基于组态王的油田集油站计算机监控系统设计

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1、http://www.paper.edu.cn基于组态王的油田集油站计算机监控系统设计逯敬一中国石化中原油田普光分公司，河南濮阳（457162）E-mail：lujingyi@live.cn摘要：本文针对油田集油站转油脱水部分工艺过程的实际情况，较全面地、系统地对微型计算机工业控制过程进行了分析和研究。用PID控制算法对软件系统的相关参数进行调整。在软件设计过程中，基于windows2000平台的北京亚控组态王（6.51）来制作计算机控制系统。关键词：脱水转油；微机控制系统；实时监视；PID控制算法1.引言油田集油站是油气

2、集输系统的主要环节，它是由脱水转油、污水处理、注水系统三大部分组成，而脱水转油部分则是联合站的重要组成部分，脱水转油部分具生产连续，多工序关联和工艺设备复杂的特点。集油站的主要产品是原油，当原油合格时才能外输，而原油含水率是检验原油质量的重要标准，计算机结合自动化仪表形成的监控系统能够有效的提高产品质量、增强工作效率、[1]减轻工作负担，且性能可靠、价格比较低，已经被大家接受。为适应竞争日趋激烈的能源市场，研究适合集油站生产过程的监控系统，对生产装置的关键回路及主要工艺流程参数进行实时采集和动态监视，同时将生产过程系统与信

3、息管理系[2]统紧密结合起来，实现生产与管理的信息集成，己成为集油站自动化改造的迫切需求。2.工艺说明中原油田原油的含水率达85%，为油包水型乳状液，但油中含有部分游离水，故采用两段脱水工艺。其流程为：当中转站正常工作时，中转站来油直接进入游离水拖除器进行沉降脱水，在进行沉降脱水之前要加破乳剂，一般放在油气分离之前或油漆分离器之前；分离后的低含水原油进入加热炉进行加热，当达到温度时送到原油缓冲罐进行油气分离；原油进入[3]稳定装置，稳定后的原油送入成品油缓冲，最后外输泵增压、计量外输。从游离水分离器出来的污水被送到含油污水

4、沉降罐进行沉降，它的顶部收油被送到游离水脱除器再进行油水分离，底部水送到污水站处理。当中转站不能正常工作时，中转站来油直接进入油气分离，[4]处理后的原油经事故泵送到事故泵进行初步油水分离，最后原油进入一段脱水工艺脱水。工艺流程图如图1示。-1-http://www.paper.edu.cn图1集油站脱水转油自控工艺流程图3.主要工艺参数及要求外来油经管线进入游离水脱除器之前，需要对来油的温度和压力进行测量。在游离水脱除器中需要对脱除器的油水界面及油出口汇管压力进行控制。含水油加热炉生温，需要对加热炉温度进行检测。净化后的

5、原油进入缓冲罐进行油气分离，缓冲罐液位过低将造成抽空，过高会造成气管线进油，而压力过高会造成回压高，影响油气生产量，必须对缓冲罐的液位和压力进行控制。油气分离器的液位进行控制。事故情况下，进入事故罐的原油的油水界面需要检测。[5]含油污水进入污水沉降罐进行沉降，需要对其液位进行控制。4．PID控制PID控制是该监控软件的核心技术，本文采用增量式PID算法，该算法的优点是；编程简单、历史数据可以递推使用，而且占用空间少，运算速度快。通过运算可以调节阀位，来[6]改变测量值的大小符合要求，为了适应不同的现场环境，PID算法的参

6、数可以调节。计算机实现位置型算式不够方便，这是因为要累加偏差e（i），不仅要占用较多的内存单元，而且不利于编程。为此，根据第（n-1）时刻的控制量u（n-1），控制量的增量△u（n）为：TTdun()ken{()en(1)en()[()2(enen1)en(2)]}pTTi（1）ken[()en(1)]Ken()Ken[()2(en1)en(2)]pid由于式（1）中的△u（n）对应于第n时刻阀位的增量，故称此式为增量型算式。它的优[7]点是：编程序简单，历史数据可以递推使用，且占用内存

7、单元少，运算速度快。PID控制框图如图2示：-2-http://www.paper.edu.cn图2PID控制框图5.计算机软件的设计计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制计算机，简称工业控制机IPC）来实现生产过程自动控制的系统。在软件设计过程中，基于windowsXP平台，根据北京亚控组态王（6.51）制作界面。组态王组态软件,功能齐全,具有很强的过程监视、控制和信息管理功能。这使得整个监控系统在监控方面具有：兼有监视系统总貌、分部流程等操作画面，参数设定与调整灵活、人机界面友好；设备的自动、半自动、软手操可切

8、换，操作简单，减轻操作工的劳动强度；重要参数的历史趋势和实时曲线显示，实时报表打印及报警处理功能。系统进入后默认弹出是“加热炉及二合一装置区”界面。在此界面可以对处于该区的所有化工装置及仪表进行监视和控制。图中的化工装置可以动态的反映其中油水混合液的液位，单击该区仪表，可弹出仪表盘动画连接，可以动态的观