PLC控制系统在数字化油田上的应用探讨

刘宏波

摘要：随着科技的快速发展，油田开采技术也日益成熟，新生产工艺技术在油田生产中得到了广泛的应用，PLC控制系统作为一种新型工艺技术，具有良好的兼容性与扩展性，目前已广泛应用于石油计量、油气田集输泵站、注水监控、及污水处理等方面，其应用效果显著，大幅度的满足了油田生产开发的需要。本文介绍了PLC控制系统的特点，探讨了PLC控制系统在数字化油田上的应用。

关键词：PLC控制系统；数字化；油田生产；应用探讨

前言

目前我国油田开发技术突飞猛进，油田生产逐渐向自动化控制方向发展，PLC控制系统是一种新生态的技术，现已广泛的应用于油田开发的诸多领域，例如在石油计量、油气田集输泵站、注水监控、及污水处理等方面大量使用，由调研统计结果显示，PLC控制系统的应用效果显著，达到了预期的目的，使得油田开发过程整体控制与数据处理实现了自动化控制，大幅度的提高了油田企业生产运作的效率及实现了安全生产，给石油企业带来了实实在在的利益。

1.PLC的特点

可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController)简称为PLC，在工业上它实际上是一种控制用的电子计算机。

（1）性价比高：与继电器系统相比，PLC的价格较便宜，并且PLC系统集成了许多编程单元，能够实现数量众多、复杂的控制功能，同时，还可以利用通信网络，实现集中管理，分散控制的模式，拥有优越的性价比。

（2）使用方便：PLC编程语言的种类较多，有较为简明的语句形式及一些逻辑类型的图等，并且编写的程序具有很强的规律性，简单易学，即使没有很深的计算机功底的编程人员也很容易掌握PLC编程技术。

（3）标准化生产：PLC控制系统是由一些相互关联的零部件组成的，目前，对于这些零部件已经实现了标准化的生产，能够积极的应对环境的变化。用户根据自身的需求，对PLC系统进行相关的配置，可实现对不同功能的系统进行控制。

（4）便于维修：PLC控制系统的研发周期较短，在用户使用的过程中，PLC程序中带有较完善的修改程序，优良的系统设计具有极高的可靠性与稳健性，极大的方便了系统在运行过程中的故障调试，使维修保养工作变得简单，提高了工作的效率。

2.PLC在数字化油田生产中的应用

2.1PLC控制系统在石油计量中的应用

目前，我国石油行业在人工间歇计量方式的基础上加用了PLC控制系统，以实现整个计量的智能化，在相关的程序控制下，每天定时的对每口油井的油、气、水三相自动的进行循环计量，在计量时，PLC控制系统自动判断油井的工作状态，若其不工作则跳过此油井，继续对下一个油井进行计量。此外，PLC控制系统操作简单，人机界面设计友好，系统运行性能稳定，不但方便了员工进行实时的监测，还提高了油田计量的效率。

2.2PLC控制系统在油田污水处理中的应用

油田在开采过程中产生的作业废水，不但造成了环境污染，还影响了油田企业的经济效益。目前，在油田开发中，设计的成套移动式PLC自动控制作业废水的处理系统，实现了油田作业废水的有效的回收利用。当污水处理设备发生故障时，可自动检测与诊断，系统将监测的故障位置显示在控制中心的界面上，这样，维修人员根据自动的监测的结果迅速的找到故障发生的准确位置，然后，维修人员采取相应的必要措施对故障源进行维修，这样有效的促进了油田废水的科学处理，减少了环境的污染，提高了油田企业的经济效益。

2.3PLC在油田注水监控中的应用

PLC控制系统实现对油田的注水监控，是利用安装在PLC系统中的软继电器实现，这套全自动的装置能够将注水的各个环节的信息传送至控制中心，从而能够使得药液的浓度保持恒定，保证了药液的添加量的准确性，实现了加药罐的自动化控制运行，运用PLC控制系统实现对油田注水的监控，提高了注水工作的效率。

2.4PLC控制系统在原油输送中的应用

原油在长距离的输送过程中，为了便于输送，通常采用加温输送的方式，这样对于温度的控制就尤为重要，既要达到规定的输送温度，又要做到节能环保，此外，加热过程还涉及到燃料供给、送风及点火、控制好燃烧环境与燃烧物质的混合比例等环节，这就要求必须保证对输油的温度进行监测与控制，PLC控制系统应运而生，对采集到的实时数据输送到控制中心，工作人员确定适合的燃烧物质的混合比例及控制燃烧环境，还能够对燃烧过程中出现的异常进行监测报警，存在安全隐患则会自动停机，从而提高了原油输送过程的安全性与可靠性。

3.自动化控制技术应用中存在的问题

自动化仪表的应用功能过剩，检测点有的设置还不尽合理，造成投资成本加大。有的没有考虑现场的工况条件，本是在南方使用的仪表到北方使用，有的必须加装电伴热系统伴热，结果造成智能仪表得不到正常使用。自动化系统技术更新速度较快，维护难度大，应培养一批自己的自动化专业维护人员维护油田的自动化仪表。目前油田各生产作业区大多以本单位为区域建设开发自动化架构，这势必形成许多自动化的孤岛式控制和信息管理格局，要形成一个全局意识，还需时日内部全油田管控一体化平台应进一步完善。

4.展望

随着计算机控制、经营和管理一体化信息综合系统的应用开发，即管控一体化使DCS和SCADA技术在生产过程控制的应用界面越来越清晰，未来数字化的建设就是管控一体化的发展方向，建设数字化油田中心的目的就是要实现油田的数字化管理、数字化控制，是在信息化整体架构下的最前端以井组、联合站、中转站载有原油、油气的管线等生产基本单元的生产过程控制为主，完成生产参数的数据采集，过程分析监控、动态分析、生产数据报表自动生成、发现问题、解决问题，更好的优化服务于采油生产。

建设数字化油田就是全面应用信息技术、计算机技术、通信技术、自动化控制技术的统一系统，在决策管理、执行和控制过程,全面提升生产技术能力、保障生产安全、经营管理能力和市场应变力发挥最大的作用。总之，实现油田数字化离不开自动化仪表的科学应用，离不开自动化仪表维护人员的精心操控与维护，只有实现了前端生产参数的精准测量和控制，及时准确采集生产参数并自动做信息化处理，能够发现并排除采油生产障碍，才会为上一级决策操作打下牢固基础，生产管理的网络化、模型化和科学化、科学管控一体化的安全数字化的油田才能够得以实现。

5.总结

在信息化与自动化迅速发展的背景下，PLC控制系统在油田生产中的应用比例逐渐升高，操作简便的系统和良好的兼容性使PLC控制系统有着举足轻重的地位，保证了油田生产的安全性，使生产施工过程更加可靠，网络化的生产平台方式是油田生产的大势所向，因此PLC控制系统也将在数字化油田生产中有更广阔的应用前景。

参考文献：

1.孙梅.浅谈PLC控制系统在油田生产中的应用[J].生物技术世界.2014(12):254.

2.吴辉.PLC控制系统在油田生产中的应用研究[J].数控技术.2014(10):5.

3.杨俊清,刘斓,段清龙.PLC控制系统在油田生产中的应用[J].中国高新技术企业.2015(1):56-57.