油田聯(lián)合站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

單新云（中石化河南石油工程設(shè)計(jì)有限公司,鄭州　450016）

油田聯(lián)合站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

單新云
（中石化河南石油工程設(shè)計(jì)有限公司,鄭州450016）

摘要：油田聯(lián)合站在原油生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。其自動(dòng)化生產(chǎn)和控制管理水平，對整個(gè)油田的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率有著重要影響。本文針對聯(lián)合站工藝流程及控制要求，著重介紹了聯(lián)合站自控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、硬件配置及組態(tài)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：聯(lián)合站；自動(dòng)控制；組態(tài)；DCS

1　概述

春光油田排二聯(lián)合站自控系統(tǒng)改造工程是中石化河南油田分公司新疆勘探開發(fā)中心2014年地面建設(shè)的重點(diǎn)工程。該工程主要是針對春光油田增儲(chǔ)上產(chǎn)的目標(biāo)，對排二聯(lián)合站處理規(guī)模的擴(kuò)建進(jìn)行自控系統(tǒng)配套，以及對聯(lián)合站已有控制系統(tǒng)的升級完善。主要內(nèi)容包括原油處理、原油穩(wěn)定、原油儲(chǔ)存及裝車、污水處理等生產(chǎn)過程監(jiān)測及控制和站內(nèi)的火氣監(jiān)測。聯(lián)合站工藝流程復(fù)雜，控制指標(biāo)要求和安全要求均較高。

2　主要工藝流程

聯(lián)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(tǒng)方案

根據(jù)聯(lián)合站的工藝流程要求，站內(nèi)設(shè)DCS系統(tǒng)一套，對原油處理過程、污水處理過程的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、處理、顯示、控制、報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)，并進(jìn)行報(bào)表打印及數(shù)據(jù)信息管理，以滿足當(dāng)前及后期生產(chǎn)工藝發(fā)展的需要；設(shè)F&GS系統(tǒng)一套，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)火氣監(jiān)測；設(shè)置一套大屏幕顯示系統(tǒng)，形成聯(lián)合站綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，并為后續(xù)單井、計(jì)量站數(shù)據(jù)上傳、顯示、調(diào)度做準(zhǔn)備，為數(shù)字化春光油田打基礎(chǔ)。

如圖3所示，聯(lián)合站自控系統(tǒng)設(shè)置方案如下：（1）聯(lián)合站自控系統(tǒng)包含DCS系統(tǒng)、F&GS系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置；（2）原油穩(wěn)定PLC系統(tǒng)、壓縮機(jī)撬塊PLC系統(tǒng)、切水罐控制系統(tǒng)、鍋爐控制系統(tǒng)、汽車衡稱量系統(tǒng)均作為子系統(tǒng)將主要測控參數(shù)上傳至DCS系統(tǒng)集中監(jiān)視控制。各個(gè)子系統(tǒng)通過RS-485接口，由MODBUS通訊協(xié)議與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通信；（3）現(xiàn)場儀表、執(zhí)行器均接入DCS系統(tǒng)集中監(jiān)視控制；（4）現(xiàn)場可燃?xì)怏w探測器、火焰探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕和消防切斷閥均接入F&GS系統(tǒng)集中監(jiān)視控制。

4　硬件配置

排二聯(lián)合站DCS系統(tǒng)選擇橫河電機(jī)公司的產(chǎn)品。該DCS采用模塊化結(jié)構(gòu)，支持卡件熱插拔，雙重冗余備份，性能穩(wěn)定可靠，功能強(qiáng)大，抗干擾能力強(qiáng)，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(jié)點(diǎn)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(gè)，PI卡件（8通道）1個(gè)，DI卡件（32通道）1個(gè)，AO卡件（16通道）2個(gè)，COM-MD卡件（2通道）4個(gè)；所有卡件均采用壓接方式連接。

5　組態(tài)設(shè)計(jì)

組態(tài)軟件采用橫河電機(jī)公司的CENTUMVP系統(tǒng)，它可以將工廠資源管理系統(tǒng)（PRM）的信息、安全儀表系統(tǒng)（Prosafe-RS）的信息統(tǒng)一顯示在DCS操作畫面中，便于操作工查看與處理。該系統(tǒng)界面友好，功能強(qiáng)大，驅(qū)動(dòng)程序豐富，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

根據(jù)工藝流程的需要，組態(tài)畫面分DCS系統(tǒng)和F&GS系統(tǒng)兩部分。DCS系統(tǒng)組態(tài)畫面有：稠油處理系統(tǒng)、稀油處理系統(tǒng)、原油穩(wěn)定PLC系統(tǒng)、壓縮機(jī)撬塊PLC系統(tǒng)、切水罐控制系統(tǒng)、鍋爐控制系統(tǒng)、汽車衡稱量系統(tǒng)；F&GS系統(tǒng)組態(tài)畫面有：可燃?xì)怏w探測器、火焰探測器和手動(dòng)報(bào)警按鈕狀態(tài)圖，消防切斷閥控制界面及狀態(tài)圖。

操作站進(jìn)入控制系統(tǒng)后，首先運(yùn)行主畫面，顯示出聯(lián)合站的工藝流程全貌，各種設(shè)備的狀態(tài)以動(dòng)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(xì)全面的數(shù)據(jù)信息。操作員在值班室就可以觀察到站內(nèi)所有工藝流程運(yùn)行情況、設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及故障報(bào)警等，使工作效率大為提高。

6　結(jié)語

該控制系統(tǒng)于2015年1月投產(chǎn)運(yùn)行以來，運(yùn)行良好。運(yùn)行實(shí)踐表明：（1）本控制系統(tǒng)可靠性高、功能全，完全能夠滿足聯(lián)合站的控制需求；（2）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，方便工作人員操作；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)，能實(shí)時(shí)反映現(xiàn)場的各種工況；（3）報(bào)警功能畫面及數(shù)據(jù)庫能全面記錄故障部位、故障原因和故障時(shí)間，給操作和維修人員提供第一手資料；（4）提供各種報(bào)表實(shí)時(shí)打印和定時(shí)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(dòng)化設(shè)計(jì)工作。