多台空压机联控技术在海洋石油平台的应用.pdf

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1、石油和化工设备-44-技术交流2016年第19卷多台空压机联控技术在海洋石油平台的应用张家珍，高珂，魏鹏飞，于祥春（海洋工程股份有限公司，天津300452）[摘要]针对海洋石油平台对多台空压机联控模式的需求，基于西门子S7-300PLC的性能特点，在分析对比传统的两台空压机联控模式基础上，开发出一套可实现3台空压机联控模式的控制系统。该系统已成功应用于海洋石油平台的空压机橇中。[关键词]空压机；联控技术；PLC空压机橇是海洋石油平台的关键设备之一，机启停、调节加卸载压力带及远传/本地报警等功它为平台提供生产用气和仪表用气，如固井、吹能。[1]灰、气动隔膜泵、防火风闸

2、、各种气动阀门等。1联控系统的硬件组成空压机橇由空压机、干燥机、过滤器和配电柜、空压机橇是海洋石油平台的气体动力源，其控制柜组成，其中控制柜负责整个空压机橇的运主要功能是控制空压机启动/停止、加卸载，并将行、停止、加载、卸载等工艺控制，是空压机橇现场的各种温度、压力、露点等数据及空压机的的核心元件。各种运行状态，通过现场控制盘的触摸屏本地显海洋石油平台传统空压机橇由2台空压机构示，远传到DCS系统；同时，在空压机出现运行成主/辅机联控装置，根据石油平台的用气量的大异常时，现场控制盘报警停机。小，自动控制空压机辅机的运行/停止操作。由于针对海洋石油平台对空压机橇控制系

3、统的具我国某油气田的用气量较大，不但需要提供常规体功能需求，我们选用了西门子S7-300PLC。其平台设施的公用气，还需要提供氮气发生装置所为模块化中小型结构的控制器，电源、CPU和各需的输入空气，所以，选用常规2台空压机构成的种功能块都是模块化设计，可根据不同功能要求空压机橇不能满足该油气田的具体需求。基于以[2]进行选择，方便扩展。根据平台空压机控制系统上原因，某油气田选用了3台空压机构成的空压需求，选用了相关硬件并根据各个模块的不同作机橇，并根据平台的具体需求，开发出一套实现用组态网络，详见表1和图1。三台空压机联控模式的控制系统，具有控制空压表1硬件配置表产

4、品描述数量单位作用CPU315-2DP1个控制器AI(8通道)1个采集气瓶压力变送器、温度变送器信号，以及空压机出口的露点仪信号等DI(32通道)2个采集空压机、DCS、控制盘的按钮信号DO(32通道)2个输出命令、状态信号主站：用于采集空压机A/B/C的压力温度信号CP3412个从站：用于传输空压机橇各类参数到DCSTP900Comfort1个触摸屏，本地显示空压机橇的参数信息2联控系统的控制流程空压机，用气量大时，启动2~3台空压机的工艺流程。本空压机橇由3台空压机组成，其中每台空压机都有主/辅/从三种功能，相对应的是三组不同的作者简介：张家珍（1983—），男

5、，河南平顶山人，毕业于中压力带，每个空压机根据其相应的压力带自动启国石油大学（华东），硕士，工程师。在海洋石油工程股份有限/停或加/卸载，从而实现用气量少时，启动1~2台公司从事信号与信息处理方面的科研工作。第7期张家珍等多台空压机联控技术在海洋石油平台的应用-45-前平台上使用最广泛的一种控制形式。图2、图3为其总体控制流程及控制盘的显示画面。其中，A/B/C三台空压机只能有一个设置为主机，并一直保持运行状态，维持平台正常供气需求；另外两台可设置为辅机或从机，在平台用气量大时，根据相应的压力带依次运行，并在卸载后20min内无加载的工况中，停止运行，以达到节能的效

6、果。图1组态网络图根据以上工艺要求，在联控系统中，首先将三台空压机的公共报警、停机报警、压力温度阈值报警等信号集中处理，满足平台对报警信号的类型和数量要求。其次，完成数据采集功能。将用于控制和报警的压力源信号、温度信号等采集到AI卡件中，经过PLC程序实现数据的模数转换。另外，露点仪的有源信号也通过这种方式采集上来，用于对干燥机出口的空气露点数值的监控。再次，完成空压机本体到控制盘的通信传输，主要传输空压机本体出口的压力和温度数据。将这些数据处理后，连同控制盘自身采集的图2联控系统控制流程图压力和露点信号，通过485协议传输到DCS，在DCS组态画面上显示。最后，是

7、最关键的控制系统设计。空压机橇控制方式分为三种：本地控制、手动控制、自动控制。其中，本地控制由空压机本体实现，控制盘只显示空压机的运行状态；手动控制是单独的空压机运行控制，完全依靠人工操作来实现空压机的启动和停止；自动控制是控制程序根据目前的实际工况自动判断空压机的启动/停止和加载/卸载等功能，也是目图3控制面板的触摸屏显示（下转48页）石油和化工设备-48-技术交流2016年第19卷(2)对焊缝及热影响区进行金相检查，均符合3结论要求，焊接接头微观组织（200×）如图3。用上述试验得出的数据表明，对于钛制容器中焊接形式适合等离子焊接而厚度超出等离子焊接能力的焊