SCADA系统在油田生产中的应用

赵鹏+刘成龙+陈亮

摘 要： 随着信息技术的不断发展和进步，石油工业使用的管理模式也实现了革命性的升级。其中SCADA系统在油田生产中是一个典型的成功应用。力控监控组态软件中使用该系统结合国内大规模的SCADA系统，综合运用数字仿真和各种数字监控手段，对油田生产数据的采集存储和运输过程实现了自动监测，提高了油田生产过程控制的效率，提高识别和应对风险的能力，降低了劳动和安全风险，保证油气生产控制的安全平稳运行。本文从SCADA系统的概述出发，对SCADA系统在油气生产中的应用做了相关研究，并对现今SCADA系统存在的问题提出了相应的建议。

关键词：SCADA系统；油田生产；应用现状；改进建议

中图分类号：TE86 文献标识码：A

1引言

随着我国经济的不断发展，我国石油工业也得到了快速的发展，在整个油气生产过程中，对生产设备和生产数据的监测就显得格外重要。对于石油生产中的，连续液位，压力和温度等的监测是非常重要的。需要确保整个系统各项数据的安全性。由于分散的监控系统使各生产单元独立运行，有关部门不能及时、动态地提取石田生产的采集和传输信息，阻碍了企业的管理水平的进一步提高。然而SCADA系统在油气生产中的应用使这一问题得到了解决。

2 SCADA系统概述

2.1 SCADA系统的特点

SCADA系统在油气生产中具有以下几个特点：

（1）SCADA系统可以集中采集数据。SCADA系统可以对各井站压力、温度、流量、液位、RTU井口数据进行采集，可以实现采油厂系统终端对井站各项数据的录取，各部门对数据的集中查看。

（2）能够处理大量的数据。SCADA系统处理的数据量可高达二十万点之多，每秒的数据吞吐量高达十四万点，而且可以对一些多余的数据进行备份，高性能的服务器不仅提高了数据的处理效率还大大加大了数据库运行时的安全。

（3）网络通讯方式种类多。SCADA系统不仅支持一些传统的通讯方式，比如485通信等，还实现各种网络通讯方式到TCP/IP之间的切换，这在很大程度上解决了因为位置分散造成的通讯难题。

（4）灵敏的报警系统。SCADA系统可以定义报警级别，不同报警的效果提供了每个报警级别，如颜色、声音、闪烁等不同的现象.当原油压力太低，出站压力过高，油箱液面高度，油输送泵单元操作失败和泄漏的石油输送管道安全阀不正常时， SCADA系统会进行报警，并及时将报警信息传递给相关部门。

（5）高可靠性。SCADA不会因为一个通信链路问题导致整个系统崩溃，亦可判断故障，通过节点故障可及时判断网络和设备问题，从而及时解决故障。

（6）集中服务模式。服务器集中采集所有数据，各客户端读取服务器数据，客户端不同，看到的界面也不同，如：生产运行岗进入界面可查看各站压力、温度、流量等，安全岗进入界面可查看可燃气、硫化氢报警信息，数字化岗进入可查看通讯线路、故障申报等信息。

2.2 SCADA系统的优点

SCADA系统是基于计算机控制与调度过程的自动化系统。它可以采集现场的设备运行参数，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调整和各种信号报警等功能。并将数据上传志集中服务期，通过C/S模式为各部门服务，SCADA系统与其它自动监测系统相比，地理上分散区域的应用是其主要优势，在SCADA系统的运行下，可实现站点的无人值守。可多层次、多方位的监控井站，是一个典型的分布式采集和集中管理的大规模网络信息系统。

3 SCADA系统在井站/站点生产中的应用

3.1SCADA系统井/站的构成

根据区域特点和分布式无线通信技术发展水平，油站远程监控系统在光纤/网桥通信模式下，系统主要包括站点的液位、流量、压力、电机三相电参，井场的位移/载荷传感器、井口控制器、汇管压力等，工作状态传感器主要是将温度、压力、液位传感器，电机电流、电压传感器、抽油机载荷和位移传感器的变化的数据转化为对应的电压或电流传送到PLC/ RTU。再通过PLC/ RTU传输到采油厂的通讯设备上，采油厂的通讯设备结合传输过来的信息对其进行分析，处理数据的分析后，到终端服务器的实时数据库和历史数据库中供组态软件的调用。

油田自动化系统的局域网根据区域特征在每个作业区建立一个实时数据传输控制中心，用于集中管理和存储区域生产井的不同生产参数，实时数据库是开放的原则。

3.2 SCADA系统在井站生产中的控制作用

油田的SCADA自动化控制系统，主要用于井站的远程启停、参数的调节控制，现场RTU/PLC负责油井远程启停，参数优化、站点集输和泵的PID控制，稳定输油。该SCADA控制中心和井站之间通过网络传输。为每个站点存储系统的状态信息，下达指令，以及信息处理，产生各种报表统计输出。各站点进行数据查看。

4 SCADA系统在应用中的问题和改进建议

由上可见SCADA系统在油气生产中的重要性，然而在对该系统威胁的过程中也存在着许多问题需要去改进，具体为：（1）SCADA系统在工作的过程中容易造成卡件的情况，一些电子产品容易遭到雷击，这就需要不断的完善防雷保护系统，从而保护系统避免对系统造成损害。（2）需要对SCADA系统进行定期检查以保证SCADA系统的正常运行，所以就需要安排专门的人员对SCADA系统的各个环节进行全面的检查。（3）要做好网络保障，SCADA对网络的依赖性比较大，做好网络维护，从而保证系统的正常运行。（4）对于SCADA系统的管理水平要加强，并提高对系统的管理水平，从而使系统能高效的投入油气生产当中。

参考文献

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