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《西安石油大学》 2016年
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新疆油田污水处理自动化控制系统的创新应用

潘金龙  
【摘要】:随着新疆油田注水和注汽开采原油的加大,新疆油田稀油和稠油开采产生大量分离出来的含油污水,污水处理的问题变得更加重要。新疆油田污水处理自动化仪表和系统应用现状是工业自动化与信息化融合存在诸多技术障碍,与数字化油田的发展要求不相适应。投用的含油污水处理自动化系统主要包含的自动加药控制系统、过滤器控制系统、污水站罐区数据信息采集系统和机泵连锁启停控制等系统,这些自动化系统采用的仪表、PLC、控制器、上位监控软件等设备通讯协议不统一,数据开放性不够,功能难以整合一体。后期系统架构很难升级或无法升级,造成了一个个自动化的孤岛,制约了系统的数字化、信息化的融合。本文针对目前的情况,通过对在役的新疆油田污水自动控制系统调查,总结了各控制系统的特点,并进行了对比分析。利用本工程EPC特点,结合克浅10稠油污水处理站的特点,进行了自动控制系统的总体设计。通过调研和查阅资料,对加药控制模型进行了分析,研究了PPM加药模型、PH值控制模型、前馈串级控制模型原理,阐述了各自的结构模型和作用。以克浅10稠油污水处理站实例,根据克浅10稠油污水处理站工艺流程,确定生产过程自动系统控制方案和选型配置,分析和研究了加药控制系统原理和模型。采用横河公司的CS3000 DCS控制系统对生产过程进行DCS软硬件组态,利用横河CS3000 DCS控制系统比较完善的复杂运算和控制功能,结合加药控制系统原理和模型,实现了整个自动控制系统的各项功能。
【关键词】:油田污水处理 加药控制系统 横和CS300 DCS控制系统
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X741;TP273
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第一章 绪论8-11
  • 1.1 研究的目的和意义8
  • 1.2 国内外研究现状8-9
  • 1.3 克拉玛依油田污水处理自动化控制系统现状9-10
  • 1.4 研究内容、技术路线和创新点10-11
  • 1.4.1 研究内容10
  • 1.4.2 技术路线10
  • 1.4.3 创新点10-11
  • 第二章 自动控制系统的分析与总体设计11-20
  • 2.1 克浅10稠油污水处理站简介11
  • 2.2 克浅10稠油污水处理站工艺流程11-12
  • 2.2.1 主工艺流程11-12
  • 2.2.2 辅助流程12
  • 2.3 自动控制系统的功能分析12-13
  • 2.3.1 基本原则12-13
  • 2.3.2 控制功能13
  • 2.3.3 加药控制13
  • 2.3.4 监测功能13
  • 2.4 自动控制系统的选型分析13-15
  • 2.4.1 在役自动控制系统特点13-14
  • 2.4.2 单片机、PLC、DCS系统简介14
  • 2.4.3 单片机、PLC、DCS系统对比14-15
  • 2.5 自动控制系统的设计思路15-16
  • 2.6 自动控制系统方案16-19
  • 2.6.1 操作站16-17
  • 2.6.2 控制站17
  • 2.6.3 软件设计17
  • 2.6.4 环境要求17-18
  • 2.6.5 数据通讯系统18
  • 2.6.6 现场仪表设备选型18-19
  • 2.7 本章小结19-20
  • 第三章 加药控制模型控制原理与研究20-25
  • 3.1 加药处理流程20
  • 3.2 加药控制PPM控制原理20-21
  • 3.3 PPM加药模型设计21-23
  • 3.4 前馈串级控制模型设计23-24
  • 3.5 本章小结24-25
  • 第四章 横河CS3000 DCS在污水处理控制系统的应用及实施25-53
  • 4.1 CENTUM-CS3000系统硬件概述25
  • 4.2 CENTUM-CS3000系统软件概述25-26
  • 4.3 控制系统配置26-36
  • 4.3.1 中央控制室操作站26-27
  • 4.3.2 现场控制站27
  • 4.3.3 通信网络27
  • 4.3.4 机柜及辅操台27-28
  • 4.3.5 系统网络负荷估算28
  • 4.3.6 系统可靠性数据表28-29
  • 4.3.7 系统电气规格表29-30
  • 4.3.8 系统硬件配置30-32
  • 4.3.9 系统软件配置32-33
  • 4.3.10 接地系统图33-34
  • 4.3.11 现场仪表设备选型34-36
  • 4.4 控制系统组态设计36-37
  • 4.5 主要流程组态功能实现37-49
  • 4.5.1 现场仪表数据采集组态37-39
  • 4.5.2 加药控制组态39-43
  • 4.5.3 电气专业联锁方案组态43-45
  • 4.5.4 反应罐的冲洗排泥控制组态45-46
  • 4.5.5 流程组态显示画面46-49
  • 4.6 控制系统调试49-51
  • 4.6.1 通电前的检查49
  • 4.6.2 接地系统接地电阻测试49
  • 4.6.3 UPS电源测试49-50
  • 4.6.4 通电试验50
  • 4.6.5 系统启动、装载50
  • 4.6.6 系统诊断及冗余试验50
  • 4.6.7 流程图画面测试50
  • 4.6.8 组态画面调试50
  • 4.6.9 回路画面测试50-51
  • 4.6.10 历史趋势画面测试51
  • 4.6.11 报警汇总画面测试51
  • 4.7 本章小结51-53
  • 第五章 总结53-55
  • 5.1 完成的工作53
  • 5.2 取得的成果53
  • 5.3 系统改进53-55
  • 5.3.1 加药控制系统53-54
  • 5.3.2 电气专业联锁方案的完善与改进54
  • 5.3.3 反应罐的冲洗排泥控制方案的改进54-55
  • 致谢55-56
  • 参考文献56-58
  • 附录58-61
  • 作者简介及攻读硕士学位期间发表的论文、获奖61-62

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