联合站原油脱水监控系统设计毕业设计.doc

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 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 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 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 52 附录一 控制流程图 53 附录二 流程图 55 附录三 数据采集物理端口分布 57 附录四 数据采集及报警程序 58 1绪论 1.1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，Acro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） 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生产过程，尤其是西部塔里木、吐哈、准格尔三大盆地的开发和建设，油田生产过程中的自动控制和管理的到了迅速的发展。1992年5月，鄯善油田就使308口油水井、19座计量站全部实现了由单井、单个装置，单站自动化向全油田，全线自动化的转变。 随着油田开采的深入，油田已经进入到高含水及日产量不稳定的阶段，因此对油田的自动化水平要求也越来越高，系统的控制策略一步适合当前中转站来液量大且波动大的实际情况，监控软件中的先进控制方法以及软硬件交互的开放性应用也不够。随着DCS向计算机网络控制发展，集输系统生产过程不仅局限于联合站范围内的操作和控制，还向过程控制系统和信息管理系统紧密结合方向发展，即控制和管理一体化。因此，联合站采用DCS是最佳选择，目前绝大数联合站采用的计算机监控系统是DCS。 1.2本设计目的和意义 在开采原油时，我国的很多油田都是中后期开采，油田由于注水所开发出的原油含有较多的水分，目前一般为50％～80％，有的甚至高达90％，因此需要将原油中所含的水用各种方法分离出来。 联合站原油脱水的监控系统首先要保证联合站内的各个工艺装置工作正常，外还要设法保