工程建设有关论文写作资料范文 跟SCADA系统在地面集输工程建设中的应用有关函授毕业论文范文

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SCADA系统在地面集输工程建设中的应用

【摘 要】 目前,在国外已经广泛地运用SCADA 系统以对石油管道进行自动监控与保护,并且已经发展成完善的自动控制系统的基本模式.而在我国,SCADA 系统在地面集输工程建设中的应用还未达到成熟阶段,但已基本普及使用.本文将先介绍SCADA 系统的设计原理与组成结构,并以石油管道领域为研究对象分析SCADA 系统的运用.

【关键词】 SCADA 系统 地面集输 石油系统

Abstract: At present, system of SCADA has been widely used in foreign countries to monitor and protect oil’s pipelineautomatically, and it has developed into the basic mode of perfect automatic control system. However, the application of SCADA inthe construction of gathering transportation of ground engineering in our country has not reached the mature stage, but it has beenwidely used. In this paper, it firstly introduces the designing principle and structure of SCADA. And then it analyzes the applicationof SCADA in the field of oil’s pipeline.

Keyword: System of SCADA; gathering transportation of ground; petroleum system

一、引言

当前的科学技术的发展越来越迅速,尤其是电子技术、自动化、通信技术的高速发展,全球的油气田开采以及油气管道自动化水平也是逐渐地提高.对于天然气石油管道领域,在国外已普遍使用监控与数据采集系统(简称为SCADA)来达到对管道监控的目[1].所以,SCADA 是管道建设的一种基础设施.

二、数据采集与监控系统的设计原则

SCADA 系统是属于一个分布式系统.在系统网络里面的每一个节点,都能够独立地执行给到的任务,不会存在由于其中一个节点的离线,而影响到了整个网络系统的正常运行[2].SCADA 系统是一个以计算机为平台搭建,实现项目过程控制以及调度的自动化系统.它最为重要的功能就是在生产过程里进行调度的管理,例如,现场数据的有效及时采集,对项目现场进行本地或是远程的自动控制,对项目流程的全面有效监视等等.

而对于输油管道的SCADA 系统设计,它是采用了计算机、通信与自控技术,对管道输送石油的状态实施监测,同时对收集回来的数据进行采集和分析,从而实现了长输管道的自动化操作.输油管道的SCADA 系统的设计具有以下几种特性:安全性.具有防火防爆功能,系统的才做程序是进行分级控制,并注重网络的安全;先进性.系统的安装都是选择了目前最为先进的软硬件设备;可靠性与可用性.系统的设计具有极高的可靠性,并且是双机互备用;冗余性.系统里的关键设备是具有较高的容错能力[3].

三、数据采集与监控系统的基本配置

SCADA 系统是在计算机、传感器、控制与通讯系统的基础上而建立.其主要的结构是由三个层级的系统来组成,分别是计算机管理系统、通讯系统、控制系统的PLC 和RIO[4].

SCADA 系统是通过哪几种硬件系统与软件系统来组成的呢?通常来说,凡是具备监控功能与数据采集功能的系统,我们都能够把它称作SCADA 系统.所以,SCADA 系统包含有硬件系统与软件系统两个配置部分.

3.1 硬件配置

硬件系统通常是包含有数据采集设备、监察控制设备与数据通信设备,SCADA 系统主要是由数字量或者是模拟量来进行的,它的典型采集与控制设备是具有开关量的输入输出模块以及用以模拟量采集的控制模块等,SCADA 系统的数据通信设备通常是基于数据通信的方式来确定的,其通信方式涵盖有无线数据、现场总线、TCP/IP 网络、光纤传输以及卫星通信的传输.

而计算机是装设在监控中心,主要作用是对系统传送回来的数据作整理、统计和分析,同时会发出相关的命令来对系统进行控制.

3.2 软件配置

SCADA 系统的软件配置具有三种,它们分别是SCADA系统软件、操作系统软件与应用软件.SCADA 系统的软件配置具有以下几种特性:

(1)图形界面,极大方便了工作人员对整个系统进行较为直观的监控,也方便了对采集到的数据进行有效的监控.

(2)系统状态动态模拟,监控系统通常都是可以将实时数据送到监控中心,使用动态模拟是可以很直观地对系统进行监控.

(3)最为实时的资料和最准确的历史趋势.但是只有把这些实时的资料完整地记录下来,同时要在这个基础上利用适合的计算方式进行计算,才能够得出想要的数据,SCADA 系统才算是真正起到作用.

(4)报警处理系统,当SCADA 系统出现突发的情况时,报警处理系统能够及时发出警告信号,并可以迅速解决问题.(5)数据的采集与记录,该系统会通过相关的数据采集设备把分布于各个位置的数据采集到监控中心,并将其记录下来供系统使用.

(6)数据的分析,如果一个系统只记录各个采集点的数据,其功能是不完整的.只有通过对数据进行相关分析,并通过对数据的分析得出相关结论为人们提供参考,才是真正地发挥了其应有的作用.

(7)系统报表的输出,通过对系统采集的数据进行分析,得出相关结论,最后形成报表进行数据输出[5].

四、数据采集与监控系统在石油管道系统中的应用4.1 泄露检测

SCADA 泄漏监测系统在石油管道系统的运用中,是以远程客户端,服务器,变送器以及通信网络等来组成.当前安装在石油输送的长输管线上的变送器,含有油压变送器、油温变送器以及石油流量变送器等部件.

在我国,大多数的石油管线两端是没有安装石油流量变送器.而通信网络是SCADA 泄漏监测系统内部信息传输的一个物理模式.它是通过上层服务器对石油系统进行通信与数据传输.SCADA 泄漏监测系统在石油管道系统的运用中可基于局域网、光纤等不同类型的通信方式,所以是极具良好的适应能力.

4.2 报警事件处理如果在设备出现故障情况时候,例如当油品进站时候的压力值较低,出站时候的压力值过高;石油的灌液位的高值与低值都超过了界线;出现停电现象或者输油泵机组发生故障导致停运;石油在出站调节期间出现故障;输油泵机组轴承的温度过高,同时导致振动量过大等等,SCADA 报警系统就会发出警告信号.

系统通常会在第一次受到警告候启动预置操作命令来处理故障,同时以报警屏幕和声音来显示报警以提示操作员打印出警报信息.

警告窗口可以划分为:当前报警和历史报警,当前报警只显示仍然存在的报警相关信息,生成报警后显示报警信息.

重置消失后,与其相关的报警信息就会从当前的警报中消失.

历史的警报不仅表明仍然存在相关的报警信息,而且还显示了相关的报警信息.

报警复位消失后,报警信息仍以白色显示,控制中心和车站控制系统的历史报警数据存储在特定格式的数据库中,系统维护人员定期备份历史警报.系统维护人员还可以通过文本编辑器查看备份历史报警数据.

4.3 报表生成

系统可以利用在线报表生成器与Excel 电子表格,在任何时候对石油的SCADA 系统的各种报表进行输出,包括控制中心与各站点的实时报表、日报表、月报表与年报表等等.

报表除了能够及时地在打印机上输出,还能够定期在磁盘上输出.

操作者可以按需要在当前或指定日期打印报表,整个实时监控系统由上述屏幕图像页组成,屏幕图像页的选择主要是通过页面下面的一排功能键实现.用鼠标左键点击一个函数键,即可以选择屏幕,这样就可以转到相应的屏幕页面,输出相关操作或监测相关参数.

4.4 趋势预测

控制中心与站控系统提供的石油输送趋势预测显示有两种类型,分别是实时趋势显示与历史趋势显示.实时趋势是用于记录石油生产过程中各种参量的动态变化,而历史趋势就是用来提取石油系统指定的历史数据.趋势图能够显示连续的趋势曲线,还能够读取曲线上各类点的实际数据与时间.历史趋势数据是通过固定的格式存入到数据库中,并且是通过SCADA 系统维护员进行历史趋势数据的备份.

4.5 安全管理

当系统出现硬件故障时候,如果系统是开机运行状态,PLC 的运行自检程序就会对系统里面的各种硬件设备实施自检.如果出现一次仪表故障显示,例如是当站场各电动球阀、首末站的气相色谱分析仪等,与其相对应的站场与控制中心的操作界面上就会出现故障显示以及报警记录.如果是控制中心以太网出现通信故障时候,控制中心的操作界面就会出现有各处故障的显示与报警记录.

五、结论SCADA 系统目前在地面集输工程建设中仍在不断地完善和发展,其技术仍有进步的空间.当前,随着石油系统以及电气化系统对SCADA 系统的需求越来越高,同时计算机技术也在不断发展,着为SCADA 系统提出了更高的要求.

参 考 文 献

[1] 荆巍. PCS7Telecontrol 在油气集输项目中的应用[J]. 石油化工自动化, 2014.[2] 姚伟,祁国成,魏巍. 从陕京输气管道工程SCADA 系统看油气管道SCADA 系统设计[J]. 天然气工业, 2000.

[3] 刘伟. 基于PLC 的天然气集气站站控系统研究与开发[D]. 重庆大学,2013.[4] 国家发展和改革委员会.SY/T 0612-2008 高含硫化氢气田地面集输系统设计规范[S]. 北京:石油工业出版社,2008

[5] 薛霞,张鲁滨. 在线监测技术在普光气田集气站场汇管和分酸分离器中的应用[J].《石油化工设备》, 2011.

工程建设论文范文结:

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