输油泵站机泵控制系统设计 文献综述

本科毕业设计文献综述

系别：信息工程系

专业：电气工程及其自动化

姓名：

学号：

2012年11月18日

1、意义背景

输油站是长输管线的主要组成部分之一。其任务是供给油流一定的能（包括压力能、热力能），以使油品保质保量、安全经济的输送到目的地。油品沿管道向前流动，压力不断下降，需要在沿途设置中间输油泵站继续加压以便将油品送到终点。输油泵站采用PLC 做为站控系统核心的监视控制和数据采集(SCADA)系统，对泵站的生产进行监视、控制，及对生产过程变量进行实时数据采集、处理，提高了全线自动化控制水平，降低了操作人员的劳动强度，从而达到输油管道安全、平稳、高效运行和尽可能减少操作人员的目的。

2、国外原油管道技术现状及发展趋势

目前，世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和稀释两种工艺。针对现役管道输量逐年下降，稠油开采日益增多，以提高管道运行安全性、节能降耗为目的的各种新技术、组合工艺的研究日益成为热点，象物理场处理(磁处理、振动降粘)、水输(液环、悬浮、乳化)、器输(滑箱、膜袋)、充气降粘(充饱和气增加输量)、混输和顺序输送等等多种工艺的研究，有些己进入工业试验与短距离试输阶段。总体来说，国外原油管道的输送工艺正朝着多元化和新型化的方向发展。

国外先进的原油管道普遍采用密闭输送工艺、高效加热炉和节能型输油泵;运用高度自动化的计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏检测，优化管线的调度管理;对现役管道定期进行安全检测和完整性评价。例如:美国的全美管线就是世界上最先进的一条热输原油管道，全长2 715 km，管径760，，全线采用计算机监控和管理系统(SCSS)，在控制中心的调度人员通过计算机可实现管道流量、压力及泵、炉、阀等设备的自动控制，仿真系统软件可完成泄漏检测、定位、设备优化配置、运行模拟等功能。

世界各国尤其是盛产含蜡粘性原油的大国，都在大力进行长距离管道常温输送工艺的试验研究。随着含蜡高粘原油开采量的增加以及原油开采向深海发展，各国都特别重视含蜡高粘原油输送及流动保障技术研究。挪威、法国、英国、美国等石油工业发达国家在含蜡高粘原油流变性及其机理、管道蜡沉积预测等方面达到很高水平，并即将带来应用技术的新突破。

3、国内原油管道技术现状及发展趋势

我国管道自动化随着输送工艺、计算机应用、通信技术、自控技术的不断发展，经历了一个由低级向高级的发展过程。

80年代中期以来，我国先后在几条改建、新建的管道上实现自动化监控。通过引进国外先进技术及自行设计改造等方式，使我国输油管道自动化监控技术逐步提高，缩短了与国外的差距。90年代，我国长输管道广泛地采用SCADA系统进行全线监视、生产管理、调度及控制。新建的管道，如抚顺一营口成品油管道、轮南一库尔勒输油管道及复线、库尔

勒一部善输油管道等均采用SCADA系统，管道自动化控制系统与管道同步投产。我国长输管道的自动化水平有了很大的提高。

目前我国自行研制成功5000k W微机控制直接式原油加热炉，接近国际先进水平，加热炉效达91%e输油管道用的5 000 kW及以下的加热炉己形成标准系列，己在东北、华北输油管道上广泛应用。最大加热能力已达8000 kW。

我国石油工业的不断发展，促进和带动了原油储运技术的进步。目前我国已掌握了国际上通用的常温输送、加热输送、加剂输送、顺序输送、间歇输送及密闭输送等各种先进的管输工艺。特别在高凝点、高枯度、高含蜡原油的加热输送，原油热处理以及加剂输送等方面己达国际水平。同时输送工艺的进步确设备材料的制造提出了更高的要求，通过不断的摸索与实践，使我国在埋地金属管道和储罐的防腐保温、阴极保护和腐蚀探测等研究领域也接近国际水平。

4、存在问题

我国输油管道建设历史不长，供长输管道用的泵及原动机、阀门等主要设备尚未形成系列。由于设计、制造工艺等原因，泵的效率、寿命、监控等低于国外水平。我国加热炉设计、制造水平接近国外先进产品，在自控和测量仪表可靠性上还有差距。

尽管我国的原油储运技术己较为成熟，在某些方面，仍与国外水平存在差距。例如，高粘易凝原油管输研究还远未成熟，其研究成果的应用仍局限于在役管线的工艺改造，设计和运行中的大部分问题仍靠工作经验来解决;目前，我国与美国、前苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺，就工艺方法本身而言，我国与国外的水平相当，但在管线的运行管理和主要输送设备的有效利用水平上还存在着一定的差距;在管道输送的节能降耗方面，应进一步加强向国外学习。

5、设计目的

本设计是一个输油泵站自动控制系统，主要任务是长距离的输油管线进行实时数据采集和控制。硬件上要求各测控站点之间有远程传感检测装置，如温度传感器压力传感器，而且要有远程控制装置，如泵站的启停、报警、加热装置等。在总站上可以直观地了解控制各泵站的信息数据。

测温仪表的选择：一体化温度变送器是将热电阻或热电偶检测出的温度或温差，通过温度变送电路转换成标准的4--20mADC电流信号或1--5VDC电压信号的温度检测仪表。现在已利用集成电路技术，将变送电路做成小型模块，安装在铂电阻或热电阻的接线盒内，直接安装在现场，这样可以最大限度地减少线路电阻的影响，从而获得较高的精确度，安装和使用十分方便。一体化温度变送器可以不需要经过二次转换仪表，直接接入计算机，进行显示和控制。

压力检测仪表：压力(或压强)是指气体或液体垂直地作用于单位面积上的力。压力是油田泵站生产过程中最重要的参数之一，在每个生产环节上设备及管道的运行压力是有严格要求的，只有压力符合要求，才能保证生产效率和安全。油田泵站的生产要求压力必须

稳定控制，并实现连锁保护。常用的压力(差压)变送器有电容式压力(差压)变送器、扩散硅压力(差压)变送器、振弦式压力(差压)变送器等。

外部数据传输：FDD-LTE是移动公司的无线上网方式，它是用无线实现了TCP／IP协议，实际上其工作方式类似于有线调制解调器，通过拨号实现上网，中心端的设备与计算机串口直接相连，现场设备通过TCP／IP协议模块使无线调制解调器与单片机相连。工业无线通讯模块与普通的手机不同，它要求在无人值守的情况下连续工作，除实现掉线重拨外，还要保证死机后自动复位的功能，这是无线上网应用于工业自动化的根本要求。

本设计仿真中使用DS18b20作为温度传感器，滑动变阻器接AD转换作为压力传感器。有线连接作为数据采集的通讯方式。

6、总结

1.通过查阅文献熟悉了输油泵站系统的工艺流程, 长距离输油管道组成，各泵站的作用，输油管道参数，并对串级控制系统的工作过程进行分析。

2.了解单片机的历史、发展及国内外现状，熟悉单片机应用，利用单片机做出输油泵站控制系统，做出工艺流程画面、报警画面，并利用软件提供的模拟对象，实现系统的自动控制。

7、参考文献

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