PID調(diào)節(jié)、各種復(fù)雜調(diào)節(jié)和先進(jìn)控制算法，各種閥門的開關(guān)、各種電機(jī)的起停等順序控制，各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視及連鎖保護(hù)等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)工況、參數(shù)設(shè)置與調(diào)節(jié)、直觀顯示與打印功能，其中2臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控、1臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)圖像監(jiān)控；2臺(tái)大屏幕分別負(fù)責(zé)設(shè)備工況顯示與圖像監(jiān)控顯示。控制系統(tǒng)采用美國(guó)GE Fanuc公司90-30系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件；GE Fanuc HBR 30雙機(jī)熱備冗余系統(tǒng)控制器選用GE90 CPU360，通過Tcp/Ip與上位機(jī)進(jìn)行冗余通訊，上位機(jī)軟件顯示現(xiàn)場(chǎng)工作情況，控制系統(tǒng)I/O采用VersaMax I/O，控制系統(tǒng)總線采用Genius總線，主備CPU通過Genius總線進(jìn)行同步通訊、I/O數(shù)據(jù)掃描及CPU在線熱備切換；安全防爆采用安全柵加隔爆的方式，更安全可靠。此配置方案保證控制系統(tǒng)連續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、液位等信號(hào)通過傳感器輸出信號(hào)到PLC中的模擬量輸入模塊A/O（ AI模擬輸入， DI數(shù)字輸入，PI脈沖輸入，），模擬量輸入模塊的功能是把物理模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存入到PLC中的CPU模塊，開關(guān)信號(hào)的輸入輸出由數(shù)字輸入輸出模塊（DI數(shù)字輸入，AO模擬輸出，DO數(shù)字輸出）完成。輸入信號(hào)在PLC中的CPU模塊和工控計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算。控制室工控計(jì)算機(jī)與CPU數(shù)據(jù)通訊通過乙太網(wǎng)模塊（IC693CMM321）和總線控制器模塊（IC693BEM331）進(jìn)行。在工控機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)鏈接，流程畫面顯示，生產(chǎn)和設(shè)備報(bào)表管理，報(bào)警管理等。
站區(qū)監(jiān)控采用韓國(guó)先進(jìn)的攝像監(jiān)控系統(tǒng)，整體采用13部云臺(tái)攝像頭、4部固定攝像頭完成整站的監(jiān)控并錄制圖像。
三、控制過程
原油計(jì)量系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等系統(tǒng)參數(shù)除了在中控室能動(dòng)態(tài)顯示工藝參數(shù)外，對(duì)重要流程也實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制。
1、原油處理部分
單井與其他接轉(zhuǎn)站來油的液量、含水自動(dòng)檢測(cè)，外輸原油的產(chǎn)量、含水自動(dòng)檢測(cè)，罐區(qū)凈化罐液位的連續(xù)檢測(cè)、高低液位報(bào)警與液位控制，沉降罐油水界位的檢測(cè)與自動(dòng)控制。各站來油在溢流沉降罐中進(jìn)行油水分離后進(jìn)凈化罐至外輸，改變了傳統(tǒng)的使用閘閥手動(dòng)切換流程繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題，用電動(dòng)閥替代閘閥，操作人員可在主控室隨時(shí)根據(jù)來液量和大罐液位切換進(jìn)油和外輸流程。原油投加破乳劑裝置使用變頻技術(shù)，根據(jù)來液量大小和加藥比例自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥泵的排量，同樣也可手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率，達(dá)到連續(xù)均勻投加藥品，保證凈化油含水穩(wěn)定的目的。原油外輸也使用變頻器和電動(dòng)閥，可自動(dòng)或手動(dòng)切換流程和調(diào)節(jié)外輸泵排量，根據(jù)來油量均衡輸油。
2、污水處理系統(tǒng)
污水池、調(diào)節(jié)水罐液位的自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警與控制，原油分離出來的污水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)之前必須加入不同的藥劑，在沒有使用自動(dòng)控制之前，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的排量來加藥，不能根據(jù)水量的多少自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量，如果需要的加藥量大于泵排量，污水處理不合格；需要的藥量小于泵排量，造成藥劑浪費(fèi)。系統(tǒng)加藥裝置使用變頻技術(shù)后，根據(jù)脫出污水量大小和加藥比例自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥泵的排量，同樣也可手動(dòng)調(diào)節(jié)頻率，達(dá)到連續(xù)均勻投加藥品，提高污水合格率。
3、天然氣濃度檢測(cè)
外輸泵房、單井計(jì)量間、來油計(jì)量間、鍋爐房等天然氣濃度超限報(bào)警和排氣扇鏈動(dòng)控制，兩級(jí)報(bào)警值設(shè)定，暫定為15%及20%，當(dāng)天然氣濃度超過設(shè)定值后，發(fā)出聲光報(bào)警，相應(yīng)的排風(fēng)扇自動(dòng)開啟，操作人員也可通過人機(jī)界面點(diǎn)擊排風(fēng)扇按鈕進(jìn)行排風(fēng)扇的開停控制。
4、消防系統(tǒng)
消防水罐采用靜壓液位變送器連續(xù)液位檢測(cè)，高液位（10.2m）、低液位（6.9m）報(bào)警，采用浮球液位開關(guān)，也可以通過液位位置開關(guān)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也可以由液位計(jì)的信號(hào)監(jiān)視。
5、實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)態(tài)監(jiān)控
數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控報(bào)警業(yè)界的新型產(chǎn)品，采用的是韓國(guó)的POS-Watch STD ，全站共布有17部美國(guó)Sapling公司的攝像頭，其中室外13部云臺(tái)式攝像頭，室內(nèi)4部攝像頭。用戶可通過友好的人機(jī)界面（例如遙控器、GUI菜單、面板按鍵）使用本系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)全站實(shí)現(xiàn)全天候畫面監(jiān)控，動(dòng)態(tài)圖像報(bào)警，定時(shí)錄像, 手動(dòng)錄像, 報(bào)警觸發(fā)錄像, 動(dòng)態(tài)感知錄像等多種錄像方式，具有存儲(chǔ)回放等功能。
攝像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
四、應(yīng)用效果
GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件系統(tǒng)投用以來，性能穩(wěn)定可靠，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
1、所有控制全由PLC中A/O模塊執(zhí)行，主控室的GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件可完成PID的參數(shù)設(shè)定、手動(dòng)/自動(dòng)的轉(zhuǎn)換，完成各工段參數(shù)的動(dòng)態(tài)顯示，歷史趨勢(shì)存儲(chǔ)，適時(shí)趨勢(shì)管理，生產(chǎn)運(yùn)行日?qǐng)?bào)管理和設(shè)備報(bào)表的管理。
2、歷史趨勢(shì)畫面功能是記錄和顯示各個(gè)參數(shù)的任意時(shí)間值，并可根據(jù)需要設(shè)定這些歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)保存時(shí)間，極大方便了操作人員對(duì)每個(gè)參數(shù)在一定的時(shí)間所發(fā)生波動(dòng)的檢查。另外當(dāng)發(fā)生生產(chǎn)事故時(shí)，可根據(jù)趨勢(shì)查處發(fā)生時(shí)間內(nèi)各參數(shù)的值，這樣便于查處事故原因，平時(shí)可以觀察參數(shù)的穩(wěn)定性。
3、圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警功能記錄圖像、報(bào)警位號(hào)、大小及時(shí)間，當(dāng)超限、發(fā)生事故等情況時(shí)發(fā)生報(bào)警，可以用聲音和顏色變化等表示報(bào)警提示操作人員，提高了該站運(yùn)行的安全性。
4、報(bào)表打印是對(duì)各個(gè)參數(shù)在一天之內(nèi)以一定間隔時(shí)間為準(zhǔn)的，把這些值以一定格式打印出來，既方便準(zhǔn)確又可以對(duì)報(bào)表進(jìn)行定時(shí)間打印，提高了工作效率。
5、通過GE Fanuc公司90系列PLC控制系統(tǒng)及Wonderware公司InTouch7.11監(jiān)控軟件組成計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，能更好地發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，能夠使系統(tǒng)更加安全、可靠，同時(shí)開放性、分布式的網(wǎng)絡(luò)能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。
6、自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，大幅度減輕了一線工人勞動(dòng)強(qiáng)度和現(xiàn)場(chǎng)管理難<
