| CA800首页 >> 技术文库 >> 专业论文 >> 埕岛东区油田SCADA系统分析(上) |
| 埕岛东区油田SCADA系统分析(上) | ||
| 2008-8-12 11:07:00 来源：中国自动化网 网友评论 条 点击查看 | ||
| 摘 要 埕岛东区油田SCADA系统由中心平台及站控系统、所属卫星平台远各控制站、数字电视监控系统及数字通信网络等组成，在传统遥测、遥控的基础上新增了遥视功能。文章介绍了系统各组成部分的功能以及硬件和软件的选择，论述了该系统的设计特点，主要有：采用统一的系统平台，可为用户节省资金；遥视与遥测、遥控融为一体，丰富了系统的功能；优化、完善了信号传输的方式，提高了可靠性和质量；安全为本，力求设计本质安全。 关键词 滩海油田 SCADA系统 遥测 遥控 遥视 应用 1 工程概况 埕岛东区油田产能规模为原油35万t/a，天然气1.0011亿m3/a。在CB30A建一座有人值守的中心平台，由井口平台、生产平台、生活及动力平台组成，除满足自身6口油井生产外，还具有接转各卫星平台油气外输的功能；各卫星平台（分期建设，一期7座，将来扩展到20座）均无人值守，各座平台的油气输往CB30A中心平台后，通过外输登陆管道输送到陆地处理站（海五联合站）进行集中处理。中心平台和所属卫星平台的生产监视及控制由集成的SCADA（监控与数据采集）系统完成，并通过扩频微波系统将数据传往陆上调度中心。 2 系统组成与功能 埕岛东区油田SCADA系统由CB30A中心平台监控中心及站控系统，所属卫星平台（单井/井组平台）、远程控制站（RTU）、相应的仪表、工业数字电视监控系统及数据通信网络组成，系统还留有与陆上调度中心的通信接口，以完成所需的数据通信。 2.1 卫星平台远程控制站（RTU） 控制站采用PLC系统，除完成对各单井/井组平台的数据采集和控制外，还作为SCADA系统的一部分，将有关信息传送给中心监控中心，并接受和执行其下达的命令。其主工功能有：对现场的工艺变量进行数据采集和处理；油、气、水计量；对电力相关变量的监控；逻辑控制；联锁保护；对可燃气体泄漏和火灾的监视与报警；紧急关断控制等。 2.2 中心平台站控系统 中心平台站近系统由3部分组成：过程控制系统（PCS）、紧急关断系统（ESD）和火气监控系统（F&G），除完成对中心平台的监视控制及生产管理任务外，还作为SCADA系统的现场控制单元，负责将有关信息传送给监控中心并接受和执行其下达的命令。其主要功能有：对现场的工艺变量进行数据采集和处理；油、气、水计量；对发电机及电力设备相关变量的监控；逻辑控制；联锁保护；对可燃气体泄漏和火灾的监视与报警；紧急关断控制；显示动态工艺流程；显示各种工艺参数和其他有关参数；显示报警一览表；显示实时趋势曲线和历史曲线；打印报警和事件报告；打印生产报表；进行数据通信管理等。 2.3 中心平台监控中心 中心平台监控中心配置冗余服务器、操作员站、工程师站、视频服务器、投影仪、光交换机等设备，主要实现以下功能：系统服务器持续扫描所有平台RTU的数据、状态、报警信息、检查数据的有效性并更新数据库、完成对CB30A中心平台有关信息的传送、接收和下达执行命令；提供最新的报警状态及可选择的实时及历史报警记录；生成小时及日报表（包括当前报警状态、井口压力及温度、单井原油计量等）；生成用户报表；所有平台数据的实时及历史趋势（包括系统压力、温度、流量、阀状态、计算值等）；系统服务器数据库为各操作站提供持续的数据获取服务；完成所属平台油井启、停控制；紧急关断指令下达；及时关断所属平台油井、安全阀、海底管道进出口切断阀；提供中文人机对话的窗口，可实现交接班日志的综合管理及生产指令发布的联机综合管理；汉化功能（画面、报警提示、命令条、数据、报表等）；PLC远程维护和诊断等。 2.4 工业数字电视监控系统 工业电视监视系统采用网络摄像机，通过以太网和中心平台的视频服务器相连，再通过视频服务器将图像分配到操作员站上，工业电视监视系统和SCADA系统共用一套主、备数据通信系统。基主要功能有：画面监视和画面切换，根据用户的需要，对不同控制现场的不同监视点进行实时监视和切换；控制操作，即对各控制现场监视点摄像设备的光圈、焦距以及平台进行控制；采用多媒体地图分层显示控制现场摄像设备的布点情况，以及盗警、火警等，后台系统能迅速报警；画面记录、回放，当控制现场发生异常报警时，监控系统可自动记录下事发时报警点的现场情况，对实时画面的记录可选择采用录像或计算机磁盘录像方式；事件查询，可分类检索各控制现场监视点的报警记录，结合画面记录、回放功能，可对异常报警时的现场情景进行回放。 2.5 网络结构和主、备数据通信系统 如图1所示，整个监控系统建立在三导网络结构上，即工业以太网、标准以太网和PROFIBUS现场总线。其中主干网是工业以太网，采用冗余光纤环网结构，因为以太网的逻辑结构是总线型的，所以光纤任何一处断开不会影响通信性能，这也为系统在线扩展提供了极大的便利。 CB30A中心平台和所属各卫星平台之间采用有线传输相结合的主、备数据通信都建立在工业以太网层面上，通信协议采用TCP/IP，数据通信自动切换，主数据通信采用海底光缆，通信速率达到100Mbps(bit per secnd)，备用数据通信采用以太网扩频电台方式，通信速率达到512kbps。 2.6 陆上调度中心接口 陆上调度中心距CB30A中心平台30km，通过无线以太网和中心平台SCADA系统相连，配置了2台操作员站、1台工程师站，可以完成整个系统的远程操作和远程组态；同时配置了1台Web服务器，通过标准以太网Web页面发送到调度终端上，调度中心的其他调度终端通过 Web浏览器方式对海上平台系统实施监控。 3 主要设备选型 从安全可靠、适应海上各种环境出发，最终选用了德国SIEMENS公司的SIMATIC系统。SIMATIC是一种与PROFIBUS现场总线融为一体、综合了网络通信技术、图像处理技术、先进控制理论的安全模块化的控制系统。 3.1 硬件 各个卫星平台选用了相同的PLC系统来完成数据采集的控制功能，由于I/O点数相对较少，控制器选用了中端产品S7-315-2DP，I/O子系统选用了ET200M分布式I/O，I/O板卡和控制器之间采用了冗余的PROFIBUS现场总线通信，通信速率为12Mbps。 中心平台I/O点较多，测控要求高，PCS和ESD系统均选用了高端产品S7-414-4H热备冗余容错控制器。I/O子系统仍选用ET200M分布式I/O（ESD的I/O板卡采用故障安全型I/O，系统安全级别达到TuV认证的SIL3），I/O板卡和控制器之间采用冗余的且符合安全规范的PROFIBUS现场总线通信，通信速率为12Mbps。F&G是一套独立的控制系统，PCS为其配置了CP341串行通信卡，通信接口为RS485，通信规程为MODBUS。 系统备用数据通信设备选用美国MDS公司遥控遥测系列数字以太网扩频电台，通过RJ45接口联到以太网上。 3.2 软件 主要配有STEP7、WinCC及Web Navigator。 基于Windows的SETP7标准编程软件用于PLC组态。 WinCC是以PC机为基础和标准的操作系统，具有全部SCADA功能，如图形系统、报警信息系统、变量存档、用户档案库、报表系统、处理功能、标准接口和编程接口（API）等，并全面开放，还具有各种PLC系统的驱动软件。本设计用于SCADA系统的组态和监控，点数配置是64KB（byte），可以满足最终扩容后20个卫星平台的测控需求。 |
||
|
| 相关文章 | ||||||||||||||||
|
| 行业分类 | |||||||||||||||||||||||||||
|
| 热门文章 | ||||||||||
|
| 热评文章 | ||||||||||
|