集散控制系统(DCS)及其在油田联合站的应用

牛先生

1 引言
集散控制系统是…种集中管理和分散控制的系统，控制任务由
下位机完成，而管理任务由上位机完成。目前它广泛应用于各行各
业， 尤其是在石油化工行业，而且正向充分发挥DCS性能以及
DCS与现场总线集成的方向发展。其中某油田联合站为了实现站内
各生产单元无人值守，站内控制中心少人值守，集中监控的高度自
动化管理以及确保长期稳定安全生产和提高生产与管理效率的目
标，就采用了集散控制系统。该系统可以对整个生产过程的重要运
行参数、运行状态等进行检测、控制显示、报警，并能在中心控制
室进行自动和人工遥控。由于该油田作业区位于沙漠腹地，方圆几
百公里全是沙漠，渺无人烟，环境十分恶劣，昼夜温差较大，而且
常常有沙暴。所以该系统所选设备和仪表必须工作温度范围宽、密
封性好、防爆性好、运行稳定可靠，才能满足现场的要求。
2 集散控制系统在该油田联合站的应用
该油田联合站的集散控制系统主要由过程控制管理站
(PM)、操作管理站(US)、数据传输网络和网络接口模块组
成 其数据传输网络主要由三大通信网络组成： 局域控制网
(LCN)，通用控制网(UCN)和数据高速公路(DH)。每种网上
挂有不同功能的模件．实现了分散控制集中管婵。
LCN网是系统的丰 =网． 该网符合IEEE802．4标凇． 采用
令牌总线 协议。挂接在LCN网L的模件主要有：万能操作站
(US)、历史模块(HM)、应用模件(AM)、町编 序控制器接
收稿日期：2003-12-13 电子邮件来稿
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口(PLCG)、计算机接口(CG)、网络接口模块(NIM)、数据
公路接u (HG)。
通用控制网(UCN)和逻辑管理站(LM)、过程管理站
(PM)以及先进过程管理站(APM)相连接。它遵循1EEE802．2
和IEEE802．4标准，具有5兆的传输速率，采用令牌总线协议，是
… 个高性能的、实时的MAP协议基础上的过程控制网络，它提供
工业生产所要求的冗余性、可靠性和安全性。
数据高速公路(DH)是第一代集散控制系统的通信系统，采
用串行、半双工方式工作，优先存取和定时询问方式控制，传输介
质为75Q同轴电缆，传输速率为25OKbit／s，DH上设置了一个通信
指挥器(HTD)来管理通信。任何DH之间的通信必须由HTD 指
挥．从HTD 获得DH 的权利。
各过程控制管理站可单独进行某 生产单元的数据采集和实施
控制策略，并通过双向数据传输通道， 由设在中心控制室的操作管
理站对生产情况和过程进行集中监控，其生产过程主要指站外油气
集输，站内油、气、水三相分离，原油外输和污水处理等。从站外
单井和选井阀组到站内生产装置的主要生产参数(如温度．压力和
液位等)和生产工艺阀组的开关状态都可远传到中心控制室进行集
中显示、采集、打印报表、实现报警和联锁功能。同时为了提高报
警和连锁的可靠性，减少信号传输环节， 一些现场来的报警和连锁
信号叮直接到报警和连锁同路中实现声光报警和连锁控制。其站内
油，气、水三相分离的控制工艺流程图如图1所示。
从站外进来的原油首先进入第一级生产分离器进行初步分离，
分离出来的污水去污水处理系统，分离出来的气体去高压火炬和燃
气系统，而初步处理后的原油经过加热后进入第二级生产分离器再
进’步分离．再次分离出的原油经过泵抽至脱水器进行脱水处理后
进入脱气罐进行脱气处理，最后进入储油罐。其中LDC：油水界面
控制器， PC：压力控制器． FR：流量记录仪． TC：温度控制器．
LC：液位控制器， LIC：液面指示控制器．


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2012-10-19 21:58 上传

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