浅谈组态软件在采油工艺流程的应用

常蕊

（大庆油田信息技术公司网络运行维护分公司，黑龙江 大庆 163000）

随着信息技术的快速发展和不断普及应用，针对近年来我国几大油田自动化现状、信息化管理和发展趋势，尤其中石油提出在“十四五”末初步建成“数字中国石油”的目标，大庆油田要加快数字化转型，促进工业化与信息化深度融合，“数字油田”已然成为石油行业提质增效、降本增效的有效途径和必由之路。因此，推动“数字油田”高质量发展，就要聚焦数字油田产业，夯实全链条全周期支撑能力，关键是对采油过程中所需数据的及时采集和记录，以便管理部门及时做出决策和管理。而组态软件系统与其传统的监控管理方式进行有机融合、资源集成，通过对油井、联合站、脱水站等油田关键生产设施建模、采油工艺流程模拟仿真、数据采集模拟实验，实现直观性、动态性、统计性的生产数据显示，从而达到推动油田生产日常管理数字化、措施决策标准化的目标。综上，我们通过对某采油厂脱水站生产流程进行深入调研、模拟实验，并以此为例，重点介绍力控组态软件在采油工艺流程生产自动化监测中的应用。

1 力控组态软件的功能与特点

在国内有很多的组态软件，如北京亚控公司的“组态王”，还有三维力控组态软件等，近年来在工业生产中，力控组态软件应用的比较广泛。

1.1 力控组态软件的介绍

力控组态软件是位于监控层的专用软件，负责对下集中管理控制层，向上连接管理层，是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件。最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，比如在分布式网络应用中，所有应用（例如趋势曲线、报警等）对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同，通过“组态”的方式可以大大缩短自动化工程师的系统集成时间，提高了集成效率。

1.2 力控组态软件的基本结构

组态软件的基本程序及部件包括：工程管理器、人机界面View、实时数据库DB、I/O驱动程序以及各种数据服务及扩展组件，如图1。

图1 力控组态软件的基本结构

1.3 力控组态软件的功能特点

力控组态软件具有强大的界面显示组态功能、良好的开放性、丰富的功能模块、强大的数据库、可编程的命令语言、周密的系统安全防范、仿真功能。

2 力控软件与储油液位罐的监控仿真实现

（1）在I/O设备里建立设备与数据库的设备连接，在仿真系统下，选择的协议为“力控”-“仿真驱动”-“SIMULATOR（仿真）”，仿真系统中设备地址可以任意设置。在实际设备连接中，建立I/O设备组态下，应该选择通用的“MODBUS-TCP/IP”协议，设备地址应该填写实际的设备IP地址，如图2。

图2 I/O设备组态的建立

（2）建立数据库组态，需要建立的数据包括入阀门、出阀门、储油罐液位、开关四个变量，并且需要把每个变量与相应的寄存器进行连接，如图3。其中储油液位罐可以设置成增量寄存器，在增量寄存器中寄存器地址可以设置为“1”。入阀门、出阀门、开关这三个变量应该选择的寄存器是状态控制寄存器，寄存器地址可以分别设备为“0”、“1”、“2”，如图4。

图3 数据库组态各变量的建立

图4 数据库各变量与寄存器的数据连接

（3）根据储油液位罐的工艺实现流程绘制窗口图形，并将每个图形的模块与数据库组态进行关联，如图5。开始和关闭按钮需要在脚本编辑器中进行脚本编译，其中“PV=1”为开始，“PV=0”为关闭。

图5 模块与数据库组态的关联

（4）全局脚本程序编译，如图6。实现储油液位罐在点击“开始”后，液位罐的液面随着数值的增加，液位上升。点击“关闭”后，数值停止，液面静止，如图7。

图6 全局脚本程序编译

图7 储油液位罐的实现

3 力控软件与采油工艺的系统集成

（1）脱水站工艺系统。在油井中抽出来的液体经过计量站计量后输送到脱水站进行集中处理。要进行第一步的油气水的初步分离，再经过热化学沉降脱水和电脱水，达到油水的最终分离。

（2）根据仿真系统实现原理，利用组态软件绘制出采油厂脱水站的采油工艺流程图。与实时数据库连接后，可以实现脱水岗采油工艺流程中各仪器仪表的实时数据采集。

4 结语

实践证明，通过力控软件系统所实现的生产设施建模、数据适时采集与记录，以及对生产数据的适时监测等功能，已基本满足了当前油田生产工艺流程、采油人员日常数据采集，以及生产管理需要，进一步促进了企业高水平、高效率、高质量、低成本运行的管理升级，从而推动降本增效、提质增效目标实现。