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力控软件在某转接站系统应用


一、项目概述
      大港油田某接转站担负着厂内采油的接转,担负着油气计量、原油转接的任务。原油接转站流程由集油管线、缓冲罐、转油泵等装置组成。建设前站内无上位调度系统,调度人员只能通过现场的触摸屏调整外输流量。且加热炉和液位、外输等设备数据相互独立,不利于统一的调度,站内的数据未传入到油田的统一的数据仓库。
二、建设目标
(1)提高工作效率、降低劳动强度
      通过实现集中管理、减少人工巡检次数,降低员工劳动强度;对关键部位实现远程控制操作,提升油田生产综合管理能力和水平。
(2)数据实时采集与展示
      实时采集接转站转油泵运行状态、泵频率、缓冲罐液位、集油线压力、流量、温度,转油泵房漏油报警等参数,并在SCADA进行统一展示。
(3)数据控制联动,减少人工操作
      通过改造把加热炉的数据集成统一的控制PLC里面,然后上传到站内的SCADA中。同时把外输泵的频率和罐子的液位关联,自动调节外输泵的频率。
(4)一次采集,多次复用
      数据在站内SCADA上采集后,把数据安全传输到油田公司的实时库中,进行数据的存储和复用。


三、方案介绍
3.1系统架构
      站内整个SCADA系统包含PLC控制柜、SCADA软件和安全传输网关组成。本站系统采用单机部署,然后配备图形库客户端进行展示。网关把SCADA数据接入后通过OPC接口传输给公司信息中心数据库,实现网络的隔离。系统架构如图所示:

      力控油气SCADA在本系统中担负着数据的采集、存储和整体展示等功能。采集通过西门子300 Profibus总线通信,保证了数据采集的实时性。数据入库后,经过安全隔离网关,把数据推送到公司信息中心实时库中。隔离网关保证了生产网络和信息网络的隔离,同时多个网口可把数据推送到不同的应用系统中,方便数据的二次应用。
3.2系统产品设计
3.2.1产品概述
      力控油气SCADA系统平台软件完美的结合了通用组态软件和油田业务模型,结合国内外油气田生产工艺的特点而研制开发;是力控科技为油气田用户的工业信息化应用提供的一个基础软件平台,该油气SCADA系统平台的设计涵盖从站库监控站到作业调度中心,为油气企业提供从下到上的完整的生产信息采集与集成服务,从而为油气田工业自动化及信息化综合建设提供支撑。
3.2.2系统架构
      力控油气SCADA系统平台软件具备灵活的架构,能满足现有多种系统架构要求,即可在油气田生产作业调度系统中部署力控油气SCADA系统平台,也可在联合站、接转站及其它岗位部署,如污水岗、脱水岗、锅炉岗等。 
3.2.3产品特点
  灵活的系统架构
      力控油气SCADA系统平台软件具有灵活的系统应用架构,可以自由构建不同规模的应用,支持单机应用到客户端/服务器系统(C/S)、网络客户端(B/S)、冗余等混合应用的大型系统。根据项目需要可自由设计。
  强大的数据采集能力
      软件提供3000个以上驱动程序,支持与国内外主流的PLC、RTU等设备的通信;支持MODBUS、IEC104、DNP3.0等标准规约,支持通过OPC、ODBC、OLEDB等方式与信息化系统交互,支持数据断线重连,通讯故障后具备自动恢复功能,软件支持通讯事件的记录与存盘。
  模板化设计环境
      支持工程模板、油水井、计量站窗口模板、站库对象模板等,方便快速进行工程组态。提供驱动设备和测点模版,方便快速组态。
  油气行业图库
      油气行业常用到的图库,包含了单井和站库的图库,同时可快速导入各种格式(BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等)的图片,方便客户站库快速的组态。 
  行业应用插件
      力控油气SCADA系统平台软件包含油气田常用的功图分析插件、视频组件等。方便对油田生产进行综合一体化调度。
  分布式报警架构
      具备强大的报警存储、统计、分析、显示、查询、事件触发、打印等功能,并可以和语音、视频、多媒体、RTX进行联动。支持报警的在线处置,并可预置处置内容,方便后续对报警进行汇总。
  丰富的图形分析组件
      平台提供丰富的图形分析组件,包括报表、报警、趋势、柱状图、饼图等,使工程开发更为快捷,界面显示更加直观。
 完整的冗余与容错技术
      冗余技术
      力控油气SCADA系统平台软件支持控制设备冗余、控制网络冗余、服务器冗余、系统网络冗余、系统网络客户端冗余等多种系统冗余方式。 
      容错技术
      具备自诊断与自恢复技术,保证系统各进程的状态被随时监控,故障自恢复,从而保证整个系统的稳定与安全。通讯的负载均衡与通讯效率的动态优化,有效提高了数据读与写的通讯效率的平衡。
      便捷的集成环境
      提供丰富的集成插件,可通过后台标准化接口能够实现多个组件间的内部对象化操作,来完成外部系统的集成,如功图计量程序、手抄器查看程序等。
      系统安全性与用户管理
      提供完备的安全保护机制,以保证生产过程的安全可靠,用户管理具备多个级别,并可根据级别限制对重要工艺参数的修改,以有效避免生产过程中的误操作。
      Web网络发布功能
      具备独立的Web发布功能,Web通讯的负载均衡使系统具备高容量的数据吞吐能力和良好的健壮性,保证多个Web客户端的并发访问。
      系统接口及开放性
      采用多进程与多线程的设计和开放式体系架构,全面支持DDE、OPC、ODBC/SQL、ActiveX、WebService等接口。提供实时、历史和报警数据的远程访问接口,提供驱动快递开发工具。
四、系统功能
      SCADA软件系统提供的界面及功能可以实时监测站的流程参数、报警信息、工作情况,并可以在中控室遥控远程终端设备。通过流程图及参数表实时监测站的工艺流程状态;通过报警分析界面及时了解报警信息;统详细的功能拓扑图如下:
4.1 厂区总貌        
      主要显示厂区全局导览,鼠标放在某个区域,显示相应的区域名称文字提示,点击进入相应的单个区域监控画面。

总貌图
4.2 工艺监控
      工艺整体监控界面包含了站内的整个生产流程,示意出站内的设备和管线的连接从属关系。点击某个装置可进入到站该装置的流程相关的页面和数据。在该页面主要展示各个装置的运行情况,当有报警时会突出显示。
整体工艺图

液位罐监控
4.3 参数汇总
      参数汇总画面包含了本站重点数据的汇总信息,液位和外输压力等重点参数可在曲线内展示。点击输油泵泵体,实现对输油泵的远程启、停控制。
参数汇总
4.4 报表分析
      报表系统主要包括灌区液位报表、加热炉报表等,调度报表主要以站内生产数据监控与查询为主要功能,可进行数据打印、保存等操作。历史追忆可选择任意一个历史数据点进行历史数据的检索,可灵活设置查询的点与时间参数。

报表分析
4.5 曲线分析
      数据趋势曲线可实时、动态显示当前当前采集数据的趋势曲线,并提供按日期、时间、变量名等方式进行查询,支持趋势的浏览、打印。可快速查询单井和站内的数据的趋势曲线,协助运行管理人员进行特性分析和参数对比。

趋势分析
4.6 报警管理
      SCADA系统中,能够记录历史的报警记录以及相关操作人员的记录。报警分为实时报警和历史报警,在界面中可以方便的切换。实时报警可按照井进行处置或当个参数进行查询处置。处置内容可预设,也可临时根据巡护人也反馈进行处置。
      在历史报警中可以按照单井名、时间筛选报警。在一条报警中明确的记录着报警时间、确认时间、恢复时间、报警处理、操作人员等信息,方便操作人员以前时的报警进行全面的了解。能够通过各种查询方法:时间查询、操作员查询、组合查询、模糊查询等,进行报警记录的筛选工作。
      报警参数可批量或者单个修改某个参数的报警限值。

历史报警
4.7 用户管理
      系统提供完备的安全保护机制,以保证生产过程的安全可靠,用户管理具备多个级别,并可根据级别限制对重要工艺参数的修改,以有效避免生产过程中的误操作。
4.8 事件管理
      系统自带日志模块,可对系统的运行状态和人的行为操作进行记录,并可通过专用模块对日志的相关内容进行过滤查询。方便对问题后续的筛查和事后问责。

五、系统软硬件清单
5.1 系统软件清单
5.2 系统硬件配置

六、方案总结
      通过系统建设,实时监测生产数据,超出阈值时可及时报警并采取保护措施,方便操作工远程对设备的操作,同时可以追溯操作和数据历史,减少了其运维工作,让设备的运转情况一目了然,快速发现并消除安全隐患。通过安全网关保证了生产网络的安全可靠,同时为业务的综合分析提供了原始数据的支撑。