到新的增压泵站开始运行时,除控制器和服务器外,所有其它的控制设备,包括传感器、运行设备和数据传输线路等都要得到更新。所以,当控制系统安装完后,安装员工们仍然要继续在控制室工作,因为还要在那里安装人机界面工作站和装有各种油田设施的机壳。电线线路甚至没有铺设到这些机壳。然而同时,位于俄罗斯莫斯科的AT公司(AdAstrA公司的授权的系统集成商)的工程师们,在斯古特耐夫特控制与仪器业务部门的协助下,在最短时间内安装完成了控制系统并使之在试运行模式下开始工作。毫无疑问,如果没有选择好最适宜的基础性软件-由AdAstrA Research Group,Ltd公司开发的SCADA/HMI TRACE MODE工控软件,成功的安装启用该系统是不可能的。
斯古特耐夫特油气提炼部门已为1号增压泵站选择了通过RS-485接口连接的M2000可编程控制器。在M2000中运行的8个PID调节器控制回路完成以下控制:
- 使用可控制的气体出口阀在S-1/1和S 1/2分离器处保持指定的液面水平;
- 使用变频器控制泵的流量从而在S-2/1和S 1/2分离器处保持指定的液面水平;
- 在G1气体分离器处保持指定的压力;
- 在G3气体分离器处保持指定的进气压力;
- 在加热处理器装置处保持指定的排气压力;
- 在分离阶段2(S-2/1、S-2/2)时保持指定的压力;
- 在基本闸门阀处保持的指定气体压力。
除PID回路控制之外,斯古特耐夫特油气提炼部的1号增压泵站控制系统中也用到了其他控制技术:
- 在排水管容器处调节液面高度的数字调节器;
- 从热水槽中将冷凝物排放出的半自动控制技术;
- 对电闸门阀的人工控制;
- 对气泵的人工控制。
此外M2000控制器执行从温度,压力,电流等标准传感器中采集数据,以及其它不同的数字信号。通过其中的一个控制器(在RS-485网中作为主设备运行)数据经过RS-232接口进入到运行TRACE MODE实时监控器(SCADA服务器)的计算机中。在该监控器中显示图形画面-操作员工作站。
主RTM画面是一个简单的操作界面,包含所有基本的工艺流程节点。使用该主画面操作员可以监控主工艺流程参数实测值,改变调节器任务值并监控其运行,当需要时可以中断调节并切换到手动控制执行装置的状态。开发增压泵站工艺流程的主画面是一项艰巨的任务,需要显示所有的信息,显示工艺流程的同时不加载任何多余的画面元件。为此在画面中使用了TRACE MODE图形对象的可视化控制机制,通过运用该机制实现在弹出的对话框中设置调节器并清空冷凝器的操作。在工艺流程主画面中,除了调节器参数外还显示以下信息:
- 增压泵站输入端的液压显示;
- 增压泵站输出端的石油温度和压力显示;
- 石油泵输出端的压力显示;
- 气体分离器G1中的液位显示,储油槽P1,PO-1,PO-2,PB1,PB2以及排水器中的液位显示;
- 一,二级分离器中液面范围显示,气体分离器G1,G2,G3,冷凝装置K2,储油槽P1,PO-1,PO-2,PB1,PB2以及排水器中的液面范围显示;
- 第二级分离器,气体分离器G1,G2,G3中的压力范围值显示;
- 石油泵室中气体污染传感器,以及其余辅助信号的显示。
全部模拟信号都装备有独立的断开指示灯。这使得增压泵站操作员能以可视化形式直观地监控系统的运行情况。
为了显示图表-压力和液面高度历史走向图-系统装备有一个单独的屏幕,通过在底部屏幕面积处安装一个键盘达到了方便导航的目的。为了校准PID回路并进行日常维护和修理,为每个М2000控制器开发了专门的屏幕。分开的屏幕也能显示报警信号、泵控制和闸门阀控制指示。系统已经为紧急事件数字信号准备了一个表示报告的声音报警信号。利用一种汽笛声发出报警信号。
两星期努力的劳动结束以后,该系统用于指示工业运行状态而进入服役阶段。
下一阶段的装配工作包括群泵站的自动化操作。这意谓着要连接Gamma-7水平测量控制器以及把许多数字式的和模拟式的计量仪附加到操作增压泵站控制系统上去。第二阶段,主要困难是由于需要二十四小时从事于现场装置作业而造成的;所以,安装工作要在两个星期以后才能完工。需要说明的是:由不同厂家生产的控制器(М2000、Gamma -7)已经被集成到了系统当中,只要能免费提供SCADA/HMI系统TRACE MODE需要的所有必要的驱动程序,就不会有任何困难。
总共大概有650个TRACE MODE通道被用于斯古特耐夫特厂的1号增压泵站控制系统中。这个计划项目软件的开发和安装共实施了两个月。控制系统的保养由斯古特耐夫特油气提炼部控制工程技术维护部门负责,有一个工程师长期在增压泵站工作,其职责是维护控制系统的软件和硬件。
后来,基于TRACE MODE SCADA/HMI的控制系统被成功地集成到了斯古特耐夫特盖茨OJSC公司的全信息系统中。使用TRACE MODE SCADA/HMI显示了本软件的优势所在。用户指出了对该系统进行变更的简便性,比如,当增加一个新的计量仪时,系统维护起来非常方便。对这个基于TRACE MODE SCADA/HMI的控制系统的维护非常便宜,因为它不需要从总部派负责检查的控制工程师-所有的工作都可以由当地的员工自己完成。
译注:
①TRACE MODE是一种工业控制软件,它由俄罗斯AdAstrA Research Group, Ltd公司于1992年开发成功。TRACE MODE是世界上第一个将SCADA和Softlogic集成为一体的工控软件,广泛应用于各种重要的工业领域,包括能源、冶金、石油、天然气、化工、食品以及其它工业领域和市政公共设施。TRACE MODE适用于分布式控制系统的开发,是俄罗斯最畅销的工业控制组态软件,在市场上占有绝对垄断地位,也是独联体国家、东欧各国、印度、意大利等国最畅销的工控组态软件之一。
②SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集与监控系统;HMI(Human Machine Interface)“人机界面”。