1、 I 目录目录 1 绪论 1 1.1 联合站原油脱水监控系统的国内外现状及发展趋势 1 1.2 本设计目的和意义 2 1.3 本文研究内容 3 2 联合站原油脱水系统概述 4 2.1 联合站简介 4 2.2 联合站原油脱水工艺流程选择 4 2.3 联合站原油脱水工艺流程简介 5 2.4 联合站原油脱水的主要工艺参数指标 6 2.5 联合站原油脱水工艺参数控制 7 2.6 联合站原油脱水的控制流程图 8 3 联合站原油脱水 DCS 系统方案设计 9 3.1 监控方案选择 9 3.2 用 PC 和 PLC 实现集散控制（DCS）的基本原理. 10 3.3 基于 PLC+PC 组成的联合站原油脱水
2、DCS 系统方案设计 11 4 联合站原油脱水 DCS 系统实验室模拟设计 . 13 4.1 现场模拟信号的采集 . 13 4.2 控制层 PLC 模块配置 . 14 4.3 监控系统工业网络架构设计 . 15 5 系统硬件选型 . 17 5.1 仪表选用 . 17 5.1.2 压力仪表的选用 . 18 5.1.3 油水界面仪表的选用 . 19 5.1.4 流量仪表的选用 . 19 5.1.5 含水分析仪表的选用 . 20 5.1.6 液位仪表的选用 . 20 5.2 阀门的选用 . 22 5.2.1 调节阀选用原理 . 22 5.2.2 调节阀流通能力的计算、公称直径及型号的选择 . 23
3、6 下位机 PLC 软件设计及编程 . 25 6.1 软件设计流程 . 25 6.2 计算机和 PLC 通讯组态设计. 25 6.3 下位机 PLC 梯形图编程设计 . 27 6.3.1 创建工程. 27 6.3.2 配置 I/O . 28 6.3.3 梯形图程序编写. 32 6.3.4 Tag（标签） 32 6.4 控制网网络规划. 33 7 力控监控组态软件设计 . 36 II 7.1 力控简介. 36 7.2 制作工程画面 . 36 7.3 创建实时数据库 . 39 7.4 用 OPC 建立力控与罗克韦尔的通信 . 39 7.5 建立动画连接. 43 7.6 创建报警、专家报表、趋势曲线
4、. 44 8 系统连线调试及运行 . 47 8.1 系统硬件连线 . 47 8.2 系统调试及运行 . 49 9 结论 . 50 谢辞. 51 参考文献. 51 附录一 控制流程图 52 附录二 流程图 54 附录三 数据采集物理端口分布 56 附录四 数据采集及报警程序 57 联合站原油脱水监控系统设计 1 1 1 绪论绪论 1.11.1 联合站原油脱水监控系统的国内外现状及发展趋势联合站原油脱水监控系统的国内外现状及发展趋势 国外在联合站监控系统方面比我国发展的快速，早在上世纪 50 年代，美国 就建成第一套自动化监控输送系统解决了原油的自动收集、 处理、 计量输送问题。 60 年代，Ac
5、ro 油田公司就已经把 PLC 用于注水控制，并很快发展到报警、泵控 等其它领域。随着监控与数据采集系统越来越多的应用于油田生产控制与管理 中，它与油田开采中的处理设备上的检测仪表和控制设备直接连接，能够实时和 不断的获取检测仪表所检测到的运行信息。国外有些油田还实现了注气、注水的 优化控制。 自从美国 Honeywell 公司于 1975 年成功的推出世界上第一套 DCS 以来，经 历了 20 多年的时间，DCS 已走向成熟。目前的 DCS 发展成为基于计算机技术 （Computer）、控制技术（Control）、通信技术和图形技术及 4C 技术，通过通 信网络将分布在工业现场（附近）的现场
6、控制站、检测站和操作控制中心的操作 管理站、控制管理站及工程师站等联接起来，共同完成分散控制和集中操作、管 理和综合控制系统。国外油田 DCS 的应用已经开始采用一些先进控制策略。如 HONEYWELL 公司的性液位控制，可以更好地适应进液的波动。美国通控公司的无 模型控制器可以适合滞后、时变的温度控制。HONEYWELL 公司的气举优化和各种 多变量控制、 适应性模糊控制、 神经网络控制也在油气集输处理站的 DCS 上运行， 实现了部分生产过优化运行。 目前国外已经将自动化技术提升到对原油的生产、储运、销售等环节进行全 面监控的现代化管理水平的高度。 英国石油公司建立的自动化监控系统可以根据 地质情况自动控制产量。美国油田甚至将销售也考虑在自动化管理系统中。 我国大部分的油田采油厂联合站是在20世纪70年代建立起来的， 目前的联合 站监控系统主要分为人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制三 种方法。 而我国很多地方依然停留在人工监测控制阶段而常规仪表组成的控制系 统在处理复杂控制系统、集中监控系统和控制精度等方面具有局限性。 上世纪九十年代，计算机控制开始应用于联合站
