油田站點(diǎn)數(shù)字化改造通用實(shí)施方案探析

1、油田站點(diǎn)數(shù)字化改造通用實(shí)施方案探析【摘要】隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，新投產(chǎn)油井?dāng)?shù)量不斷增多，為 了在不增加用工總量的前提下提高油田生產(chǎn)規(guī)模，油田數(shù)字化管理成為變 革生產(chǎn)組織方式、油田管理方式和控制投資、降低管理成本的重要舉措。 但由于各站點(diǎn)工藝流程差異大，操作人員水平參差不齊、數(shù)字化建設(shè)設(shè)計(jì) 思路不同，造成數(shù)字化控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及數(shù)據(jù)處理不統(tǒng)一，開(kāi)發(fā)維護(hù)量相對(duì) 較大。通過(guò)大量實(shí)踐分析認(rèn)為各站點(diǎn)間工藝流程大多相同，需要采集的關(guān) 鍵參數(shù)點(diǎn)基木一致，有必要進(jìn)行開(kāi)發(fā)模塊化標(biāo)準(zhǔn)程序控制系統(tǒng)，對(duì)各站點(diǎn) 設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一類(lèi)型，plc編程時(shí)將站點(diǎn)所需生產(chǎn)控制單元?jiǎng)澐譃閹讉€(gè)或多 個(gè)模塊，對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行編程對(duì)象，各模塊間相

2、互獨(dú)立進(jìn)行開(kāi)發(fā)，且標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用統(tǒng)一，便于后期調(diào)整升級(jí)，并將標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)形成鏡像文件，實(shí)現(xiàn)快 捷式安裝調(diào)試，保證維護(hù)質(zhì)量，大大縮短了維護(hù)周期?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)字化通用實(shí)施方案plc站控系統(tǒng)隨著油出的持續(xù)開(kāi)發(fā)，保持用工總量和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的矛盾使數(shù)字化 油田成為現(xiàn)代油田發(fā)展的必然結(jié)果。但在數(shù)字化推進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn) 題：(1) 由于各個(gè)站點(diǎn)的工藝流程不一樣，在開(kāi)發(fā)站控系統(tǒng)時(shí)必須針對(duì) 不同的站點(diǎn)流程，導(dǎo)致各站的站控系統(tǒng)難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。(2) 在開(kāi)發(fā)plc程序及工程組態(tài)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性受到現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)人員的水平影響，很難達(dá)到統(tǒng)一的質(zhì)量，且由于開(kāi)發(fā)思 路不一致導(dǎo)致后期維護(hù)難度大。（3）在部署上位機(jī)

3、的過(guò)程中，需要依次安裝操作系統(tǒng)、力控工程軟 件、標(biāo)準(zhǔn)站控軟件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等大量的軟件程序，然后對(duì)站控工程進(jìn)行組 態(tài)調(diào)試，建設(shè)及維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、成木高。（4）油田偏遠(yuǎn)的環(huán)境，分散的布置導(dǎo)致傳統(tǒng)的數(shù)字化專(zhuān)業(yè)廠家上門(mén) 維護(hù)方式運(yùn)行成本高，響應(yīng)速度慢，故障持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足油田生產(chǎn) 實(shí)際需要。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田的高效低成本運(yùn)行維護(hù)工作必須簡(jiǎn)化數(shù)字化 的建設(shè)和施工難度，形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成自身維護(hù)能力。通過(guò)長(zhǎng)時(shí) 間探索實(shí)踐，我們對(duì)油田站點(diǎn)數(shù)字化改造通用實(shí)施方案提出一些思路。1開(kāi)發(fā)思路（1）建立現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備建設(shè)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)單元模塊設(shè)備的 統(tǒng)一化管理運(yùn)行模式；（2）開(kāi)發(fā)和規(guī)范模塊化plc模塊程序及標(biāo)準(zhǔn)

4、，實(shí)現(xiàn)所有站點(diǎn)plc子 模塊程序的獨(dú)立性、通用性；（3）開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的站控系統(tǒng)及上位控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)系統(tǒng)的統(tǒng)一性, 確保了站控的標(biāo)準(zhǔn)性、穩(wěn)定性；（4）所有開(kāi)發(fā)程序統(tǒng)一形成鏡像安裝軟件，真正意義上實(shí)現(xiàn)不同站 點(diǎn)站控即插即用的功能，極大的提升了維護(hù)效率。2現(xiàn)場(chǎng)儀表標(biāo)準(zhǔn)的制定通用方案就現(xiàn)場(chǎng)釆集設(shè)備建設(shè)制定了標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了設(shè)備選型、安 裝標(biāo)準(zhǔn)，接線(xiàn)安裝順序等技術(shù)環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)采集同類(lèi)參數(shù)的儀表必須采用同 類(lèi)型的設(shè)備，具有統(tǒng)一的安裝標(biāo)準(zhǔn)，保證了后期整個(gè)系統(tǒng)部署完成后，無(wú) 需進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)正常通訊與采集。釆集設(shè)備安裝接線(xiàn)的 規(guī)范性，信號(hào)處理設(shè)備采集通道固定的采集參數(shù)點(diǎn)，初步實(shí)現(xiàn)了不同站點(diǎn) 間采集

5、點(diǎn)數(shù)據(jù)處理程序通用性，為通用化方案的推廣奠定了基礎(chǔ)。3 plc程序開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)plc可編程控制器是油m數(shù)字化站點(diǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)主要設(shè)備z-,目前 plc控制系統(tǒng)在聯(lián)合站、增壓站、轉(zhuǎn)油站等站點(diǎn)大量使用，效果顯著，并 且達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。但隨著站點(diǎn)的不斷增加，plc控制系統(tǒng)的使用要求 不斷提高，新暴漏的出的問(wèn)題日益增多。主要由于plc程序的每個(gè)程序測(cè) 試人員都有自己的開(kāi)發(fā)思路，各自開(kāi)發(fā)的程序都有很大的隨意性，造成各 個(gè)站點(diǎn)plc程序差異性較大，不利于程序問(wèn)題的集中發(fā)現(xiàn)和升級(jí)，且后期 維護(hù)難度增大。通用方案要求plc設(shè)備出廠即帶有初始化程序，初始plc程序?qū)⑿枰?完成的控制任務(wù)根據(jù)站點(diǎn)管理單元?jiǎng)澐譃槎鄠€(gè)了模

6、塊，主要包括以太網(wǎng)通 訊子程序、模擬量子程序、485通訊子程序、電加熱子程序、ptd控制子 程序等，各子模塊程序相互獨(dú)立，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)變化時(shí)不影響plc程 序運(yùn)行。在站點(diǎn)應(yīng)用時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程配置相應(yīng)子模塊，參數(shù)通道可 缺省。即插式plc標(biāo)準(zhǔn)程序及上位控制系統(tǒng)的目的就是通過(guò)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的plc 程序，實(shí)現(xiàn)了在站點(diǎn)安裝和調(diào)試plc時(shí)可直接下載程序使用，無(wú)需二次編 程開(kāi)發(fā)，極人的縮短了維護(hù)周期。所有采集數(shù)據(jù)經(jīng)plc自動(dòng)將檢運(yùn)算處理 后提供給監(jiān)測(cè)的上位機(jī)系統(tǒng)，避免了上位機(jī)處理數(shù)據(jù)的弊端，當(dāng)不同站點(diǎn) 工藝要求調(diào)整時(shí)，在程序中只需要調(diào)整相應(yīng)的模塊處理單元，而不必改變 執(zhí)行部分，這樣有利于整個(gè)控制系統(tǒng)的

7、調(diào)試和運(yùn)行，同時(shí)降低了工作難度, 避免了重復(fù)勞動(dòng)，確保了程序的標(biāo)準(zhǔn)性，亦解決了不同集成開(kāi)發(fā)商調(diào)試產(chǎn) 生的技術(shù)壁壘。4開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)站控系統(tǒng)是數(shù)字化的核心，前期由于站控系統(tǒng)具體關(guān)鍵環(huán)節(jié)未明確規(guī) 定，各不同技術(shù)人員水平參差不齊，程序質(zhì)量檢驗(yàn)也沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，造 成標(biāo)準(zhǔn)化站控“不標(biāo)準(zhǔn)”，導(dǎo)致站控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能不完善、不好用，隨 著站控系統(tǒng)不斷增加，制定標(biāo)準(zhǔn)化站控系統(tǒng)并加快推進(jìn)使用成為數(shù)字化工 作核心工作之一。開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化站控系統(tǒng)就是按照現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及plc標(biāo)準(zhǔn)程序 對(duì)應(yīng)組態(tài)開(kāi)發(fā)上位控制系統(tǒng)，并定義所有的顯示界面、顯示方式及控制方 式，開(kāi)發(fā)完成后，程序打包形成標(biāo)準(zhǔn)安裝軟件，實(shí)際部署時(shí)只需根據(jù)更

8、換 流程圖、屏蔽不需要的采集點(diǎn)即可，保證站控工程程序的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，解決 了標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)一直無(wú)法冇效推行使用,降低了數(shù)字化系統(tǒng)維護(hù)難度，提 高了站控系統(tǒng)維護(hù)效率，降低了維護(hù)成本。5開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)站控操作系統(tǒng)pc機(jī)系統(tǒng)作為站控系統(tǒng)的運(yùn)行載體，決定著系統(tǒng)的運(yùn)行速度和穩(wěn)定 性，站控系統(tǒng)又是數(shù)字化運(yùn)行的核心,擁有一套良好、標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)系統(tǒng)是 數(shù)字化運(yùn)行的首要條件。目前站控電腦操作系統(tǒng)及站控系統(tǒng)安裝按照傳統(tǒng) 安裝操作系統(tǒng)、力控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)及相關(guān)驅(qū)動(dòng)軟件，由于系統(tǒng)版木較多， 操作人員水平不統(tǒng)一，造成站控系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)站控一直存在無(wú)法 有效運(yùn)行燈問(wèn)題口益突出，嚴(yán)重影響數(shù)字化站點(diǎn)站控系統(tǒng)止常運(yùn)行。開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)首

9、先是制作了系統(tǒng)鏡像軟件，以標(biāo)準(zhǔn)站為模板，按 照站內(nèi)集輸、注水、水源井參數(shù)采集和控制點(diǎn)，完全按照增壓站站控開(kāi)發(fā) 標(biāo)準(zhǔn)，保證各工程程序、參數(shù)設(shè)置均按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，完善細(xì)節(jié)，反復(fù)驗(yàn)證, 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行鏡像備份，形成打包安裝軟件，安裝更換時(shí)確保了整個(gè)系統(tǒng)平 臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。其次通過(guò)對(duì)對(duì)站控電腦安裝純凈正版操作系統(tǒng)，安裝軟件 前更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，在安全環(huán)境下完整安裝最新的應(yīng)用軟件，保證驅(qū)動(dòng)和軟 件的標(biāo)準(zhǔn)性。最后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)站控系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)、功圖文件、油氣院供圖計(jì) 量軟件、井場(chǎng)配置信息、工程備份等各程序和文件的存儲(chǔ)路徑，各文件夾 數(shù)據(jù)表以日期命名，方便日常管理和更新維護(hù)，優(yōu)化了站控系統(tǒng)。6結(jié)論該方案己在標(biāo)準(zhǔn)增壓站、綜合型增壓站點(diǎn)進(jìn)行推廣實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明該 方案生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，達(dá)到了站控系統(tǒng)的插即用 功能。避免了由于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)水平、開(kāi)發(fā)思路不一致，可能造成 的站