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標準化站控

        站控PLC主要負責站內工藝設備的控制和站內數據的采集,然后再把數據上傳給站控電腦進行監控;壓縮機和流量計以及單井數據都是直接接入站控電腦進行數據采集和管理。站控電腦采用OPC通訊的方式把數據上傳給信息中心。


標準化站控簡介

  一、概述

長慶油田蘇里格氣田經過幾年的建設,蘇里格氣田三個采氣廠目前已建成集氣站近百座。這些集氣站站控系統設備以及網絡架構都不盡相同,站內控制器大約有兩種BB控制器和西門子PLC,站控PLC主要負責站內工藝設備的控制和站內數據的采集,然后再把數據上傳給站控電腦進行監控;壓縮機和流量計以及單井數據都是直接接入站控電腦進行數據采集和管理。站控電腦采用OPC通訊的方式把數據上傳給信息中心。

單井油、套壓表,流量計、攝像頭雖然都采用485通訊架構,但是協議不統一;壓縮機和站控電腦通訊是采用西門子MPI通訊,而站控PLC和站控電腦通訊則是通過以太網通訊。這種現狀存在的主要問題是數據流格式不統一,硬件選擇的隨意性很大,不好統一,給標準化數字化集氣站的建設帶來不便,同時也不便于管理。

為了克服上述缺點我們研發了一套全新架構的標準化站控系統?,F已在蘇里格大面積推廣應用。

二、產品特點

        1. 采用統一的數據流格式。使設備與設備之間,設備與站之間,站與站之間,站與作業區監控中心,站與信息中心數據平臺之間的數據通訊格式相同,提高通訊效率和通訊的穩定性。

2.單井和站內數據統一接入站控PLC,站控PLC將集氣站內實時生產數據和單井數據通過MODBUS TCP傳至作業區監控中心平臺。

3.采用統一的軟件界面風格,使界面更加美觀,更加人性化。對界面數量,界面布局,圖形元素,字體,顏色都做進一步的統一和規范。

三、技術參數

  控制柜

(一). 可編程控制器(PLC

1. CPU模塊CPU315-2PN/DP

    1)具有中等規模的程序存儲容量和程序框架

    2)對二進制和浮點數運算具有較高的處理能力

    3)與集中式I/O 和分布式I/O 一起使用,可用作生產線上的中央控制器

    4)集成的PROFINET 接口

    5)組合了MPI/PROFIBUS DP- / 從接口

    6)在PROFINET 上實現基于組件的自動化

    7)PROFINET代理,用于基于組件的自動化(CBA)中的PROFIBUS DP 智能設備

    8)PROFINET I/O 控制器,用于在PROFINET 上運行分布式I/O

    9)工作溫度(0°C~60°C

    10)每條二進制指令執行時間約100ns,每條浮點數運行指令約3μs。256 KB 主存儲器(相當于大約 85 K 條指令);

    11)通過擴展RAM執行用戶程序,可以顯著提高用戶程序的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡(最大為 8 MB)也允許將可以項目(包括符號和注釋)保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數據歸檔和配方管理。

    12)靈活的擴展;多達 32 個模塊,(4 層結構)

    13)MPI/DP 組合接口;第一個集成的 MPI/DP 接口最多能同時建立 16 個與S7-300/400的連接或與編程器、PC OP 的連接。 在這些連接中,始終分別為 PG OP 各保留一個連接。MPI 可以通過全局數據通訊與最多32CPU組建簡單的網絡。該接口可以從 MPI 接口重新設置為 DP 接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。PROFIBUS DP 接口: DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。在該接口上,PROFIBUS DP從站可在等時模式下運行.全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。它提高了 DP V1 標準從站的診斷和參數化能力。

    14)以太網接口; CPU 315-2 PN/DP 的第2個內置接口是一個基于 Ethernet TCP/IP PROFINET 接口。它支持下列協議: S7通訊用于在SIMATIC控制器間進行數據通訊;用于通過 STEP 7 編程、調試和診斷的編程器/OP通訊;與HMISCADA連接的PG/OP通訊;PROFINET上實現開放的TCP/IP、UDPISO-on-TCP (RFC1006)通訊; SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設備進行通訊

    15)功能:口令保護;用戶程序使用密碼保護,可防止非法訪問。

    16)診斷緩沖;最后100個故障和中斷事件保存在該緩沖區中,供診斷使用。免維護的數據后備;在電源恢復后,CPU 自動保存所有數據(最大128KB),當重新上電后,可繼續保留這些數據。

2.電源模塊PS307

    ?輸出電流5A 輸出電壓24VDC;防短路和開路保護

    ?連接單相交流系統 (輸入電壓120/230 VAC,50/60Hz)

    ?可靠的隔離特性,符合EN 60 950

    ?可用作負載電源

3.接口模塊IM365

    ?可連接1個擴展機架,一對一配置

4.數字量輸入模塊DI

 SM321(32點)

    ?32個輸入點,帶隔離,16點為一組 額定輸入電壓24 VDC 適用于開關和2/3/4 BERO(接近開關)

SM321(16點)

  ?16個輸入點,帶隔離,16點為一組 額定輸入電壓24 VDC

  ?適用于開關和2/3/4 BERO(接近開關)


5.數字量輸出模塊

SM322(32點)

    ?32個輸出點,帶隔離,8點為一組

    ?0.5A輸出電流

    ?24 VDC額定負載電壓 適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈

SM322(16點)

  ?16個輸出點,帶隔離,8點為一組,負載電壓24V,120 VDC;48V,120 VAC

  ?適用于AC/DC電磁閥、接觸器、電機啟動器、電機和指示燈

6.模擬量輸入模塊SM3318點)

    ?8通道;4個通道組 被測值精度;每組可設定(取決于所設定的積分時間),9 +符號,12 +符號

    ?14 位+符號 每個通道組的可選測量方法:電壓;電流;電阻;溫度 每個通道組的可選測量范圍: 可編程診斷

    ?可編程診斷中斷 帶有極限監控功能的兩個通道 當超過極限值時可編程硬件中斷

    ?與背板總線接口隔離 與負載電壓隔離(當至少一個編碼鍵插在D位置時除外)

7.模擬量輸出模塊SM3324點)

    ?4通道×4輸出 每個輸出通道可以編程為:電壓輸出/ 電流輸出

    ?精度12

    ?可編程診斷 可編程診斷中斷

    ?可編程替代值輸出

    ?隔離背板總線接口和負載電壓

8.存儲卡MMC

    8MB

9.通訊接口模塊CP341

    具有1個串行通訊口(RS485/422),支持ASCII協議,ModbusRTU遠程終端

10.硬件狗Dongle

    CP341 MODBUS RTU協議轉換卡

(二). 配電部分

1. 直流電源SITOP

    輸入: 220V/380V

    輸出:24VDC/12VDC 1-40A,

    性能穩定,精度高,質量可靠。受輸入低壓波動極小。

2. SITOP冗余模塊

    輸入24VDC,輸出電流40A,用于雙電源冗余

3.空開C65N

    短路保護,過載保護,控制,隔離

    C65N斷路器適用于工業、民用建筑能源及基礎設施等領域低壓終端電。

    電氣參數:最大工作電壓: 440 V AC;分斷能力 (IEC 60898)

    沖擊耐受電壓: 6 kV;限流等級: 3;隔離功能;切實分斷指示;快速閉合: 保證沖擊性負載的可靠工作,延長斷路器;的電氣壽命。機械壽命: 20,000

    環境:使用環境溫度:-30°C +70°C; 抗濕熱性: 2 (溫度55°C時,相對濕度95%)

    接線:隧道式接線端子;端子接線面積:132 A,適用于25 mm2及以下導線;4063 A,適用于35 mm2及以下導線

    安裝:模塊化結構,可方便地安裝在DIN標準導軌上

4.交流接觸器LC1 D09M7C

    高標準:符合IEC60947-4-1GB14048.4標準。

    長壽命:機械壽命高達2000萬次;電壽命高達200萬次。

    強適應性:"TH"防護處理,可以在濕熱的環境中使用。

    寬電壓:線圈控制電壓在70%-120%Uc之間波動,不影響產品正常工作。

    強通用性:具有50Hz-60Hz通用線圈,可以全世界通用。

    模塊化:產品本體上可以附加輔助觸頭,通電/斷電延時觸頭,機械閉鎖等模塊。也可以很方便地組合成可逆接觸器、星-三角起動器。

    技術說明:額定工作電壓(Ue)690V     

5. 系統機柜符合下列規定:

    采用尺寸為2100mm(h)×1000mm(w) ×600mm(d)的鋼質機柜,前后雙開門;

    通常每面機柜內安裝的PLCI/O機架不應超過2個;

    機柜應配備散熱通風、照明等設施,進風口應設便于拆卸、更換的過濾網。機架與端子排的布置應考慮留有擴展余地且方便維護、檢修,機柜底部進線,柜內配線應通過走線槽,柜下端安裝接地母線。

軟件

1 操作系統軟件采用Windows系統。

2 監控軟件包應符合以下要求:

a) 具有通信管理、數據庫管理、動態和靜態畫面編輯、文本編輯、在線幫助、實時趨勢編輯顯示、歷史趨勢編輯顯示、報警管理、事件管理、報告管理、打印等功能;

b) 數據庫其容量應考慮100口井和集氣站數據(不少于2000點),并可采用Excel導入;

c) 變量名可定義長度不少于16位字符;

d) 系統支持并可同時運行多種標準通信協議,如Modbus TCP/IP、Serial Modbus、DNP3、CIP、OPC 等通信協議,具備Web發布功能。采用的通信協議應支持多種掃描方式,如周期掃描、例外掃描、查詢、例外報告、報警、廣播等,具有錯誤校驗、帶時間標記傳輸等功能。

3 PLC編程組態軟件符合下列規定:

      a) 遵循 IEC61131-3 規定,支持多種編程語言,如指令、結構化文本、梯形圖、功能塊等,可采用調用多級子程序,具有邏輯運算、數學運算、字符串運算等功能,采用組態的方式即可完成對輸入輸出信號的配置,具有組態多個復雜控制系統的能力,具有多個PID運算模塊和其他常用的功能塊。

      b) 計量功能塊支持 GB/T21446AGA3孔板計量標準、AGA8壓縮因子計算標準。

四、外形尺寸

外形尺寸為2100mm(h)×1000mm(w) ×600mm(d)的鋼質機柜,前后雙開門。

五、軟件功能介紹

1、系統登錄界面:

ü*用戶登錄驗證

ü*用戶權限的區分

2、首頁:

ü*集氣站介紹

ü*管網連接圖顯示

ü*概貌介紹

3、電子巡井 :

ü *集氣站井位布局

ü *單井生產狀態

ü *單井信息統計

主要對集氣站所轄單井進行單井統計,包含開井數量,關井數量,設備運行狀態統計等,通過單井圖標顏色顯示單井截斷閥的狀態。

4、電子巡井單井流程監控界面 :

ü *單井油壓數據

ü *單井套壓數據

ü *單井流量計壓力

ü *單井流量計溫度

ü *單井流量計累計流量

ü *單井流量計瞬時流量

ü *單井截斷閥狀態

ü *單井截斷閥控制

ü *單井照片顯示和拍照

ü *單井設備診斷。

ü *單井信息統計

ü *單井匯管壓差積算。

ü *單井歷史生產曲線

注:當進入單井流程監控畫面后將自動鎖定當前井號,PLC只發送當前井號的數據采集命令,切換到其他界面時將取消鎖定功能。

5集氣站流程監控界面 :主要完成蘇14-2集氣站內的天然氣流程監測和控制功能。  

ü *生產數據壓力監測

ü *生產數據溫度監測

ü *閥門動作監測及記錄

ü *污水罐的專人管理

ü *閥門的操作權限確認

ü *閃蒸罐液位監測

ü *污水罐液位監測

ü *分離器液位監測

ü *單井截斷閥狀態

ü *歷史生產曲線

注:站內流程監測依據進站先后順序主要包括進站截斷區,進站區,分離器區,壓縮機區,自用氣區,外輸區,放空區,緩沖罐區以及污水區等。對主要流程做了簡化,使得主要流程清晰明了。  

6站內監控à3臺壓縮機流程監控界面 :

ü *壓縮機運行參數監測

ü *壓縮機緊急停車

主要功能:對壓縮機運行中的運行數據進行檢測以及對壓縮機的緊急停車操作。

7站內監控à集氣站可燃氣體檢測界面主要功能:

可燃氣體檢測位置:

ü *壓縮機房

ü 進站干管區

ü 分離器區

ü 外輸區

ü 閃蒸罐去

ü 污水罐區

ü 發電機房

ü 自用氣區

主要功能:根據集氣站的實際平面分布圖、顯示可燃氣報警器的實際位置,實時檢測集氣站內的可燃氣體的濃度值。如有泄露實現聲音和畫面的閃爍提示。

8井口安防界面:

ü 單井照片查看。

ü 照片排序

主要功能:以井場干管名稱為1級樹目錄??梢圆榭锤鞲晒芟碌膯尉谡掌?。

9單井報表:

ü 集氣站實時數據報表。

ü 集氣站歷史數據報表查詢。

ü 數據報表導出

主要功能:實現集氣站管轄單井的實時生產數據、單井閥狀態、單井設備狀態的顯示及excel導出功能以及歷史數據的查詢導出功能。

10報警信息:

ü 報警信息查詢。

ü 報警信息確認。

ü 報警類別查詢。

11系統用戶管理 :

ü 用戶添加。

ü 用戶刪除。

ü 用戶修改。

ü 用戶權限設置。

主要功能:實現系統用戶的添加,修改,刪除操作以及操作權限的分配

12用戶交互 :主要實現不同用戶之間的交接登錄,當點擊用戶交互時系統將自動返回登錄界面,這時所有的軟件界面不能進入,只有當用戶重新登錄后才可以操作。

13退出 :主要實現系統的退出功能。需要通過用戶的權限確認后才可退出。

              

 



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