基于虚拟现实的联合站原油脱水监控系统研究
本文关键词: 监控系统 虚拟现实 OPC 原油脱水 PLC 出处:《西南石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:步入21世纪,我国大多数开发较早的油田进入了原油开发的中后期,注水开采方式导致产出的原油含水率很高。开源,即从钻井部分继续提高产能,变得比较困难。所以需要从集输部分进行节流,特别是通过提高联合站的原油脱水自动化监控水平和技术人员的操作水平,减少脱水生产过程中的损耗,变得十分必要。当前的联合站监控系统大多采用二维界面,随着虚拟现实技术的迅速发展,虚拟现实监控界面成为监控系统主要升级方向之一。一套直观,生动的虚拟现实监控界面,可以更好的辅助描述监控数据,使联合站管理人员接收到更多的现场信息。为响应我国2020年建成工业4.0的目标,加快油田数字化,智能化建设,本文将虚拟现实技术和虚拟PLC仿真技术应用在联合站原油脱水生产的远程实时监控系统中。本研究得出以下成果:1.研究联合站脱水生产流程,运行原理后,根据现场生产要求总结出监控需求,结合虚拟现实技术,OPC技术,PLC技术设计了监控系统的软硬件框架。2.使用三维建模软件和计算机三维图形接口搭建了联合站原油脱水现场的虚拟场景后,对场景渲染方式进行合理优化,完成了用户与虚拟场景的基本交互。3.研究了 PID控制原理和调节阀的输入输出曲线后,使用西门子300系列PLC配置和开发了原油脱水流程的现场控制系统。此外,还设计了虚拟PLC使用网络接口与OPC服务器通信的可行方案。4.研究了 OPC标准,开发配置了 OPC服务器,并应用OPC的自定义接口开发OPC客户端,使OPC客户端可以通过OPC服务器远程对现场PLC下达控制指令,完成远程控制的设计。5.基于SQL Server的数据库,C#语言和.NET框架完成用户登录、用户管理、虚拟现实监控、虚拟仿真等软件功能。最终研究出一套用于联合站原油脱水,具有虚拟现实监控界面,便于远程和现场技术人员进行生产管理的监控系统。该系统在不接入控制网络的情况下,附带的虚拟仿真功能可以结合虚拟PLC进行程序仿真,方便技术人员进行控制代码的调试和控制参数的整定。
[Abstract]:In 21th century, most of the oil fields developed earlier in our country entered the middle and late stage of crude oil development, and the water cut produced by water injection is very high, that is to say, the production capacity continues to be improved from the drilling part. Therefore, it is necessary to reduce the loss in the dehydration process by improving the level of automatic monitoring of crude oil dehydration and the operation level of technicians in the joint station. At present, most of the joint station monitoring systems use two-dimensional interface. With the rapid development of virtual reality technology, virtual reality monitoring interface has become one of the main upgrade direction of monitoring system. A set of intuitionistic. The vivid virtual reality monitoring interface can better describe the monitoring data and make the managers of the joint station receive more information on the spot in response to the target of China's industrial 4.0 in 2020. Accelerate oil field digitization, intelligent construction. In this paper, the virtual reality technology and virtual PLC simulation technology are applied to the remote real-time monitoring system of crude oil dehydration production in the combined station. The following results are obtained in this study: 1. The dehydration production process of the combined station is studied. After the operation principle, according to the field production requirements summed up the monitoring requirements, combined with virtual reality technology and OPC technology. The software and hardware framework of the monitoring system is designed by PLC technology. The virtual scene of crude oil dehydration site of the combined station is built by using 3D modeling software and computer 3D graphic interface. The scene rendering mode is optimized reasonably, and the basic interaction between user and virtual scene is completed. 3. The principle of PID control and the input and output curve of the control valve are studied. The field control system of crude oil dehydration process has been configured and developed by using Siemens 300 series PLC. The feasible scheme of communication between virtual PLC and OPC server using network interface is also designed. 4. The OPC standard is studied and the OPC server is developed and configured. Using the custom interface of OPC to develop the OPC client, the OPC client can send the control instruction to the PLC remotely through the OPC server. Complete the design of remote control .5.The database based on SQL Server C # and. Net Framework complete user login, user management, virtual reality monitoring. Finally, a set of virtual reality monitoring interface has been developed for dewatering crude oil in combined station. The system is convenient for remote and on-site technicians to carry out production management monitoring system. The system can be combined with virtual PLC to carry out program simulation without access to the control network. It is convenient for technicians to debug the control code and set the control parameters.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE868;TP277
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,本文编号:1459071
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