趙鵬+劉成龍+陳亮

摘 要： 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，石油工業(yè)使用的管理模式也實現(xiàn)了革命性的升級。其中SCADA系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中是一個典型的成功應(yīng)用。力控監(jiān)控組態(tài)軟件中使用該系統(tǒng)結(jié)合國內(nèi)大規(guī)模的SCADA系統(tǒng)，綜合運用數(shù)字仿真和各種數(shù)字監(jiān)控手段，對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集存儲和運輸過程實現(xiàn)了自動監(jiān)測，提高了油田生產(chǎn)過程控制的效率，提高識別和應(yīng)對風險的能力，降低了勞動和安全風險，保證油氣生產(chǎn)控制的安全平穩(wěn)運行。本文從SCADA系統(tǒng)的概述出發(fā)，對SCADA系統(tǒng)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用做了相關(guān)研究，并對現(xiàn)今SCADA系統(tǒng)存在的問題提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)；油田生產(chǎn)；應(yīng)用現(xiàn)狀；改進建議

中圖分類號：TE86 文獻標識碼：A

1引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國石油工業(yè)也得到了快速的發(fā)展，在整個油氣生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測就顯得格外重要。對于石油生產(chǎn)中的，連續(xù)液位，壓力和溫度等的監(jiān)測是非常重要的。需要確保整個系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)的安全性。由于分散的監(jiān)控系統(tǒng)使各生產(chǎn)單元獨立運行，有關(guān)部門不能及時、動態(tài)地提取石田生產(chǎn)的采集和傳輸信息，阻礙了企業(yè)的管理水平的進一步提高。然而SCADA系統(tǒng)在油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用使這一問題得到了解決。

2 SCADA系統(tǒng)概述

2.1 SCADA系統(tǒng)的特點

SCADA系統(tǒng)在油氣生產(chǎn)中具有以下幾個特點：

（1）SCADA系統(tǒng)可以集中采集數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)可以對各井站壓力、溫度、流量、液位、RTU井口數(shù)據(jù)進行采集，可以實現(xiàn)采油廠系統(tǒng)終端對井站各項數(shù)據(jù)的錄取，各部門對數(shù)據(jù)的集中查看。

（2）能夠處理大量的數(shù)據(jù)。SCADA系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量可高達二十萬點之多，每秒的數(shù)據(jù)吞吐量高達十四萬點，而且可以對一些多余的數(shù)據(jù)進行備份，高性能的服務(wù)器不僅提高了數(shù)據(jù)的處理效率還大大加大了數(shù)據(jù)庫運行時的安全。

（3）網(wǎng)絡(luò)通訊方式種類多。SCADA系統(tǒng)不僅支持一些傳統(tǒng)的通訊方式，比如485通信等，還實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)通訊方式到TCP/IP之間的切換，這在很大程度上解決了因為位置分散造成的通訊難題。

（4）靈敏的報警系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以定義報警級別，不同報警的效果提供了每個報警級別，如顏色、聲音、閃爍等不同的現(xiàn)象.當原油壓力太低，出站壓力過高，油箱液面高度，油輸送泵單元操作失敗和泄漏的石油輸送管道安全閥不正常時， SCADA系統(tǒng)會進行報警，并及時將報警信息傳遞給相關(guān)部門。

（5）高可靠性。SCADA不會因為一個通信鏈路問題導致整個系統(tǒng)崩潰，亦可判斷故障，通過節(jié)點故障可及時判斷網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備問題，從而及時解決故障。

（6）集中服務(wù)模式。服務(wù)器集中采集所有數(shù)據(jù)，各客戶端讀取服務(wù)器數(shù)據(jù)，客戶端不同，看到的界面也不同，如：生產(chǎn)運行崗進入界面可查看各站壓力、溫度、流量等，安全崗進入界面可查看可燃氣、硫化氫報警信息，數(shù)字化崗進入可查看通訊線路、故障申報等信息。

2.2 SCADA系統(tǒng)的優(yōu)點

SCADA系統(tǒng)是基于計算機控制與調(diào)度過程的自動化系統(tǒng)。它可以采集現(xiàn)場的設(shè)備運行參數(shù)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)整和各種信號報警等功能。并將數(shù)據(jù)上傳志集中服務(wù)期，通過C/S模式為各部門服務(wù)，SCADA系統(tǒng)與其它自動監(jiān)測系統(tǒng)相比，地理上分散區(qū)域的應(yīng)用是其主要優(yōu)勢，在SCADA系統(tǒng)的運行下，可實現(xiàn)站點的無人值守?？啥鄬哟?、多方位的監(jiān)控井站，是一個典型的分布式采集和集中管理的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

3 SCADA系統(tǒng)在井站/站點生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1SCADA系統(tǒng)井/站的構(gòu)成

根據(jù)區(qū)域特點和分布式無線通信技術(shù)發(fā)展水平，油站遠程監(jiān)控系統(tǒng)在光纖/網(wǎng)橋通信模式下，系統(tǒng)主要包括站點的液位、流量、壓力、電機三相電參，井場的位移/載荷傳感器、井口控制器、匯管壓力等，工作狀態(tài)傳感器主要是將溫度、壓力、液位傳感器，電機電流、電壓傳感器、抽油機載荷和位移傳感器的變化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電壓或電流傳送到PLC/ RTU。再通過PLC/ RTU傳輸?shù)讲捎蛷S的通訊設(shè)備上，采油廠的通訊設(shè)備結(jié)合傳輸過來的信息對其進行分析，處理數(shù)據(jù)的分析后，到終端服務(wù)器的實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中供組態(tài)軟件的調(diào)用。

油田自動化系統(tǒng)的局域網(wǎng)根據(jù)區(qū)域特征在每個作業(yè)區(qū)建立一個實時數(shù)據(jù)傳輸控制中心，用于集中管理和存儲區(qū)域生產(chǎn)井的不同生產(chǎn)參數(shù)，實時數(shù)據(jù)庫是開放的原則。

3.2 SCADA系統(tǒng)在井站生產(chǎn)中的控制作用

油田的SCADA自動化控制系統(tǒng)，主要用于井站的遠程啟停、參數(shù)的調(diào)節(jié)控制，現(xiàn)場RTU/PLC負責油井遠程啟停，參數(shù)優(yōu)化、站點集輸和泵的PID控制，穩(wěn)定輸油。該SCADA控制中心和井站之間通過網(wǎng)絡(luò)傳輸。為每個站點存儲系統(tǒng)的狀態(tài)信息，下達指令，以及信息處理，產(chǎn)生各種報表統(tǒng)計輸出。各站點進行數(shù)據(jù)查看。

4 SCADA系統(tǒng)在應(yīng)用中的問題和改進建議

由上可見SCADA系統(tǒng)在油氣生產(chǎn)中的重要性，然而在對該系統(tǒng)威脅的過程中也存在著許多問題需要去改進，具體為：（1）SCADA系統(tǒng)在工作的過程中容易造成卡件的情況，一些電子產(chǎn)品容易遭到雷擊，這就需要不斷的完善防雷保護系統(tǒng)，從而保護系統(tǒng)避免對系統(tǒng)造成損害。（2）需要對SCADA系統(tǒng)進行定期檢查以保證SCADA系統(tǒng)的正常運行，所以就需要安排專門的人員對SCADA系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行全面的檢查。（3）要做好網(wǎng)絡(luò)保障，SCADA對網(wǎng)絡(luò)的依賴性比較大，做好網(wǎng)絡(luò)維護，從而保證系統(tǒng)的正常運行。（4）對于SCADA系統(tǒng)的管理水平要加強，并提高對系統(tǒng)的管理水平，從而使系統(tǒng)能高效的投入油氣生產(chǎn)當中。

參考文獻

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