淺談組態(tài)軟件在采油工藝流程的應(yīng)用

常蕊

（大慶油田信息技術(shù)公司網(wǎng)絡(luò)運行維護(hù)分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和不斷普及應(yīng)用，針對近年來我國幾大油田自動化現(xiàn)狀、信息化管理和發(fā)展趨勢，尤其中石油提出在“十四五”末初步建成“數(shù)字中國石油”的目標(biāo)，大慶油田要加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)工業(yè)化與信息化深度融合，“數(shù)字油田”已然成為石油行業(yè)提質(zhì)增效、降本增效的有效途徑和必由之路。因此，推動“數(shù)字油田”高質(zhì)量發(fā)展，就要聚焦數(shù)字油田產(chǎn)業(yè)，夯實全鏈條全周期支撐能力，關(guān)鍵是對采油過程中所需數(shù)據(jù)的及時采集和記錄，以便管理部門及時做出決策和管理。而組態(tài)軟件系統(tǒng)與其傳統(tǒng)的監(jiān)控管理方式進(jìn)行有機(jī)融合、資源集成，通過對油井、聯(lián)合站、脫水站等油田關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)施建模、采油工藝流程模擬仿真、數(shù)據(jù)采集模擬實驗，實現(xiàn)直觀性、動態(tài)性、統(tǒng)計性的生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，從而達(dá)到推動油田生產(chǎn)日常管理數(shù)字化、措施決策標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)。綜上，我們通過對某采油廠脫水站生產(chǎn)流程進(jìn)行深入調(diào)研、模擬實驗，并以此為例，重點介紹力控組態(tài)軟件在采油工藝流程生產(chǎn)自動化監(jiān)測中的應(yīng)用。

1 力控組態(tài)軟件的功能與特點

在國內(nèi)有很多的組態(tài)軟件，如北京亞控公司的“組態(tài)王”，還有三維力控組態(tài)軟件等，近年來在工業(yè)生產(chǎn)中，力控組態(tài)軟件應(yīng)用的比較廣泛。

1.1 力控組態(tài)軟件的介紹

力控組態(tài)軟件是位于監(jiān)控層的專用軟件，負(fù)責(zé)對下集中管理控制層，向上連接管理層，是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件。最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報警等）對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短自動化工程師的系統(tǒng)集成時間，提高了集成效率。

1.2 力控組態(tài)軟件的基本結(jié)構(gòu)

組態(tài)軟件的基本程序及部件包括：工程管理器、人機(jī)界面View、實時數(shù)據(jù)庫DB、I/O驅(qū)動程序以及各種數(shù)據(jù)服務(wù)及擴(kuò)展組件，如圖1。

圖1 力控組態(tài)軟件的基本結(jié)構(gòu)

1.3 力控組態(tài)軟件的功能特點

力控組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能、良好的開放性、豐富的功能模塊、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫、可編程的命令語言、周密的系統(tǒng)安全防范、仿真功能。

2 力控軟件與儲油液位罐的監(jiān)控仿真實現(xiàn)

（1）在I/O設(shè)備里建立設(shè)備與數(shù)據(jù)庫的設(shè)備連接，在仿真系統(tǒng)下，選擇的協(xié)議為“力控”-“仿真驅(qū)動”-“SIMULATOR（仿真）”，仿真系統(tǒng)中設(shè)備地址可以任意設(shè)置。在實際設(shè)備連接中，建立I/O設(shè)備組態(tài)下，應(yīng)該選擇通用的“MODBUS-TCP/IP”協(xié)議，設(shè)備地址應(yīng)該填寫實際的設(shè)備IP地址，如圖2。

圖2 I/O設(shè)備組態(tài)的建立

（2）建立數(shù)據(jù)庫組態(tài)，需要建立的數(shù)據(jù)包括入閥門、出閥門、儲油罐液位、開關(guān)四個變量，并且需要把每個變量與相應(yīng)的寄存器進(jìn)行連接，如圖3。其中儲油液位罐可以設(shè)置成增量寄存器，在增量寄存器中寄存器地址可以設(shè)置為“1”。入閥門、出閥門、開關(guān)這三個變量應(yīng)該選擇的寄存器是狀態(tài)控制寄存器，寄存器地址可以分別設(shè)備為“0”、“1”、“2”，如圖4。

圖3 數(shù)據(jù)庫組態(tài)各變量的建立

圖4 數(shù)據(jù)庫各變量與寄存器的數(shù)據(jù)連接

（3）根據(jù)儲油液位罐的工藝實現(xiàn)流程繪制窗口圖形，并將每個圖形的模塊與數(shù)據(jù)庫組態(tài)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如圖5。開始和關(guān)閉按鈕需要在腳本編輯器中進(jìn)行腳本編譯，其中“PV=1”為開始，“PV=0”為關(guān)閉。

圖5 模塊與數(shù)據(jù)庫組態(tài)的關(guān)聯(lián)

（4）全局腳本程序編譯，如圖6。實現(xiàn)儲油液位罐在點擊“開始”后，液位罐的液面隨著數(shù)值的增加，液位上升。點擊“關(guān)閉”后，數(shù)值停止，液面靜止，如圖7。

圖6 全局腳本程序編譯

圖7 儲油液位罐的實現(xiàn)

3 力控軟件與采油工藝的系統(tǒng)集成

（1）脫水站工藝系統(tǒng)。在油井中抽出來的液體經(jīng)過計量站計量后輸送到脫水站進(jìn)行集中處理。要進(jìn)行第一步的油氣水的初步分離，再經(jīng)過熱化學(xué)沉降脫水和電脫水，達(dá)到油水的最終分離。

（2）根據(jù)仿真系統(tǒng)實現(xiàn)原理，利用組態(tài)軟件繪制出采油廠脫水站的采油工藝流程圖。與實時數(shù)據(jù)庫連接后，可以實現(xiàn)脫水崗采油工藝流程中各儀器儀表的實時數(shù)據(jù)采集。

4 結(jié)語

實踐證明，通過力控軟件系統(tǒng)所實現(xiàn)的生產(chǎn)設(shè)施建模、數(shù)據(jù)適時采集與記錄，以及對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的適時監(jiān)測等功能，已基本滿足了當(dāng)前油田生產(chǎn)工藝流程、采油人員日常數(shù)據(jù)采集，以及生產(chǎn)管理需要，進(jìn)一步促進(jìn)了企業(yè)高水平、高效率、高質(zhì)量、低成本運行的管理升級，從而推動降本增效、提質(zhì)增效目標(biāo)實現(xiàn)。