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集散控制系统在油田注水中的应用

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集散 控制系统 油田 注水 中的 应用
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集散控制系统在油田注水中的应用 摘要:自动化技术可以提高计量准确度、数据可靠性和及时性,为优化生产运行、核算经济效益、强化生产调度和有效监控生产过程,进一步降低泵站工业噪声污染,改善职工工作条件,减轻劳动强度,避免职业伤害,延长设备使用寿命以及企业节能降耗工作起到积极作用。本文系统地介绍了 散控制系统的组成、工作原理、技术指标、功能特点以及在油田注水系统中的现场应用情况等。主题词 集散控制 注水系统 自动化 可编程控制器 应用 系统效率 本原理该系统通过智能传感器组对现场各注水泵机组的压力、温度、流量、电流、电压、用电量、振动量、水位、油位、噪声等物理量进行自动监测,并将监测结果由一根数据总线传输给可编程控制器 可编程控制器数据计算以及注水站生产系统运行优化处理后,第一路送至变频器组去控制各泵出口电动阀门,通过电机的无级调速来控制各泵的排量;第二路送至监控系统(工控机) ,操作、显示各泵及整个站系统的运行状态,并将测试结果存入磁盘,打印输出班报、日报、月报、年报及效率分析表等;第三路送至异常处理(保护、报警)系统,确保注水站各部分的正常安全运行;最后一路是数据远传系统,通过网络服务器,实现各注水站系统的网络化管理和远距离调控操作。根据有关监测数据计算出泵干压差、泵效、单耗、各机组单台系统效率及整个注水站的平均系统效率等参数。同时根据注水站生产运行优化参数需要,若遇超限参数,则发出声光报警和操作提示信号。该系统通过对各注水泵出口电动阀的自动调节,使各注水泵处于安全、高效工作区内运行。场各物理量监测(1)压力和液位检测。采用意大利的 尔压力传感器将现场各压力(液位)信号转换成4~20准模拟信号输入至 行模数转换,计算实际的压力(液位)值,存入 据存储区,由程序实时调用。(2)温度检测。采用美国的 各点温度信号按地址编码由一根数据总线通过集线器直接与 讯,将各温度值存入 据存储区,由程序实时调用。(3)流量检测。选用具有485通讯接口的电磁流量计,将瞬时流量和累计流量采用读取仪表内存的方法,经485通讯接口直接送入 据存储区,由程序实时调用。(4)用电量检测。选用具有485通讯接口的智能电能表,将电机用电量采用读取仪表内存的方法,经485通讯接口直接送入 据存储区,由程序实时调用。    (5)电压、电流的检测。通过安装在强电柜中的变送器将各电量信号转换成4-20 数转换后存入数据存储区,由程序实时调用。(6)振动量和噪声的检测。通过安装在泵房中的震动传感器和噪声检测器将检测信号转换成4-20准模拟信号给 数转换后存入数据存储区,由程序实时调用。出各机组的电流、单耗和效率,根据其各系统运行期望值的要求,调控控制程序通过实时控制变频调速器的运行频率和正反转,实现对机泵电动阀门自动调控,并将调控结果反馈给 注水泵始终处于安全、高效的运行状态;同时有效实现阀门电机在启动和运行过程中的过电流和过电压保护。算出泵干压差。当系统经过优化调控措施后泵干压差仍超出上限时,微机屏幕发出“申请减泵”提示;反之则发出“申请加泵”提示;当单台机组系统效率低于下限时,发出“申请换泵”提示;每次提示操作均同时发出声光报警信号。统能及时发出声光报警,并给予提示,以及自动紧急跳闸断电停机保护等措施,同时工控机能自动弹出报警窗口,显示报警画面。在没有操作人员按下报警应答指令前,无论是否执行停机命令,系统一直保持报警提示状态,确保注水系统在高效安全状态下运行。现网络化管理。各客户端通过联网操作,可查看各泵站的历史数据、实时数据、历史报表和曲线、动态实时画面、数据库中的原始数据、报警信息,以及可远距离实现机泵启停、调控参数设置、保护参数设置和紧急故障处理等。2 统组成图1为系统组成信号流程框图。3 能(1)具有泵站工艺现场工况流程图、每台机组运行状态模拟图、储水罐液位模拟图、设备润滑流程图、设备冷却流程图等动态显示,动态测量控制数据的功能。(2)具有网络通讯功能。通过网络实现远距离调控操作,查看各注水站每台泵的运行状态、实时数据和历史数据、设置调控参数和保护参数,以及紧急故障处理等。(3)具有巡视功能。能循环显示各个显示窗口,包括注水泵图、电机图、泵效趋势图、数据表和各种报表等(4)具有显示并打印输出设备报警及停机参数、各机组运行参数、历史资料、特性曲线和数据分析报表等。既能定时编制打印各种生产报表,又能根据生产需要随时打印某一时刻某台机组的监测资料。(5)自动采集处理数据,对监测处理的数据资料具有记忆、再显和远传功能。    (6)系统具有三种启停泵操作方式。即现场手动操作方式、微机启停操作方式和网络客户端的远距离启停操作方式,满足了企业集成化管理和安全生产的要求。点(1)采用大屏幕触摸式显示屏,操作简单、省时、方便。(2)采用直观的彩色图形显示监测数据、工作状态和报警,界面美观,具有良好的人机界面接口。(3)系统运行安全可靠。在遇到全站停电等故障状态时,具有自行关闭和保护报警功能,并提示现场值班人员采取应急措施,有效确保注水系统的安全正常生产。网络操作采用分层认证方式,拥有完整的安全保障机制,充分保证运行设备和信息系统的安全可靠性。(4)监控实时性好,自动化程度高。采用变频调速器进行系统调控,控制效果好,实现了电动阀开闭度的无级闭环控制。数据采集及时准确,能根据数据监测情况自动优化设备运行状态,及时提出修改或调整运行参数的指令要求。(5)具有良好的抗干扰能力。由于注水泵机组均为6 大功率高压交流电机,现场电信号干扰较大,为提高系统的抗干扰能力,在软、硬件上采取了多种防干扰措施。
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