中石油鄂尔多斯气田天然气监控方案

1. 背景
        天然气,是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田和天然气田,也有少量出于煤层。天然气燃烧后无废渣、废水产生,相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。
鄂尔多斯气田天然气储量丰富,天然气的采集为广大人民生产和生活带来巨大贡献,西气东输是国家重要资源战略之一,本系统就是西气动输系统中的一部分。
2. 系统概述
2.1. 系统总体架构 


2.2. 系统说明
        本项目是系统改造,原来从本地监控到本地数据采集到数据中心全是霍尼韦尔的系统,后来在使用过程中,本地控制系统需要升级,但硬件升级后应用软件就无法运行,硬件系统也到了非升不可的地步,另外在使用过程中,系统遭受病毒攻击导致系统瘫痪,对整个系统影响很大,为此本系统的本地监控换了纵横科技提供的解决方案。
纵横科技采用TPC190TC-H硬件平台,内装WINCE操作系统,使用分布式工业组态软件HMIBuilder开发上位监控程序,使用modbustcp和控制器通讯,采集控制器数据,同时输出到大屏,上传至数据中心,可完成参数设置、数据存储、历史数据查询、历史曲线查询等功能,和原系统无缝对接,完成原来所有的功能,并且系统采用WINCE系统,有效的防止了病毒的攻击,得到用户领导层和广大操作员的一致好评。
3. 功能模块设计
3.1. 数据采集
      使用modbustcp协议,实现多主多从的通讯方式,同时使用多线程技术,大大提高了通讯速度,通讯速度最高可以1秒读一万点。
3.2. 数据存储
     系统需要存储的数据较多,如果全部存在一张表中,那么在存储、查询的时候对系统负荷对很大,所以分类存储。每个站分报警组、流量、温度、压力、甲醇、浓度可燃气、孔板和液位液量8个表。
     所有需要报警的放在报警组内,当产生报警时保持纪录,其他数据按类别分别,5分钟存盘一次,保存最近3个月之内的数据。数据上传
通过Modbus Tcp协议,支持多主方式,数据中心和本地上位监控系统同在一个局域网内,数据中心直接访问控制器读取。
3.3. 画面制作
     界面主要分进站区、节流分离区、参数输入、流量曲线、历史数据、报警记录和权限管理组成。
进站区显示各个单井的数据如油压、套压、温度、套油压差、进站压力和油进压差;各个单井进到哪个加热炉,显示加热炉的温度和液位。不同的站单井会不同,显示的参数相同。

       节流分离区显示整个工艺流程图,从计量分离器、生成分离器到外输、分液罐等各个参数。监视各个分离器的液位、温度、压力、流量等参数,显示各个单井节流后温度。显示总汇管压力,并设定超压报警,能够对计量分离器和生成分离器进行手自动切换,可以控制计量分离器和生成分离器的烦闷的打开和关闭。不同的站工艺大体相同,但分离器数量会有不同,根据实际情况组态。

         参数输入包含所有的参数设置,有公共参数设置、管径参数输入、计量分离器、生成分离器参数设置、发电机组参数设置、可燃气参数设置和单井阀门控制。不同的站单井阀门、可燃气个数会有一定差别。

      流量曲线记录的是流量变化的趋势曲线,流量是本系统最重要的参数,其他参数都是为了保证生产,保证设备正常运转的辅助参数,流量变化是最终衡量生产的指标,所以只有流量单独做了趋势曲线,可以任意增加或者删除一条曲线。流量曲线记录的参数大体相同,不同的站生产分离器等个数会有所差别,其他的相同。

 

       历史数据是用数据表格的形式查询历史数据,可以根据不同的表格查询对应的数据,能查到具体时间和具体数据,一目了然,为保证正常生产提供重要的数据依据。

      报警记录记录了系统工作异常状态报警和阀门操作记录,当产生异常时,会发出报警灯的闪烁,并且能发出很大的报警声,让操作人员能够及时处理,同时保存了重要数据,可以追忆报警情况,分析报警原因,保证安全生产。

        权限管理是为了保证系统安全生产设定了,当打开关闭阀门时,都会对系统造成影响,如果不正当操作可能会打开巨大损失,所以操作中要数据比如经过权限登录才有权操作。需要登录时点击权限登录进行登录,输入用户名和密码登录,操作完毕点权限退出可以退出登录。如果没有登录,点击需要权限确认才能进行的操作会提示需要登录。