試論自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應(yīng)用

鄭鑫杰 徐歌(長慶油田分公司第十一采油廠桐川采油作業(yè)區(qū),甘肅 慶陽 745100)

在油田集輸泵站中，實際生產(chǎn)過程涉及到的環(huán)節(jié)和工藝較多，利用自動化控制系統(tǒng)可提升生產(chǎn)的效率，在保證原油質(zhì)量的同時也可避免安全事故的發(fā)生。因此為適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的需要，需要正確分析自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點，從而使高科技技術(shù)更好的服務(wù)于油田集輸產(chǎn)業(yè)。

1 自動化控制系統(tǒng)的概述

1.1 自動化控制系統(tǒng)的簡介

油田集輸泵站的自動化控制系統(tǒng)主要是采用美國的ME計算機監(jiān)控系統(tǒng)，作為首站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)的實時可用性與靈活性相對其他系統(tǒng)更具有優(yōu)勢。主要是采用上位機和下位機的方式，在現(xiàn)場采用多級CUP來進行控制處理，再通過各個I/O 模塊來對輸入輸出信號提供4000v 的隔離。系統(tǒng)的上位機和下位機構(gòu)成不同，上位機是主要由人工控機和控制軟件組成的，下位機主要由控制器、智能板以及I/O模塊組成，從而使油田泵站可以進行有效的自動化控制。上位機以及控制器通過100Mb/s 的以太網(wǎng)通訊，I/O 模塊直接插在智能板上，控制軟件從上位機通過以太網(wǎng)下載至控制器[1]。

1.2 自動化控制系統(tǒng)的特點

集輸泵站的主要功能是將油井開采的油、水、氣的混合物進行收集和短暫的存儲，以及初步處理進而運輸?shù)街付ǖ难b置或者容器中，其中整個生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及到了多個環(huán)節(jié)和內(nèi)容，人工無法準(zhǔn)確控制，只有通過自動化控制系統(tǒng)才能確保整個生產(chǎn)過程的安全以及保證原油的質(zhì)量。ME控制系統(tǒng)則運用了最先進的設(shè)計技術(shù)和原材料，以最優(yōu)化和恰當(dāng)?shù)墓に?，結(jié)合硬件和功能強大的軟件，開發(fā)出了簡單容易操作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的集成度高、小巧靈活、方便安裝同時供電方式比較簡單，也易于現(xiàn)場布置，此外還具有較高的智能化程度，一般在油田泵站自動控制系統(tǒng)是由兩個部分組成的。一部分是用于油田泵站生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備，可以監(jiān)測泵站運行數(shù)據(jù)以及進行傳輸，另外一部分則是遠程控制部分，由遠程計算機進行監(jiān)控和處理，針對泵站實時監(jiān)測的運行數(shù)據(jù)來觀察、處理和分析，再通過智能化判斷來控制泵站的運轉(zhuǎn)參數(shù)和實際情況。

2 自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 現(xiàn)場控制單元

在聯(lián)合站的各個崗位都會分布現(xiàn)場控制單元，因為只有通過現(xiàn)場控制單位進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，才能完成后續(xù)的控制策略，可以說現(xiàn)場控制單位是智能化控制系統(tǒng)的核心部分。一般來說現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)有：每臺分離器的液位、出口匯管壓力和溫度、人口壓力和溫度、脫水泵房和外輸泵房的進出口壓力、流量泵的電流和電壓、每臺流量計的來油溫度和壓力。ME 控制系統(tǒng)進行控制的現(xiàn)場控制單元是SNAP-LCM4 主控器，功能便是實現(xiàn)與主控器之間的信息傳訊功能，此外還可以對主控器的要求進行快速的執(zhí)行從而實現(xiàn)I/O 的智能化，定期掃描I/O，并且以邏輯功能為依據(jù)進行現(xiàn)場控制，各個現(xiàn)場控制單元和上位鍵控制還可以同時作為控制網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，實現(xiàn)高速對等通訊功能。

2.2 上位監(jiān)控站

油田集輸泵站的自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分除了現(xiàn)場控制單元，便是上位監(jiān)控站，上位監(jiān)控站可借助通過組態(tài)形成的各種功能的畫面，來實現(xiàn)對實際生產(chǎn)過程中的監(jiān)視和控制，并且除去監(jiān)控的功能，還具備預(yù)警警示作用。上位監(jiān)控站監(jiān)控的主要顯示參數(shù)有泵站的總貌、細(xì)目、趨勢、流程圖畫面、工段、設(shè)備啟停狀態(tài)、及IPD調(diào)節(jié)功能、系統(tǒng)顯示畫面示意及各種報表功能。監(jiān)控站的系統(tǒng)監(jiān)視的數(shù)據(jù)完善覆蓋了整體的生產(chǎn)設(shè)備和裝置，對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都可起到監(jiān)控作用，從而形成了完整實時的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。此外，在報警功能的設(shè)置中，上位監(jiān)控站預(yù)警氛圍超高、高、低和超低四個等級來報警，顯示的報警畫面中會表示日期、狀態(tài)、位號和報警點的名稱。更為智能化主要表現(xiàn)在報警發(fā)生在系統(tǒng)運行時，會自動彈出報警窗口，遞交報警說明還會伴有報警聲音，進而方便人員快速反應(yīng)，找出報警點查明原因[2]。

3 自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的系統(tǒng)應(yīng)用效果

在油田集輸泵站運用自動化控制系統(tǒng)不僅僅可以降低生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)事故發(fā)生還可用于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)油氣分離器，保障原油質(zhì)量。在天氣和實際生產(chǎn)各種條件發(fā)生變化的情況下，分離器壓力和液位波動較大，容易發(fā)生跑油、竄氣及安全閥動作等生產(chǎn)事故。因此需要生產(chǎn)人員時刻盯在生產(chǎn)現(xiàn)場，以防發(fā)生意外，但是這樣不僅會形成較大的勞動壓力，并容易在人精神疲倦的時候出現(xiàn)疏忽造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，而運用自動化控制系統(tǒng)可實時監(jiān)控并且及時預(yù)警，從而有效預(yù)防生產(chǎn)事故的發(fā)生。此外生產(chǎn)操作人員還可以根據(jù)自動監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)油氣分離器，使分離器液位始終保持在1/2—2/3的位置從而增加產(chǎn)氣量，保證分離器分離程度和分離質(zhì)量，提升生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

綜上所述，自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站具有重要的作用，可滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)管理，減輕工人勞動強度的同時還可有效的提升生產(chǎn)效率。

[1]周玲，戴斌，趙慜，齊德全.油田集輸泵站中的自動化控制系統(tǒng)[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012(13)：12-13.

[2]張慶民，王巧蘭，張景波.自動化控制系統(tǒng)在油田集輸泵站的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014(05)：77-77.