注汽锅炉集 成过程控制系统的设计及应用

《注汽锅炉集 成过程控制系统的设计及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年11月第34卷第l1期JournalofOilandGasTechnologyNov．2012Vo1．34No．11注汽锅炉集成过程控制系统的设计与应用程若江，段云，高丽丽(中石化胜利油田分公司孤岛采油厂热采大队，山东东营257231)[摘要]介绍注汽锅炉集成过程控制系统总体结构，提出了基于现场的PLC(programmablelogiccontrol—ler)控制方案，对软硬件进行了选择，分配PLCI／O端子，设计、调试控制程序。在此基础上，构建基于PLC、触摸屏与DCS(distributedcontrolsystem)的注汽锅

2、炉集成过程控制系统，最后对注汽锅炉集成过程控制系统的应用进行了总结，对其控制系统的发展进行了展望。[关键词]注汽锅炉；集成过程控制；PLC；DCS；触摸屏[中图分类号]TE934．3[文献标志码]A[文章编号]i000—9752(2012)11—0310—03为适应现代化企业管理体系的要求，提高油田开发水平，胜利油田提出了“数字油田”的信息化目标，孤岛采油厂相应地加紧“数字采油厂”的建设步伐。为将注汽生产融人采油厂数字化管理网络，笔者以注汽站控制系统为研究对象，建立了基于PLC(programmablelogiccontroller)的、以触摸屏控制器为人机界面的DCS(distribute

3、dcontrolsystem)自动控制系统。1注汽锅炉集成过程控制系统结构注汽锅炉生产运行属于连续型流程生产自动控制(PA)，即工业过程控制。目前，在工业过程控制领域，PLC和DCS是国内应用最为广泛、最为成熟的两大系统。新型的DCS与新型的PLC都有向对方靠拢的趋势。注汽锅炉控制系统，要求长期稳定可靠地运行，信号中注温度变送含有相当比例的模拟量，从提汽PLC物理量转换算法高系统的安全性能、可靠性出锅压力变送数据采集模块16位双精度浮点发，DCS提供的是一个完整的炉面向工业控制的安全可靠高效流量变送灵活的解决方案。注汽锅炉集成过程控制系中心处理程序D／A输出模块}__—执行机构控制功能统是D

4、CS、PLC与触摸屏三者D／A处理RS232C串行通信有机地整合，有利于充分发挥3PID处理种控制系统及控制器的优势：PLC具有实时性好、数据处理图1注汽锅炉集成过程控制系统结构框图速度快、开关量控制能力强的有点得到延续；DCS的危险分散、数据集中计算处理、网络功能强大的特点得以充分体现；而触摸屏控制器(以下简称触摸屏)作为二者的具体实现和功能延伸，为开发人员、管理者和操作者提供友好的人机界面。由此构成的集成过程控制系统(图1)，具有了实时监控、危险分散、集中控制、界面友好等特点，系统的安全性、可靠[收稿日期]2012—05—21[作者简介]程若江(1973一)，男，1996年大学毕业，高级

5、工程师，现主要从事稠油开发管理及研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第34卷第1l期程若江等：注汽锅炉集成过程控制系统的设计与应用性、维护性、经济性、操作性得到保障。注汽锅炉现场运行参数由数据采集模块采集，经16位双精度浮点运算进入中心处理程序处理，一方面由D／A转换器转换成模拟信号控制执行机构动作，另一方面输入触摸屏，提供良好的人机界面。2注汽锅炉集成过程控制系统设计注汽锅炉集成过程控制系统基于DCS构架，是一种完全对现场I／O处理并实现直接数字控制功能的网络系统。具有典型的控制(工程师站)及操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)、通讯网络三级结构。现场仪表2．1硬件设计如图2

6、所示，设置PLC作为现场I／O控制站，用以分担整个系统的I／O和控制功能。这样既可以避免由于一个站点失效造成整个系统的失效，提高系统可靠性，也可以使各站点分担数据采集和控制功能，有利于提高整个系统的性能。触摸屏作为操作员站，是处理一切与运行操作有关的人机界面功能的网络节点[2]。现场工控机设置工程师站，它是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点，其主要功能是提供对DCS进行组态，并实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。2．2软件设计以工控机为硬件平台，安装

7、组态软件作为程序开发平台图2集成过程控制系统硬件层次图来完成工业流程及控制参数的显示，构成注汽锅炉的系统流程、各种报表、参数的实时曲线和历史曲线，具有完善的联模拟量采集I-物理量转换算法J·I开关量采集锁保护、故障诊断、运行监控和人机对话功能，对锅炉系统1l一一⋯I进行集中的监视、管理。通过中心处理程序l裂两x伙便任，了’lPLC的串行通讯端口经RS232C／RS485转换很方便地上上sz。zs4ss接收到来