1 系統概述
　　計量站是油田的重要組成部分。計量站生產(chǎn)擔負著(zhù)站內各個(gè)油井的液、油計量任務(wù)，需要及時(shí)、準確地為油田地質(zhì)部門(mén)提供油藏工程資料。油田計量站外輸分離器的主要作用是將從地下打上來(lái)的原油進(jìn)行分離，即對天然氣、油、水三者進(jìn)行分離，在分離器中天然氣在最上層，油在中間層、水在最下層。一般用手動(dòng)操作，油位很容易低于出油口，這樣天然氣就從出油口跑掉，造成很大的浪費，并且天然氣的計量采用雙波紋差壓計進(jìn)行手工測量很不準確，為解決這一問(wèn)題，將油位和天然氣采用自動(dòng)控制和測量。

2 油井計量裝置的構成

2.1 工作原理
　　單井來(lái)油經(jīng)三相分離后，原油進(jìn)入油桶，油桶內安裝的液位變送器實(shí)時(shí)采集當前液位高度。當液面達到設置的上限排油高度時(shí)，PLC控制主泵排油，當液面達到設置的高限排油高度時(shí)，PLC控制主、備泵同時(shí)工作排油，防止原油溢出。原油經(jīng)過(guò)在線(xiàn)含水分析儀，刮板流量計、薄膜閥等排出；分離后的水經(jīng)水堰管口溢出，進(jìn)入集水桶。當油或水液位降到設定的下限關(guān)閥高度時(shí)，排油泵關(guān)閉，進(jìn)行下一桶的油或水的積累。在分離器頂部的氣出口處，設有溫度、壓力變送器、過(guò)濾器、氣體腰輪流量計、自動(dòng)式調壓閥、單流閥等。三相分離器的進(jìn)油管線(xiàn)裝有一套加藥裝置，可連續可控地給來(lái)油加破乳劑。

2.2 現場(chǎng)控制終端
　　現場(chǎng)控制終端采用PLC實(shí)現現場(chǎng)信號的采集和工藝控制，主要實(shí)現如下功能：
　　信號采集：采集現場(chǎng)反饋的液位、蒸汽溫度、流量等模擬信號和門(mén)禁、泵狀態(tài)等開(kāi)關(guān)信號。
　　手自動(dòng)切換：在現場(chǎng)維護或緊急狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)人工方式將此站切換到手動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)此計量站為現場(chǎng)手動(dòng)控制，自動(dòng)控制流程無(wú)效。監控中心只能監視此計量站，不能遠程控制此站設備。
　　自動(dòng)流程控制：計量站為自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC按照編寫(xiě)的控制流程實(shí)現自動(dòng)控制。PLC可遠程接收監控中心下傳的參數，也可接受監控中心遠程的控制命令。

2.3 現場(chǎng)總線(xiàn)
　　現場(chǎng)總線(xiàn)采用CAN總線(xiàn)實(shí)現監控中心與現場(chǎng)控制終端的網(wǎng)絡(luò )連接，CAN總線(xiàn)具有以下特點(diǎn)：
　　1.CAN為多主站方式工作。網(wǎng)絡(luò )上任一節點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò )上其它節點(diǎn)發(fā)送信息?？梢苑奖愕膶?shí)現多中心控制。
　　2.CAN的直接通信距離最遠可達10km（速率小于5kb/s），速率最高可達1Mbs（40m以?xún)龋?。能夠滿(mǎn)足數據采集實(shí)時(shí)性的需求。
　　3.CAN上的節點(diǎn)數最高可達110個(gè)，為系統擴展預留有足夠的空間。
　　4.CAN采用短幀結構，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，具有極好的檢錯效果。
　　5.CAN節點(diǎn)在錯誤嚴重的情況下有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能，使總線(xiàn)上其它節點(diǎn)的操作不受影響。

3 計量站SCADA系統
　　監控中心采用世紀星組態(tài)軟件構成數據采集和監控（SCADA）系統，完成生產(chǎn)監控、計量監控、現場(chǎng)控制參數設置、遠程控制、趨勢分析、故障報警、統計報表生成等工作。
　　為提高可靠性，監控中心采用雙機熱備結構構成上位機監控系統。主機和從機通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò )連接，正常情況下主機處于工作狀態(tài)，從機處于監視狀態(tài)，一旦從機發(fā)現主機異常，從機將會(huì )在很短的時(shí)間之內代替主機，完全實(shí)現主機的功能；當主機恢復正常后，從機將控制權交還給主機，從機重新處于監視狀態(tài)。同時(shí)，世紀星組態(tài)軟件雙機熱備還具備雙機數據冗余功能，保障監控系統數據的安全、完整性。
　　世紀星組態(tài)軟件同時(shí)提供Web瀏覽功能，世紀星的WEB 發(fā)布基于客戶(hù)機/服務(wù)器（B/S）結構，由 Web 瀏覽器（客戶(hù)機）和 Web 服務(wù)器（服務(wù)器）構成，兩者之間采用 TCP/IP 傳送協(xié)議進(jìn)行通信。通過(guò) IE 瀏覽器，輸入服務(wù)器的 IP 地址，就可以查看現場(chǎng)的畫(huà)面和數據。通過(guò)Web瀏覽功能，油田管理人員可以隨時(shí)了解到當前生產(chǎn)情況及統計報表。


　　生產(chǎn)監控：實(shí)現現場(chǎng)工藝動(dòng)畫(huà)模擬、數據實(shí)時(shí)監控、遠程參數傳遞、遠程控制等功能。
　　趨勢分析：趨勢曲線(xiàn)分為實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)、歷史趨勢曲線(xiàn)兩種類(lèi)型。
　　實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)用于顯示當前8小時(shí)采集數據的趨勢變化狀態(tài)，操作人員可以直觀(guān)的觀(guān)察到當前生產(chǎn)狀況，及時(shí)發(fā)現生產(chǎn)中出現的異常情況，降低事故的發(fā)生。
　　歷史趨勢曲線(xiàn)用于歷史數據的查看，操作人員可以通過(guò)點(diǎn)擊曲線(xiàn)工具欄中的按鈕按照指定時(shí)間間隔左、右滾動(dòng)曲線(xiàn)?？删植糠糯笄€(xiàn)觀(guān)察趨勢情況，可指定起始時(shí)間、結束時(shí)間按照時(shí)間段查詢(xún)趨勢變化。
　　報警信息管理：系統可根據計量站情況分別設定不同參數的報警限，當發(fā)生報警時(shí)，系統自動(dòng)切換到報警窗口，同時(shí)已聲音、閃爍等方式提示操作人員。系統為每個(gè)計量站提供一個(gè)報警使能開(kāi)關(guān)，當使能開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，此站報警功能暫時(shí)禁用，防止計量站維護時(shí)，頻繁報警。報警信息分為實(shí)時(shí)報警、歷史報警兩種，歷史報警窗口可以按照時(shí)間段查詢(xún)歷史報警信息。
　　報表統計：系統提供日報表、月報表、年報表、操作記錄報表等多種類(lèi)型報表，所有報表均可輸出Excel格式，方便管理人員統計分析。日報表、月報表、年報表包含生產(chǎn)數據統計信息及設備運轉統計信息，為生產(chǎn)決策及設備維護保養提供參考依據。操作記錄報表記錄參數下傳、控制命令下發(fā)等關(guān)鍵信息，實(shí)現事故的追憶。
　　用戶(hù)管理：用戶(hù)管理是為系統安全操作而設計的。本系統操作權限分為管理員及普通用戶(hù)兩級。管理員登錄后，可以操作系統提供的所有功能。普通用戶(hù)登錄后可瀏覽工藝畫(huà)面、趨勢畫(huà)面等功能，不具備參數下傳、控制命令等操作權限。

4 小結
　　本系統在油田實(shí)際使用，實(shí)現了實(shí)時(shí)監測油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，及時(shí)發(fā)現生產(chǎn)故障、事故隱患和自動(dòng)完成計量任務(wù)，從而使油田現場(chǎng)生產(chǎn)管理制度發(fā)生了根本性轉變，由昔日舊體制油田常規的以站設班，井站值守步行巡檢制，變?yōu)榫緹o(wú)人值守故障巡檢制；由以調度為中心指揮生產(chǎn)，變?yōu)橐宰詣?dòng)化中心控制室為中心指揮生產(chǎn)。大幅度減少現場(chǎng)工作人員的同時(shí)，由于生產(chǎn)資料幾乎全部計算機處理，提高了資料處理的質(zhì)量和速度，減少資料分析統計人員，極大地提高勞動(dòng)效率，運行狀態(tài)良好，有效改善工人的勞動(dòng)強度，節約了能源，為油田計量站的科學(xué)管理提供有效的方法。