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SCADA系统在油田中的应用

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一、引言

SCADA系统，即分布式数据采集与监视控制系统。是基于PLC的生产过

程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行远程监视和控制，

以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功

能。广泛应用于油田、市政管网、水资源监测、环保等诸多行业,功能越来越强

大,结构也越来越复杂。

SCADA系统发展到今天已经经历了三代。第一代是基于专用计算机和专

用操作系统的SCADA系统，这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始

到70年代；第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，第一代与第

二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开

放性，因而系统维护、升级以及与其它联网构成很大困难。通常采用VAX

等其它计算机以及其它通用工作站，操作系统一般是通用的UNIX操作系统；

90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能

够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国

SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种必威体育精装版的计算机技术都汇集进

SCADA/EMS系统中。

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二、SCADA系统结构及原理

SCADA系统可分为3层：数据采集层、数据监控层、数据应用层。第一层为

数据采集层,由RTU与一次仪表构成,完成现场原始数据的采集与预处理。它是

SCADA系统的基本单元，基本配置包括远程终端(RTU)或是可编程逻辑控制器

(PLC)、通信设施以及必需的外部单元；第二层为数据监控层,在此层将利用各种

软件远程仿真现场,实现数据的实时监控、实时报警等，还可以根据设计需求进

行大量历史数据的存储。它是整个SCADA系统的核心单元,管理和协调系统中所

有的工艺装置和设备运行；第三层为数据应用层,在此层实现对已采集数据的分

析、整理,并根据需要实现多种形式的显示发布。

结构图如下：

数据应用层

数据监控层SCADA系统

数据采集层

图一SCADA系统结构图

三、油田现场需求及系统要求

3、1现场需求

1、实现让那若尔油田采油区北区17个注气站网络建设与1个控制中心建

设；

2、组建有效的区块内通信网络，实现集中管理、远程控制，各分站到控制

中心通信距离≤10KM。

3、控制中心的功能：实现对各个采油站注气流量、压力、温度等数据的远

程监测；根据气举压力、温度变化，远程控制注气流量；

4、各注气站的功能：实现对每口注气井的注气流量、压力、温度等数据的

采集和预处理，并传送到构建好的网络当中；

3、2系统要求

1、可靠性、安全性。由于各个井控制系统的安全性、稳定性直接影响到注

气井的注气量，进而影响到油井的产油量。因此，在系统中的通信设备、

一次仪表及控制设备和程序编程等各环节都必须做到高可靠性；

2、远程监控功能。因井群分布很散，无人职守。为了降低劳动强度，操作

人员能够在车间控制室根据需要进行远程操作，同时能够监测到各井的

运行参数，从而实现集中监控；

3、可维护性。在系统软件、应用软件和硬件方面要具有强大的报警和故障

自诊断功能，以便工程技术人员对系统故障进行分析和维护；

4、可扩展性。系统应采用具有一定标准及应用较广泛的硬件设备，主要是

考虑系统发展扩大，为以后系统的连接打好基础；

5、开放性。随着计算机技术和网络技术的发展和应用普及，人们越来越需要

过程控制系统与管理信息系统交换信息，从而实现管理与控制一体化。

尽管各控制系统生产厂家在现场控制器模块级还不能完全开放或通用，

但必须要求上位机监控系统具有开放性。

四、方案设计