轉油放水站控制系統(tǒng)分析與設計

庫雪坤(大慶油田有限責任公司第七采油廠規(guī)劃設計研究所公用工程室，黑龍江 大慶 163517)

轉油放水站控制系統(tǒng)分析與設計

庫雪坤(大慶油田有限責任公司第七采油廠規(guī)劃設計研究所公用工程室，黑龍江 大慶 163517)

本文介紹了轉油站的工藝流程，并對自動控制系統(tǒng)進行了分析，與現(xiàn)有的油田轉油站工藝流程結合在一起，研究并設計了通過可編程序控制器（PLC）實現(xiàn)轉油站自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)轉油站的安全生產(chǎn)。

轉油站；PLC；自動控制

油田工藝在油田生產(chǎn)過程中占據(jù)主要地位，而其中轉油脫水的過程是油田工藝的核心內容，它需要將集油閥組間的來油通過三相分離器進行油、氣、水的三項分離，通過二合一將水進行加熱，對集油閥組間提供熱洗和摻水，更重要的是，轉油站輸出的氣、液的好壞直接決定聯(lián)合站的生產(chǎn)狀態(tài)。因此，確保這一部分的平穩(wěn)安全，對于油田的管理以及在經(jīng)濟發(fā)展方面都起著十分重要的作用。

1 轉油放水站的工作方式

轉油放水站接受的閥組間來油進入三合一處理器，通過使用射頻電容液位器檢測液面高度，并通過PLC預先設定好的運算程序來對放水閥組進行控制，從而實現(xiàn)液面的自動調節(jié)。通過安裝在三合一出口處的壓力變送器，反饋到PLC控制器，能夠實現(xiàn)壓力在0.2兆帕到0.25兆帕之間進行自動調整，從而有效保證三合一的壓力控制，使油水能夠以穩(wěn)定的壓力進入緩沖罐。外輸液通過計量后輸送至聯(lián)合站。

2 控制系統(tǒng)的功能分析

2.1 控制功能

流程控制：為了方便來液很好地得到分離，將按照規(guī)定的次序通過系統(tǒng)的各個設備依次進行控制。

設備的運行控制：通過對三相分離器、二合一加熱爐、注水電機、閥門等裝置進行控制，來實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。

2.2 監(jiān)視與測量功能

壓力的監(jiān)視與測量：三相分離器、二合一加熱爐、除油器、泵進出口等進行監(jiān)測。

液位監(jiān)視與測量：監(jiān)測各容器液位所在位置進行監(jiān)視。

設備狀態(tài)監(jiān)視與測量：通過對設備的狀態(tài)監(jiān)視與測量，從而看出設備是否正常運行。

2.3 智能決策功能

存儲設備工作時的重要的信息，與以往的信息結合在一起適合此時的最優(yōu)策略。例如：系統(tǒng)自動記錄的有關液位的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)以前的紀錄，自動調整對泵的開關，通過不斷的處理問題，分析常見問題，并進行學習與記憶，迅速判斷故障，為將來能夠迅速的指出問題根源并給予解決提供了有力的依據(jù)。

2.4 設置功能

現(xiàn)場控制柜設置以下兩種功能：一是現(xiàn)場進行手動操作，另一方面是連接現(xiàn)場控制柜與下面的遠距離信息傳遞，把采集的現(xiàn)場信息傳入PLC系統(tǒng)的采集單元。為應對緊急情況，工作地點的操作裝置具有高于其他控制站的優(yōu)先級。當開關設置為自動狀態(tài)時，程序控制的遠程設備這時才能夠起作用。所以現(xiàn)場各控制柜調試完成后，才可以對自動控制進行調試，如果現(xiàn)場設備安全，才可以進行遠距離操作。

3 轉油放水站的設計

3.1 轉油站系統(tǒng)的結構設計

系統(tǒng)的設計內容主要包括，檢測與控制轉油放水站中生產(chǎn)設備的運行數(shù)據(jù)，如：三相分離器、二合一加熱爐、除油器。其中，閥門的開閉、泵的運行狀態(tài)、罐體液位、液體流量、供氣壓力的遠程控制傳遞現(xiàn)實和處理是控制關鍵。對轉油放水站的生產(chǎn)監(jiān)視與遠程控制工作人員只需在值班室就可以進行。

現(xiàn)場儀表設備層中的氣動閥、摻水泵、外輸泵、電機等電氣設備，依照PLC集散控制層的控制，按照設定的程序控制設備的運行，按照規(guī)定的工藝流程對油氣水混合物進行處理；同時，現(xiàn)場環(huán)境信息與設備執(zhí)行情況通過電氣設備執(zhí)行層的傳感器與設備開關，返回PLC集散控制層；在工控機監(jiān)控中，PLC集散控制層主要采集環(huán)境信息的數(shù)據(jù)，記錄設備運行數(shù)據(jù)，發(fā)出控制命令；采用工控機對系統(tǒng)進行監(jiān)控，員工可已通過顯示數(shù)據(jù)來看出系統(tǒng)是否正常運行，根據(jù)工藝需求控制系統(tǒng)運行，根據(jù)工作需求對數(shù)據(jù)進行管理。

根據(jù)目前順序控制系統(tǒng)和工業(yè)過程控制的主流趨勢和特性，在充分了解用戶需求和現(xiàn)場實際的情況下，我們基于集散控制系統(tǒng)下采用PLC控制工控機的監(jiān)控設計方法。

3.2 針對油與水液位進行控制

油氣分離器的主要功能是使得容器內的油氣混和物分離為油和氣。由于來油變化，使得容器內油液面也發(fā)生變化，液位反映了油、氣的分離效果。為了較好地實現(xiàn)油、氣分離，我們采用控制油液位的策略達到控制效果。

油氣分離器液位選擇液位變送器測量，測量的信號，送入PLC控制系統(tǒng)，由PLC進行PID運算，輸出控制信號，進入變頻器，變頻器依據(jù)此控制信號，改變油氣分離器油出口油泵電機的轉數(shù)，使得泵的排量發(fā)生改變，最終保證了油氣分離器液位在要求的范圍內。

4 結語

本文主要介紹了轉油站的工藝流程及將要實現(xiàn)的控制目標，對控制系統(tǒng)進行了分析，并給出了轉油站控制系統(tǒng)的設計方案，簡要介紹了可編程控制設備及開發(fā)和轉油站設計中的總體結構，并將現(xiàn)代自動化的前言技術與理念，聯(lián)系油田生產(chǎn)的實際，提高了轉油站的安全性與可靠性。

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