石油安全工程__集油站安全监控系统硬件设计二(采用智能仪表方案)

西安石油大学课程设计电子工程学院安全工程专业安全1003班题目《石油安全工程》课程设计集油站安全监控系统硬件设计二（采用智能仪表方案）学生王勋指导老师徐竟天二○一三年十二月《石油安全工程》课程设计任务书题目集油站安全监控系统硬件设计二（采用智能仪表方案）学生姓名王勋学号201005040312专业班级安全1003设计内容与要求课程设计主要完成某集油站安全监控系统硬件设计。要求运用已学过各类传感器、输入输出模块、工控计算机、现场总线等的知识，完成安全监控系统硬件方案、设备选型、总体设计等各功能的设计。要求熟悉相关计算机安全监控系统的硬件组成与设计方案，学会计算机监控系统硬件设计的步骤和方法，具有初步设计小型计算机安全监控系统硬件方案的能力。课程设计内容及基本要求如下：1.熟悉集油站工艺流程、监控目标及监控要求。2.学会常用的监控系统I/O硬件（各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC等）参数及使用，了解其工作原理。3.学会不同自动化设备厂家各类板卡、智能仪表、智能模块、PLC等的选型，能用所选厂家硬件搭建符合工艺流程和监控目标的硬件系统。4.完成监控系统硬件方案设计，画出原理图。5.课程设计时间一周，完成课程设计报告。起止时间2013年12月18日至2013年12月24日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日I目录1绪论..................................................................................................................................11.1集油站简介：........................................................................................................11.2集油站的发展........................................................................................................11.3目前国内外集油站系统概况................................................................................21.3.1国外集油站自动化计量系统......................................................................21.3.2国内集油站自动化计量系统......................................................................21.4集油站的总体布局................................................................................................21.5集油站的工艺流程与主要技术指标....................................................................31.4集油站的监控目标及要求....................................................................................41.5集油站安全监控系统I/O点数统计.....................................................................42系统总方案设计..............................................................................................................72.1初步分析................................................................................................................72.2典型的计算机测控系统组成原理图....................................................................72.3监控的目标和要求................................................................................................82.4集油站安全监控系统的总体结构........................................................................82.5集油站安全监控系统各部分的功能....................................................................82.6常用系统监控仪表................................................................................................92.7常用智能仪表介绍..............................................................................................113系统控制仪表的选型....................................................................................................133.1SWP-ND105-010-23-N控制仪其相关参数：..................................................133.2SWP-RMD—808多通道巡检控制仪:...............................................................153.3SWP-LED数字显示控制仪/光柱显示控制仪...................................................164监控系统详细设计........................................................................................................184.1系统监控方案设计..............................................................................................184.2集油站监控系统设备清单..................................................................................195总结................................................................................................................................21参考文献..............................................................................................................................22西安石油大学本科课程设计11绪论随着科学技术的不断进步，特别是工业控制技术的飞速发展，我们已经开始步入一个崭新的自动化控制新时代。计算机自动监控系统已经广泛的应用于离散过程、连续过程等各种工业自动化领域以及电力、化工、食品、水处理等各个行业。现在国内外都将计算机监控系统对油田联合站的各个生产工艺过程进行实时监控、与数据采集等，计算机监控系统的发展为集油站的自动化监测注入了新的活力。因为集油站是油气集输过程中的一个重要环节，它直接关系到外输原油的质量，其工艺特点是系统关联紧密、操作规程严格、系统运行状况复杂多变且系统过程中流程多变。所以采用计算机监控系统对其工艺过程进行实时监控可以有效的提高生产率、减少事故发生率、降低工人的劳动强度，本文主要针对集油站的工艺流程介绍了其计算机控制系统硬件设计（智能仪表方面）。1.1集油站简介：水下采集系统由水下采油井口装置、井内测试设备、井口监控系统、浮式或平台集油站、油气处理装置等组成。集油站能遥控操作，接受井口流出的油气，进行处理，测试各井油气生产参数，必要时向井内注入化学药剂以保证正常生产。1.2集油站的发展随着我国自动化水平的提高，油田生产实施自动化监控已经迫在眉睫。集油站是油田集输的重要组成部分，它直接关系到油田生产的正常运行，对整个油从开采到投产使用的整个流程的经济效益有极大的影响。随着油田开发进入高含水后期，工艺过程更加复杂，采用人工监控和常规仪表监控已很难满足生产要求。上世纪九十年代，计算机控制开始应用于联合站生产过程，并取得了一定的应用效果。但由于在方案选型、设计和管理维护等方面存在一些问题，总的来讲，应用效果不够理想。目前，集油站生产工艺过程的控制主要有人工监测控制、常规仪表自动监测控制、计算机监测控制等三种方法。人工监测控制是由岗位操作人员根据检测仪表反映的工艺参数变化情况，凭经验对生产过程进行人工控制，其工作效率和安全系数都很低，已不能满足较高的工业过程控制的要求。常规仪表控制采用各种检测和控制仪表实现对现场各种工艺参数的采集处理、显示、报警和调节控制，保证生产过程的高效、安全和平稳运行。这种控制方式已在集油站中得到了广泛的应用。西安石油大学本科课程设计2计算机监测控制是从上世纪七十年代迅速发展起来的一种功能强大的现代工业过程控制方法。它采用计算机技术与自动化仪表相结合，对工业生产过程中的各种工艺参数进行处理、运算、显示和控制。相对于常规仪表控制，它可以提供更为复杂的控制算法，通过对各种相关参数进行综合分析，实现协调管理和优化控制。综上所述，在集油站中，如何合理选择、设计安全可靠和便于维护的计算机监控系统，保证油田生产的平稳运行和优化控制，实现节能降耗和安全生产，提高生产管理水平，是目前自动化技术在油田生产应用中面临的重要课题。1.3目前国内外集油站系统概况集油站是储存和供应石油产品的专业性仓库，是协调原油生产和加工、成品油运输及供应的纽带。国外的集油站管理已经进入先进的工业控制技术、网络技术、数据库技术等，对集油站日常的首发油作业、储油管理、集油站监控系统等进行全方位的综合管理。我国的集油站自动化技术与国际先进水平相比还有一定差距。各种计量仪表精度较低，稳定性较差，控制系统控制精度比较低，信息化水平还不够健全，这使得我国集油站的自动化控制和管理系统经历了一个较长的发展阶段。1.3.1国外集油站自动化计量系统国外的自动化计量方法主要采用:检尺法、静压法和液位法。检尺法是全球通用的测量方法；静压法是应用压力传感器检测罐内的静压力;液位法是检测罐内液体的液位高度及密度等参数，后两种方法都可以获得罐内储液的容量及重量。欧美油罐储量测量仪表品种齐全、技术先进而且性能优良。他们不光发展高精度、多功能的仪表，还考虑其性能可靠、价格便宜、适应不同目的和用途。1.3.2国内集油站自动化计量系统目前国内计量仪表的发展主要采用引进加仿制等手段，还有一些企业代理国外相应产品。我国在该领