分布式I/O在埕岛中心三号平台自控系统的应用

2022-09-12

前言

埕岛油田测控系统一期投运于96年进行项目论证, 97~98年一期系统进行了系统组态、开发和现场安装, 99年系统投入试运行, 2000年正式投产。经过不断扩充, 现已建成了包括1座陆地监控中心、2座中心平台站和70余座卫星平台站的大型滩海油田SCADA系统, 提高了海上原油生产的管理水平, 改善了职工的工作条件, 确保了安全高效生产。

一、埕岛中心三号平台自控系统简介

整个埕岛区域自控系统采用“三级站场、二级控制”的管理模式, 第一级是陆地中心站, 设在海洋开发公司办公楼陆地监控中心, 它是整个油田的调度管理中心, 可以通过中心平台站监视整个埕岛油田的生产运行情况, 处理油田生产信息和报表。第二级是中心平台站, 设在中心平台, 中心平台站作为海上生产管理控制中心, 除对本平台进行监控外, 还负责监控所属卫星平台的生产运行情况。中心平台站负责向陆地中心站传送海上平台的实时数据。第三级是井口平台站, 设在各卫星平台, 负责监视和控制卫星平台的生产运行情况, 响应中心平台发来的生产控制命令。二级控制是指中心平台站对井口平台站的遥控和井口平台站就地控制, 陆地中心站仅具有就地监视功能, 对海上平台可以监视但不能控制。

中心三号平台为中心平台, 即第二级站场, 其作为海上生产管理控制中心, 除对本平台进行监控外, 还负责监控所属卫星平台的生产运行情况, 同时向陆地中心站传送海上平台的实时数据。因此就决定中心三号自控系统, 同样分为两个部分:综合控制系统和卫星平台SCADA系统。为兼容已建卫星平台并与中心1号、中心2号SCADA系统保持一致, 服务器软件采用H oney w ell Ex per ion PKS系统。

二、埕岛中心三号平台自控系统硬件构成

本系统采用PLC加远程I/O的系统架构, 冗余的PCS PLC和SIS PLC作为平台的核心控制器位于生活动力平台生活楼中控室, 现场信号全部接入就近的远程I/O控制盘, 电气部分参数进位于电气控制室的远程I/O机柜, PLC与远程I/O间用冗余的远程I/O网络连接。这样的系统架构可在保障系统安全性的前提下, 最大限度减少电缆及施工工作量。

PLC采取埕岛油田常用的AB 1756Contr ol Logix系列PLC, 生产平台远程I/O机柜采用AB 1794FLEX I/O系列, FLEX I/O提供较大体积、基于背板I/O的所有功能, 而没有空间要求, 可以单独选择I/O、端子类型以及网络来满足应用要求。三、埕岛中心三号平台自控系统网络构成

Net Linx—是罗克韦尔自动化新一代的开放网络技术, 实现了从企业管理系统到车间现场的无缝连接与集成。Net Linx架构内的网络Device Net、Control Net和Ether Net/IP使用通用的应用层协议, 网络内的设备能够相互实现通讯, 不用进行数据转换或者编写一些特殊的程序, 可以实现数据的的跨网络共享。

埕岛中心三号平台自控系统网络系统是由Ether Net/IP、Contr ol Net两级网络组成, 撬块与远程I/O单元通过Modbus进行通讯, 实现数据上传下达, PLC CPU控制器与远程I/O单元通过冗余Control Net网络连接, 实现PLC控制器对数据的集中处理。同时, PLC控制器通过冗余的工业以太网Eth er Net/IP将数据处理信息上传上位机系统, 以达到画面参数的集中显示与控制。

四、AB 1794FLEX I/O模块的简介

每个FLEX I/O系统至少包含一个适配器、一个端子基座和一个I/O模块。可通过FLEX电源 (1794-PS13或-PS3) 或任何其它兼容电源为系统供电。一个适配器根据现场需求最多可以同8个I/O模块通讯, 可混合并匹配使用I/O模块。

FLEX I/O模块插入端子基座, 连接到I/O总线和现场设备。由于没有直接接线到I/O模块, 所以用户能够带电插拔模块, 在不用断开现场接线、其它I/O模块或FLEX背板电源的情况下更换模块。消除了代价很高的停机时间以及系统的无效重起。I/O类型的选择灵活多样, 选择范围可以从数字量、模拟量到温度、运动控制。FLEX I/O允许用户在每个适配器上使用最多八个端子基座, 提供最大256数字量I/O点或96路模拟量通道。可以通过安装和接线选项混合匹配数字量和模拟量I/O, 提供成功统解决方案。