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SCADA网络结构在页岩气开发中的应用

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据现有生产管理模式,SCADA系统一般采用二级控制和二级管理机制。图9—1管理模式图SCADA系统具有数据采集、储存和处理,监视、控制功能,可为优化决策服务。

SCADA网络结构在页岩气开发中的应用

根据现有生产管理模式,SCADA系统一般采用二级控制和二级管理机制。

1.控制模式

SCADA系统控制模式根据现场控制层、井组站和中心处理站控制层(或为生产控制中心级)可分三级模式。

(1)第一级:监控中心集中监视、远程控制、统一调度与管理;

(2)第二级:各工艺站场、阀室控制系统(SCS与RTU)自动/手动控制;

(3)第三级:站场单体设备和自带控制设备的就地手动操作控制。

2.管理机制

二级管理层为气田生产调试管理中心、总指挥部监视调度管理中心(该中心本不属于站场范围的内容,但考虑到SCADA系统的完整性、故也在此进行介绍)。管理层不负责对具体设备实施操作控制,管理模式见图9—1,系统结构框图见图9—2。

图9—1 管理模式图(www.xing528.com)

SCADA系统具有数据采集、储存和处理,监视、控制功能,可为优化决策服务。其网络结构以星形状网络拓扑结构为主,网络系统应是符合ISO标准规定的开放型系统。

3.气田管理等级设置

二层控制级和二层管理级系统由上级总调度管理中心、气田调度管理站、生产控制中心和井站控制这四个等级组成。

图9—2 管理系统结构框图

(1)第一级总调度管理中心:设置在全国各地区分公司的生产调度中心。通过各个气田生产控制中心上传的数据和信息对各井口、地面集输站场及各页岩气处理厂的运行状态进行监视和管理,对各种数据和信息进行综合检查、分析做出判断。设置在线模拟软件,建立综合气田模型,对整个气田生产过程进行优化处理,提出优化决策,进行综合调度。同时根据决策给气田调度管理站下达控制指令和生产计划决策指令。本级还包括与全分公司MIS系统的连接,以便将气田开发生产的数据和信息提供给分公司的管理部门及领导使用。同时可以与地质数据连接,将获得的气藏数据与地面开发数据结合起来,给地质研究提供宝贵的资料。

(2)第二级气田调度管理站:设置在分公司下属的二级单位或作业区的生产管理调度室。气田调度管理站的主要任务是根据该区域所管辖范围内的各气田(即包括气田的集气站和页岩气处理厂),上传的所有生产数据和信息进行监视和生产管理。同时对集气站(井组站或单井站)和页岩气处理厂之间进行协调管理。并根据分公司的调度指令对集气站及页岩气处理厂下达生产指令。如果该二级单位或作业区只有一座生产控制中心,气田调度管理站可与生产控制中心合建。

(3)第三级生产控制中心:设置在气田地面集输站场和页岩气处理厂的中央控制室。包括站控制系统(SCS)和页岩气处理的DCS组合而成的综合控制系统。这级是主要的生产监视控制级,对RTU/PLC或DCS控制模块的上传数据及信息进行处理、储存,对生产过程进行集中监视、操作、控制。同时将数据信息通过联网传至区域调度管理站,并将站场及处理厂的全部数据和重要信息通过通信系统上传至总调度管理中心。上级对站控系统及处理厂下达的指令,由生产控制中心的控制操作人员确认后执行。工厂与站场之间控制系统的相对独立减少了它们与RTU之间的数据通信量及主控机的负荷,使得整个SCADA系统的监视控制机制更加灵活可靠。生产控制中心由值班人员实施 24小时监控,进行必要的运行操作和控制。

(4)第四级井口场站控制:设置在井场、阀室、阴极保护站和其他无人值守的集配气站等生产场所。通过现场安装的RTU 对工艺参数和生产过程进行数据采集、控制,同时将采集处理后的数据上传至生产控制中心计算机系统(可设置就地手动或遥控功能)。井口、阀室和阴极保护站为无人值守。

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