監(jiān)控組態(tài)軟件在吳一聯(lián)實行數(shù)字化改造中的應(yīng)用

王 勇， 王 衛(wèi)

（1.長慶油田公司第三采油廠新寨作業(yè)區(qū)，陜西 延安 717600；2.中國石油克拉瑪依石化公司，新疆 克拉瑪依 834003）

吳一聯(lián)合站于2006年11月16日投產(chǎn)，初期總體設(shè)計規(guī)模為50萬噸/年，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，聯(lián)合站進(jìn)行了兩次擴(kuò)建改造，目前年處理能力超過100萬噸/年。吳一聯(lián)合站是新寨作業(yè)區(qū)420區(qū)塊的油氣集輸及水處理系統(tǒng)的中心樞紐，也是實行數(shù)字化改造的首個試點(diǎn)的老站，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)不能及時反映站內(nèi)生產(chǎn)動態(tài)，為了全面提高站內(nèi)生產(chǎn)效率以及站內(nèi)自動化水平，吳一聯(lián)實行了全站數(shù)字化改造。本文主要介紹監(jiān)控組態(tài)軟件在這次改造中的應(yīng)用，通過力控組態(tài)軟件實現(xiàn)了生產(chǎn)過程組態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)記錄、報警顯示等功能，對于一線生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義[1]。

1 吳一聯(lián)合站系統(tǒng)構(gòu)成及主要工藝流程

吳一聯(lián)合站是一個大型的原油集輸及水處理中心，其中包括油調(diào)度系統(tǒng)、水調(diào)度系統(tǒng)、集輸與加熱系統(tǒng)、注水與消防、功圖分析等部分，以下主要對集輸與加熱及注水系統(tǒng)的工藝流程做簡要介紹。

如圖1，對于站內(nèi)集輸與加熱系統(tǒng)中，在這次數(shù)字化改造中利用組態(tài)軟件及數(shù)字化儀表將所要監(jiān)控的壓力、溫度、流量、液位、油水界面等參數(shù)傳輸?shù)街锌厥疫M(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

如圖2，在水處理系統(tǒng)中，主要對注水泵、配水間、清水過濾系統(tǒng)、清水罐液位、污水罐液位，消防系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，狀態(tài)監(jiān)控，同時對清水過濾器可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，提高了全站的自動化水平。

圖1 集輸與加熱系統(tǒng)工藝流程圖Fig.1 Gathering and the heating system of process flowsheet

圖2 注水系統(tǒng)工藝流程圖Fig.2 Injection system of process flowsheet

2 吳一聯(lián)站控系統(tǒng)組成

聯(lián)合站內(nèi)在中控室設(shè)置一套智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括視頻攝像機(jī)、智能視頻服務(wù)器和視頻智能視頻處理軟件組成，在中控室進(jìn)行大屏幕顯示。現(xiàn)場安裝5臺視頻攝像機(jī)，實時視頻監(jiān)控、電子警戒、特殊區(qū)域保護(hù)等功能，通過使用該系統(tǒng)，現(xiàn)場完全可以實現(xiàn)無人職守功能[2]。

2.1 數(shù)據(jù)采集及控制

數(shù)據(jù)采集點(diǎn)覆蓋了站內(nèi)全部生產(chǎn)流程、生產(chǎn)過程中需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)以及安全生產(chǎn)需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)，將采集來的數(shù)據(jù)傳輸至總控室，可實現(xiàn)站內(nèi)部分生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制[3]，例如對PE燒結(jié)管式過濾器實現(xiàn)了中控室對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程沖洗及反沖洗功能。

2.2 環(huán)境監(jiān)測

對站內(nèi)可燃?xì)怏w、設(shè)備浸水等安裝了檢測設(shè)備，提高了安全生產(chǎn)的可靠性。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式

信號電纜就近接入工業(yè)以太網(wǎng)，縮短模擬信號傳送距離，減少干擾，結(jié)構(gòu)靈活，可方便變更和配置，同時短距離的信號線纜，減小了維護(hù)及更換的工作強(qiáng)度[4]。

2.4 視頻監(jiān)控

對站內(nèi)設(shè)置5個視頻監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)視環(huán)境和設(shè)備工作狀態(tài)，減少了人工巡查的次數(shù)。

3 組態(tài)軟件的設(shè)計與應(yīng)用

3.1 組態(tài)軟件介紹

組態(tài)軟件是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是在自動化控制監(jiān)控層的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境[5]。本文在介紹聯(lián)合站集輸與水處理系統(tǒng)中利用北京三維力控組態(tài)軟件提供友好而又功能強(qiáng)大的人機(jī)界面，使得該系統(tǒng)能夠更好的發(fā)揮作用。

3.2 人機(jī)界面監(jiān)控主窗口

人機(jī)界面窗口設(shè)計是首先根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)成及其工藝流程要求確定系統(tǒng)需要實時監(jiān)控的對象，然后結(jié)合3Dmax等圖形處理軟件將組態(tài)畫面設(shè)計成三維動態(tài)畫面，從該人機(jī)界面窗口可對罐位、加熱爐溫度、三相分離器壓力、溫度、外輸泵流量壓力、注水泵壓力、流量等進(jìn)行實時監(jiān)控[6]，圖3為本站集輸與加熱系統(tǒng)組態(tài)畫面圖，圖4為本站注水系統(tǒng)組態(tài)畫面圖。

圖3 集輸與加熱系統(tǒng)組態(tài)畫面圖Fig.3 Gathering and the heating system configuration diagtam

圖4 注水系統(tǒng)組態(tài)畫面圖Fig.4 Injection system configuration diagtam

3.3 實時數(shù)據(jù)庫

按照系統(tǒng)中各個數(shù)據(jù)對象的特征確定不同數(shù)據(jù)類型，并建立實時數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合系統(tǒng)的要求定義各個的數(shù)據(jù)對象。

3.4 數(shù)據(jù)界限監(jiān)測及報警功能

通過對站內(nèi)灌區(qū)可燃?xì)怏w、各點(diǎn)壓力、溫度等實時監(jiān)控，確定提示報警信號的區(qū)域、類型等，并具有歷史查詢、打印等功能，以備查看，如圖5為站內(nèi)可燃?xì)怏w報警平面圖。

圖5 站內(nèi)可燃?xì)怏w報警平面圖Fig.5 Instation combustible gas alarm plan

3.5 歷史數(shù)據(jù)回放

在系統(tǒng)運(yùn)行中需要記錄的數(shù)據(jù)，如站內(nèi)加熱系統(tǒng)溫度、各站點(diǎn)來油流量曲線、罐位、各點(diǎn)壓力等。本系除可顯示實時數(shù)據(jù)和實時曲線，還可顯示歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線，圖6為站內(nèi)壓力歷史曲線圖。

圖6 站內(nèi)壓力歷史曲線圖Fig.6 Instation pressure history graph

3.6 報表生成

在此組態(tài)畫面中，將Excel與實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合、無縫地連接，實現(xiàn)報表組態(tài)、其中包括報表自動生成的功能，并具有打印功能。

4 結(jié)束語

本文運(yùn)用監(jiān)控組態(tài)軟件對老站進(jìn)行了數(shù)字化改造，可對站內(nèi)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，畫面直觀動態(tài)顯示，準(zhǔn)確實時顯示各運(yùn)行狀況，大大提高了系統(tǒng)監(jiān)控能力，同時提高了站內(nèi)自動化水平，縮短了與新建站之間的距離，達(dá)到了此次數(shù)字化改造的目的，發(fā)揮了吳一聯(lián)在420區(qū)塊指揮生產(chǎn)調(diào)控中心的作用。

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