［摘 要］ 文章介紹了自動化監控系統的控制原理、系統構成、功能特點、主要監控內容及自動化生產實現方式，闡述了該系統實施對象的基本情況及存在的問題，并對系統應用后的效果進行了分析。 自動化監測與控制在機械加工、石油化工、冶金、國防科技等行業得到廣泛應用，自動化程度的高低已成為企業影響其市場競爭力的重要因素。近年來，隨著國內老油田開發難度的進一步加大和油田信息化建設的迫切要求，自動控制和信息化技術已越來越得到各油田的普遍重視，自動化生產控制和快速便捷的生產信息傳遞方式的優越性正得到充分體現，它在油田聯合站生產過程中的應用必將帶來可觀的經濟效益和社會效益。為此，我們在調查研究的基礎上，提出了利用最新網絡化、自動化檢測與控制技術開發研究應用方案，現將該課題作一介紹以供同行探討。 1 實施對象的基本情況及存在問題 孤東油田四號聯合站于1996年投產，有加熱爐5臺（3××2500kW，3500kW），分離器3個，除油器2個，分水器4個，外輸泵2臺（裝機容量110kW），提升泵2臺（裝機容量110 kW），燃油泵3臺，污油泵1臺，油罐4座等原油成套處理設備。各生產設備運行基本完好，但主要還存在著自動化程度及運行效率低，泵機組效率低，外輸流量控制依靠人工調節，進出口閥門截流嚴重，能源浪費大，油水界面測量不準確，測量方法落后，大罐液面采用人工量油，油水界面采用手拍或萬用表測量方法，不能夠準確及時地反映罐液位及油水界面的實際情況，分離器、分水器氣壓及放液量均采取人工調節，工作量大，且人為因素較多，影響分離效果，一次罐自流放水、二次罐手動放水和原油外輸量也沒有采取自動控制措施，污油回收、提升泵、燃油泵也沒有實現自動優化控制，數據采集仍依靠工人定時到現場一次儀表抄錄，實時性差，誤差大；整體自動化程度低，不適應現代化管理要求等問題。 2 自動化監控系統構成 2.1 系統組成 一是現場數據采集單元：實現現場所有數據的采集、運算、集中顯示、運行保護、安全報警等功能。二是自動優化及控制單元：自動實現以控制開機臺數（宏觀調控）與變頻調速（微觀調節）相結合的機泵自動優化高效節能自動運行控制，實現外輸系統、油罐區系統、提升泵系統、分離器系統、分水器系統的自動閉環控制，實現該系統的安全穩定運行。三是數據處理單元：將各現場數據采集及運行狀況傳輸到中心控制主站，并接收中心主站的遠傳控制管理，主站能實時監測所有數據，并形成各種報表及安全生產記錄。系統中控室預留網絡接口，通過局域網實現上層管理網絡數據共享。 2.2 系統實現形式 采用三級網絡結構（如圖1所示）：一級網為無線擴頻數傳網，它主要功能為將中控室主站數據從孤東油田四號聯合站無線傳輸到孤東油氣集輸大隊，在孤東油氣集輸大隊上油田的局域網，以便達到數據與資源共享；二級網為總體485總線網，它主要負責聯絡中控室主站與各測控單元的數據傳輸；三級網為現場測控網，它負責聯絡各測控單元與相應測控點的數據傳輸。 三級網各調控單元為獨立運行系統，它可脫開主控機運行，對每個調控對象進行優化運行控制，從而提高了整體系統可靠性；中控室主站通過二級485現場網通三級網的各測控單元進行高級管理和運行設置，并由此采集到全站所有運行數據，監測整體系統運行，同時，通過主控機可實現報表、管理、歷史數據查詢等高層管理。 2.3 系統主要監控內容 一是實現孤東油田四號聯合站各生產環節的壓力、溫度、流量、液位等224個生產參數在線實時監測及數據上限、下限報警功能。二是原油外輸量實現自動調控、分水器自動調節等13個生產子系統的自動調控，實現該領域可靠運行。三是建立聯合站生產數據處理及監控平臺，在線監測各生產環節的生產情況及歷史數據的在線調用，建立生產數據庫，利于設備運行狀況分析，形成設備安全運行檔案。四是建立遠程數據查詢監測系統，實現聯合站生產工況的遠程監控。 3 主要功能特點 （1）該系統的成功之處在于監測的生產參數比較齊全，覆蓋了孤東油田四號聯合站224個生產檢測和控制點，各生產環節的壓力、溫度、流量、液位等安全生產參數都實施了在線實時監測。 （2）該系統控制協調有效，突出了整個聯合站大系統一體化運行的生產控制理念，將不同的生產分系統有機地聯系起來，解決了原生產子系統獨立運行，相互之間依靠人工調節，相互制約的矛盾，實現了聯合站的整體優化運行。 （3）該系統設計時將安全生產和系統節能的理念植于其中，基本達到了自動安全生產控制和能源合理利用相互協調的目標。 （4）該系統成功運用了故障診斷技術，建立以“狀態維修”為基礎的預防維修體制，保證了聯合站各種設備的安全、高效運行。 （5）通過實施生產參數自動優化控制，實現各控制環節的無人值守，實時準確測量各項參數，使全站各系統自動安全高效優化運行，提高設備利用率，提高各生產工序效果，達到節能降耗的目的。 （6）減少職工的勞動強度，及時發現問題，及時解決；提高企業的自動化管理水平。 4 應用效果分析 該系統于2003年12月在孤東油田四號聯合站投入現場應用，經過一年多時間的應用表明，該系統性能優越，質量可靠，它的應用既提高了現場設備管理水平、方便運行管理，又保證了聯合站長時間和自動優化程度安全穩定運行，節能降耗效果良好，取得了顯著的經濟效益和社會效益。 直接效益方面，通過自動優化控制，可有效控制安全生產事故（如大罐冒頂）的發生，年養活損失30萬元；系統得到優化運行，通過對泵機運行效率調控，使機組始終處于高交運行區間，機泵運行效率由原來的60.5%提高至目前的72%。全站年平均實際容量為815kW•h，年節電費達38萬多元，5臺加熱爐料現優化控制，年節氣價值60萬元，三項合計創直接年效益達128萬元。 間接效益方面，通過系統的應用，使該站自動化程度上了一個新臺階，實現了安全生產管理自動化和生產信息傳遞的網絡化，大大降低了工人的勞動強度，提高了測量準確度和生產信息傳遞的實時速度，保證了設備的安全運行，避免了安全事故的發生，運用故障診斷技術，建立了以“狀態維修”為基礎的設備預防體制，延長了設備使用壽命，降低了維修費用。