联合站安全监控系统硬件设计六(采用板卡、模块方案).doc

目录一． 绪论 1二．初步分析 5三．系统监控硬件选型与介绍 6四．监控系统实现及监控系统方案设计 11参考文献 14附录 14、一、 绪 论1.1.结合站概述结合站是油田原油集输消费中最重要的消费工艺过程，它是集油水别离、污水处理、原油及天然气集输等多个工艺系统为一体的综合性消费过程，主要包括输油脱水、污水浅处理、污水深处理、注水、锅炉和配电等消费岗位或工艺环节目前，各大油田结合站消费工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制等三种方法结合站是油田油气集输过程中的重要消费环节，是集油气别离、原油脱水、原油计量、稳定外输、油田注水、污水处理、消防即热力系统等为一体的综合消费过程功能是：将分散在油田各处的油井产物加以搜集；别离成原油、伴生天然气和采出水；进展必要的净化、加工处理、使之成为油田商品、以及这些商品的储存和外输同时油气集输系统还为油藏工程提供油藏动态的根底信息，如：各油井汽水产量、汽油比、气液比、井油压和回压、井流温度等参数及随消费延续各种参数的变化情况等，使油藏工作者能加深对油藏的认识，适时调整油田开发设计和各油井的消费制度因此气油集输系统不但将油井消费的原料集中、加工成油田产品，而且还为不断加深对油藏的认识、适时调整油藏开发设计方案、正确经济地开发油藏提供科学根据。

结合站输油脱水岗是进展原油沉降脱水、实现油水别离和净化油外输的消费过程，是结合站消费的中心环节，工艺要求较高，其消费过程的管理程度，直接关系到成品原油的产品质量和整个结合站消费的平安和高效平稳运行特别是随着油田开发进入高含水后期，工艺过程更加复杂，对工艺过程提出了更高的要求，采用人工监测控制和常规仪表控制已很难满足消费要求上世纪九十年代，计算机控制开始应用于结合站消费过程，并获得了一定的应用效果但由于在方案选型、设计和管理维护等方面存在一些问题，总的来讲，应用效果不够理想在油田结合站消费过程中，如何合理选择、设计平安可靠和便于维护的计算机监控系统，保证结合站消费的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和平安消费，进步消费管理程度，是目前自动化技术在油田消费应用中面临的重要课题1.2 结合站消费工艺过程控制方法 目前，油田结合站消费工艺过程的控制主要有人工检测控制，常规仪表自动检测控制，计算机检测控制等三种方法 人工检测控制是由岗位操作人员根据检测仪表反映的工艺参数变化情况，凭经历对消费过程进展人工控制，其工作效率和平安系数都很低，已不能满足较高的工业过程控制要求 常规仪表控制采用各种检测和控制仪表实现对现场各种工艺参数的采集处理，显示，报警和调节控制，保证消费过程的高效，平安和平稳运行。

这种控制方式已在结合站消费中得到广泛的应用 计算机检测控制是从上世纪七十年代迅速开展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法它采用计算机技术与自动化仪表相结合，对工业消费过程中的各种工艺参数进展处理，运算，显示和控制相对于常规仪表控制，它可以提供更为复杂的控制算法，通过对各种相关参数进展综合分析，实现协调管理和优化控制 综上所述，在油田结合站消费过程中，如何合理选择，设计平安可靠和便于维护的计算机监控系统，保证结合站消费的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和平安消费，进步消费管理程度，是目前自动化技术在油田消费中面临的重要课题1.3 计算机监控系统介绍 目前的计算机监控技术是一门综合性技术，他是计算机技术、通信技术、网络技术和自动化技术的综合应用所谓计算机监控系统，就是采用计算机取代常规的显示和调节仪表作为工业数据采集和控制过程的处理核心，利用传感器或变送器将被监控对象中的物理参数〔如温度、压力、流量、液位等〕转换为电信号，再将这些电信号经输入装置转换为计算机可识别的数字量，并且在显示装置中以数字、曲线或图形的方式显示出来，从而使操作人员可以直观、迅速地理解被控对象的变化过程。

同时计算机还可以将采集的数据存储起来，随时进展分析、统计和显示并生成各种报表假设需要对被监控的对象进展控制，那么由计算机中的应用软件根据采集到的物理参量的大小和变化情况以及按照工艺要求的设定值进展判断，然后根据一定的控制算法在输出装置中输出相应的电信号，并推动执行装置动作从而完成相应的控制任务图1-1就是一个典型的计算机测控系统组成的原理图由于近年来计算机软件的迅速开展，各种可视化应用软件已广泛应用于工业计算机系统，可以为操作者提供更加直观完善的操作界面，大大丰富了现场监视功能 1-1 计算机测控系统组成原理图 计算机监控系统的组成 计算机〔含可视化的人工界面〕、输入输出装置〔模块〕，监测、变送机构设计原理有可靠性原那么、使用方便原那么、开放性原那么、经济性原那么、开发周期短原那么计算机监控系统的主要特点 实时性对工业消费过程进展实时监测与测控，按优先级进展采集和输出调节，保证被控系统的正常运行 可靠性具有在较为恶劣的工业现场长期工作的才能，并具有良好的故障诊断和维护性 较强的输入输出才能可与工业现场的检测仪表和控制装置相连接，完成各种测量控制任务。

应用软件丰富目前大多数计算机监控系统以windows做工作平台，系统软件、应用软件丰富，可提供良好的人机界面，特别是组态软件更为用户提供设计原那么：可靠性原那么、使用方便原那么、开放性原那么、经济性原那么、开发周期短原那么二、原油结合站及其工艺流程简介2.1 原油结合站的简介结合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，为了使其最大限度地满足油田开发和油气开采的要求，设计时应该做到技术先进，经济合理，消费平安可靠，保证为国家消费符合质量要求的合格油田产品结合站，即集中处理站，是油田地面集输系统中重要组成部分就油田的消费全局来说，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的很重要的消费阶段假设说油藏勘探是寻找原油，油田开发和采油工程是提供原料，那么油气集输那么是把分散的原料集中处理，使之成为油田产品的过程结合站一般包括如下的消费功能：油气水别离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化污水回注地层、接收计量输来的油气混合物、变配电、供热及消防等结合站工作流程图如下：2.2 结合站的工艺流程与主要技术指标1、别离器流程从各个采油队输送过来的原油首先通过计量器计量后又进入结合站的油气水三相别离器，在这里实现气体和液体的别离。

原油从别离器一端进入，然后天然气从另一端上部流出进展天然气外输，而油水混合的液体从下部流出进入一次沉降罐2、油罐区流程油罐区的储罐主要的任务是进展油水别离，由一次沉降罐、二次沉降罐、净化油罐组成，别离器将油水混合液体输入一次沉降罐，一次沉降罐别离出大部分的原油，并把部分天然气再行搜集，而将水输到污水区，进展污水处理经过一次沉降罐的原油流入二次沉降罐继续进展油水别离，这之后的原油已经含水很少了，然后原油进入加热炉加热和脱水器脱水经过加热和脱水后的原油进入净化油罐，等待外输3、加热炉流程从油罐区二次沉降罐输送过来的原油在这里经过加热，以利于原油的输送，然后送到脱水器脱水4、原油外输流程经过加热和脱水处理的原油含水已经很少，通过原油外输泵将原油输送出结合站污水处理工艺流程在这一流程里，从一次沉降罐过来的污水首先进入缓冲罐，将含有的残留天然气进展搜集，然后经过加药泵进展加药处理，再进入过滤罐过滤，最后将经过处理的污水输出三、原油结合站硬件设结合站工艺流程图如下根据此结合站的工艺流程可知系统需要监控各个泵、别离器加热炉的液位、温度、压力、气体浓度，以及监测及各个泵运行状况显示其中液位、温度、压力、气体浓度等信号经过相应的变送气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。

各个泵运行状况对应数字量输入信号根据结合站的工艺流程和各个设备的工作原理，整个监控系统需要处理：〔1〕 控制计量罐的液位〔2〕控制三相别离器上油室、水室的液位恒定〔3〕监测三相别离器上油室、水室的液位、温度、压力及报警、〔4〕 监测脱水泵、脱水器、加药泵、污水外输泵、外输泵各自前后的压力，控制各个泵的起、停，显示其运行状况及报警〔5〕监测净化油罐、污水缓冲罐，过滤罐、加热炉的温度及液位及报警〔6〕监测四个个沉降罐和两个净化罐的温度、压力、液位，并控制其液位恒定〔7〕遍布整个结合站的10处气体浓度监测及其报警表3.1系统I/O点数列表序号设备名称总点数控制要求AIAODIDO1计量罐2计量罐的液位1计量罐的液位控制12三相别离器8上油室的液位、温度、压力3水室的液位、温度、压力3油室、水室液位恒定控制23脱水泵5泵前后的压力2泵的起停控制2泵的运行状态14加药泵5泵前后的压力2泵的起停控制2泵的运行状态15污水外输泵5泵前后的压力2泵的起停控制2泵的运行状态16外输泵5泵前后的压力2泵的起停控制2泵的起停控制17脱水器2脱水器液位、温度28净化油罐2净化油罐液位、温度29污水缓冲罐2污水缓冲罐液位、温度210过滤罐2过滤罐的液位、温度211加热炉2加热炉的液位、温度212四个沉降罐12沉降罐的温度、压力、液位2*4==8沉降罐液位恒定控制 1*4=413两个净化罐4净化罐的温度、压力2*2=414站区10气体浓度检测10合计6647748在详细统计完I/O点数后，还要列写每个点的参数表，参数表中每一个值都必须与现场完全对应，在此仅模拟两个：表2-2 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向报警正常值1-1QYG汽油罐液位AI mmA10 0 9 1 1 5 1-2QYGK汽油罐液位控制信号AO ℃mA 100 0 80 30 10 50 表2-3 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限信号下限逻辑极性2-1LYB来油泵启动DO 1V24。