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西门子控制系统应用在油田联合站生产管理中

作者:吕磊 田喜民,西门子(中国)有限公司哈尔滨办事处2007.06.19阅读 4856

  一、项目简介
  葡三联合站是一个集输油、脱水、污水处理、注水等功能的大型联合站。担负大庆油田第七采油厂第三、四油矿原油脱水、成品油外输、脱后污水处理及清、污水回注,日处理液6000多立方米,外输油2300吨,污水处理及回注4000多立方米。工艺上要求从输油、脱水、原油外输到污水处理及回注全部采用密闭管理。
  葡三联合站主要分为:站级主控岗、输油岗、脱水岗、计量岗、注水岗及污水岗。
  外来转油站来液首先进入计量岗计量流量和含水,再由计量岗输向输油岗,然后由输油岗的油离水脱除器等工艺设备进行初步的油、水和天然气的分离www.cechina.cn,再将初步净化后的含水油输至脱水岗,在脱水岗的电脱水的作用下进一步油水分离,此时净化后油作为成品油再由输油岗输送至附近的油库。
  经过输油岗和脱水岗的工艺设备分离出来水输送至污水岗,进行污水处理,处理后的水再送至注油岗,由注水岗的高压注水电机将水回注到地下,以维持地下压力平衡。
  控制岗位设为:输油岗控制管理系统、脱水岗控制管理系统、注水岗控制管理系统、站级主控管理系统和厂级管理系统。
  输油岗控制管理系统、脱水岗控制管理系统、注水岗控制管理系统要求对本岗的工艺设备实现自动调节、实时监测、实时报警信息、在线监视修改参数、报表打印归档、记录受控信号的历史趋势曲线、泵的启停时间和运行时间等功能。
  站级主控管理系统负责将全站的生产数据,生产状态进行汇总,统一进行生产监控分析。并利用油田局域网将数据上传至厂级管理系统,进而实现全厂生产数据共享。
        以往油田联合站各岗之间的控制均是独立的,由不同的厂家提供不同的控制设备实现单独控制,彼此之间没有任何联系,这样对生产的管理和设备的维护都造成很大不便。
  对此针对葡三联合站特点和工艺要求CONTROL ENGINEERING China版权所有,我们制定如下自控系统方案:
  厂级管理岗、站级主控岗个设工程师站一台,选用SIMATIC WINCC 和WINCC Web Navigator。输油岗、脱水岗、注水岗各设一个操作员站和一套PLC控制器,上位选用SIMATIC WINCC,下位选用S7-300过程自动化控制系统。彼此之间通过PROFIBUS DP现场总线以1.5Mbit/s的速率进行数据通讯。
  SIMATIC S7 300过程自动化控制系统中央处理器将采集来的信号进行运算转换,处理成相应的温度、压力、流量、液位的信号CONTROL ENGINEERING China版权所有,并对其进行判断比较,产生报警等逻辑运算功能。并对液位、界面、压力等信号进行PID反馈调节。PROFIBUS DP网络,将数据在整个DP网络中共享,从而实现全站的数据通讯。

  葡三联合站
  葡三联合站

  二、控制系统构成
  本控制系统主要由3套S7-300和5套上位机构成。
  输油岗:一台工控机(PIV2.0/256M/80G/CP5613),通过Profibus-DP监控本岗生产运行情况,一套2排机架的CPU314C-2PTP的PLC控制系统负责采集控制本岗的数据和设备。并通过CP342-5连接至DP网络。
  脱水岗:一台工控机(PIV2.0/256M/80G/CP5613),通过Profibus-DP监控本岗生产运行情况CONTROL ENGINEERING China版权所有,CPU采用CPU314C-2PTP,并配有CP341通过RS485与计量岗第三方计量设备通讯。向上通过CP342-5连接至DP网络。
  注水岗:一台工控机(PIV2.0/256M/80G/CP5613),通过Profibus-DP监控本岗生产运行情况CONTROL ENGINEERING China版权所有,CPU采用CPU314C-2PTP监控高压注水电机、调解注水罐的液位,并负责监控污水岗。向上通过CP342-5连接至DP网络。
  站级主控岗:一台工控机(PIV2.0/256M/80G/3COM网卡/CP5613),作为WINCC Web Navigator Server向厂级管理岗提供站内生产及运行情况,同时利用厂内Profibus-DP总线采集并监控各的运行情况。位于联合站管理办公楼。
  厂级管理岗:一台工控机(PIV2.0/256M/80G/3COM网卡),作为WINCC Web Navigator ClientCONTROL ENGINEERING China版权所有,通过油田局域网监控葡三联合站的生产运行情况。位于采油厂管理办公楼。
 

  系统结构图
  系统结构图

  整个控制系统由一条DP网络贯穿全站,总距离近400米。由于设备分布位置,共有6个RS485中继器完成网络扩展。这样在任意一台上位机上均可以监控全站,但由于管理要求,只有厂级和站级可以实现全站监控,其它上位机均负责本岗的监控任务,并可对其它岗位协调监控。 

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  应用中的监视画面

  三、控制系统完成的功能
  对于大型油田联合站来说,各岗之间的协调配合和独立的精确控制均是必不可少的。此

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