分布式监控系统在油田生产中的应用研究
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摘要
论文以油田联合站分布式监控系统为例，研究了分布式监控系统在油田生产中的应用。介绍了分布式控制系统的研究与发展，分析了当前的发展趋势，指出分布式控制系统将由目前广泛应用的DCS向FCS逐渐发展，二者在结构上相互集成，并在一段时间内共存。随着以太网技术与Internet技术开始进入工业控制领域，现场总线技术、Ethernet技术、Internet技术相互结合，未来分布式控制系统将有更大的发展前景。同时论文对监控系统软件开发中的动态数据交换技术、组件开发技术以及OPC技术进行了分析，并对远程监控系统的实现技术做出了探讨。最后详细介绍了河南油田魏岗联合站分布式监控系统开发中的软硬件设计。
油田联合站担负油田原油生产油、气、水处理，原油集输等重要任务，而且还包括了油田中的多项工艺，在油田生产中占据了重要的地位。而目前大多数联合站都存在生产过程参数监测和生产过程控制装置技术陈旧，设备老化等问题，严重影响了安全生产。因此研制开发联合站生产过程实时监控系统具有很大的实际意义。
本文介绍的联合站分布式监控系统采用分层分布式结构，以PLC构成系统的底层控制站，完成生产过程的数据采集和过程控制，以IPC构成系统的操作站，完成数据显示、人机界面操作和对整个工艺、控制系统的管理，以及报表打印等功能。在此基础上建立了基于网络应用技术的远程监控系统，实现了生产过程实时信息的远程监控和管理。整个系统人机对话方便简洁，系统构成灵活易扩展，系统可靠性高，具有较好的通用性和工程推广性。
In this paper the application of distributed monitoring and control systems for oilfield production is discussed from the instance of oilfield combine station distributed monitoring and control system. After introducing the research actuality and development of distribute control system, author analyzes the trend of distribute control system, pointing out the popularity applied DCS will progress to field-bus control system gradually. Both will coexist in a period of time and integrate each other in structure. With the Ethernet and Internet starting be applied in industry control, distributing control system will have better prospect in future. In the meantime, author analyzes the techniques in monitoring software developing such as dynamic data exchange, component development and OPC, discusses the realizing technique of remote monitoring system. At last, author describes the hardware design and software design of a distributing monitoring system in henna weigang oilfield combine station.
Oilfield combine station plays a vital role in oilfield producing. Besides including several craftworks, it takes on disposal of oil, gas and water, oil storage and transportation etc important tasks. However, most oilfield combine stations have many problems such as technique behind the times in parameters measurement and control equipment, facility aging etc. These problems affect the producing safe badly. So developing the oilfield combine station producing real-time monitoring system has high practicality signification.
The oilfield combine station monitoring system introduced in this paper adopted distributing structure, realized data monitoring and process controlling implemented by the PLC system, realized data displaying, MMI, supervising of whole craftwork and control system and report forms printing implemented by IPC. In the basis of the above system, established the remote monitoring system, realized remote monitoring and managing of real-time producing information. Having friendly MMI, good flexibility and high reliability, the whole system is worth to popularize.
油田联合站担负油田原油生产油、气、水处理，原油集输等重要任务，而且还包括了油田中的多项工艺，在油田生产中占据了重要的地位。而目前大多数联合站都存在生产过程参数监测和生产过程控制装置技术陈旧，设备老化等问题，严重影响了安全生产。因此研制开发联合站生产过程实时监控系统具有很大的实际意义。
本文介绍的联合站分布式监控系统采用分层分布式结构，以PLC构成系统的底层控制站，完成生产过程的数据采集和过程控制，以IPC构成系统的操作站，完成数据显示、人机界面操作和对整个工艺、控制系统的管理，以及报表打印等功能。在此基础上建立了基于网络应用技术的远程监控系统，实现了生产过程实时信息的远程监控和管理。整个系统人机对话方便简洁，系统构成灵活易扩展，系统可靠性高，具有较好的通用性和工程推广性。
In this paper the application of distributed monitoring and control systems for oilfield production is discussed from the instance of oilfield combine station distributed monitoring and control system. After introducing the research actuality and development of distribute control system, author analyzes the trend of distribute control system, pointing out the popularity applied DCS will progress to field-bus control system gradually. Both will coexist in a period of time and integrate each other in structure. With the Ethernet and Internet starting be applied in industry control, distributing control system will have better prospect in future. In the meantime, author analyzes the techniques in monitoring software developing such as dynamic data exchange, component development and OPC, discusses the realizing technique of remote monitoring system. At last, author describes the hardware design and software design of a distributing monitoring system in henna weigang oilfield combine station.
Oilfield combine station plays a vital role in oilfield producing. Besides including several craftworks, it takes on disposal of oil, gas and water, oil storage and transportation etc important tasks. However, most oilfield combine stations have many problems such as technique behind the times in parameters measurement and control equipment, facility aging etc. These problems affect the producing safe badly. So developing the oilfield combine station producing real-time monitoring system has high practicality signification.
The oilfield combine station monitoring system introduced in this paper adopted distributing structure, realized data monitoring and process controlling implemented by the PLC system, realized data displaying, MMI, supervising of whole craftwork and control system and report forms printing implemented by IPC. In the basis of the above system, established the remote monitoring system, realized remote monitoring and managing of real-time producing information. Having friendly MMI, good flexibility and high reliability, the whole system is worth to popularize.
引文
[1]王常力，廖道文．集散型控制系统的设计与应用．北京：清华大学出版社，1993．5
[2]金以慧．过程控制．北京：清华大学出版社，1993．4
[3]王树青，赵鹏程．集散型计算机控制系统(DCS)．杭州：浙江大学出版社，2001．1
[4]曹晓红，杨衍岐，分布式实时监控系统的设计与实现．小型微型计算机系统，20(2)，1999
[5]陆晓波．开放分布式水电厂计算机监控系统的软硬件选型．广西电力技术，1999．1
[6]刘洪．全分布开放式计算机监控系统及其应用．电力系统自动化，21(7)，1997
[7]李玲玲．一种总线型分布式控制系统的探讨及其软件实现．山东生物医学工程，2001．3
[8]范文涛，薛禹胜，慕志恒．面向对象分布式处理系统．电力系统自动化，1998．8
[9]贾嵘，南海鹏，蒋虹等．分布式计算机监控系统的应用研究．计算机工程与应用，2000．2
[10]赵广社，韩崇昭，王立琦．分布式网络监控系统的设计．计算机自动测量与控制，2001．4
[11]俞文光．分布式控制系统的现状及趋势．自动化与仪表，11(3)，1996
[12]阳宪惠．现场总线技术及其应用．北京：清华大学出版社，1999．6
[13]阳宪慧，金以慧．企业网络系统中的现场总线技术．自动化与仪表，1998．1
[14]周洪．分布式计算机监控系统设计与开发．武汉：武汉工业大学出版社，1997．9
[15]凌志浩，宋真君，马欣等．基于现场总线技术的一种远程监控系统．自动化仪表，2000．7
[16]庞彦斌，李令琦，程炜．现场总线和DCS的网络集成．测控技术，18(9)，1999
[17]赵天洪．现场总线与控制系统，电力系统自动化．2000．7
[18]曾华林．DCS、PLC与现场总线系统在电厂的应用发展．湖南电力，1999．2
[19]贾青．分布式自动化系统网络应用结构．计算机自动测量与控制，9(1)，2001
[20]宋真君，李京，凌志浩．基于工业以太网的分布式控制系统通信研究．厦门大学学报(自然科学版)，2001．8
[21]胡俊．工业以太网和基于Internet的远程监控系统．工控论坛，2002．2
[22]阳宪慧．互联网技术对现场总线技术发展的影响．自动化博览，2002．1
[23]王金全，方忠华，仲未央．工业控制系统的现状与展望，中国电力，1998．1
[24]郭秀明．计算机监控系统分层分布式通信网络实时性分析，武汉水利电力大学学报，2000．8
[25]黎洪生．基于因特网的远程故障诊断技术与系统研究．[博士学位论文]．武汉：华中理工大学，2000
[26]朱兆勋．电站自动化系统监控技术研究．[硕士学位论文]．武汉：武汉理工大学，2001
[27]于恒春，杜世伟，汤冬谊等，一个分布式监控系统的软件设计．电子技术应用，2001．1
[28]易异勋．工控系统组态软件体系结构的研究．基础自动化，2000．4
[29]苏民．集散监控系统组态软件的分析与设计．计算机系统应用，1994．12
[30]吕涌，皇甫正贤．组件化结构的组态软件的研究与开发．电气传动自动化，22(5)，2000
[31]刘志刚，康积涛，刘学军．COM/DCOM在监控系统中的应用研究．计算机应用研究，1999．6
[32]李炎新，邢建春．COM技术及其在工业自动化软件中的应用．工业控制计算机，2000．1
[33]曹征．部件软件技术COM到Active X介绍，计算机与现代化，1999．1
[34]韩江，张勇跃，王治森．基于COM/Active X的CNC系统监控服务．合肥工业大学学报，2001．3
[35]谢国胜，肖大雏，张世荣等．分布式控制系统开发中的Active X技术．湖南电力，2001．1
[36]OPC foundation. OPC specifications [EB/OL]. http://www.Opcfoundation.Org,2000
[37]Jonas Berge, Smar Singapore Pte. Ltd., Stephen Mitschke, Fieldbus Foundation, Building Better Open Networks Using Foundation Fieldbus and OPC, 2000.2
[38]Boulanger, Richard P. Evaluation of Fieldbus and OPC for Advanced Life Support. Life Support & Biosphere Science,vol.7,no.1,2000
[39]徐上信．浅谈OPC技术及其应用．石油化工自动化，2000．5
[40]王德康，苏宏业，褚健．基于OPC技术的先进控制软件设计与研究．化工自动化及仪表，2000．4
[41]许宝祥，邵之江，钱积新．过程控制系统中的OPC技术．冶金工业自动化．1999．6
[42]邢建春，王平，仲未央等．工业控制软件互操作标准OPC综述．工业控制计算机，2000．6
[43]贾宏宇，施仁．基于OPC的工控软件设计．工业控制计算机，1999．2
[44]林跃，张彦武．OPC技术及其在工控组态软件中的应用．基础自动化，2001．4
[45]苑明哲，王智，程尚军等．OPC技术在现场总线控制系统中的应用．工业仪表与自动化装置，2000．3
[46]汪仁智，XML和OPC将为工业自动化控制系统集成提供新途径．工控论坛，2002．2
[47]吴进军，维勇，张卫东．工业监控系统实时数据的Web浏览．合肥工业大学学报(自然科学版)，1999．10
[48]陈正茂，岳惠祥，许化龙．ASP技术在网络实时监控系统中的应用．计算机应用，2001．3
[49]陈杰，张功镀．基于Intranet的企业远程监控系统．上海师范大学学报(自然科学版)，28(3)，1999
[50]黎洪生，李超，刘俊刚．LabView中通过ADO接口访问数据库的方法．计算机系统应用，2001．11
[51]朱益飞．油田注水站自动监控系统．仪器仪表，2000．1
[52]张朝晖，刘敬标．集散控制系统在油田生产中的应用．油气田地面工程，1998年第7期
[53]魏兰东，孙新亚，李迎春．采油厂联合站计算机监控系统的实现．微型机与应用，1997．6
[54]关咏梅，张杰．控制系统在油田中的应用．油气田地面工程，20(2)，2001
[55]黎洪生，李超．OMRON C200HE PLC在油田集散控制系统中的应用．PLC&FA，2001．9
[56]黎洪生，李超．基于PLC和组态软件的分布式监控系统设计．武汉理工大学学报，2002．3
[57]刘甫，宋志兵，刘石明等．组态王软件包中A/D和I/O数据采集与控制的实现．测控技术，19(5)，2000
[58]邱公伟．可编程序控制器网络通信及应用．北京：清华大学出版社，2000
[59]徐世许．可编程序控制器原理应用网络．合肥：中国科学技术大学出版社，2000
[60]Eryurek, E; Wallace, T. Advanced diagnostics achieved with intelligent sensors and Fieldbus Measurement + Control; 34(10) Dec 2001
[61]Nobes, T. SMART instruments and Fieldbus. Nuclear Engineer, 42(2) Mar/Apr 2001
[62]Piggin, R. A fieldbus for machine safety, IEE Review; 46(4) Jul 2000
[63]Lozano, J L; Corbera, J; et al. Design of a remote monitoring system for high-speed craft.Journal of Navigation, 53(3) Sep 2000
[64]Sharpe, Pete Real-time monitoring system optimizes operation of industrial power plant. Power Eng Barrington Ⅲ, vol. 104, no. 9, Sep 2000
[65]Wu, Guangning; Park, Dae-Hee. On-line monitoring instrument of fault discharge in large generators.IEE Conference Publication, vol. 5, no. 467, 1999
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[2]金以慧．过程控制．北京：清华大学出版社，1993．4
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