斯古特耐夫特(斯古特耐夫特蓋茨石油公司的一家分公司)是西伯利亞西部(俄羅斯斯古特城)最老牌的油氣提煉公司。公司最近剛剛舉辦完它的40周年慶祝紀念活動。2003年,在皮爾坦斯可葉油田1號增壓泵站進行規劃重建時,一套新的基于TRACE MODE SCADA/HMI的控制系統成功地被安裝完成。
到新的增壓泵站開始運行時,除控制器和服務器外,所有其它的控制設備,包括傳感器、運行設備和數據傳輸線路等都要得到更新。所以,當控制系統安裝完后,安裝員工們仍然要繼續在控制室工作,因為還要在那里安裝人機界面工作站和裝有各種油田設施的機殼。電線線路甚至沒有鋪設到這些機殼。然而同時,位于俄羅斯莫斯科的AT公司(AdAstrA公司的授權的系統集成商)的工程師們,在斯古特耐夫特控制與儀器業務部門的協助下,在最短時間內安裝完成了控制系統并使之在試運行模式下開始工作。毫無疑問,如果沒有選擇好最適宜的基礎性軟件-由AdAstrA Research Group,Ltd公司開發的SCADA/HMI TRACE MODE工控軟件,成功的安裝啟用該系統是不可能的。
斯古特耐夫特油氣提煉部門已為1號增壓泵站選擇了通過RS-485接口連接的M2000可編程控制器。在M2000中運行的8個PID調節器控制回路完成以下控制:
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[*]使用可控制的氣體出口閥在S-1/1和S 1/2分離器處保持指定的液面水平;
[*]使用變頻器控制泵的流量從而在S-2/1和S 1/2分離器處保持指定的液面水平;
[*]在G1氣體分離器處保持指定的壓力;
[*]在G3氣體分離器處保持指定的進氣壓力;
[*]在加熱處理器裝置處保持指定的排氣壓力;
[*]在分離階段2(S-2/1、S-2/2)時保持指定的壓力;
[*]在基本閘門閥處保持的指定氣體壓力。
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除PID回路控制之外,斯古特耐夫特油氣提煉部的1號增壓泵站控制系統中也用到了其他控制技術:
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[*]在排水管容器處調節液面高度的數字調節器;
[*]從熱水槽中將冷凝物排放出的半自動控制技術;
[*]對電閘門閥的人工控制;
[*]對氣泵的人工控制。
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此外M2000控制器執行從溫度,壓力,電流等標準傳感器中采集數據,以及其它不同的數字信號。通過其中的一個控制器(在RS-485網中作為主設備運行)數據經過RS-232接口進入到運行TRACE MODE實時監控器(SCADA服務器)的計算機中。在該監控器中顯示圖形畫面-操作員工作站。

主RTM畫面是一個簡單的操作界面,包含所有基本的工藝流程節點。使用該主畫面操作員可以監控主工藝流程參數實測值,改變調節器任務值并監控其運行,當需要時可以中斷調節并切換到手動控制執行裝置的狀態。開發增壓泵站工藝流程的主畫面是一項艱巨的任務,需要顯示所有的信息,顯示工藝流程的同時不加載任何多余的畫面元件。為此在畫面中使用了TRACE MODE圖形對象的可視化控制機制,通過運用該機制實現在彈出的對話框中設置調節器并清空冷凝器的操作。在工藝流程主畫面中,除了調節器參數外還顯示以下信息:
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[*]增壓泵站輸入端的液壓顯示;
[*]增壓泵站輸出端的石油溫度和壓力顯示;
[*]石油泵輸出端的壓力顯示;
[*]氣體分離器G1中的液位顯示,儲油槽P1,PO-1,PO-2,PB1,PB2以及排水器中的液位顯示;
[*]一,二級分離器中液面范圍顯示,氣體分離器G1,G2,G3,冷凝裝置K2,儲油槽P1,PO-1,PO-2,PB1,PB2以及排水器中的液面范圍顯示;
[*]第二級分離器,氣體分離器G1,G2,G3中的壓力范圍值顯示;
[*]石油泵室中氣體污染傳感器,以及其余輔助信號的顯示。
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全部模擬信號都裝備有獨立的斷開指示燈。這使得增壓泵站操作員能以可視化形式直觀地監控系統的運行情況。
為了顯示圖表-壓力和液面高度歷史走向圖-系統裝備有一個單獨的屏幕,通過在底部屏幕面積處安裝一個鍵盤達到了方便導航的目的。為了校準PID回路并進行日常維護和修理,為每個М2000控制器開發了專門的屏幕。分開的屏幕也能顯示報警信號、泵控制和閘門閥控制指示。系統已經為緊急事件數字信號準備了一個表示報告的聲音報警信號。利用一種汽笛聲發出報警信號。
兩星期努力的勞動結束以后,該系統用于指示工業運行狀態而進入服役階段。
下一階段的裝配工作包括群泵站的自動化操作。這意謂著要連接Gamma-7水平測量控制器以及把許多數字式的和模擬式的計量儀附加到操作增壓泵站控制系統上去。第二階段,主要困難是由于需要二十四小時從事于現場裝置作業而造成的;所以,安裝工作要在兩個星期以后才能完工。需要說明的是:由不同廠家生產的控制器(М2000、Gamma -7)已經被集成到了系統當中,只要能免費提供SCADA/HMI系統TRACE MODE需要的所有必要的驅動程序,就不會有任何困難。
總共大概有650個TRACE MODE通道被用于斯古特耐夫特廠的1號增壓泵站控制系統中。這個計劃項目軟件的開發和安裝共實施了兩個月。控制系統的保養由斯古特耐夫特油氣提煉部控制工程技術維護部門負責,有一個工程師長期在增壓泵站工作,其職責是維護控制系統的軟件和硬件。
后來,基于TRACE MODE SCADA/HMI的控制系統被成功地集成到了斯古特耐夫特蓋茨OJSC公司的全信息系統中。使用TRACE MODE SCADA/HMI顯示了本軟件的優勢所在。用戶指出了對該系統進行變更的簡便性,比如,當增加一個新的計量儀時,系統維護起來非常方便。對這個基于TRACE MODE SCADA/HMI的控制系統的維護非常便宜,因為它不需要從總部派負責檢查的控制工程師-所有的工作都可以由當地的員工自己完成。
譯注:
①TRACE MODE是一種工業控制軟件,它由俄羅斯AdAstrA Research Group, Ltd公司于1992年開發成功。TRACE MODE是世界上第一個將SCADA和Softlogic集成為一體的工控軟件,廣泛應用于各種重要的工業領域,包括能源、冶金、石油、天然氣、化工、食品以及其它工業領域和市政公共設施。TRACE MODE適用于分布式控制系統的開發,是俄羅斯最暢銷的工業控制組態軟件,在市場上占有絕對壟斷地位,也是獨聯體國家、東歐各國、印度、意大利等國最暢銷的工控組態軟件之一。
②SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)數據采集與監控系統;HMI(Human Machine Interface)“人機界面”。