光纤传感与控制技术在油田结合站的应用研究.docx

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1、光纤传感与控制技术在油田结合站的应用研究光纤传感与控制技术在油田结合站的应用研究成功应用于工业消费经过参数检测光纤系列产品、及与河南油田共同研制开发的三种新型光纤传感器作为现场检测用传感器的主导，配套先进的压力、温度传感器和当今国际流行的分布式计算机实时监控技术组成先进、完好的消费经过控制系统和平安监控系统，改善全站的消费和平安管理现状、进步消费管理程度、进步本质平安，减轻工人劳动强度;为油气集输消费当代化管理创出了一条新路。2.2工程总目的1结合站油、水、气处理系统采用先进光纤传感技术实现消费经过多项参数自动检测、控制、显示、报警;2注水罐，原油储罐采用光纤液位计实现自动检测，高位报警;3原

2、油外输自动检测、控制、报警;4站内实现管理、控制一体化、智能化;5建立消费控制系统和平安控制系统的快速实时通讯，利用动态数据交换技术，开发消费控制系统和平安控制系统的数据接口;6平安管理到达中石化股份公司平安管理标准要求;7实现站、厂、局计算机联网管理。2.3主要研究内容1原油三相别离器油、水液面自动检测、控制;2原油三相别离器天然气压力自动检测、控制;3原油稳定塔液面检测、控制、报警;4轻油罐液面自动检测;5注水罐、原油储罐液位自动检测;6原油储罐液位高位自动报警;7原油储罐温度自动检测;8油井掺水系统自动控制;9原油长输管线压力、温度自动检测报警;10原油外输平稳输油自动控制;11三相别离

3、器温度自动检测;12井排来油温度检测;13消防系统水压检测;14结合站集中监测、显示系统:2.4技术方案与解决途径2-41将光纤传感技术引入结合站将光纤传感技术引入结合站，就是运用光纤传感技术具有:实现非电检测，真正本质平安、防爆;实现非接触式检测，无污染、高绝缘性、抗电磁干扰才能强、检测精度高等特点，解决原油储罐液位检测和报警，解决储罐负压检测和报警，解决原油流量检测和信号远传，解决三相别离器油、水液位检测与信号远传。2研制和开发相应的光纤传感器由于光纤传感产品进入油田结合站很晚，目前还谈不上规模化应用，因此如今成熟光纤传感器无法全面知足结合站检测的需要。要完成工程研究的技术内容，实现工程的

4、总目的，就必须结合结合站工艺经过检测详细工况，研制和开发相应的光纤传感器。3开发光纤浮球液位变送器开发用于油、气、水三相别离器油、水液位检测的光纤浮球液位变送器，用以替代如今用的气动仪表，解决传统气动信号在传输经过中堵、漏、冻现象，进步控制的快速性、检测和控制的可靠性。4开发光纤流量计量仪应用容积式流量检测原理采用光纤转换和传送方式实现原油流量检测与远传，解决传统电动仪表因传送间隔长抗干扰才能低的问题，防止强干扰下，检测系统的误操作。5开发储罐光纤负压报警器解决原油储罐负压检测与报警问题，可有效预防因呼吸阀堵塞，造成负压瘪罐事故的发生。6油井掺水系统自动控制和原油外输平稳输油自动控制运用变频器

5、与压力检测构成闭环回路，确保机泵在高效经济区运行，实现节能降耗，降低设备维护率，进步设备使用寿命。7消费经过控制系统和平安监控系统，实现结合站消费采用目前国际上非常流行的分布式控制技术和当代网络技术组成先进的消费经过控制系统和平安监控系统，实现结合站消费、平安实时监控与管理，并将结合站实时的消费和平安信息联入油田开发网和平安信息网，为油田经营管理层的决策工作提供及时、全面、准确的信息资源。3光纤传感与控制技术在结合站的应用3.1系统组成及特点在系统组成上，现场一次仪表采用光纤传感器、本安型压力变送器和温度传感器，控制系统运用当今较为先进的“整体解决方案技术，为了进一步进步增加系统全面性、可靠性

6、、稳定性和平安性，在软件设计上运用国际上流行的MVC技术，即将表示层、控制层、及数据层相别离，三层相辅相成，在使用上很直观地表达出了现场级、监控级、工程师及操作员级、企业管理级多级工作方式，实现真正的工厂综合自动化理想平台、真正的流程工业消费经过的先进控制，优化调度和管理形式。1系统的组成系统由外输控制站、内输控制站三相别离和稳定控制站、总控站、原油罐区平安监控系统、事故预案管理等几局部组成，其中外输控制系统、内输控制系统与总控局部和原油罐区平安监控系统具有相对的独立性，又有着亲密的联络构成一个有机整体。事故预案管理在结合全站平安管理规定和以往处理事故的一些经历做法的根底上，以文本文件形式将其

7、安装在系统画面中，用来指导和帮助操作工人在紧急状态下快速准确操作处理5。2系统特点a高精度测量，本安防爆;b开放的体系构造，可以提供多层的开放数据接口;c有较高的可靠性、稳定性、平安性，维修方便、工艺先进;d丰富的全汉字图形丰富的全汉字图形,复杂漂亮的界面，运用了动画技术、图形缩放技术、多级窗口技术、各种数据、曲线、棒图等的实时显示;e支持各种消费报表和图形打印功能;f丰富的历史记录、报警记录和事故追忆分析功能;g强大的系统逐级自诊断功能与故障报警功能;h在管理层采用标准的100Mbps以太网TCP/IP协议，应用局域网将结合站与油田的开发网、平安信息网直接相连。3.2系统主要技术指标1液位控

8、制精度5cm;2压力控制精度2kPa;3大罐液位检测2mm;4温度检测2;5历史数据保存7天;6网络数据传输过失0.5。3.3系统设计1控制系统硬件配置本系统下位机PLC选用日本欧姆龙株室会社的C200H系列机。SYSMAC系列PLC是OMRON公司继C200H和C200HS后推出的新一代C200系列的PLC产品。其宗旨是为了知足高程度的消费自动控制需要，在不减弱PLC功能的同时提供强大的数据处理才能，改良通讯功能，优化网络构造，加速向数据化工厂的方向迈进。与传统的C200H和C200HS系列的PLC相比，SYSMAC系列PLC除了根本性能得到进步以外，它主要在通讯和数据处理方面作了大幅度的进

9、步和改良，为控制与管理一体化的控制系统提供支持，代表着当今PLC的开展方向。总之，它是一种价格适中、性价比拟高的中型机，配有较强的指令系统，梯形图与语句并重，增加了许多特殊指令，极大地方便了用户的编程。此外，它还装备了丰富的特殊模块和强大的通讯模板，以实现工厂自动化的多级要求。本系统采用的C200H型系列PLC为机架安装型，各种I/O单元、特殊功能模块、通讯板卡、CPU、电源单元均安插在一块底板上，并根据其所占用的槽位占用不同的内存单元。它的用户程序存储区为7.2K字，I/O分配有两个I/O扩展机架，最大控制点数可达1140点，其根本指令执行时间为0.313微秒，特殊指令执行时间为1.250微

10、秒，完全能知足经过控制的需要。它支持多种特殊I/O单元和通讯模板，可以方便地与上位机IPC、同位机PLC及远程I/O单元通讯，使用方便。本系统的PLC选型如附表所示。2控制系统软件编程软件:SYSMAC-CPT英文版SYSMAC-CPT是OMRON公司开发的基于WINDOWS95/98操作平台上的梯形图编程工具。它用于在普通个人电脑上编制PLC梯形图程序，并将程序通过串口下传至PLC，在线监控PLC运行和各存放器的状态，对PLC进展各种参数的设置。它支持梯形图和助记符两种方式，可互相转换，使用极为方便。详细的各单元模块及地址分配见各台PLC的硬件设计和软件设计局部。4完毕语光纤传感与控制技术在

11、油田结合站应用研究工程，通过研究与施行，消除了平安隐患，进步了结合站平安、自动化管理程度，节能降耗效果明显，在油气集输处理场站具有较好推广价值。1首次将光纤传感与控制技术大规模运用于油气处理和集输工艺中利用光纤技术所独具高精度、非电非接触式检测等特点实现了魏岗结合站多点多参数全天候自动检测与监控，使站内管理控制到达一体化、智能化;2开发研制的三种新型光纤传感器储罐负压报警器、光纤流量计量仪、光纤浮球液位计，属国内首次研究应用，其性能良好、运行可靠，大大削减易燃易爆场所平安风险，增强了结合站本质平安管理程度;3经济效益显著该系统确保了集输设备、注水、掺水设备在高效经济区平稳运行，实现了节能降耗，系统运行平稳，改善了机泵运行工况环境，减少设备损坏率，实现多岗合一，降低了油气集输处理人工本钱;4自动化程度高消费异常及时报警，全经过参数自动收集、自动生成消费报表，降低了工人劳动强度;5引进国际互联网技术、施行远程监控远程监控为各级决策层解析易燃易爆场所平安消费信息提供了实时根据，为消费异常情况处理分析提供根据。0