油田聯合站自控系統的設計

單新云（中石化河南石油工程設計有限公司,鄭州　450016）

油田聯合站自控系統的設計

單新云
（中石化河南石油工程設計有限公司,鄭州450016）

摘要：油田聯合站在原油生產中發揮著重要作用。其自動化生產和控制管理水平，對整個油田的經濟效益和生產效率有著重要影響。本文針對聯合站工藝流程及控制要求，著重介紹了聯合站自控系統的方案設計、硬件配置及組態設計等內容。

關鍵詞：聯合站；自動控制；組態；DCS

1　概述

春光油田排二聯合站自控系統改造工程是中石化河南油田分公司新疆勘探開發中心2014年地面建設的重點工程。該工程主要是針對春光油田增儲上產的目標，對排二聯合站處理規模的擴建進行自控系統配套，以及對聯合站已有控制系統的升級完善。主要內容包括原油處理、原油穩定、原油儲存及裝車、污水處理等生產過程監測及控制和站內的火氣監測。聯合站工藝流程復雜，控制指標要求和安全要求均較高。

2　主要工藝流程

聯合站主要工藝流程包括稠油處理部分和稀油處理部分，具體如圖1和圖2：

3　控制系統方案

根據聯合站的工藝流程要求，站內設DCS系統一套，對原油處理過程、污水處理過程的所有數據進行實時采集、處理、顯示、控制、報警和聯鎖保護，并進行報表打印及數據信息管理，以滿足當前及后期生產工藝發展的需要；設F&GS系統一套，實現站內火氣監測；設置一套大屏幕顯示系統，形成聯合站綜合監控管理系統，并為后續單井、計量站數據上傳、顯示、調度做準備，為數字化春光油田打基礎。

如圖3所示，聯合站自控系統設置方案如下：（1）聯合站自控系統包含DCS系統、F&GS系統、大屏幕顯示系統，各系統獨立設置；（2）原油穩定PLC系統、壓縮機撬塊PLC系統、切水罐控制系統、鍋爐控制系統、汽車衡稱量系統均作為子系統將主要測控參數上傳至DCS系統集中監視控制。各個子系統通過RS-485接口，由MODBUS通訊協議與DCS系統進行通信；（3）現場儀表、執行器均接入DCS系統集中監視控制；（4）現場可燃氣體探測器、火焰探測器、手動報警按鈕和消防切斷閥均接入F&GS系統集中監視控制。

4　硬件配置

排二聯合站DCS系統選擇橫河電機公司的產品。該DCS采用模塊化結構，支持卡件熱插拔，雙重冗余備份，性能穩定可靠，功能強大，抗干擾能力強，完全能夠滿足控制需求。具體配置是：控制器AFV10D，電源模塊6EP1961，節點冗余單元ANB10D，ESB總線通信模塊EC401-50，IO卡件配置如下：AI卡件（16通道）14個，PI卡件（8通道）1個，DI卡件（32通道）1個，AO卡件（16通道）2個，COM-MD卡件（2通道）4個；所有卡件均采用壓接方式連接。

5　組態設計

組態軟件采用橫河電機公司的CENTUMVP系統，它可以將工廠資源管理系統（PRM）的信息、安全儀表系統（Prosafe-RS）的信息統一顯示在DCS操作畫面中，便于操作工查看與處理。該系統界面友好，功能強大，驅動程序豐富，運行穩定可靠。

根據工藝流程的需要，組態畫面分DCS系統和F&GS系統兩部分。DCS系統組態畫面有：稠油處理系統、稀油處理系統、原油穩定PLC系統、壓縮機撬塊PLC系統、切水罐控制系統、鍋爐控制系統、汽車衡稱量系統；F&GS系統組態畫面有：可燃氣體探測器、火焰探測器和手動報警按鈕狀態圖，消防切斷閥控制界面及狀態圖。

操作站進入控制系統后，首先運行主畫面，顯示出聯合站的工藝流程全貌，各種設備的狀態以動畫的形式形象地表示出來。通過菜單操作,可在各畫面間任意切換,以獲得各部分流程更詳細全面的數據信息。操作員在值班室就可以觀察到站內所有工藝流程運行情況、設備狀態、運行參數及故障報警等，使工作效率大為提高。

6　結語

該控制系統于2015年1月投產運行以來，運行良好。運行實踐表明：（1）本控制系統可靠性高、功能全，完全能夠滿足聯合站的控制需求；（2）監控系統界面友好，方便工作人員操作；數據準確及時，能實時反映現場的各種工況；（3）報警功能畫面及數據庫能全面記錄故障部位、故障原因和故障時間，給操作和維修人員提供第一手資料；（4）提供各種報表實時打印和定時打印功能，大量減少了值班員的工作量。

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作者簡介：單新云（1985—),男，碩士，初級工程師，從事自動化設計工作。