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油田集输、注水泵站生产自动化监控系统的应用研究

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油田 注水 泵站 生产 自动化 监控 系统 应用 研究
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≥文题目 油里塞猃!注盔基堂生亡自动丝堕控丕筮的廑旦婴塞J●作者姓名 丝菱垡所在学院——电氢王猩堂瞳油田集输泵站的生产过程是将地下开采出的含水原油处理成成品原油的过程,油田注水泵站的生产过程是将水注入地下的过程。油田集输、注水泵站的生产过程中涉及压力、温度、液位、流量、含水、电参数等多个参数的监测和控制,实现油田集输、注水泵站生产过程的自动化监控,对建成节能、环保、运行效率高、自动化管理水平高的智能化、数字化的油田泵站有着重要意义。本文参考了近年来国内各油田泵站生产过程自动化监控系统的设计方案,为胜利油田有限公司桩西采油厂设计了一套泵站自动化检测控制系统。根据生产工艺技术参数的要求,结合可靠性、稳定性及性价比等因素,对检测仪表和执行器进行了优化选型;根据泵站集中监视、分散控制的特点,设计了基于据泵站网络建设的实际情况,设计了基于油田局域网的数据传输系统;根据生产需求进行了系统软件设计。控制方案的实现,首先通过建立过程的数学模型,设计了联合站污水提升泵变频调速非线性控制系统、并联泵组定量外输控制系统。针对泵站原有变频自控装置存在问题进行了电气、抗干扰技术改进,并对泵站变频装置控制策略进行了优化设计。最后,本文对油田集输、注水泵站生产自动化监控系统在胜利油田的应用情况进行了系统的分析和评价。关键词:泵站;过程;监测;控制浙江大学工程硕士学位论文in is is to he in is is to of in is he to of of nd a of he to of of to of n of of on n he of of im at ID on of of of ID ID to of in ey 国内外泵站生产自动化技术现状分析及发展趋势1.1.1生产自动化技术发展概述在科学技术发展过程中,自动控制起着重要的作用。工业过程自动化一般是指化工、石油、纺织、冶金、机械、电力等工业生产过程的自动化,即采用各种检测仪表、控制仪表、显示仪表及计算机等自动化仪表或装置,对整个生产过程自动检测、监督和控制、以实现各种最优控制和经济指标,保证生产的质量和产量,提高经济效益和劳动生产率,节约能源,改善劳动条件,保证生产安全,保护环境,减少污染等。在本世纪40年代前,工业生产大多数还是处于手工操作的状态,人们主要靠经验其控制生产过程,参数靠人工观察,操作也靠人工去执行,所以劳动生产率较低,质量差,经济效益低,劳动强度大13I)。自40年代以后,由于自动化仪表获得惊人的发展,生产过程自动化也得到迅速发展。尤其是近二十多年以来,自动化技术的发展更为迅速。近年来,微电子技术、大规模集成电路的发展、微处理器的出现以及微型计算机的出现极大的促进了控制系统的发展。同时工业生产提出了以优质、高产、低耗为目标的控制要求,也促进了现代控制向深度和广度发展。这一阶段的特点是:现代工业生产过程迅速发展,要求控制系统出现更高一级系统结构和控制规律,出现了多变量,变参数控制系统及数字控制、最优控制、自适应控制、集散型控制系统(即集计算机技术、控制技术、通讯技术和图形显示(4C)技术于一体的计算机控制系统。这种系统结构上的分散,把计算机分布到车间或装置级上,不仅使系统危险分散,消除了全局性的故障节点,同时增加了系统的可靠性,且可以灵活方便地实现各种新型控制规律和算法,便于系统的分批调试与投运等。实现高水平的自动化提供了强有力的技术基础,给工业生产过程自动化向高层次发展带来了深远的影响,使自动化进入计算机时代,同时自动化的概念也发生了变化,已不再局限于工业工程技术领域,提浙江大学工程硕士学位论文出了以现代控制、系统工程和运筹学相结合的大系统理论。而控制学科与其他学科的相互交叉,相互渗透着向更纵深方向发展,形成第三代现代大系统理论合智能控制理论川。自动化技术工具方面也出现了飞跃,出现电动、气动IⅡ型单元组合仪表,适应性,功能性更强的数字化系列的组合仪表,采用微机控制的智能型单元组合仪表,可编程控制器等…,。在高技术突飞猛进的年代,传统的生产方式已日趋落后,新型自动化生产将成为企业跨入21世纪接受市场挑战的重要保证。在工业发达国家,仪表、控制与自动化作为一种典型技术面在发生变化。过去,应用仪表与自动化技术的原始动力是使生产和操作更快、更安全、更有效,并使之一体化,以达到增加产量、提高利用率、降低成本及提高质量的目的。但是,随着生产技术的更新进步,生产过程的要求愈来愈复杂严格,如果没有仪表及自动化技术,生产是不可能的。在由于将来的生产在涉及环境保护和能源消耗方面有更严格的法令和要求。如果没有仪表与自动化技术,要达到减少污染与节约能源的目的,更是不可能的m。90年代世界已进入信息与智能的时代。微电子技术、计算机技术、通信网络技术、自动控制技术等高新技术将继续高速发展。在新技术革命席卷全球的潮流下,作为信息工具的各种仪器仪表和过程检测系统与其他领域一样,也获得了突飞猛进的发展。回顾10多年来仪表技术发展的主流,也可以说是微电子技术和计算机技术在仪表领域的广泛应用,其最明显的特点是各种仪器仪表与过程检测系统在经历了50多年的模拟时代,现在己跨入真正的数字时代。90年代,在工业过程测量仪表、系统方面,产品领域不断拓宽,应用计算机技术的仪表与系统已普及到连续过程、间隙过程、断续过程实现生产自动化的广阔领域114)。与此同时,仪表设计制造技术、系统应用技术等亦在蓬勃地发展。工业过程检测仪表、系统的发展有如下特点:>总的发展趋势:目前大公司与仪表厂,向成套或系列化发展,在基本工艺近似的情况下,向多品种发展;小公司与仪表厂则在专用仪表方面寻求一席之地,生产特殊结构的仪表或传感器。>新技术在仪表中得到应用:近年来,微机、红外线、激光、超声、核辐射技术在仪表中得到广泛应用,从而大大增加了仪表的性能和功能,使仪表具有2浙江大学工程硕士学位论文不同程度的智能作用。>分散型控制系统采用计算机技术:自动控制技术、数据通讯技术、图像显示技术为一体的综合性系统装置,是目前工业过程控制装置的主导产品,也是仪表发展的重要方向。国外除了发展大型分散控制系统外,也开发了中小规模的分散控制系统Ⅲ。中小型规模的控制系统包括独立型、单回路型两类。但是,现场总线一旦宣告完成,大量分散控制系统及可编程控制系统将受到威胁,因为现场总线是一种用于现场仪表与控制室之间的全数字化、双向、多占的通讯系统、它能支持双向多变量通讯,这是优于传统的主要优点之一。我国的1985年系统提出至今,已广泛涉及几乎所有专业的监测处理和分析控制领域。应用范围涉及冶金、化工、能源、水利、交通、轻工、色谱、声学、土木、航空航天、医学、机械、热分析、气象、广播、通信、公安、农业、建筑、食品、传媒、军事、频谱分析等技术领域,取得了重大进步㈣。应该看到,几十年来国内大多数流程工业的控制系统是国产产品装备起来的。现在,工业自动化装备产业己发展到有大大小小近800个工厂、公司,产值50亿元,品种规格3500多种,上海、重庆、西安、京津、辽宁等研制产品基地。在应用过程中,与国际同类技术相比也呈现出一些不足。主要表现在与稳定度的工业级前端,尤其是在项目成本、研制工作量与系统可靠性等方面均占70%的传感器信号调节预处理部件。还未能形成专业化系列商品生产化。致使多数应用项目前端部件的设计与制作仍处于半手工方式的重复性劳动状态。1.1.2国内外油田生产自动化技术应用现状目前,国外大石油公司普遍实现了油田生产自动化管理,单井包括地面、地下的主要生产参数均实现了自动化采集和自动开关井;泵站系统基本实现了自动化数据采集和生产过程自动化控制,百万吨油田的操作人员基本在50人左右。可以说,油田生产自动化在国外已经应用十分成熟和普遍。国内,早在六十年代,就开始研究油田生产自动化系统,三十多年来,国内先后有数十家科研院所参与过此类系统的开发,有不少油田多次安装过各种制式浙江大学工程硕士学位论文的远程测控系统。然而,由于现场工作环境恶劣、技术指标达不到、设备防盗能力差、科技含量低、产品化程度低等原因,产品在实际应用中效果不佳。九十年代初期,我国西部的吐哈、塔里木、海上等新开发油田,由于建设的高起点,他们引进了国外的自动化系统,也取得了较好应用效果,百万吨油田的操作人员基本控制在100人以内【≈。东部几个大油田在九十年代后期开始开发应用自动化技术,但由于受资金和政策等因素的制约,~般都是小规模和试验性质的。近年来,进展明显加快,未来几年资金投入将大幅度提高,油田生产自动化系统的规模和档次将会有~个飞跃。油田生产自动化进入大面积推广应用时期,原因可归结以下几点:》压力、温度、液位、电流、电量等常规传感技术己十分成熟,质量、精度较高,选择余地很宽,且价格也可以接受。>油水界面、两相流量、载荷、含水等石油专用自动化仪表也完全能应用于生产现场,价格稍高。>阀门、电机、变频、接触器、继电器等自动化控制类仪表从性能己达到应用要求,自控已不再是难题。>数据采集方案十分丰富,主流有:工业微机、片机等,性价比较高。≯随着数据通信技术日益成熟,油田点多地广不再成为组网的障碍,现在流行的通信方式有:超短波、扩频微波、光缆、有线电话、无线公网、无线网桥等,数据传输成本较以前大幅度下降。1.2油田集输、注水泵站生产过程简介油田集输、注水泵站是油田采油生产过程中的主要环节。下面以胜利油田桩西采油厂集输、注水泵站为例对集输、注水泵站生产过程加以简要介绍。1.2.1集输泵站生产工艺简介油田集输站要将各个采油队输来的原油集中进行管线运输、油罐存储,完成对来油、输油及有关储油量的计算、盘存管理【2】。在此过程中,对含水的原油要进行脱水工艺处理,这样就形成了原油集输的若干个工艺处理过程。在开采原油时,要向地下注入一定比例的水,以防止地层下陷。因此注水所开采出的原油含4浙江大学工程硕士学位论文有较多的水分,因此需要把原油中所含的水用各种方法分离出来。可用物理或化学的方法将油水分离,从而得到合乎标准的外输原油。集输站包括联合站和接转站。1、联合站生产工艺简介桩西联合站分为原油脱水、原油稳定、污水处理、海口交油点四大系统,集油水分离、原油稳定、污水处理、天然气处理、外输计量等多个生产过程为一体,担负着桩西采油厂全厂原油的后期处理,是桩西采油厂原油生产过程中最重要的环节之一,图1.1为其生产工艺流程简图。图1.1桩西联合站生产工艺流程图由图1.1可知,联合站生产是一项复杂的综合性生产过程,要实现联合站生产自动化运行,就要涉及到流量、压力、温度、液位、界面等多种类型参数的自动检测。(1)流量检测流量是联合站生产的重要参数之一,根据来液量的大小来调整后续生产参数;根据要求来控制原油外输量、原油稳定轻烃产量、天然气产量,也是联合站盘库的重要数据之一。(2)原油含水检测浙江大学1=程硕士学位论文原油含水是联合站生产的重要参数,通过监测来液含水率、外输油含水率的变化情况,来调整联合站生产的相关参数,是保证联合站平稳生产重要手段之一。(3)液位及油水界面检测液位及油水界面检测技术主要是用来测定大罐中的液位及油水界面,用于计算联合站的库存量,控制大罐放水,控制电脱水器原料油含水,确保电脱水器能够正常运转。(4)温度、压力检测温度、压力检测用来监测联合站生产运行情况及用来将盘库实时数据换算成标准状态下的盘库数据。(5)电量、电流、电压检测电流、电压的即时检测可以判断联合站生产设备的运行情况,电量的检测可以监控联全站生产的电能利用情况。2、接转站工艺流程简介由图1.2可知,接转站自动化监控涉及压力、温度、液位、流量、含水、电压、电流等参数。图1.2桩1接转站生产工艺简图6浙江大学工程硕}学位论文1.2.2注水泵站生产过程简介注水是保持油层压力,实现油田高产稳产和改善油田开发效果的有效方法。油田注水水源选用采出水,并且保证水质与地层匹配,同时要保证水质处理工艺的简单、节约资源14311231。一般的注水流程如图1.3所示:数。图1.3注水泵站工艺流程图由图1.3可知,注水站自动化监控涉及压力、液位、流量、电压、电流等参1.3课题的意义和本文的主要内容1.3.1课题的意义胜利油田年生产原油2700余万吨,为全国第二大油田,投入开发已经超过40年,其各类集输、注水泵站已达500余座,由于受当时建站技术、资金、环境等各方面因素的限制,泵站建设水平不高,特别是在自动化技术装备方面比较落后,严重制约了油田生产,胜利油田从2000年开始着手对集输、注水泵站生产自动化监控系统进行研究应用,本课题为胜利油田重点课题攻关项目,课题具有以下意义:7浙江大学丁程硕士学位论文对油田集输、注水泵站重要生产环节实现自动监控,达到节能降耗目的。以桩西采油厂为例,桩西采油厂是一个年生产原油90万吨的中等规模的油气生产企业,仅电费就达6600万元/年,占采油厂总成本的22%,其中油田集输、注水泵站占总电费的40%左右,达到每年2600余万元。从近阶段来看,提高油田集输、注水泵站效率是目前油田最大的降本增效点,要真正实现这一目标,以实现节能降耗,最有效的方法就是实现油田集输、注水泵站重要生产环节实现自动监控。对油田集输、注水泵站生产过程实现自动化管理后,能够提高泵站生产管理及运行水平,主要表现在:>现场生产管理人员通过实时监控站、库各个生产过程的生产参数,能够及时分析各个生产过程的工作状态,可以预测并发现生产过程中出现的问题,能够大大提高油田站、库的生产运行质量。>通过对历史数据的综合分析,可以掌握本站的生产运行规律,减少生产事故的发生,大大提高站、库的安全生产系数,有利于提高站、库的生产运行时率。≯上级有关部门经授权通过局域网及时掌握现场生产的第一手资料,便于对现场生产的指导,提高管理水平。>对油田集输、注水泵站生产参数实现自动采集后,可以减少大量的现场值班人员,同时较大幅度降低了现场工人的劳动强度,有利于油田减员增效。》实现油田集输、注水泵站生产过程的全自动化监控,对建成环保、节能、运行效率高、自动化管理水平高的智能化、数字化的油田泵站有着重要意义,它同时也是数字化油田建设的重要组成部分。1.3.2本文的主要内容本文对油田集输、注水泵站生产自动化监控系统的应用进行了研究,主要内容如下:>对油田的集输、注水系统工艺过程分析。课题的应用对象是集输、注水泵站,所以首先对集输、注水泵站的生产工艺过程进行系统分析,确定各个环节的检测和控制参数是系统设计的第一步。浙江大学工程硕士学位论文>根据系统的工艺过程要求,对自动化测控系统进行总体设计。研究确定自动化系统的系统结构、数据通信方式、组网方式、数据采集、自动控制等技术方案。≯对检测控制系统涉及的包括压力、温度、液位、界面、流量、电流、电压、电量及原油、天然气等参数的检测传感器进行选型,确定适合油田实际需求的传感器选型方案。同时设计现场数据采集器(>对执行机构进行选型,根据过程控制方案设计进行数学分析,建立数学模型,设计过程控制的进行应用分析,研究确定联合站污水提升泵变频调速非线性控制系统、并联泵组定量外输控制系统自动控制方案。>针对泵站原有变频自控装置存在问题进行了电气、抗干扰技术改进,并对泵站变频装置控制策略进行了优化设计。>系统软件设计,包括数据库、现场监控软件、中心站软件。9浙江大学工程硕士学位论文第二章泵站生产自动化监控系统总体设计方案2.1系统设计要求对于油田集输、注水泵站生产自动化监控系统,从油田生产和实际需要的角度出发,提出了以下设计要求:≯先进性。一是系统的总体设计达到目前国内的先进水平;二是设备选型采用目前国内外先进、成熟的设备;三是软件设计达到国内先进水平。≯可靠性。一是所有现场仪表具有较强的防爆、防水、防磁、抗震和耐高、低温特性;二是传感器超量程不损坏;三是设备在正常使用情况下,主要部件平均无故障时间大于1年,使用寿命不小于10年;四是自动控制机构误动作发生率不高于1/10000。>准确性。主要参数(压力、温度、液位等)的计量误差不高于O.5%;各项参数的年漂移量不大于O.1%F·S;采集误差不高于1110000。>可扩展性。系统设计无论硬件、软件均为模块结构,保证做到设备在添加、调整、扩容等情况下可以方便地扩展。≯安全性。一是系统采用防爆结构,保证不因系统问题而导致事故;二是软件对网络访问权限实施多层防护与保密,保证数据的安全;三是系统采用标准化施工,所有线缆有护管保护且置于地下。≯共享性。系统全面支持网络,可与局域网、广域网相连,数据可在采油厂局域网上发布。>兼容性。系统的数据格式、通讯模式必须与前期系统兼容。2.2系统功能2.2.1监控系统的基本性能泵站生产自动化监控系统应该具有以下基本性能:0浙江大学》信号采集。信号采集包括标准信号及非标准信号的采集、处理以及转换运算。监控操作。包括操作控制、参数设定、阀门的自动控制和联锁动作等。动态显示。动态立体流程图显示,能实时动态显示生产参数的变化情况;实时参数异常报警:历史记录查询及生产参数趋势显示等。操作画面。通过操作画面查询与管理罐的相关参数;打印实时和历史报表、报警。系统具备可扩展性。能够随着生产规模的扩大,系统监控增加提供可扩展性。2.2.2系统实现的功能>远程控制:对集输、注水泵站重要生产环节在本地可实现闭环调节,同时也可进行远程自动调控:>远程监控:采用远程控制方式时,上位机可以监控远程操作的全过程:采用就地控制方式时,就地可以控制设备的启、停等并有相应的指示,同时上位机可以监控全过程;>生产参数的动态监控:在本地监控站或中心控制站都可以对全站生产过程中的所有参数进行实时监控;>权限管理:因为本系统操作涉及到生产安全、设备安全及人身安全,所以操作员和管理员操作分别具有各自的权限。控制方式的切换和远程操作道岔必须授权以后才能操作。实现远程自动调控变频装置的运行;>其它辅助功能:自动生成生产报表、重要生产参数生产曲线、历史数据查询;实现用多媒体的形式发布泵站简介,内容包括:泵站简介、泵站主要流程简介、泵站主要设备简介等:实现泵站重要生产参数的自动预警、故障报警。2.3系统结构油田集输、注水泵站生产自动化监控系统的结构如图2.1所示,各个监控室对底层数据采集后,通过通信网络将数据传送到队监控中心,队监控中心与区监控中心进行数据交换,最后数据汇总到采油厂监控中心,对整个系统进行监测和控制。图2.1中各部分功能如下:浙江大学系统结构图(1)泵站监控中心对于接转站、注水站这样的生产现场,由于它们采集的参数和控制点相对较少,且设备安装在室内,有人值班,防盗、防破坏要求不高,现场数据采集和控制采用心控制室采用工业计算机作为监控系统。与四级监控中心通信采用于联合站这样的生产现场,由于它们采集的参数和控制点很多,下设多个监测岗,各监测岗位有人值班,生产现场比较适合采用以可编程序控制器(核心的计算机控制系统为下位采集及控制器,构成一个现场总线控制系统(数据显示采用工业控制计算机。各岗位工业控制计算机和中心控制室通过网线组成一个局域网,中心控制室与集输大队监控中心采用光缆进行组网。(2)采油队监控中心采油队监控中心建在采油队调度室,采油队监控服务器由水站监控参数的实时数据,由软件进行数据处理,实现超限报警和故障诊断,生成采油队所需要的各种图表,数据通过己建的由扩频微波从机将处理后数据传送至三级监控中心。(3)管理区(集输大队)监控中心管理区(集输大队)监控中心建在三级调度室,管理区(集输大队)监控服务器由扩频微波主机接收所辖四级监控中心数据,根据各三级需要进行数据处理12浙江大学工程硕七学位论文和动态分析,并生成管理区所需要的各种图表,三级领导和生产管理组室通过局域网浏览生产现场的数据。(4)采油厂监控中心采油厂监控中心建在采油厂调度室,采油厂监控服务器通过光缆接收各三级监控中心数据,根据采油厂领导、生产管理科室和有关单位需要进行数据处理和动态分析,并生成管理区所需要的各种图表,采油厂领导、生产管理科室通过局域网浏览生产现场的数据。2.4数据传输方案2.4.1泵站内部数据传输泵站内部数据传输采用经过优化的高速、廉价的通信连接,是专门用于自动控制系统和设备及分散的I/站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。具有传输速率高(最高可达12诊断功能完备(能对故障快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分3级:本站诊断操作、模块诊断操作和通过诊断操作)、传输介质简单(线电缆或光缆)、组网方式灵活(线形、星形、环形以及可选的光纤双环形冗余)等特点,使其在工业电气自动化领域占据了重要的地位㈣。在桩西联合站自动监控系统中应用了用要是连接现场设备,如分布式I/O、传感器、驱动器、执行器等。主站(责总线通信管理及所有从站通信,本系统选用西门子采用通常的存在数据传输速率低,误码率高、器件易坏等现象,这主要是联合站设备工作现场和传输电缆所经途径的电磁环境复杂,很容易对传输系统引入干扰,影响数据传输的准确性,严重的会因电荷积累导致硬件设备中的半导体器件静电击穿,造成半导体器件的永久性浙江大学解决这一问题,一种可行并且实用的办法就是在常的设计方法是在输入和输出端各用一块85驱动器和三个高速光耦,另外,输入端和输出端各用两套直流电源供电。这种常用的设计方法电路比较复杂,更重要的是需要两套电源供电,给设计带来很多不便。我们采用的积小,只需一套电源,大大简化了系统设计,给2.2为其电路图。电路采用美国司的功耗型含符合85标准的驱动器和高速信号隔离电路。在该器件内部采用用一个O.4利于简化电路、降低功耗、提高信号的传输速度。耗很小,在5器件采用242.2V,输出为固定电压值的隔离型部设有输出短路保护,轮换效率大于75%,输出功率1W,该系列产品输出电压有+5V、+12V、14浙江大学1=程硕士学位论文+15中v。在图1电路中由.4.2外部数据传输1、是用无线实现了际上其工作方式类似于有线调制解调器,通过拨号实现上网,中心端的设备与计算机串口直接相连,现场设备通过业要求在无人值守的情况下连续工作,除实现掉线重拨外,还要保证死机后自动复位的功能,这是无线上网应用于工业自动化的根本要求。2、微波通信微波通信是宽带高速通信,在我们的系统中这种通信用于建立高速无线局域网。为使通信稳定和尽可能降低成本,我们选用了以色列的产品,并采取了以下措施:一是中心站采用了全向天线,以保证与多个下属单位通信,同时使安装、调试和维护比较方便;二是中心站使用了天线放大器,保证与较远距离的单位通信;三是利用微波信道,在每个采油队建立一个无线网桥,使采油队的地质数据通过微波信道上报。3、光纤通信主要利用胜利油田桩西采油厂局域网光通信网。从2000年开始,局域网光通信网开始在胜利油田通信网大规模应用,已经建成的主要站点有厂机关、信息中心、技术监督中心、桩一生产管理区、桩二生产管理区、集输大队、联合站、采油队等。随着光纤专用通信网的不断发展,目前其网络已接入各个采油队,可以为采油厂自动化监控系统提供数据通道。桩西采油厂专用光纤通信网如图2.2所示。浙江大学1=程硕£学位论文厂机关铡试队图2.2桩西采油厂光通信网结构图2.5数据采集方案2.5.1 有高速计数、中断技术、时具有很强的联网通讯能力,易于与工业控制系统连成一体【48】。另外,环或闭环控制及分布式控制,操作简单且成本低删。因此,在泵站生产自动化监控系统中采用系统在现场采00系列集成14输入/10输出共24个数字量I/连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/硕士学位论文点或35路模拟量I/3个独立的30路独立的高速脉冲输出,具有个程口,具有自由方式通信能力。图2.3是7—300)}’I 嚣‘ 11~—网 刊嚣(、 臣被 D)广——————~ 系 外围控 设善£ 璧 ,…一“对 对象 瑶 』叼黧?唯——一 象k=塞 辛一温度控制模k 块) ~』 准的模拟量信号如可燃气体报警器等现场各种变送器的信号经过采样、滤波环节到场仪表输出的脉冲信号,用现场由通信传递的信号通过图2.4 确保采集精度,不丢脉冲。每500环采集并将数据存入据存储单元)区。定时采集的梯形图如图2.4所示。具体采集过程:定时器定时500开条件闭合,从而常开条件10000闭合,将数据通道30001的数据存入以40010为指针的数据区中,存后指针加l,指针加1后再判断指针是否超出数据范围,若超,则把00000再赋给指针,即令其再从存储区开始处存数。定时器可由10000常开条件实现循环定时。2、能同时有多个输入变量,这时在处理多个跳变信号(如脉冲信号)同时输入的时候,这时信号的输入波形尤其是升降沿将对数据读入的正确性产生很大的影响.为避免这一影响,在系统设计中采用平均值处理这一均值处理的原理图如图2.5所示:图2.5平均值滤波示意图由此得到,采用。连续对某个信号采样5次,存于缓冲单元40021至40025中,然后对5个数据求和并作平均,并以其值作为为采集数即为滤波后的值,存于40060单元(余数在40062单元)。浙江大学工程硕}学位论文图2.6 业控制计算机)的通信在联合站自动化技术监控系统设计中,采用了分布式的控制系统,即由行可靠有效的分散控制;工控计算机提供良好的人机界面,进行全系统的监控和管理,用于编程、参数设定和修改、图形和数据的在线显示、数据的管理。系统结合了大提高了系统控制效率和可靠性。系统的核心之一就是工控机和、以单个工控机为例,展示了统由工控机(现场包括原油稳定系统、污水处理系统、计量脱水系统及海四联系统各个部分的工控机)、缆构成。采用现信号的可靠性传输。19浙江大学丁程硕 .2 水站相对联合站来说,其数据的采集量较小,采用此我们又研制了于接转站、注水站的数据采集及控制。接转站采集的数据有的来自压力、温度、流量、电压、电流、电量等常规传感器,有的来自含水分析仪、油水界面、大罐液位等油田专用传感器,而且点多分散,这对现场数据采集终端提出了很高的要求:一是要求采集器能适应多种传感器的输出格式。经统计共有以下输出格式:4S.232、.52—100桩西联合站为例,就有液位、界面、压力、温度、频率、流量、含水、密度、电压、电流、电量等浙江丈学工程硕百多个参数,加外还有调节阀、开关阀、变频器、电机启停等执行机构。二是要求对不同距离上的各
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