稠油污水深度处理自动控制系统工程应用研究

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1、第三届全国石油和化学工业仪表及自动化技术交流研讨会论文集稠油污水深度处理自动控制系统工程应用研究刘占广中油辽河油田分公司钻采院，盘锦，124010摘要:根据辽河油田稠油含油污水的特点，筛选出适用于含稠油污水介质的检测仪表，及浊度、硬度、SiO2等在线分析仪表。通过仪表测试、分析、现场试验等手段，确定稠油污水深度处理各过程中的主控参数。利用Cit过程控制系统，建立了各处理工艺过程和单体设备的控制模型、以反应状态为控制要素的自动加药控制模型、工艺过程控制方案和运行参数的优化模型，根据工艺过程的运行条件和各个参数量，建立了单元控制模型并编制出过程控制软件。

2、并在工程中得到应用。关键词:含油污水自动化控制系统模型1概述随着辽河油田的开发，含油污水处理的规模越来越大。与早期处理后单纯用于一般注水不同，近年来又面临着回用于注汽锅炉、低渗透油田注水和排放的问题，工艺流程更加复杂，尤其是含稠油污水的深度处理工艺难度更大，对水质指标要求原来越高。将可靠、适用、经济的仪表自动化检测和控制设备应用到含油污水处理，就成了现实和生产中最迫切的需要。最近几年的新建、扩建的含油污水处理工程项目中自动化水平有所提高，但多侧重于降低劳动强度，控制多以压力、液位、流量、时间等“间接”简单检测参数为基础〔‘〕，水质分析的一些参数没有检

3、测，更没有参与控制，所以不能真正适应含油污水处理过程中的参数变化，也无法满足生产要求。总结和优化国内外含油污水处理工程的先进技术，利用先进的和成熟的自控设备硬件，集成一套适合辽河油田稠油污水深度处理工艺特点的自控系统。筛选适用于含稠油和超稠油污水介质的检测仪表，重点是水中浊度、硬度、Si02、酸碱浓度、PH值等在线分析仪表，这些水质分析仪表可以通过仪表测试、分析、现场试验等手段，确定污水深度处理各过程中的主控参数。建立了各处理工艺过程和单体设备的控制模型、以反应状态为控制要素的自动加药控制模型、工艺过程控制方案和运行参数的优化模型，并对其它过程控制的

4、软件编制和全部工艺流程的组态〔，〕。工艺流程确定后，根据工艺过程的运行条件和各个参数量，建立单元控制模型和编制过程控制软件。2设计机理和系统结构2.1设计机理采用当今世界著名的工控软件Cit工控软件。本项目是基于WindowsNT平台采用Cit工控软件实现DCS人机界面为目的而开发实施的。在Cit软件包具有客户服务器结构、支持所有网络、冗余、1/0优化、报警、历史趋势、数据报表打印等功能。目前在污水处理过程控制系统中，既有DCS系统也有PLC+上位机组合的SCADA系统，以后一种系统形式应用的最广泛。本设计所采用的系统结构形式为上位机+PLC+现场操

5、作站十测控仪表，这种控制模式是当前污水处理厂最流行的。最底层为就地测控仪表，所有的开关量和模拟量测量信号经过PLC或现场操作站，由PLC或现场操作站完成对工艺过程参数的数据采集、自动控制和安全联锁等功能，PLC或现场操作站经通信接口与上位机连接，上位机安装人机界面软件，通过人机界面可监控各工艺流程外，还可以对整个系统进行控制干预[3]。过程控制与信息管理2.2系统结构2.2.1结构特点Cit是“全集成自动化”自动化概念中的过程控制系统。Cit将用于制造工业的自动化解决方案的各种优点(例如质量稳定可靠，硬件成本低廉和适宜的分级系统)、与用于过程工业的基

6、于过程控制系统的优点(如可靠的过程控制，用户友好的操作员控制和监视，以及功能强大的工业用具)相结合。Cit采用标准的Cit部件进行配置以实施过程控制，并加入各种其他系统特征。其结果是一种功能强大的过程控制系统。2.2.2人机接口人一机接口是“过程上的窗口”。通过这些操作员站和操作员终端，操作、维护和监控人员能跟踪生产过程，改变配方或批量顺序，编辑实际值，或经过自动化系统与过程进行通信。在人一机接口上也处理系统报警和操作员提示。2.2.3操作员站Cit的人一机接口是基于WinCC4.0版。为WinCC额外提供专门设计用于过程控制系统用户需要的控制系统选

7、件，它与基本的WinCC功能相结合，形成一种完整的、功能强大、现代化的操作员站。WinCC系列中，支持OP47、工业PC及编程设备。因而，从一个局部现场操作员站(OP)起，经过有一个或二个监示器的单用户系统，直至有几个操作员终端(通过一条以太网终端总线连接)的多用户系统，可以实施模块化的解决方案。2.2.4系统开放性标准化接口为数据和功能提供开放性，而最终的灵活意味着，WinCC为仪表和控制解决方案提供了理想的基础。所有的配置和档案数据都存储在关系数据库中，通过标准化接口可以读出数据库中的数据。Cit为操作和监视提供了一种基于WindowsNT的有创

8、新的、面向对象的结构。数据传输可通过标准的Windows接口和E,PDE,.ODBC,Activex和OPC