集油站安全监控设计.doc

1 绪 论 1.1 目前国内外集油站系统概况 随着科学技术的不断进步，特别是工业控制技术的飞速发展，我们已经开始步入一个崭新的自动化控制新时代。计算机自动监控系统已经广泛的应用于离散过程、连续过程等各种工业自动化领域以及电力、化工、食品、水处理等各个行业。现在国内外都将计算机监控系统对油田集油站的各个生产工艺过程进行实时监控、与数据采集等，计算机监控系统的发展为集油站的自动化监测注入了新的活力。 集油站是储存和供应石油产品的专业性仓库，是协调原油生产和加工、成品油运输及供应的纽带。国外的集油站管理已经进入先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术等，对集油站日常的首发油作业、储油管理、集油站监控系统等进行全方位的综合管理。我国的集油站自动化技术与国际先进水平相比还有一定差距。各种计量仪表精度较低，稳定性较差，控制系统控制精度比较低，信息化水平还不够健全，这使得我国集油站的自动化控制和管理系统经历了一个较长的发展阶段。 1.21.3 计算机控制系统的主要特点2 系统总体方案设计 2.1?集油站工艺流程图 图1-1 集油站的工业流程图 某集油站工艺流程如上图。从各个油井或计量站来得油水混合物先进入二个四相分离器，进行油，水，气，沙四相分离，分离出来的水经掺水泵送到个计量站掺水或对地下注水；分离出来的原油进入脱水器再次脱水，经稠油泵送到200立方米的大罐储存；分离出来的一部分油水混合物经过外输泵在进行热交换加热后往其他集油站外输。 2.2 初步分析 液位、温度、压力、气体浓度监测以及各个泵运行状态显示。其中：? 液位、温度、压力、气体浓度等信号经过相应的变送器后都会转换为与现场最大、最小值对应的4-20mA电流信号都是模拟量输入信号。? 各个泵运行状态情况很明显是对应数字量输入信号。? 控制两个四相分离器上油室、水室的液位恒定和各个泵的起、停。其中：? 控制分离器上油室、水室的液位恒定可以采用PID仪表来控制。控制原理是：油室、水室的当前液位信号接入PID控制表，与表内的人工给定值比较，通过PID运算，输出4-20mA的控制信号到变频器，变频器对50HZ交流电进行变频，输出对应于4-20mA的0-50HZ交流弄点对泵上的驱动电机进行变频调速，通过调节泵的转速（流量）来控制油室。水室、的液位恒定。? 2.3 一个典型的计算机测控系统组成原理图 图2-2 计算机监控系统结构图 2.4 集油站安全监控系统的总体结构 集油站监控最重要的是对工艺过程中的各项参数如温度、压力、液位、流量等进行实时监控。在原油分离过程中液位和压力、锅炉间的锅炉温度、以及各个重要工艺过程中的参数是集油站安全、高效生产的决定性因素，所以必须在各种干扰的情况下，将液位、温度、压力等稳定控制在工艺允许误差范围内，所以对这些参数监控就是生产过程中的关键。设计集油站安全监控系统，不仅节约了人力物力，而且在准确性、灵活性以及生产效率上都有明显提高，保证了油田的安全稳定生产。 针对集油站安全监控系统的要求，设计了工控机通过通讯转换器组成的分布式监控系统。由PLC负责采集现场数据并且传输到上位机。上位机作为管理机构，负责文件管理、数据库维护、报表自生成并定时打印。下位机PLC要对现场进行测量、采集信息。并通过线路送到主机，由上位机完成数据处理的任务，根据下位机传送来的信息，上位机自动生成各种报表，并在指定时间打印输出，从而将繁重的数据处理任务交给上位机完成，大大减轻了下位机的负担，以便更好地进行各个子系统的数据采集和控制功能，保证系统的可靠性和精度。 这次设计采用PLC来采集与控制现场数据，通过I/O模块控制器，将现场的模拟或数字信号传输到工控机中，通过显示器显示出现场采集的数据。在控制系统中应配有工控机，以提高监控系统可靠性。 2.5 集油站安全监控系统I/O点数统计 表3-1 集油站安全监控系统I/O变量表 合计 70 48 4 6 6 在详细统计完I/O点数后，还要列些每个点的参数表，参数表中每一个值都必须与现场完全对应。 表3-2 数字量I/O点参数表 I/O位 号 变量 名称 变量 说明 I/O类 型 正常 状态 信号类型 信号上线 信号 下线 逻辑 极性 2-1 CIQD 一号掺水泵的启动 DO 1 V 24 0 正 2-2 CIZK 一号掺水泵运行状况 DI 1 V 24 0 正 表3-3 模拟量I/O点参数表 I/O位号 变量 名称 变量 说明 I/O类型 工程 单位 信号 类型 量程 上限 量程 下限 报警上限 报警 下限 偏差报警 正 常 值 1-1 SISY 一个四相分离器水室的液位 AI m mA 10 0 9 1 1 5 1-2 SISYK 一个四相分离器水室的液位控制信号 AO ℃ mA 100 0 80