基于DCS系统的油气集中处理联合作业站控制系统设计与实现

发布时间：2020-07-21 13:40

【摘要】：在石油生产中,油气集中处理联合作业站是油田原油集输和处理的枢纽,其工作是石油生产中非常重要的一个环节。联合站的工作任务主要包括原油处理、天然气处理、油田注水、污水处理、原油稳定、消防处理等多个部分,目标是对原油进行脱水、脱盐和脱硫,对天然气进行脱水,回收利用污染物,最后生产出商品原油并对外运输。本文针对联合站进行DCS系统的设计,选用了浙江中控集团推出的质量优良的JX-300XP系统,对硬件和软件进行具体选型和设置,搭建了一个联合站控制系统。目标是实现对联合站工艺流程的全面、实时的监控,并且生成系统某些重要参数的报警记录,从而帮助提高联合站生产过程中的安全性、高效性、环保性等。在硬件上,采取的是现场控制站、工程师站、操作员站和SCnetⅡ网络组成的“三站一线”结构,达到了对联合站进行实时化、自动化、现代化的监控要求。在软件上,对监控软件和控制系统进行组态开发、权限设置等工作。最后,在软硬件设计完成后,进行整体调试、优化,最终完成油气集中处理联合作业站的DCS系统设计。在整个系统中,现场控制站负责收集现场仪表的信号;工程师站和操作员站则要按照预先设置好的程序,利用人机交互界面对工艺流程进行监视和控制;SCnetⅡ主干网则是负责数据在站间的传递;利用SBUS-S2总线连接所有硬件设备。当系统运行时,就可以实时收集并在人机交互界面显示现场的数据,然后按照预先设置的程序用联锁设定值控制设备调节阀门开度、设备开关等,同时生成报警记录和实时、历史曲线,保证联合站的每一道工序都能顺利进行。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TE977
【图文】：

系统结构图,系统结构图

图 1.1 DCS 系统结构图根据 DCS 系统结构图，可以将其分为四部分：⑴ 现场控制装置现场控制装置是由各种 I/O 接口组成的，作用是实现控制分散，又被称为程控制装置。联合站生产过程中的过程变量（如液位、温度、压力、流量等）信号都会经过 A/D 转换器再接入 DCS 系统中，而控制输出信息（变频器、调阀等）的信号则要经过 D/A 转换器从 DCS 系统传输到现场的执行机构中。开量则是对阀门开/关、变频器启/停等此类信号进行采集和控制。⑵ 控制装置DCS 系统是通过控制装置来实现控制功能的，它用通信网络将各种生产序中安置的设备、仪表链接到操作管理装置上，用控制器完成各种计算，从而成过程控制的工作。⑶ 人机界面

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图 1.2 论文框架本文先对 DCS 系统和油田集中处理联合站的情况作了详细了解并进行阐述，从中找出了研究方向。然后分析了油田集中处理联合站控制系统的需求和标准，为本文设计提供了清晰的目标。然后对系统进行的硬件和软件方面的设计和设置等工作，确定所设计系统的结构和细节内容。最后，将设计好的系统进行整体调试、修改，得出结论。

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图 2.1原油处理工艺流程图现在的三相分离器中最常用的水堰和油堰双控制，在油室两侧构成连这样做的优点就是当有乳化油层存在于油水间时可保持正常工作，缺点是减分离器的有效容积。分离器脱水后的原油从卸料阀排出后，进入缓冲脱水槽，再与脱水液混行热化学脱水。在热能的作用下，乳汁与油、水的分离速度大大提高。脱水的油水分离取决于下层的水洗和上层原油液滴的沉积。在冲洗过程中，乳化过水层缓慢上升。在水的表面张力作用下，乳化液中的水滴、游离水、盐类水固体杂质会残留在水层中。一般来说，为了提高脱水效果，在水层中放置由亲水固体物质团聚形成的过滤床。脱水原油沉积一段时间后，抽出的水和放到事故缓冲池中，二次脱水原油通过调节器[15]一般情况下，原油处理工艺中用到的设备每种都会有两三台，当其中一生故障时可以直接将其关停，然后进行检修，启动备用设备继续整个工艺流转，保证了生产的安全、连续、平稳运行。这样一来，设备之间的联锁设置

【参考文献】