聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計二(采用智能儀表方案)

1、西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計0目目 錄錄1. 緒論緒論.11.1 聯(lián)合站概述.11.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的介紹.11.3 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點與原則.21.3.1 主要特點.21.3.2 設(shè)計原則.22 . 系統(tǒng)總體方案設(shè)計系統(tǒng)總體方案設(shè)計.32.1 原油聯(lián)合站的簡介.32.2 聯(lián)合站的主要崗位及任務(wù).32.3 聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標.42.4 I/O 接口.43 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備選型監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備選型.73.1 工控機主機選型.73.2 儀表.83.3 隔離 RS-232 到 RS-422/485 轉(zhuǎn)換器 ADAM-4520.103.4 系統(tǒng)監(jiān)控儀表及設(shè)備的選型.104 .監(jiān)控系

2、統(tǒng)的詳細設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的詳細設(shè)計.124.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)說明.124.2 聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標.124.3 整個聯(lián)合站的工藝流框圖如下：.134.4 系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計.134.5 聯(lián)合站工況圖及其運行效果.144.6 聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備.155總結(jié)總結(jié).15參考文獻參考文獻.16附錄附錄.16西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計11. 緒論緒論1.1 聯(lián)合站概述聯(lián)合站概述聯(lián)合站是油田原油集輸生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)工藝過程，它是集油水分離、污水處理、原油及天然氣集輸?shù)榷鄠€工藝系統(tǒng)為一體的綜合性生產(chǎn)過程，主要包括輸油脫水、污水淺處理、污水深處理、注水、鍋爐和配電等生產(chǎn)崗位或工藝環(huán)節(jié)。目前，各大油

3、田聯(lián)合站生產(chǎn)工藝過程的控制主要有人工監(jiān)測控制、常規(guī)儀表自動監(jiān)測控制、計算機監(jiān)測控制等三種方法。聯(lián)合站輸油脫水崗是進行原油沉降脫水、實現(xiàn)油水分離和凈化油外輸?shù)纳a(chǎn)過程，是聯(lián)合站生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，工藝要求較高，其生產(chǎn)過程的管理水平，直接關(guān)系到成品原油的產(chǎn)品質(zhì)量和整個聯(lián)合站生產(chǎn)的安全和高效平穩(wěn)運行。特別是隨著油田開發(fā)進入高含水后期，工藝過程更加復(fù)雜，對工藝過程提出了更高的要求，采用人工監(jiān)測控制和常規(guī)儀表控制已很難滿足生產(chǎn)要求。上世紀九十年代，計算機控制開始應(yīng)用于聯(lián)合站生產(chǎn)過程，并取得了一定的應(yīng)用效果。但由于在方案選型、設(shè)計和管理維護等方面存在一些問題，總的來講，應(yīng)用效果不夠理想。在油田聯(lián)合站生產(chǎn)過程中

4、，如何合理選擇、設(shè)計安全可靠和便于維護的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，保證聯(lián)合站生產(chǎn)的平穩(wěn)運行和優(yōu)化控制，實現(xiàn)節(jié)能降耗和安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)管理水平，是目前自動化技術(shù)在油田生產(chǎn)應(yīng)用中面臨的重要課題。1.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的介紹計算機監(jiān)控系統(tǒng)的介紹 計算機監(jiān)控技術(shù)時一門綜合性的技術(shù)。它是計算機及技術(shù)（包括軟件技術(shù)，接口技術(shù)，通信技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，顯示技術(shù)） 、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)和傳感技術(shù)的綜合應(yīng)用。任何一個計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)基本上由六階段組成的。既：可行性研究、初步設(shè)計、詳細設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)施、系統(tǒng)測試和系統(tǒng)運行。當(dāng)然，這六個階段并不是完全按照直線順序進行的。在任何一個階段出現(xiàn)了問題都可以返回到前面的

5、階段進行修改。所謂計算機監(jiān)控就是利用傳感器裝置將被監(jiān)控對象中的物理參量（如溫度、壓力、流量、液位、速度）轉(zhuǎn)換為電量，并且在計算機的顯示裝置中以數(shù)字、圖形或曲線的方式顯示出來，從而時操作人員能夠直觀而迅速的了解被監(jiān)控對象的變化過程。通過應(yīng)用計算機監(jiān)控技術(shù)，可以穩(wěn)定和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源和原材料的消耗，降低生產(chǎn)成本。還可以降低勞動這的強度，并且提高管理水平，從而帶來極大的社會效益。正因為如此計算機監(jiān)控技術(shù)以在各個領(lǐng)域都有所發(fā)展。 計算機監(jiān)控系統(tǒng)可以由一下幾個部分組成：計算機（含可視話的人機界面） 、輸入輸出裝置（模塊） ，監(jiān)測、變松機構(gòu)。設(shè)計原則有可靠性原則、使用方便原則、開西安石

6、油大學(xué)本科課程設(shè)計2放性原則、經(jīng)濟性原則、開發(fā)周期短原則。圖1-1就是一個典型的計算機測控系統(tǒng)組成原理圖。圖圖 1-1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖計算機監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.3 計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點與原則與原則 1.3.1 主要特點主要特點（1）實時性。對工業(yè)生產(chǎn)過程進行實時在線檢測與控制，按優(yōu)先級進行采集和輸出調(diào)節(jié)，保證被控系統(tǒng)的正常運行。（2）可靠性。具有在較為惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期工作的能力，并具有良好的故障診斷和維護性。（3）較強的輸入/輸出能力。可與工業(yè)現(xiàn)場的檢測儀表和控制裝置相連接，完成各種測量控制任務(wù)。（4）應(yīng)用軟件豐富。目前大多數(shù)計算機監(jiān)控系統(tǒng)以 WINDOWS

7、做工作平臺，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件豐富，可提供良好的人機界面，特別是組態(tài)軟件更為用戶提供了方便。1.3.2 設(shè)計原則設(shè)計原則可靠性原則、使用方便原則、開放性原則、經(jīng)濟性原則、開發(fā)周期短原則。案全監(jiān)控系統(tǒng)包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。其中我主要完成某聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計，下面就此做一簡單介紹。 聯(lián)合站包括八大系統(tǒng)：原油集輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、軟水處理系統(tǒng)、采暖供熱系統(tǒng)、配電裝置、注水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電腦監(jiān)控系統(tǒng)西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計32 . 系統(tǒng)總體方案設(shè)計系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 原油聯(lián)合站的簡介原油聯(lián)合站的簡介該原油聯(lián)合站將各個采油隊輸送過來的原油進行油氣水分離、油水分離、原油存儲、原油加熱及

8、外輸、污水處理等，實現(xiàn)對來油氣、出油氣的計算、盤庫。該原油聯(lián)合站內(nèi)主要分成原油處理和污水處理兩大工藝流程，另外還包括消防、天然氣密閉、大罐抽氣、陰極保護等小等小的工藝流程。工藝流程圖如下：2.2 聯(lián)合站的主要崗位及任務(wù)聯(lián)合站的主要崗位及任務(wù)1,脫水崗（沉降崗）脫水（沉降）崗主要任務(wù)是將高含水原油，通過熱化學(xué)脫水（即游離水預(yù)處理） ，沉降脫水和電脫水處理，并將脫水后的凈化油轉(zhuǎn)輸?shù)捷斢蛵?，把含油污水轉(zhuǎn)輸?shù)轿鬯幚韻彙?，輸油崗輸油崗將脫水崗的凈化油輸送到緩沖罐（或大罐） ，再經(jīng)輸油泵加壓，經(jīng)流量計計量外輸后外輸?shù)接蛶旎蜷L輸管道。3，污水崗污水崗把一段，二段，電脫水器和站內(nèi)的其他污水收集起來進行處理

9、，達到回注水質(zhì)量標準后，送往注水站進行回注。4，注水崗注水崗把本站經(jīng)凈化處理和外來質(zhì)量合格的水，根據(jù)地址的需要經(jīng)注水泵加壓輸送到配水間，通過注水井注入到油層。5，集氣崗集氣崗主要任務(wù)是將中轉(zhuǎn)站來氣，經(jīng)增壓機加壓，經(jīng)流量計（微機顯示）計量后輸送到供輸油站或氣處理廠。6，變電崗變電崗把 35Kv,110Kv,220Kv 高壓電，經(jīng)變壓器及其他設(shè)備降壓，向聯(lián)合站（庫）各用電設(shè)備配電。7，儀表崗儀表崗對本站各崗位使用的一，二次儀表，流量計進行投產(chǎn)運行時的調(diào)試和正常生產(chǎn)時的維護保養(yǎng)，調(diào)試，標定。8，化驗崗化驗崗一般設(shè)三個崗（1）原油化驗崗 負責(zé)本站進站原油含水，外輸原油含水以及原油脫水過程中的質(zhì)量監(jiān)護化

10、驗和原油密度的測定。西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計4（2）污水化驗崗 負責(zé)本站進站原油含水，外輸原油含水以及原油脫水過程中的質(zhì)量監(jiān)護化驗和原油密度的測定。（3）鍋爐化驗崗 負責(zé)鍋爐用水水質(zhì)的化驗。9，鍋爐崗，維修崗等崗位。2.3 聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標（1）分離器流程。從各個采油隊輸送過來的原油首先通過計量器計量后又進入聯(lián)合站的油氣水三相分離器，在這里實現(xiàn)氣體和液體的分離。原油從分離器一端進入，然后天然氣從另一端上部流出進行天然氣外輸，而油水混合的液體從下部流出進入一次沉降罐。（2）油罐區(qū)流程。油罐區(qū)的儲罐主要的任務(wù)是進行油水分離，由一次沉降罐、二次沉降罐、凈化

11、油罐組成，分離器將油水混合液體輸入一次沉降罐，一次沉降罐分離出大部分的原油，并把部分天然氣再行收集，而將水輸?shù)轿鬯畢^(qū)，進行污水處理。經(jīng)過一次沉降罐的原油流入二次沉降罐繼續(xù)進行油水分離，這之后的原油已經(jīng)含水很少了，然后原油進入加熱爐加熱和脫水器脫水。經(jīng)過加熱和脫水后的原油進入凈化油罐，等待外輸。（3）加熱爐流程。從油罐區(qū)二次沉降罐輸送過來的原油在這里經(jīng)過加熱，以利于原油的輸送，然后送到脫水器脫水。（4）原油外輸流程。經(jīng)過加熱和脫水處理的原油含水已經(jīng)很少，通過原油外輸泵將原油輸送出聯(lián)合站。污水處理工藝流程。在這一流程里，從一次沉降罐過來的污水首先進入緩沖罐，將含有的殘留天然氣進行收集，然后經(jīng)過加藥

12、泵進行加藥處理，再進入過濾罐過濾，最后將經(jīng)過處理的污水輸出根據(jù)聯(lián)合站的工藝流程和各個設(shè)備的工作原理，整個監(jiān)控系統(tǒng)需要處理：（1）控制三相分離器上油室、水室的液位恒定。（2）監(jiān)測三相分離器上油室、水室的液位、溫度、壓力及報警、（3）監(jiān)測倆個沉降罐的油室、水室的液位、溫度、壓力及報警。（4） 監(jiān)測脫水泵、脫水器、加藥泵、污水外輸泵、外輸泵各自前后的壓力，控制各個泵的起、停，顯示其運行狀況及報警。（5）監(jiān)測凈化油罐、污水緩沖罐，過濾罐、加熱爐的溫度及液位及報警。（6）監(jiān)測遍布整個戰(zhàn)區(qū)的氣體濃度及報警。 2.4 I/O 接口接口根據(jù)聯(lián)合站的流程圖，先要列出統(tǒng)計出系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)，系統(tǒng)的 I/O 點

13、數(shù)如表 1 所示. 西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計5表表2-2-1 某油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)某油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)I/O變量表變量表在詳細統(tǒng)計完I/O點數(shù)后還要列出每個點的參數(shù)表，表2-2-2列出了三相分離器的參數(shù)列表。表表2-2-2 三相分離器的模擬量三相分離器的模擬量I/O點參數(shù)表點參數(shù)表I/O位號變量名稱變量說明I/O類型工程單位信號類型量程上限量程下限報警上限報警下限偏差報警正常值序號設(shè)備名稱總點數(shù)控制要求AIAODIDO水室的液位、溫度、壓力2*3=6油室的液位溫度壓力2*3=61一個三相分離器16油室、水室液位恒定控制2*2=422個沉降罐4罐的液位、溫度2*2=43一個脫水泵2脫水泵的液位、

14、溫度2*1=24一個脫水器2脫水器的液位、溫度2*1=25一個加熱爐2加熱爐前后的 溫度2*1=26 一個凈化油罐2凈化油罐的液位、溫度2*1=2泵的前后壓力2*1=2控制泵的起停2*1=27一個外輸泵6泵運行狀況顯示2*1=2泵的前后壓力2*1=2控制泵的啟停2*1=28一個加藥泵6泵運行狀況顯示2*1=29一個過濾罐2罐的液位、溫度2*1=2泵的前后壓力2*1=2控制各個泵的啟、停2*1=210一個污水外輸泵6泵運行狀況顯示2*1=211合計4832466西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計61-1SISY一個三相分離器水室的液位AImmA10091151-2SISYK一個三相分離器水室的液位控制信號

15、AOMA100080301050表表2-2-32-2-3 數(shù)字量數(shù)字量I/OI/O點參數(shù)表點參數(shù)表I/O位號變量名稱變量說明I/O類型正常狀態(tài)信號類型信號上線信號下線邏輯極性2-1CIQD加藥泵的起動DO1V240正2-2CIZK加藥泵的運行狀況DI1V240正西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計7西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計83 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備選型監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備選型3.1 工控機主機選型工控機主機選型研華工控主機研華工控主機在聯(lián)合站工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，腐蝕性氣體多，且需要計算機 24 小時連續(xù)不斷地運行，因此對生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備較其他行業(yè)要求更高。所以針對主機，我們選擇由我國臺灣省研華公司生產(chǎn)的 IPC-61

16、0H 型工控機，該機適合于對數(shù)據(jù)的收集，處理有極高專業(yè)要求的行業(yè)，能給各行業(yè)提供高性能、高可靠性的工業(yè)級計算機平臺。主要特征（1）IPC-610 專為沖擊、震動、高溫等惡劣環(huán)境設(shè)計 （2）支持 14 槽 ISA/PCI 底板 （3）支持四個前端抽取磁盤驅(qū)動器和一塊內(nèi)置3.5”硬盤 （4）1 個帶防塵過濾網(wǎng)的 86CFM 風(fēng)扇選配Inter PIV 2.4GM CPU西部數(shù)據(jù)80G硬盤Kingston 256M內(nèi)存工業(yè)鍵盤及光電鼠標 IPC-610H型工控機RS-232C接口顯示器顯示器帶19寸LCD和VGA/Video/S-Video/DVI端口的工業(yè)平板顯示器主要特征19寸SXGA TFT

17、LCD分辨率達到1280*1024 輸入信號自動識別 西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計9最高亮度可達250cd/m2 多掃描功能：支持SXGA，XGA，SVGA，VGA和文本模式 支持多信號輸入:VGA,DVI,Video和S-Video 不銹鋼機箱,符合NEMA4/IP65標準的防銹前面板 支持面板安裝,壁掛式安裝,機架安裝和VESA懸臂安裝3.2 儀表儀表由于所有氣體濃度、液位、溫度和壓力信號比較重要，必須要在現(xiàn)場控制柜顯示，所以要選用控制柜上的顯示儀，這里我們選擇昌暉公司的 SWP-LCD-M 型多通道巡檢控制儀，該表可以輪流顯示十六路模擬數(shù)據(jù)，選擇 RS-485 接口型。氣體濃度、壓力和溫度信

18、號共 45 路，所以可選用 3 臺，有 3*16-45=3 路冗余。儀表都選用 RS-485 接口。(1) SWP-LCD-M 概述SWP-LCD-M 多路儀表適合于需要同時對多組過程參量（16）進行集中監(jiān)測，超限報警，變送輸出及遠傳的場合。SWP-LCD-M 多路儀表在設(shè)計上吸納了當(dāng)今電腦結(jié)構(gòu)思路：硬件上采用內(nèi)帶快閃存儲器的新型微處理器，擴充了大容量的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，顯示器采用大屏幕液晶圖形顯示板，軟件上引入中文 Windows 的框架思路，并采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。準電腦化的結(jié)構(gòu)，高度地體現(xiàn)了微處理器化儀表的靈活性，成功地解決了多路儀表的分度號可自由設(shè)定，測量值集中顯示等難題。SWP-LCD-M

19、多路儀表在人機操作與觀察界面上都對傳統(tǒng)的二次儀表做了挑戰(zhàn)性的改革，以中文菜單引導(dǎo)組態(tài)操作, 以集中的數(shù)據(jù)畫面顯示多路測量結(jié)果，以明確的文字信息標識畫面內(nèi)容的涵義，簡潔直觀地給人以“智能”的感受。SWP-LCD-M 多路儀表可接 16 路被測信號，根據(jù)用戶設(shè)定要求完成從信號采集，顯示，變送到遠傳的全過程。SWP-LCD-M 多路儀表的打印接口可直接與帶有 RS232 串行口的打印機連接，完成定時打印，即時打印或報警打印。SWP-LCD-M 多路儀表的串行通訊接口可與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)的集中管理。(2) SWP-LCD-M 技術(shù)指標輸入信號 模擬量輸入：電壓 0 5V 1 5V電流

20、0 10mA 4 20mA輸出信號 模擬量輸出：電流 0 10mA （負載750）4 20mA （負載500）電壓 0 5V （負載250K）西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計101 5V （負載250K）開關(guān)量輸出：繼電器觸點容量：AC 220V/3A ，DC 24V/5A（阻性負載）SCR 輸出 400V/0.5A SSR 輸出 69V/0.05A饋 電 輸 出： DC 24V/30m精 度 0.5%FS1 字 或 0.2%FS1 字采樣周期 1 秒/通道輸入回路 8 路或 16 路測量范圍 -1999-9999 字顯示方式 背光式大屏幕液晶（LCD）圖形顯示板顯示內(nèi)容由漢字、西文、數(shù)字、工程單位等

21、組成通過面板按鍵可完成畫面翻頁，LCD 背光時間長短等操作控制方式 可選擇帶回差的 ON/OFF 控制通訊輸出 RS232/485，波特率 1200pbs 28.8kpbs (可設(shè)置)參數(shù)設(shè)定 中文菜單提示， 面板按鍵設(shè)定或上位機通過通訊口設(shè)定， 設(shè)定參數(shù)密碼鎖定保護方式 設(shè)定參數(shù)永久保存，記錄數(shù)據(jù)斷電保存，內(nèi)置 Watchdog 電路功 耗 5W 使用環(huán)境 環(huán)境溫 050 相對濕度85%RH 避免強腐蝕性氣體電源電壓 AC 220V+10-15% 50 60HzAC 90V 260V（開關(guān)電源） DC 24V2V（開關(guān)電源）(3) SWP-LCD-M 工作原理本儀表原理如圖 3-1 所示，儀

22、表以單片微處理器為基礎(chǔ)，通過輸入電路把模擬信號經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，微處理器根據(jù)采樣的結(jié)果與設(shè)定內(nèi)容進行計算，比較后顯示結(jié)果及輸出控制信號。西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計11頻頻率率/開開關(guān)關(guān)量量輸輸入入模模擬擬量量輸輸入入通通道道開開關(guān)關(guān)A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器光光電電隔隔離離微微處處理理器器LCD圖圖形形顯顯示示板板面面板板設(shè)設(shè)定定光光電電隔隔離離光光電電隔隔離離光光電電隔隔離離變變送送輸輸出出開開關(guān)關(guān)量量輸輸出出通通訊訊接接口口輸輸出出3.3 隔離隔離 RS-232 到到 RS-422/485 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 ADAM-4520大多數(shù)工業(yè)計算機系統(tǒng)都帶有標準的 RS-232 的端口。雖然

23、RS-232 得到了普遍的使用，但它的傳輸速率、傳輸距離及網(wǎng)絡(luò)容量還是有一定的限制。RS-422 和 RS-485 標準通過將數(shù)據(jù)及控制信號使用差分信號進行傳送，克服了 RS232 的不足。ADAM-4520/4522 隔離轉(zhuǎn)換器能夠讓您在早期的 RS-232 系統(tǒng)上充分利用 RS-422 和RS-458 的優(yōu)點。它能夠?qū)?RS-232 信號透明轉(zhuǎn)換為 RS-422 和 RS-485 信號。您無須改動 PC 上的任何硬件及軟件。ADAM-4520 能夠幫您輕松地建立起一套基于 PC 硬件的、工業(yè)級遠程通訊系統(tǒng)。它能夠?qū)⑼ㄓ嵕嚯x再延長 1200 米，或再增加 32 個連接節(jié)點。 自動內(nèi)部 RS-

24、485 總線監(jiān)督 自動數(shù)據(jù)流控制 最高采樣速率 115.2kbps 3000Vdc 隔離保護（ADAM-4520）3.4 系統(tǒng)監(jiān)控儀表及設(shè)備的選型系統(tǒng)監(jiān)控儀表及設(shè)備的選型系統(tǒng)還需要選用打印機、電源及顯示器等其他設(shè)備，這里我們選用惠普彩色噴墨打印機、山特 3KVA 型 UPS 電源（不間斷電源）。表表3-1 聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備清單聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備清單西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計12序號類別名稱型號技術(shù)要求數(shù)量工控主機研華IPC610PIV1.8/521MDRAM/40G/1.4M/50X1臺19寸彩顯19寸LCD19寸工業(yè)平板顯示器1臺UPS電源山特3KVA3KVA 0.5小時1臺1計算機部分彩色

25、打印機惠普A3,彩色噴墨打印機1臺多通道巡檢控制儀昌輝SWP-LCD-M16路多通道巡檢控制儀,控制輸出方式：電壓/電流輸出，設(shè)定/顯示精度；+0.5%FS+1位數(shù)max三塊智能多回路PID控制器昌輝SWP-SSR48段PID 自整定控制儀，測量精度：0.5%ES，測量范圍：-19999999字，8路輸入，4路輸出一塊DI研華ADAM-40528路隔離數(shù)字量輸入模塊一塊DO研華ADAM-40868路繼電器輸出模塊一塊控制器板卡部分和儀表部分信號轉(zhuǎn)換器研華 ADAM-4520RS-232到RS-485轉(zhuǎn)換器一塊操作系統(tǒng)Windows XpMicrosoft Windows XP一套3軟件部分組態(tài)

26、軟件Kingview6.53北京亞控“組態(tài)王6.53”一套儀表盤柜KG-221型儀表控制柜，2100900600（高寬深） ，配套接線端子，端子排，匯線槽及內(nèi)部接線 一臺4控制柜小型操作臺西儀橫河西儀橫河計算機專用操作平臺一臺西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計134 .監(jiān)控系統(tǒng)的詳細設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的詳細設(shè)計4.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)說明計算機監(jiān)控系統(tǒng)說明現(xiàn)場監(jiān)控計算機 AWS-8248V 通過 SWP-SSR-M 智能模塊實現(xiàn)對現(xiàn)場各種信號的采集，報警輸出及設(shè)定值輸出，昌輝智能儀表 swp-ssr48 段 PID 自整定控制儀帶有 4路獨立的分段 PID 自整定通道，可獨立控制四路控制變量，昌輝 swp-cs

27、r 彩色流量積算記錄儀可實現(xiàn) 16 路流量的圖形化顯示、流量累計及現(xiàn)場打印功能?，F(xiàn)場監(jiān)控計算機 AWS-8248V 通過插卡 PCL-746plus 擴展出四個 RS-485 接口，COM1 口串接兩個ADAM5000/485，另兩個 COM 分別串接昌輝的 swp-csr 表及 swp-ssr 表，計算機讀取其中數(shù)據(jù)，再通過網(wǎng)絡(luò)方式將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到百里以外的遠程監(jiān)控計算機 IPC-610。4.2 聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標聯(lián)合站的工藝流程與主要技術(shù)指標（1）分離器流程。從各個采油隊輸送過來的原油首先通過計量器計量后又進入聯(lián)合站的油氣水三相分離器，在這里實現(xiàn)氣體和液體的分離。原油從分離

28、器一端進入，然后天然氣從另一端上部流出進行天然氣外輸，而油水混合的液體從下部流出進入一次沉降罐。（2）油罐區(qū)流程。油罐區(qū)的儲罐主要的任務(wù)是進行油水分離，由一次沉降罐、二次沉降罐、凈化油罐組成，分離器將油水混合液體輸入一次沉降罐，一次沉降罐分離出大部分的原油，并把部分天然氣再行收集，而將水輸?shù)轿鬯畢^(qū)，進行污水處理。經(jīng)過一次沉降罐的原油流入二次沉降罐繼續(xù)進行油水分離，這之后的原油已經(jīng)含水很少了，然后原油進入加熱爐加熱和脫水器脫水。經(jīng)過加熱和脫水后的原油進入凈化油罐，等待外輸。（3）加熱爐流程。從油罐區(qū)二次沉降罐輸送過來的原油在這里經(jīng)過加熱，以利于原油的輸送，然后送到脫水器脫水。（4）原油外輸流程。

29、經(jīng)過加熱和脫水處理的原油含水已經(jīng)很少，通過原油外輸泵將原油輸送出聯(lián)合站。污水處理工藝流程。在這一流程里，從一次沉降罐過來的污水首先進入緩沖罐，將含有的殘留天然氣進行收集，然后經(jīng)過加藥泵進行加藥處理，再進入過濾罐過濾，最后將經(jīng)過處理的污水輸出根據(jù)聯(lián)合站的工藝流程和各個設(shè)備的工作原理，整個監(jiān)控系統(tǒng)需要處理：（1）控制三相分離器上油室、水室的液位恒定。（2）監(jiān)測三相分離器上油室、水室的液位、溫度、壓力及報警、（3）監(jiān)測倆個沉降罐的油室、水室的液位、溫度、壓力及報警。（4） 監(jiān)測脫水泵、脫水器、加藥泵、污水外輸泵、外輸泵各自前后的壓力，控制西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計14各個泵的起、停，顯示其運行狀況及報

30、警。（5）監(jiān)測凈化油罐、污水緩沖罐，過濾罐、加熱爐的溫度及液位及報警。（6）監(jiān)測遍布整個戰(zhàn)區(qū)的氣體濃度及報警。4.3 整個聯(lián)合站的工藝流框圖如下：整個聯(lián)合站的工藝流框圖如下：圖 4-1 聯(lián)合站的工藝流框圖4.4 系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計系統(tǒng)監(jiān)控方案設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)采用一臺研華工控主機，配 21 寸飛利浦彩顯，帶有 UPS 電源的 A3 幅面彩色噴墨打印機。系統(tǒng)選用 PLC 可編程控制器完成對三個儲油罐（柴油、93#汽油、90#汽油）油室液位的恒定和油氣分離器上油室、水室液位恒定控制?，F(xiàn)場所有模擬輸入量都先接入昌輝公司十六路巡檢儀，然后計算機 RS-485總線與巡檢儀及 PLC 可編程控制器通信，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)

31、采集進計算機?，F(xiàn)場所有數(shù)字量（包括輸入、輸出）都通過西門子可編程控制器采集和輸出，因為 PLC 中含有 I/O 信號模塊和功能控制模塊，所以不用另外連接 I/O 模塊和控制模塊，就可以監(jiān)測泵的運行狀況和控制泵的啟停指令。西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計154.5 聯(lián)合站工況圖及其運行效果聯(lián)合站工況圖及其運行效果圖 4-2 聯(lián)合站畫面運行效果一次沉降罐E-2凈化器過濾罐污水緩沖器E-6E-7E-8E-9控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥控制閥I-1E-10控制閥加熱爐熱水器計量器分離器外輸氣P-4一次沉降罐P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14污水外輸

32、P-16P-17P-19P-20P-21P-22P-23P-24P-25P-26P-27原油外輸來油圖 4-3西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計164.6 聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備表 4-3 某油田聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備清單序號類別名稱型號技術(shù)要求數(shù)量工控主機研華IPC610PIV1.8/521MDRAM/40G/1.4M/50X1臺21寸彩顯21寸CRT21寸飛利浦彩顯1臺UPS電源山特3KVA3KVA 0.5小時1臺1計算機部分彩色打印機惠普A3,彩色噴墨打印機1臺DI模塊研華PCI-175148位PCI總線數(shù)字量輸入/輸出卡2控制器模塊部分DO模塊研華PCI-175532通

33、道數(shù)字量輸入輸出模塊一塊根據(jù)聯(lián)合站的 各個工藝流程，可以看到現(xiàn)場測量類型主要有壓力、溫度、液位、界位、電量等，所以需要相應(yīng)的測量儀表進行數(shù)據(jù)采集，以及利用控制閥進行遠程控制。液位、溫度、壓力、氣體濃度監(jiān)測及各個泵運行狀況顯示。其中液位、溫度、壓力、氣體濃度等信號經(jīng)過相應(yīng)的變送氣后都會轉(zhuǎn)換為與現(xiàn)場最大、最小值對應(yīng)的 420MA電流信號，都是模擬量輸入信號。各個泵運行狀況對應(yīng)數(shù)字量輸入信號?？刂品蛛x器上油室、水室的液位恒定可以采用智能模塊、PLC儀表來控制。5總結(jié)總結(jié)聯(lián)合站安全監(jiān)控系統(tǒng)是聯(lián)合站管理中很重要的一部分。隨著聯(lián)合站開發(fā)進入高含水后期，聯(lián)合站工藝過程更加復(fù)雜，采用人工監(jiān)控和常規(guī)儀表監(jiān)控已很

34、難滿足生產(chǎn)要求。隨著計算機監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)應(yīng)用，可以滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。它采用計算機技術(shù)與自動化儀表相結(jié)合，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)進行處理、運算、顯示和控制。一般由一下幾個部分組成：計算機（含可視話的人機界面） 、輸入輸出裝置（板卡） ，監(jiān)測裝置、變送機構(gòu)等。本次課程設(shè)計主要是對聯(lián)合站進行計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計，其中工藝流程中分離器流程實現(xiàn)氣液分離，油罐區(qū)加熱爐等流程則實現(xiàn)油水分離，進而完成對原油的儲存，保證油料高品質(zhì)的外輸。在進行硬件設(shè)計時，本次設(shè)計中采用監(jiān)控儀表，在現(xiàn)場端，我們以監(jiān)控儀表作西安石油大學(xué)本科課程設(shè)計17為主控制系統(tǒng)，對聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)實時控制，同時向計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，計算機按一定的控制規(guī)律處理數(shù)據(jù)后