监控组态软件在吴一联实行数字化改造中的应用

王 勇， 王 卫

（1.长庆油田公司第三采油厂新寨作业区，陕西 延安 717600；2.中国石油克拉玛依石化公司，新疆 克拉玛依 834003）

吴一联合站于2006年11月16日投产，初期总体设计规模为50万吨/年，随着生产规模的不断扩大，联合站进行了两次扩建改造，目前年处理能力超过100万吨/年。吴一联合站是新寨作业区420区块的油气集输及水处理系统的中心枢纽，也是实行数字化改造的首个试点的老站，传统的生产模式已经不能及时反映站内生产动态，为了全面提高站内生产效率以及站内自动化水平，吴一联实行了全站数字化改造。本文主要介绍监控组态软件在这次改造中的应用，通过力控组态软件实现了生产过程组态监控、数据显示、数据记录、报警显示等功能，对于一线生产有着重要的指导意义[1]。

1 吴一联合站系统构成及主要工艺流程

吴一联合站是一个大型的原油集输及水处理中心，其中包括油调度系统、水调度系统、集输与加热系统、注水与消防、功图分析等部分，以下主要对集输与加热及注水系统的工艺流程做简要介绍。

如图1，对于站内集输与加热系统中，在这次数字化改造中利用组态软件及数字化仪表将所要监控的压力、温度、流量、液位、油水界面等参数传输到中控室进行远程监控。

如图2，在水处理系统中，主要对注水泵、配水间、清水过滤系统、清水罐液位、污水罐液位，消防系统等进行数据采集，状态监控，同时对清水过滤器可进行远程操作，提高了全站的自动化水平。

图1 集输与加热系统工艺流程图Fig.1 Gathering and the heating system of process flowsheet

图2 注水系统工艺流程图Fig.2 Injection system of process flowsheet

2 吴一联站控系统组成

联合站内在中控室设置一套智能视频监控系统，包括视频摄像机、智能视频服务器和视频智能视频处理软件组成，在中控室进行大屏幕显示。现场安装5台视频摄像机，实时视频监控、电子警戒、特殊区域保护等功能，通过使用该系统，现场完全可以实现无人职守功能[2]。

2.1 数据采集及控制

数据采集点覆盖了站内全部生产流程、生产过程中需要监测的数据以及安全生产需要监测的数据，将采集来的数据传输至总控室，可实现站内部分生产过程的远程控制[3]，例如对PE烧结管式过滤器实现了中控室对现场的远程冲洗及反冲洗功能。

2.2 环境监测

对站内可燃气体、设备浸水等安装了检测设备，提高了安全生产的可靠性。

2.3 数据传输方式

信号电缆就近接入工业以太网，缩短模拟信号传送距离，减少干扰，结构灵活，可方便变更和配置，同时短距离的信号线缆，减小了维护及更换的工作强度[4]。

2.4 视频监控

对站内设置5个视频监控点，监视环境和设备工作状态，减少了人工巡查的次数。

3 组态软件的设计与应用

3.1 组态软件介绍

组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，是在自动化控制监控层的软件平台和开发环境[5]。本文在介绍联合站集输与水处理系统中利用北京三维力控组态软件提供友好而又功能强大的人机界面，使得该系统能够更好的发挥作用。

3.2 人机界面监控主窗口

人机界面窗口设计是首先根据系统的构成及其工艺流程要求确定系统需要实时监控的对象，然后结合3Dmax等图形处理软件将组态画面设计成三维动态画面，从该人机界面窗口可对罐位、加热炉温度、三相分离器压力、温度、外输泵流量压力、注水泵压力、流量等进行实时监控[6]，图3为本站集输与加热系统组态画面图，图4为本站注水系统组态画面图。

图3 集输与加热系统组态画面图Fig.3 Gathering and the heating system configuration diagtam

图4 注水系统组态画面图Fig.4 Injection system configuration diagtam

3.3 实时数据库

按照系统中各个数据对象的特征确定不同数据类型，并建立实时数据库，并结合系统的要求定义各个的数据对象。

3.4 数据界限监测及报警功能

通过对站内灌区可燃气体、各点压力、温度等实时监控，确定提示报警信号的区域、类型等，并具有历史查询、打印等功能，以备查看，如图5为站内可燃气体报警平面图。

图5 站内可燃气体报警平面图Fig.5 Instation combustible gas alarm plan

3.5 历史数据回放

在系统运行中需要记录的数据，如站内加热系统温度、各站点来油流量曲线、罐位、各点压力等。本系除可显示实时数据和实时曲线，还可显示历史数据和历史曲线，图6为站内压力历史曲线图。

图6 站内压力历史曲线图Fig.6 Instation pressure history graph

3.6 报表生成

在此组态画面中，将Excel与实时数据库进行有机地结合、无缝地连接，实现报表组态、其中包括报表自动生成的功能，并具有打印功能。

4 结束语

本文运用监控组态软件对老站进行了数字化改造，可对站内系统进行实时监控，画面直观动态显示，准确实时显示各运行状况，大大提高了系统监控能力，同时提高了站内自动化水平，缩短了与新建站之间的距离，达到了此次数字化改造的目的，发挥了吴一联在420区块指挥生产调控中心的作用。

[1]赵云丰，刘万军.组态软件在油田生产监控管理信息系统中的应用[J].微计算机信息，2005，10（1）：16-18.

ZHAO Yun-feng，LIU Wan-jun.Conrigurable softwareinthe application of the management information system of prodection monitoring of oilfiele[J].Control and Automation Publication Group，2005，10（1）：16-18.

[2]黄绿格.GPRSDTU与组态软件在油田远程监控系统中的应用[J].仪器仪表用户，2007（3）：59-60.

HUANG Lv-ge.GPRSDTU and configuration software in remote monitoring and control system for sewage treatment[J].Electronic Instrumentation Customer，2007（3）：59-60.

[3]张 军.世纪星监控组态软件的应用与设计[J].微计算机信息，2000（2）:61-63.

ZHANG Jun.Application and design ofcentury star configuration software[J].Microcomputer Information，2000（2）:61-63.

[4]肖剑.力控组态软件在工业现场监控系统中的应用[J].软件，2012（5）:99-100.

XIAO Jian.Force control configuration software in industrial control system[J].Software，2012（5）:99-100.

[5]曹丽婷，田景文，黄桂林.PLC和组态软件在污水处理远传监控系统中的应用[J].机床与液压，2008（7）:203-208.

CAO Li-ting，TIAO Jing-wen，HUANG Gui-lin.Application of PLC and configuration software in remote monitoring and control system for sewage treatment[J].Machine Tool&Hydraulics，2008（7）:203-208.

[6]张蕊，万熠，朱振杰.油田远程智能注入系统的开发[J].机电工程，2012（8）:974-977.

ZHANG Rui，WAN Yi，ZHU Zhen-jie.Developmentof remote and intelligent injection system used in oil field[J].Mechanical ＆ Electrical Engineering Magazine，2012 （8）:974-977.