油田联合站消防控制系统

2014-03-08宋敬江朱颍莉江西科技师范大学通信电子学院

油气田地面工程 2014年1期

宋敬江朱颍莉江西科技师范大学通信电子学院

油田联合站消防控制系统

宋敬江朱颍莉江西科技师范大学通信电子学院

基于PLC控制的联合站消防控制系统采用了Win XC 4.0系统操作平台，并且内部的软件和硬件系统都进行了新的技术改造。该控制系统具有兼容性强、可靠性能高、功能完善、易于实现网络化的特点。PLC在联合站消防控制系统中应用范围最广的是自动控制功能。PLC控制系统能够准确监测水位的具体变化，将下线的水位显示在控制终端屏上，精确标出管道水位具体下降多少，温度涨幅情况也能够定位检测。

PLC；联合站；消防控制系统；水位检测

基于PLC控制的联合站消防控制系统采用了Win XC 4.0系统操作平台，并且内部的软件和硬件系统都进行了新的技术改造。系统包含了自动灭火操作系统，对温度的变化及其敏感，与传统灭火装置相比，不但使油气田安全管理的稳定性得到提高，而且还简化了石油生产的操作流程。

1 PLC控制系统

当前PLC控制系统的创作理念是依据对生产设备操作流程的控制，其中包含输入、传输和输出三部分。输入部分主要是输入操作命令程序，其中涉及到了编程。传输部分涉及到了加密和解密，以及信道的传输质量和速度。输出部分主要是信号的解密过程，以及信道的扩容压缩。在传输过程中信道的宽度加大，在输出部分占用不了太大的信道容量，使其不断压缩，供给其他信息源；同时还要将输出的执行命令反馈到联合站信息终端中，使之控制相应设备的操作。

2 PLC控制系统的特点

（1）兼容性强。PLC系统应用起来比较灵活，在编写程序时针对多个系统进行不同程序的改写，其中兼容的系统主要有Windows 2000、Windows XP、Linux、Windows7、MAC等操作系统，弥补了多个漏洞。针对不同的操作系统可以自行调整，运行不同程序的软件。

（2）可靠性能高。在PLC内部硬件系统全部采用耐火材料，对电路板的设计要求十分精细，大规模电路部分具有抗电磁干扰的能力。其利用电磁直通线圈，而传统在抗电磁干扰系统上用的都是电磁双轴曲线圈，主要是为了节省成本。并且还引进了数字滤波器对信道夹杂的噪音信号波进行过滤，对设定好的载波频率进行筛选，滤除其余噪音波；在传输通道上进行了加密，可防止病毒的攻击。

（3）功能完善。目前的PLC系统所拥有的功能逐渐完善，不仅拥有自动控制功能，并且还追加了定时计数运算功能以及电位数值模数、数模之间的转换功能。自动控制功能主要体现在系统维护安全这一方面，当PLC系统被黑客攻击后进入系统修改系统参数时，系统会根据原有的备份资料进行扫描分析，若是修改数据和备份资料中的数值差距很大时便会停止运行，并且通知系统管理人员及时处理。

（4）易于实现网络化。根据传输网络的需要，线型的选定标准共分为两种传输网络：一种是低速的传输网络，另一种是高速的传输网络。网络传输信道共分32个时隙，每个时隙8 bit，低速传输网络划分信道的频率为8 000 Hz，所传输的速率为1 024 kbit/s，只是用于普通线路数据的传输；而对于令牌环数据信息的传输用高速传输网络，传送的数据比低速网络传输的数据高出十几倍，传输的数据一般都在10 M左右，系统会根据不同的数据流自行选择数据传送信号。

3 PLC在消防控制系统的应用

（1）自动化控制。PLC在联合站消防控制系统中应用范围最广的是自动控制功能。原有油井故障率高，并且消防系统也不完善，每年都有油井漏油导致火灾发生的现象，每次完全凭借消防人员抢险救灾加大了危险性。随着科技发展的不断进步，PLC自动化控制功能在油田中起到了作用，主要基于对温度的感应，在硬件系统中添加了温度感应装置。假如油井设施出现故障导致漏油现象，达到着火点的温度，该PLC自动控制系统会采取自动降温装置，降低石油液的着火点。在一些突发情况下，导致石油钻井管道内起火，便会自动封闭管道内的所有通道，断绝与外部空气的接触，启动灭火装置系统。在面对不同的火势时，会自动调节喷嘴中二氧化碳的含量，最终以最快的速度扑灭大火。该PLC自动控制系统对火势的延伸能起到一定的限制作用，以防造成重大损失。

（2）水位数据的监测。控制系统不仅是用在灭火范围内，并且还能够监测石油仪器表中水位的变化，以此来实现对仪表的自动化控制功能。在一些时候，水位检测系统易发生故障，导致油井内不同管道内排水量的供给。由于各个管道内石油供应液的温度变化不一，易使仪表发生内部失灵，并且管道内层的玻璃管受热不均匀，导致内壁炸裂，增大了内壁之间的摩擦程度，加大了对设备的损害程度。但PLC控制系统能够准确监测水位的具体变化，将下线的水位会显示在控制终端屏上，精确标出管道水位具体下降多少，温度涨幅情况也能够定位检测。

（3）遇险报警。石油的开采首先要确保生产的安全性，能够对灾情做出预测估计。当油井故障十分严重时，油气排放量会超出标准界限，有时达到一定程度无法控制时，也就预示着该故障现已无法排除，只有尽可能地减少损失。该警报装置对灾害提前做出预期警示，提示油井管理人员此情况已到达最高危险区，人员应尽快撤离，寻找避难场所。预警一般提前预测10 min左右，这个时间足以能够让油井管理人员获悉外界情况，提前做好撤离前的准备工作。