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川东气田地面集输系统工艺技术成效及展望

川东气田地面集输系统工艺技术成效及展望
川东气田地面集输系统工艺技术成效及展望

《川东气田地面集输系统工艺技术成效及展望》

一、川东气田地面集输系统现状

经过多年的建设,川东气田已形成了以卧龙河为中心,以万卧线、沙卧线(包括竹渠线)、讲渡线、龙忠线、复忠线等5条原料气输气管线,以卧渝线、申倒线、申北线等3条净化气输气干线为主的一套比较完善的地面集、输系统。5条原料气输气干线全部实现了干气输送,干网集输气枢纽站场全部实现了SCADA远程监控和数据采集。至2007年9月底,重庆气矿共有各类生产场站444座,其中单井站228座,增压站15座(56台增压机组),脱水站20座(脱水装置30套,总处理能力2670×104m3/d),集输配气站110座,气田水处理站17座,CNG站2座,合作开发井站25座,代管站35座;共有固体脱硫装置177套,气田水转输管线165.6km,天然气集输管道3194.16km(占分公司管道总数的21.5%),其中采气管线40.13km,集气支线1158.03km,集输干线855.1km,输气管线870.0km。管道沿线共59站具有阴极保护装置141套,对气矿主要的集输气管道和气田内部集气干线以及部分单井集气支线进行了外加电流阴极保护。

2006年重庆气矿共生产天然气72.8878×108m3,占分公司天然气产量的55.6%,实现集输气量89.78×108m3,年输配气量28.45×108m3。预计2007年生产天然气

74.2×108m3,集输气量90.93×108m3。

二、川东气田地面系统特点

川东气田天然气地面集输系统是随着川东气田的不断开发而逐步发展的,由于气田差异大(包括规模、压力、分布及气质等),净化厂地域分布不平衡,主要产销区域距离远,地面集输系统主要具有以下特点:

集输管网的运行压力高、输量大,压力由北向南逐渐降低。作为四川油气田天然气的主产区,多数气田处于产销链的起点,集输管网运行压力相对较高,输量大,部分管段长期处于高位运行,运行风险增加。据统计,高于6.4MPa的集输气支干线共175条,总长约1341km,占气矿总管道的46.4%,总集输气量为1569×104m3/d,占日产气量的74.7%。其中,渔讲线(Ф273×9、Ф406×10.3)最高运行压力达7.9MPa,已接近其设计压力8.0MPa、8.4 MPa。讲渡线的讲治—龙门段运行压力最高达7.2 MPa,已接近设计压力7.35 MPa。讲金线(Ф273×9)在渠县厂检修时,最高输送气量达200×104m3/d,超过其设计输送气量120×104m3/d,运行压力也曾经达到7.6

MPa,已接近其设计压力8.0MPa。目前输气量接近或超过500×104m3/d的管段包括讲渡线讲龙段、天东29-卧龙河段,龙忠线黄金-忠县段。

依据净化厂和主要供气用户所处位置,由北向南5条原料气输气干线和卧渝线、申倒线等净化气管线压力逐渐降低,至管网末端的东石线、綦南线运行压力一般在1MPa以下。

气质气量调节难度大,配合停气施工集中。由于川东气田差异大(包括规模、压力、分布及气质等),管网进出气点多(负责川东北气矿气量调配);再加上受净化厂处理能力和气质要求的限制,净化厂检修影响等,原料气气质气量调节难度大。

五大原料气干线几乎覆盖川东地区所有气田和构造,管线进出气点多。仅沙卧线主要进气点就超过14个,且川东北温泉、黄龙、亭子铺、蒲西、铁山、龙会等多个气田进入该线。沙卧线沿线气田CO2含量普遍偏高,超过了40g/m3。再加上输压

含量超标,气质调的限制,大部分工况条件下,主要进垫江厂处理,使得垫江厂CO

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配困难。气矿在金山站、讲治站、龙门站、黄金站、大竹站、卧龙河集气总站(含卧分站)等站场对各气田来气进行参混调节,以满足各净化厂不同压力、气质、气量的要求。

“十一五”以来,川东气田产量快速上升,净化厂脱硫能力无富余,管网长期高位运行,主要停气施工作业集中在净化厂检修期间,检修安排困难。2005、2006年每年在净化厂检修期间的停气施工作业超过100项,影响气量、范围大的停气施工多达40多项。

管网所处地形复杂、人口密度大,维护管理的难度大。川东气田普遍分布在山区、丘陵地带,集输管线起伏较大,汛期管线易受滑坡、洪水冲刷等自然灾害影响,冬季因气温低有容易出现冻堵等影响生产的现象。2001-2006年因滑坡等自然因素进行了27次抢险作业,另对20条管线先后进行了滑坡改线。同时,受川东气田周边环境人口密度大,增加了管网建设和维护管理的难度;特别是随着地方城镇化建设,在役集输管道沿线地区类别上升,管线安全运行的环境风险大,安全管理的难度高。

增压开采气量逐年扩大。重庆气矿投入开发的25个气田中,处于稳产期的气田仅7个(高峰场、大天池、七里峡、铜锣峡、高都铺、西河口、寨沟湾-复兴场),预计到2010年,7个稳产气田中,除寨沟湾气田外,其余6个将进入增压递减生产。气矿其他气田中,多数处于中后期开发,气田递减明显。2007年已经陆续开展了五百梯、高峰场等气田增压工程建设。为稳定产量,提高气田采收率,增压开采成为

气矿最主要的增产措施之一,增压开采气量逐年加大。2001年,气矿增压处理量为6.0237×108m3/d,增产气量3.0175×108m3/d;2006年气矿增压处理量为15.9993×108m3,增产气量达到12.30×108m3。增压开采已成为中后期气田开采和低压气集输有效且必需的手段,为维持低压气井持续生产,延缓老气田递减提供了有力的支撑。

净化气管网建设时间长,管线隐患多。重庆气矿所辖各主要净化气管线大多在70、80年代开始就投入运行,由于建设时间长,受当时建设水平及管材技术水平的限制,管线隐患多。气矿769.69km净化气管线中,运行时间超过20年的管线516.23km,占净化气管线总长度的67%;其中运行超过30年的管线206.25km,占净化气管线总长度的26.8%。净化气管线腐蚀情况严重,严重制约其输送能力,特别是卧渝线大石坝—江北,限压1.2MPa运行;峡渝线西澎—冒合站段,腐蚀穿孔特别严重,限压0.5MPa运行;西团线西澎—团结站,腐蚀穿孔特别严重,限压0.3—0.5MPa 运行。

三、“十五”以来天然气地面集输工作主要成效

一)调整完善地面集输系统,满足天然气快速增长的需要。

从2001年初至2007年9月,重庆气矿新投产气井94口,配套产能1297×104m3/d;新投运天然气矿场脱水装置18套,新增脱水能力1560×104m3/d;天然气增压机组增加25台,设计增压能力增加230×104m3/d。年集输气量由2001年的54.4×108m3上升到2006年的90.3×108m3,增加了60.3%。

(一)积极调整完善局部管网,提高管网集输能力,确保采得出,输得走。

“十五”期间,重庆气矿依托卧龙河200万净化工程和忠县净化厂工程,先后建设投运了200万原料气管、龙忠线提高了原料气输气干网的输送能力。根据黄草峡、西河口、明月北、寨沟湾、观音桥气田/构造的开发情况,先后投产了草渡线、西外线、复1井站至忠县末站集气干线、寨沟湾气田集气干线、观音桥气田外输管线。同时根据滚动勘探成果,对麦南高点局部管网进行了调整,新建了麦南高点集复线。2001-2006年共新建集输气干支线491.01km,气田外输管线和复线工程的建设提高川东气田局部管网的集输能力,确保了管网适应勘探开发的发展,保证了天然气采得出,输得走。

(二)加强管网分输调整改造,增强气质气量调配能力。

“十五”期间,为适应气田开发的发展和净化能力的调整,气矿先后进行了卧龙河分输站工艺调整改造、讲治站分输大修、五百梯气田高低含硫气分输大修、金

山站分输工艺改造、天东9井分输扩建、大竹站分输工艺适应性改造、卧总站万卧分输调整、黄金站分输适应性改造等关键性站点的分输改造,完善了沙卧线、讲渡线、龙忠线、万卧线、竹渠线等集输干线的压力、气质、气量调配功能,确保各净化厂原料气的需求。至目前为止,金山、讲治、大竹、龙门、黄金、卧总站在气矿原料气气质气量调配中仍起着重要的作用。

(三)强化增压开采,确保老气田产量的发挥。

2001年到2006年,为应对逐渐增多的中后期气田开发,重庆气矿大力强化增压开采。由6座增压站,36台增压机组发展为15座增压站,56台增压机组,增压气田/构造由2001年7个增加到12个,增压气井数量由68口上升到145口。年增压处理总气量由2001年的6.0237×108m3提高到2006年的15.9993×108m3,增产气量达到12.30×108m3,占2006年天然气生产总量的16.87%。2007年1~9月,重庆气矿年累增压处理总气量10.6469×108m3,增产天然气9.0362×108m3。增压开采成为气矿最主要的增产措施之一, 是提高气田采收率的主要手段。

(四)新增脱水能力,确保主要干线的干气输送,降低管线腐蚀

2001年到2006年,气矿先后投产天然气脱水装置16套,新增脱水能力1410×104m3/d。年处理气量由2001年的33.41×108m3上升到2006年的76.33×108m3,是2001年脱水处理量的2.3倍,净增130%。天然气脱水处理能力稳步上升,使川东地区五条原料气管线(沙卧、万卧、讲渡、龙忠线、复忠线)全部实现干气输送。2007年气矿又将投产脱水站2座,新增脱水能力150×104m3/d,目前气矿脱水装置总处理能力2520×104m3/d。此外,在脱水方式上,突破了以前单一的三甘醇脱水方式,新近建设了分子筛脱水装置,预计今年10月底投产。

原料气干线实现含硫干气输送后,管道输送效率得到提高,管道内腐蚀得到有效控制。如达卧线在2001年初实现干气输送前,输气效率一直在80%以下,而且在1986年至2001年底的15年中,曾爆管37次。实现干气输送后,杜绝了管道积液,减少了管道内腐蚀,管内腐蚀产物明显减少(1999年-2006年清管情况见下表),2005-2006年间使用双向清管器均只清出少量污物,管道输送效率提高到了90%以上,管输能力得到提高,管道运行风险得到有效降低。

表达卧线干气输送前后清管情况对比表

(五)干法脱硫技术的广泛应用,解决了井站自耗气和含硫气就地直销的问题。

2002年年底,重气矿共安装有干法脱硫装置80座(83套),月均处理量在470×104m3,全年累计处理天然气5645.8×104m3(扣除铁山、龙会、蒲西等气田),更换脱硫剂50.4吨。到2006年年底,重气矿共安装有干法脱硫装置80座(166套),月均处理量在1024×104m3,全年累计处理天然气12287.2×104m3,更换脱硫剂411.95吨。干法脱硫技术的广泛应用,使井站自耗气达标情况有了明显的改善,同时也使就地直销有了很大的发展。2002年,仅开县和万州使用原料气就地脱硫供应,年气量在4800×104m3左右;2006年,原料气就地脱硫还供应邻水、华莹、开江等县城,年气量在10000×104m3以上。

(六)加强集输工艺水合物防治改造,冬季生产冻堵大幅度下降

随着2005年气矿天然气产量的迅猛增长,2005年集输系统处于高位运行,冬季生产遭遇频繁的天然气水合物堵塞。2005年11月至2006年3月,忠县、开县、万州、开江和梁平五个作业区共发生冰堵122次,清管通球391次,影响天然气产量近400×104m3,放空损失气量近26×104m3。为改善冬季生产的冻堵问题,气矿对水合物堵塞的主要站场进行了摸排,先后对池33井、峰15井、天东9井、凉风脱水站等进行工艺改造,通过增加防冻剂加注装置、增加分离器、拆除旁通管线和变径三通、增加电拌热带等方式,对站内易形成堵塞的部位进行了调整;同时通过调整防冻剂的加注周期,加大了水合物的防治力度,有效的改善了2006年水合物堵塞的情况。2006年水合物堵塞次数降低到47次,较2005年的122次下降61.5%,减少清管次数100次。

二)加大隐患源头的治理,提高了集输系统本质安全,确保安全运行。

(一)持续开展管道不安全建筑物治理,改善集输系统运行环境

“十五”期间,通过拆除或改线消除方式,气矿共消除集输管线上的不安全建

筑物576处。2006年年初对各单位剩余不安全建筑物进行了再次清理、核查,实际需要消除数量为786处。2006年,重庆气矿利用安全环保隐患治理专项费用等资金渠道完成207处违章建筑的消除。2007年分公司质量安全环保处下达违章建筑消除计划300处。

(二)加强腐蚀监测与防护,掌握集输系统动态

为及时掌握集输系统技术状态,重庆气矿通过安装腐蚀监测系统和对管道设备定点测厚的方式加强集输系统的腐蚀监测与防护工作。从2000年开始在生产场站安装腐蚀监测系统,以监测腐蚀速率、监测缓蚀剂的缓蚀效果、预测应力腐蚀和氢脆。其中,利用世界银行贷款项目在沙卧线、万卧线、讲渡线沿线站场共安装61个腐蚀监测点;在沙坪场气田天东31井、天东29井、月东1井三个井站安装国产腐蚀监测探针12套。腐蚀监测系统的安装,在集输管线上取得了部分数据,对管线的腐蚀介质和内腐蚀情况有了一定的了解。

为进一步掌握集输系统的腐蚀状况,在全矿范围内推行了生产设施定点测厚,对管道、设备定期定点进行监控,尽可能了解管道和站场工艺设施的腐蚀发生情况,建立了集输系统的长久监控机制。定点测厚点主要包括站场的进出站管线弯头、承压排污、放空承压管线、压力容器分离器、站内管道流向改变、发生涡流的部位三通、控制阀下游、计量管段上游直管段等。以峰15井等8口高含硫气井的定点监测为例,检测的851个点中,有效对比点566个(占总数的66%),其中壁厚减薄0.5mm 的点134个(占有效点总数的24%),发现异常点1处。说明定点测厚能有效反应管道、设备腐蚀的状况。通过定点测厚,各作业区掌握了管道易发生腐蚀的部位和目前管道存在的薄弱环节,加强了重点部位的监控和改造工作。

(三)积极推进管线完整性管理,科学有效的改善管网本质安全

气矿集输管网系统长期高位运行,安全运行风险很大。为降低地面系统管道运行的风险,气矿在积极推广管线完整性管理的理念,积极应用管道检测技术、缺陷评估技术和缺陷修复技术,并取得了一定成效。

(一)广泛使用管道内外检测技术,准确掌握管线的缺陷情况

气矿从1999年起采用漏磁智能检测的方式对达卧线进行了管线内检测,到2006年底已对包括万卧线、讲渡线、龙忠线在内的7条管线共509.3km进行了智能检测。至2007年9月,重庆气矿对所辖的达卧线、竹渠线、峰汝线、万卧线、讲渡线、龙忠线、渔讲复线、申倒线和卧渝线9条线22段管道共723.045km进行了几何检测;

对上述9条线19段管道603.597km进行了腐蚀检测。在检测管线中,共发现内、外腐蚀及焊缝缺陷81575处。其中内腐蚀缺陷55030处、外腐蚀缺陷22858处、焊缝缺陷2601处、磨损缺陷870处、沟槽缺陷216处。2007年还有10条15段共312.887km 的管线检测将在年内完成。2008年还将进行智能检测管线的范围扩大到DN200的管线,智能检测的力度逐年加大。

同时,在管线外防腐检测方面,2001年以来气矿采用DCVG、Pearson(皮尔逊)、PCM、A字架检测法共检测φ159以上的管道1583.934km(其中原料气管线1180.129km、净化气管线403.805km),累计检测出各类涂层缺陷计7935处。其中:缺陷较严重的A类有2089处,缺陷较大的B类2542处,缺陷较小的C类3091处;长段管道埋地浅、露管或整体绝缘涂层绝缘状况质量差的管段842处计12.194km。

管线内外检测技术的广泛使用,准确的摸清了集输系统主要管线的缺陷情况,为消除缺陷提供了良好基础。

(二)积极采用管道评价技术,准确对缺陷技术状况进行评估

根据管线内外检测结果,结合剩余强度评价的ASME B31G、BS7910、API 579标准和防腐层评价的SY/T0420、SY/T0414、SY/T5918标准,积极开展了管道缺陷的评价,对腐蚀程度20%以上或ERF大于0.95的腐蚀缺陷和焊缝缺陷必须采取修复或整改措施。以仅以讲渡线为例,根据管道智能检测结果,讲渡线共有1580处缺陷必须进行补强修复,其中焊缝需要进行补强修复的数量就达到1202条。

(三)稳妥采用管道缺陷修复技术,提高管线本质安全

为应对管道缺陷修复难题,开展了B型套筒、机械卡箍、环氧套筒、复合材料等修复方法的对比研究,并针对不同的复合材料修复方式进行了缺陷修复后的爆破试验,优选了修复技术和材料。根据管线缺陷情况,重庆气矿及时安排对管道中的缺陷进行了整改,确定了对腐蚀程度20%以上或ERF大于0.95的腐蚀缺和焊缝缺陷采用高强度复合材料APPW 进行管道补强修复,对腐蚀程度10—19%的外腐蚀缺陷采用热缩带进行加强级防腐绝缘修复,对腐蚀程度特别严重的管段进行换管的措施。2002年以来,重庆气矿共计更换管线94处、高强度复合材料补强修复2520处、绝缘层修复6841处。经过缺陷整改后,将达石段、竹福段的最大允许操作压力分别由5.18MPa、5.03MPa提高到6.20MPa;石竹段最大允许操作压力由4.43MPa提高到5.6MPa。讲渡线、渔讲复线、万卧线、龙忠线的缺陷修复极大的改善了管道的本质安全状况,确保了管道的安全运行。

在管线外防腐绝缘层修复方面,从2002年以来,气矿持续开展缺陷的修复工作。累计对外腐蚀严重的缺陷点采用高强度复合材料修复243处、用热缩带修复防腐绝缘层5668处、对腐蚀特别严重的管段进行换管共4处;其中,2006年高强度复合材料修复135处、用热缩带修复防腐绝缘层1387处、对腐蚀特别严重的管段进行换管共3处。绝缘层修复后管道的绝缘效果有了明显的改善,阴保电位测试显示,保护电位得到明显改善,有效控制了管线外腐蚀。以龙忠线绝缘层修复为例,龙忠线绝缘层修复以后,基本解决了37-54号桩绝缘层的漏电现象,保护电位得到极大提高,龙忠线保护率上升到100%(见龙忠线绝缘层修复前后电位对比图)。

图2 龙忠线绝缘层修复前后阴保电位缺陷图

图3 龙忠线绝缘层修复前后阴保电位缺陷图

(四)强化管线阴极保护管理,实施重点突破,积极控制管线外腐蚀

在大规模进行管线绝缘层检测和修复的同时,气矿加大了管线阴极保护的重点突破,强化了阴极保护管理。一是重点解决卧龙河地区管道阴极保护问题。卧龙河地区管线多,地下管网复杂,因建设时间差别大,许多管线的绝缘层破损、裸露现象较多,穿越、搭接现象相当严重。2004年12月,气矿组织对卧龙河大雷地区的集气总站、申垭口站等涉及的15条主要管道搭接情况进行了初步检测,15条管道累计探测出31处交叉、搭接疑点。2006年5月,根据卧龙河地区阴保现状专门立项进行,2006年底完成大修设计。目前已完成60%的大修整改工作量。二是加强对阴极保护附属设施的管理。加强测试桩的巡逻和检查,及时发现和修复因自然因素和人为原因损坏的测试桩,保证阴极保护测量值的准确和完整。三是加强对阴极防腐工的专业培训和阴极保护站员工阴极保护基础知识培训。

(五)开展站场的噪声治理,确保噪声治理有效达标

随着环保意识的增强,场站噪声对周边环境影响的问题越来越突出。气矿先后开展了天然气压缩机组的噪声治理和城区配气站的噪声治理工作。

重庆气矿压缩机噪声治理从上世纪80年代开始,先后经历了基本不治理、消声器局部治理(如黄葛增压站)、单机局部治理(如张家场、池6井、黄草峡站等)、单机密闭治理(如福成寨站)、机站整体治理(如双家坝、云和寨站等)五个阶段。目前主要是通过采用轻钢降噪房方式进行整体治理,治理后增压站厂界噪声可降至55dB(A)~65dB(A),基本达到了增压站厂界噪声治理的目标,较好的解决了油气田增压站增压机的噪声治理问题。目前气矿已完成对8座增压站噪声治理。

在城区配气站噪声治理方面,针对城区配气站的实际情况,主要从地面流程调整减少敏感站点的气量;选用低噪声设备;站内流程调整尽可能增加气流通道,降低流速;对主要噪声源采用吸、隔声装置等多种方式来降低城区配气站的噪音。通过对大石坝站的改造,该站噪声昼、夜间均达到《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)二类标准要求。

三)加大运转装置技术改造,确保装置安全稳定运行

(一)持续进行脱水装置技术改造,实现了装置“安、稳、长、满、优”运行“十五”期间,持续进行脱水装置的技术改造,累计对脱水装置实施技术改造10

余项。这一系统的技术改造,确保了脱水装置“安、稳、长、满、优”地运行。

通过拆除吸收塔顶层塔盘,释放脱水装置处理能力。拆除吸收塔顶层塔盘后,增加甘醇沉降段,提高了脱水装置单套处理能力,降低甘醇损耗,解决了局部地区脱水装置处理能力相对不足的问题。通过对罐6井50万脱水装置“拆除泡罩吸收塔第8层塔盘”试验,长期困扰装置的65×104m3/d处理量时跑醇严重的问题得以根本解决,在罐6井脱水装置的高限考核中,最高处理量达到了70×104m3/d。再如复1井脱水装置设计处理能力为80×104m3/d,设计处理高限为100×104m3/d,通过此项技术改造后,最高处理能力达110×104m3/d,年可增加处理天然气达3000×104m3/d 以上,为确保生产任务的完成做出了重要贡献。

改型过滤分离器滤芯,确保进天然气杂质的充分过滤。通过将进吸收塔前的过滤分离器滤芯改型,采用设计压差为0.015MPa、5um--10 um级、带金属内衬、多层纤维和滤布的过滤管,增加滤芯致密性和抗压差能力,然后将其端面密封改为单管密封,避免天然气短路,确保进吸收塔天然气杂质的充分过滤。

对尾气处理系统(特别是灼烧炉结构)进行改进,解决高含硫气质造成的环境和安全问题。2005、2006年,先后对汝溪站、凉风站、罐6井站等10座站的12套装置的灼烧炉进行了更换。将再生气进入灼烧炉的位置进行了改进,将再生气的入口位置(灼烧炉燃烧室低部)由原来的4.7m降至1.4m。新灼烧炉炉内温度得到大幅度提升,反应室温度保持在500-600℃,确保了再生尾气的充分反应。

优化三甘醇再生流程,解决三甘醇贫富液换热不充分和再生气温度过低的问题。2006年对大竹脱水站两套150×104m3/d脱水的三甘醇再生流程进行了改造。将甘醇贫液缓冲罐分成两级,富液先进入低温区换热后,进入闪蒸罐的温度达到60℃以上,比改造前增加20℃左右,闪蒸效果明显提高。同时取消了富甘醇在精馏柱顶的换热过程,减少了精馏柱顶由于换热造成的热量损失,脱水装置在改造后精馏柱顶温度比改造前有较大提高,精馏柱顶温能够达到100℃左右,减少了精馏柱内水蒸气的冷凝回流,从而减少重沸器的负荷,降低能耗。以大竹站脱II为例,2005年4、5月天然气消耗量分别为8828m3和10090m3,优化三甘醇再生流程后,2007年同期天然气消耗量分别为5528m3和6416m3,天然气消耗量较改造前减少了35%以上。

(二)加强增压设备薄弱环节分析,增压机组故障及本质安全管理取得实效。

在增压设备故障管理方面转变观念,坚持系统分析、抓住本质、控制关键。通过对气阀、混合阀的故障原因分类分析,在气阀形式、混合阀阀片及弹簧等气阀、

混合阀的工况适应性方面进行了改造,气矿增压故障停机管理取得显著成效,机组故障停机次数逐年大幅降低。重庆气矿各类增压机组月平均故障停机2006年比2005年下降61%(05年397次);2007年比2006年下降48.8%。

卧龙河、福成寨、张家场等老气田机组及其压力容器已经生产运行10-20年,安全系数降低、安全可靠性差,增压设备本质安全管理方面存在薄弱环节。重庆气矿已通过开展压缩机组关键应力集中部件及附属工艺管路、压力容器作2~3年一次的无损检测和评价。如:2006年对56台机组的工艺管路、关键应力集中部件的无损检测中,共发现有安全隐患机组10台,通过及时更换整改,确保机组安全平稳运行。

按照“先预检、再设计、实施”的工作思路,通过“修前预检”,能够全面掌握机组及附属设备、系统的精度、磨损老化情况、工作性能、本质缺陷等信息,提高大修针对性,大修质量控制更切实有效,大修周期取得显著缩短:由2005年的平均112天缩短为67天。根据预检结果明确出需要提前测绘加工、订货的零部件,明确出需要进行技术改造的系统,明确出需要精度调整恢复的大件,明确出需要提前外委制造周期较长的压力容器等工作内容。

四)大力推广和应用新技术、新工艺,提高集输工艺技术与管理水平(一)自动控制设施和SCADA系统的广泛应用,推进了地面集输工艺技术和安全水平

自大天池构造带SCADA系统投运以来,重庆气矿率先在分公司内应用SCADA 系统。大天池构造带SCADA系统与重庆输气管网SCADA系统实现网络互连后,组成大型广域网络SCADA系统——重庆气矿SCADA系统。随着SCADA系统的引入,自动控制观念也逐渐深入人心,各种温度、压力、液位变送器/传感器,电动、气动执行器,井口安全截断阀等自动控制仪表和设备在气矿范围内大量使用。截止2006年底,气矿共有XX站进入SCADA系统,另有XX站实现了自动控制,井口安全系统共计68套,气液联动球阀46台,电动阀XX只。

众多自动控制设施设备和SCADA系统的使用,实现了天然气生产数据的实时采集、监视以及远程控制。尤其自动控制设施设备在天然气脱水站和增压站的使用,能实现对部分人工操作不能控制或控制困难的工艺参数的稳定控制。

自动控制设施和SCADA系统的广泛应用地面集输工艺技术水平得到了明显提高。应急情况下地面系统的反应能力和反应速度也大大提高,地面系统的安全保障能力也大大增强。同时也提高了效率,降低了员工的劳动强度,减少了人员配置。

(二)应用管网仿真模拟,优化调整局部管网,提高管网气质变化的预见性。

“十五”期间,为适应气矿快速上产的要求,利用管道仿真系统软件,建立卧龙河地区及相关气田原料气和净化气管网仿真模型,结合实际生产数据进行模拟计算,对卧龙河地区及相关气田原料气、净化气输配管网系统的管道进行预测调配仿真计算和适宜性分析,提出了卧龙河地区及其相关气田管网的优化调整方案和气量调配方案建议。

为适应二、三叠系高含硫天然气逐步增加的的气质气量调配,气矿利用管网仿真技术开展了天然气气质变化预测系统研究,提升重庆气矿天然气管网系统运行管理水平,实现管网的安全运行、合理输配,满足净化厂气质要求及重要用户的有效供给,为气矿天然气调配提供科学依据,为管线安全、高效运行提供决策支持。

(三)强化机组状态检测,改造机组控制系统,确保控制可靠

通过配置一系列设备状态检测仪器,例如振动频谱分析仪、油品分析仪、红外测温仪、机械听诊仪、噪声检测计等,加强了增压设备状态检测,建立压缩机组运行状态动态监测制度,推行设备状态检测和故障诊断技术。为状态修理和实施技术改造提供依据,摸索机组运行状态边界条件。通过推行润滑油油品分析及检测技术,由过去按期换油变为按质更换,每年约节约润滑油换油量30%。

通过借鉴SCADA系统、脱水站站控系统建设、维护管理经验,深入认识增压站控制系统的风险,对机组控制系统在控制逻辑、信号监控及相关工艺系统控制等方面进行了全面改造。2005年开始,对张家场、福成寨、池6井、卧南站(7台)、黄葛、黄草峡6座增压站30台机组自控部分进行改造,采用PLC/RTU+ESD集中监控;对卧南站470机组、卧北站共8台机组进行燃料气、点火系统切断控制改造,并同时对站场集输部分进行工艺改造,使增压站自动化控制更加安全可靠。

改造后控制系统实现了燃料气切断+点火系统切断双控,紧急停车按钮分区设置,停车执行机构独立受控,确保控制“一招制胜”。所有运行参数在现场仪表、上位计算机检测显示数据最大误差在1.5%内,PLC/RTU和ESD系统能够在3.2s~4.2s

很短时间内实现机组自身和工艺区至机组段燃料气的切断和放空,点火系统在0.1s 内切断。通过跟踪和统计分析大量检测、运行数据,增压设备状态管理获得新认识,如:振动检测改为模拟量输出,通过对振动参数的分析,制定出适合于整体式天然气压缩机的振动标准(ZTY265机组设为超过6mm/s报警,ZTY440机组设为超过8mm/s 报警),为控制机组大修和维护质量提供依据。

(四)优化集输工艺,使用高压集气管线,简化集输工艺流程

按照“流程集约简化,投资经济合理”的思想,为加快上产步伐,节约建设投资,缩短建设周期,盘活人力资源,气矿“十五”期间在地面产能建设中,对具备条件的气井,采用建高压采气管线+井安系统的方式,将天然气输送至相邻井站进行节流、分离、计量,建设无人职守井。与常规单井地面集输工程相比,取消了单井站的放空、排污系统、总图、房建以及配套工程。这种方式既节约了投资,缩短了建设周期,加快了气矿产能的迅速发挥;又不增加定员,减少了今后的生产与管理成本。截至2007年9月,气矿在麦南、五百梯、高峰场、沙坪场等气田的新建产能中建设无人职守井12口,采气管线37.2km。

(五)开展老气田集输系统优化简化工作

气田进入开发后期,地层压力下降,气井井口压力与产量降低,井口压力低于站场工艺、集输管线的设计压力。部分老气田气井井口压力已经低于1Mpa,远远低于系统的设计压力和目前所能承受的压力,运行风险逐步降低。气田原有的老气田地面集输系统和生产管理模式已不适应气田生产实际的需要,在满足安全生产的前提下,按经济实用的原则进行地面工艺简化和配套改造,以降低井站的人工工作量。

老气田地面集输系统的按照“安全生产、节能降耗、生产管理模式调整”为指导思想进行调整,其主要内容包括:对后期气田气井进行降阻改造,拆除停用设备(如安全阀、井口安全截断系统、计量装置),根据气井产水情况改造分离器排污,调整计量装置等。以工艺技术的简化和管理的优化实现现有人力资源的合理配置和节能降耗、降低成本及提高安全保障能力的目标。

(六)推广应用氮气置换,提高施工碰口作业的安全性

2005、2006年以来,由于气矿管网长期高位运行,净化厂停产检修期间停气施工作业安排非常频繁。2005全年气矿在检修期间组织并安全完成停气碰头106次,完成较大的停气碰头工作40多次,大型站场改造与设备检修25次;2006年完成大型停气碰头工作46个,大型站场改造与设备检修32次。为确保停气碰口工作的安全进行,气矿广泛应用了氮气置换措施,严格要求对天然气管道的动火作业必须采用氮气置换,并从置换速度、检测效果上进行了规定,确保了施工碰口作业的安全。

(七)推广井站无损检测技术,确保重要集输气站场的安全

为掌握主要集输站场管线设备的安全状况,在分公司支持下,气矿在2007年开展对七桥站、讲治站、南雅站、大竹站、卧龙河集气总站等5个主要大站开展了站

场无损检测工作。检测主要采用超声导波LRUT检测技术和设备、焊缝的C扫描、TOFD 检测技术快速对长距离(站场现场情况下3-15米)检测范围内管壁做到100%检测。目前已完成七桥、讲治、南雅、大竹站的检测工作,卧龙河集气总站检测工作正在进行。已完成的四个站共检测管道5077m,压力容器473m2,焊缝长度2931m。已提交检测报告的七桥、讲治站共发现管线体积缺陷7处,母材缺欠8处(母材分层),焊缝缺陷36处。通过对检测结果的分析验证,初步确定了对母材质量分级为V级的缺欠进行监控并适时进行修复处理;对焊缝质量分级为Ⅱ级以上的缺陷进行加强修复处理;对管道腐蚀深度在20%以上的缺陷进行加强修复处理的方案。

站场设备、管线无损检测工作的开展,开辟了了解掌握站场设备本体状况的新途径,为缺陷的监控和修理提供了依据。

四、“十一五”地面集输工艺技术面临的挑战及对策

一)十一五”地面集输工艺技术面临的挑战

“十五”期间和“十一五”头两年,重庆气矿主要依靠调整老气田井网和滚动勘探寻求产能补充和天然气产量持续增长。在2008-2010年气矿在资源逐年下降、储采比呈递减的趋势、综合递减率逐年加大的必然局面,重庆气矿产能不足成为主要矛盾,开发形势非常严峻。在此种形势下,展望“十一五”,重庆气矿地面集输工艺系统面对产量、安全、平稳输供和节能降耗等方面的要求也越来越高,给地面集输工艺提出了新的挑战。

(一)中后期气田大量增加对地面集输工艺带来的考验

由于前几年气田超定产生产现象严重,2007年高峰场、大天池五百梯将结束自然稳产进入增压稳产阶段;2008年将有大天池龙门、高都铺、铜锣峡、七里峡的檀木场、西河口、大池干的磨盘场、麦南等气田结束自然稳产进入增压生产。根据预测2007年至2010年间,气矿在目前12个气田进行增压开采的基础上,气矿还将有大天池等6个气田11个区块(气藏)生产压力陆续平输压,必须进行增压开采。这些气田的产量规模将保持1183×104m3/d。气矿增压设备及增压处理气量将会迅速扩大,到2010年,增压生产气量将占总生产气量的70.3%。为适应气田的中后期开发,需要开展配套技术:

1. 低压、低产后期气田地面集输工艺流程优化

在满足安全生产的前提下,按经济实用为原则,以技术提高为支撑进行地面工艺简化和配套改造。在工艺上,对后期气田单井站实施水套炉降阻改造;分离器自

动排液或气水混输方式;单井计量装置拆除,采用集中轮换计量,气田总计量;泡排作业摸索泡排泵自动启停加注,集中消泡。对后期气田集气站调整为中心站实现单井集气,单井气量轮流计量,中心站集气总计量;停用设备拆除的简化措施。

在技术上,提高井站自动化水平,广泛使用传感器、变送器,变就地监控为远程监控,变手动为电动,降低员工劳动强度,提高效率,优化人力资源。

2.降低输压提高采收率

张家场、福成寨、卧龙河等后期气田考虑到压力较低,增压开采压比较高,机组本身运行性能将大大降低,能耗大,开采成本增加。从部分气田数模预测情况看,输压0.5MPa比2MPa的采收率要提高近4%左右,因此降低输压是提高气田采收率的有效途径。后期气田可以结合目前重庆气矿地面集输系统的运行现状、周边地区用气情况,采取就地脱硫、就地利用的方式降低地面集输系统的压力。对硫化氢含量超标的可以集中在某处修建脱硫装置,就地销售或输入就近净化气大管线;或是就地销售给地方脱硫厂或委托其净化生产,解决气田后期增压的天然气生产的出路问题,降低增压机组的负荷。

3.研究发展液相氧化还原脱硫技术,加快含硫天然气的就地利用

固体脱硫技术适用于潜硫量小于100kg/d的边远分散井脱硫,但开展后期气田的但天然气的就地利用固体脱硫技术成本高,且废脱硫剂不能重复利用。分公司天然气研究院研究开发了络合铁法液相氧化还原脱硫法,并经过常规工艺流程的工业试验。应当进一步完善相关液相氧化还原脱硫技术,以满足潜硫量较小(1~3)t/d的天然气净化问题,在中后期气田加快含硫天然气的就地利用。

4.增压开采机组适应性问题

卧龙河、张家场、福成寨等后期增压开采气田已接近衰竭开采期。产量、井口压力不断下降,压比增大,压缩排温升高,接近安全运行的极限进机压力,机组工况适应性问题已较为突出。需要大力开展气田后期增压开采适应性调整。从优化调整压缩机组压缩缸、气阀着手提高机组对较低的进机压力的适应性。同时,针对气矿增压生产气量越来越大的情况,为增强增压站的抗风险能力,避免机组大修或故障造成的生产影响,适当增加备用撬装移动式机组,适时调配,实现增压开采稳定进行。

5.机组评估及更新循环

重庆气矿有1988建成投产的压缩机组6台。到目前为止已运行近20年,接近

增压设备使用寿命20~25年。截止到2007年6月,气矿增压机组单机最高累计运行超过8.4万小时。因机组老化,精度及性能下降,造成安全运行风险高,大修维护工作量大。需要根据增压机组目前使用、运行、维修情况,开展老气田增压机组技术更新论证,用技术先进、效率高、能耗少、环保好的新型增压机组,逐步替换技术性能落后又无法修复改造或者修理、改造不经济的老设备,大幅度地提高增压机组运行安全性和经济性,提高设备运行率;或者将更换下来的机组利用到压力低、压比低的增压流程上,以降低安全风险。

(二)推进管道完整性管理任重而道远

随着管道运行时间的延长以及管道本质状况、运行条件、周边环境等的变化,如何识别和评估这些不断变化的风险因素,制定和调整相应的风险控制对策,确保管道系统的完整性,降低管道运营的风险,实现无事故运行成为管道工业的最终目标。综合、系统、全面的完整性管理程序,将有助于我们实现这一目标。管道的完整性是指:

1)管道始终处于安全可靠的工作状态;

2)管道在物理上和功能上是完整的,管道处于受控状态;

3)管道运营公司不断采取行动防止管道事故的发生;

4)管道完整性与管道的设计、施工、运行、维护、检修和管理的各个过程是密切相关的;

管道完整性管理的实质就是:对管道系统不断变化的安全风险因素进行评价,并对相应的安全维护活动作出调整。通过对管道运营中面临的风险因素进行识别和技术评价,对相应的安全维护活动进行调整,采取相应的风险控制措施,将管道运营的风险水平控制在合理的、可接受的范围内。

国内在20实际90年代中后期逐渐引入并接受管道完整性管理理念,气矿也在同一时期开展了管道智能检测技术、缺陷评估和修复技术、风险评价技术的研究和应用,取得了一些成果。气矿在《重庆气矿集输气管道管理办法》中也将管道完整性管理作为重要内容。但在基础工作和配套技术手段方面距离管道完整性管理仍有较大的差距。主要体现在:

完整性管理技术还需进一步深入。完整性管理是一个不断循环更新的过程。虽然气矿已经开展了漏磁检测、缺陷评估和修复工作,但这些工作都重在总结、评价过去,还未有效的进行系统整合,还未在已完成的工作上开展数据更新和风险再评价。

缺乏有效手段对现存的安全隐患和管道运行风险点进行查找、辨别、控制和预防。比如,达卧线在1999年进行智能检测和评价修复后,随着管线的持续运行,周边地区环境状况不断变化,管线本体情况的数据都还需要重新掌握,对管线情况进行重新评估。此外,还很少应用其它有效的监测技术(除内外腐蚀外,还有线路监测,地质位移监测,外防腐层状况监测,泄漏监测等)、评价技术(如针对在役管道的地质灾害评估)。

管理模式有待进一步理顺。在分公司范围内,输气处长输管道检测中心长期从事管道完整性管理的研究,已经在分公司内走在了前面。重庆气矿引入完整性管理理念相对较晚,对完整性管理的认识还有待加强。虽然工艺研究所在智能检测上已有多年的经验,但仍需完善专业技术机构。

气矿管道完整性管理还需在以下方面进行加强和完善:

(一)完善完整性管理体系文件

根据股份公司编制的《完整性管理体系文件》、分公司编制的《完整性管理体系文件》编制气矿相关文件体系,完善管理总册以及包含数据的收集和整合,管道风险评价技术,完整性检测、监测、评价技术,天然气管道修复技术,管道地质灾害识别与评估技术在内的管理分册。制定完整性管理的程序控制文件和作业文件。

(二)加强完整性管理配套技术的研究和应用

对于在完整性管理实施过程中所要用到的监测、检测及评价等配套技术,还需要不断的研究应用和完善,包括:

1、完整性监测技术包括:内外腐蚀监测,线路监测,地质位移监测,运行参数监测,气质监测,外防腐层状况监测,泄漏监测,站场设施的监测等。

2、检测技术;包括内检测、外检测技术,以及新技术的引进和采用。对于一些常规的检测技术可以推广到各二级单位用于日常的定期检测和维护,以利于及时发现问题并改进,例如防腐层破损检测、阴极保护检测等。

3、评价技术:包括风险评价技术,缺陷适用性评价技术,地质灾害评价技术等。

4、修复技术:包括腐蚀缺陷、焊缝缺陷、机械损伤、凹陷、防腐层缺陷等各类缺陷的临时和永久修复技术。

(三)建立完整性管理信息系统

结合分公司正在进行的管道测绘项目,基于GIS平台开发的统一建立的软件系统,使管道数据信息有机整合在一起。同时作到数据信息的共享,为完整性管理的

实施搭建应用平台。基于GIS的软件系统应当支持GIS数据结构设计数据库,能与现有的监控与数据采集系统(SCADA)、企业资产管理系统、企业信息门户(EIP)、办公自动化系统(OA)接口,科研管理系统以及其它应用系统进行接口,数据输入模块的功能应支持遥感技术、GPS技术等,具备完整性管理数据的采集、管道分段、风险分析与评价、制定完整性管理方案、完整性管理方案比较分析、完整性管理事故信息管理、完整性管理文件的管理等功能。管道完整性管理最终要采用IT技术实现可视化、数字化的管理。

(四)强化完整性管理理念,推进完整性管理的机构建立

加强管道风险评价、完整性管理专业人员技能的培训,强化完整性管理理念、流程和实施方法的培训,确保一批具备相关专业管理知识和技术知识的人员从事研究和实施完整性管理。在此基础上加大完整性管理的实践力度,逐步推进气矿完整性管理机构的建立。

(三)净化能力增加对地面系统的优化运行和管理

随着石河厂将在2008年4月建成,万州净化厂在2008年底建成,加上规划中的龙门调峰净化厂,川东地区天然气净化装置的净化能力将快速上升。在脱水能力备用不足,增压开采持续增加,管网不适应性增多的情况下,净化厂检修对川东原料气影响减少,净化厂检修期间原料气的调配将更加灵活,基本不需要对上游原料气压产配合检修。地面管网与设备的停产检修必将成为影响生产的主要因素。地面集输系统中增压、脱水装置在正常生产中重要性的增加,输气管网的复杂化、网络化大,面对如此庞大的地面集输系统,必须考虑区域性增压、脱水装置的生产能力适应性问题和备用问题,通过优化地面管网,强化天然气管道系统分析,确保管网优化运行、提高供气的保障性。

1.区域性脱水、增压装置生产能力适应性

对有条件的区域(如文星站-大竹站、金山站-讲治站)要通过调整实现脱水装置的互倒。目前不具备条件的,要提前开展适应性分析论证的前期工作,适时开展区域性的适应性改造,确保今后脱水、增压装置检修期间少影响甚至不影响气量。

2.调整优化净化气管网。

主城区的主供气管道卧渝线存在多处隐患,特别是两路-九宫庙段在主城区内穿过,沿线大型建筑众多、人口密集,所带来的安全问题与配气站噪声问题难以解决。利用石河、万州、调峰净化厂建设后各净化厂处理负荷下降,北内环、南坝-

石桥、渠县-石桥管道建设,提前开展净化厂降压运行,净化气就地直供的适应性改造论证。通过峡渝线改造,巴渝线烟坡进气等管网调整,对供主城区管网进行调整,建立高压环线,降低卧渝线运行压力,解决主城区管网安全与噪声问题,更有效保障地方平稳用气。

3.加强管网工艺系统和应急状态分析,提高管网运行的预见性

气矿一直重视管网的工艺和应急分析,但因川东地区长期处于净化能力不足的局面,以往分析主要集中在几个大的输气干线上。川东地区净化装置的扩容建设后,净化能力将大于产气能力,原料气的调配将更加灵活。管网的流向、流量和压力变化将更多。需要将原有以五大干线为主的管网结构模型进行扩充,将次级管线引入,采用多方案对比,完善可靠的管网结构模型和水力模型,以指导管网的高效运行。

4.应用不停输封堵改线技术,减少施工碰头对气量的影响。

近年来由于生产任务的增加,地面集输系统的高位运行,地面系统的停气施工集中安排在净化厂检修期间。川东地区脱硫扩容以后,净化能力有了一定富余,地面系统的停气检修将极大的影响天然气产量的完成。为此有必要应用不停输封堵技术,以减少施工碰头对气量的影响。2008年安排龙忠线、讲渡线、卧渝线进行改线碰头,其中龙忠线输气量340×104m3/d,讲渡线卧渡段输量380×104m3/d,卧渝线输量200×104m3/d。以每条管线碰口1次,管线碰口36小时计,将多输送天然气1380×104m3,同时减少放空量约180×104m3,具有明显的经济效益。

(四)高含硫气井的地面集输工艺配套技术

重庆气矿目前已投产H2S含量在30g/m3的气井37口,除卧龙河气田28口高含硫气井投产时间长,压力低,产量小外,五百梯气田天东53、72、74井、天东002-11井、天东021-3井,龙门气田天东109井、天东5-1井,高峰场气田峰15井都是投产时间不长的高含硫气井。其中,峰15井、天东109井、天东5-1井等H2S含量都在100g/m3以上。根据气矿二、三叠系滚动勘探成果,高峰场飞仙关气藏等仍有相当数量的滚动勘探井要实施。高含硫气井的地面集输工艺配套技术仍须进一步深化,包括:

高含硫气井集输工艺成套技术的研究

针对高含硫气井在气井分布、气质条件、进管网的位置等各方面的特点,开展高含硫气井集输工艺成套技术的研究。主要的工艺包括:高含硫气液混输输送工艺、高含硫分子筛脱水输送工艺;污水处理及密闭输送、气田水回注成套技术等。

●元素硫沉积规律、抑制及消除技术

在高含硫气井的开发过程中,由于温度和压力的变化,可能会导致元素硫在井筒、井口以及地面集输管线等处沉积,并引起堵塞。气矿峰15井的生产中就多次在分离器处出现硫沉积堵塞。此外,沉积的元素硫在与H

2

S的相互作用下,还会加剧采输系统的腐蚀,尤其是局部腐蚀会变得非常严重。因此,必须开展高硫气井元素硫沉积规律、抑制及消除方法的研究,同时应在生产运行中进一步跟踪和监测系统产生硫沉积的情况,优化防止硫沉积措施。

●高酸性气田(高H2S、CO2腐蚀环境)专用缓蚀剂研制

目前,国外高酸性天然气的集输广泛使用“碳钢+缓蚀剂”防腐工艺方案,方案的关键是管材的抗硫性能和缓蚀剂的缓蚀效果。因此,必须进一步开展适合于高酸

性气田高H

2S、CO

2

腐蚀环境下的缓蚀剂,并建立配套的缓蚀剂加注工艺(包括加注量、

加注周期等)、有效性监测等技术。

●高含硫气井的自控安全保护

高含硫气井中自动控制系统的合理设置,系统的可靠性、有效性在气田集气的安全生产中起着至关重要的作用。在高含硫气田安全保护系统(ESD)的正确设计、安全等级的确定、井口地面安全切断装置中切断阀的不同设置、切断阀响应时间的要求、井口安全紧急放空系统的有效使用、提高安全系统可用性的措施以及怎样利用相关信息判断获得真实的联锁动作信息、站场可燃气体及酸气泄漏的检测、站场ESD与气田整体ESD的关系等问题的合理解决使高含硫气井安全生产管理水平、生产控制水平提高到了一个新的高度。

(五)节能降耗仍有很大的潜力

1.增压机

增压机组燃气消耗率对后期运行的成本影响相当大。据2006年工程年报计算,气矿整体式机组平均燃气消耗率是0.45 Nm3/KW·h,以一台470KW机组最大燃气消耗率0.37 Nm3/KW·h比较,则相差了0.08Nm3/KW·h,若运行时间1年,理论上多耗燃气达0.08×470×24×330=29.78×104m3,价格上1m3天然气费用计1.2元,即一年运行费用差为29.78×1.2=35.74万元。所以,需要重点加强对增压机组运行参数内涵的深入认识,对压缩机组运行节能方面进行分析评价,从影响机组燃气耗率的调速系统、气阀类型、确保发动机热效率的恒温阀等方面着手分析,进行技术改造,降低增压设备运行消耗。

工业控制的应用现状和发展趋势

现代工业控制总线的发展趋势 前言 随着计算机、通信、自动控制、微电子等技术的发展,大量智能控制芯片和智能传感器的不断出现,以及在传感器、通信和计算机领域所取得的巨大成就使人们对系统综合性能尤其是安全性能提出了越来越高的要求:希望能对系统设备的工作状况进行实时监测和控制,并在此基础上实现设备的智能维护。对企业自动化设备而言,对其工作状况进行远程监测和控制,不仅可方便设备管理者随时了解设备工作状态,设备出现异常时主动报警,便于及时维修,还可拓宽设备服务范围,提高工作性能,延长使用寿命。这一目标的实现对控制网络在开放性、互连性、分散性等方面提出了更高要求。 一分散控制系统(DCS) 当前工业控制计算机的应用范围仍以大系统、分散对象、连续生产过程(如冶金、石化、电力)为主,采用分布式系统结构的分散控制系统仍在发展。由于开放结构和集成技术的发展,进一步扩展了大型分散控制系统的应用。 1. 应用现状 DCS自1975年问世以来,大约有3次比较大的变革,70年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的,由各DCS厂家自己开发并没有动态流程图,通信网络基本上是轮询方式;80年代通信网络较多使用令牌方式;90年代操作站出现了通用系统,90年代末通信网络有的部分遵循TCP/IP协议,有的开始采用以太网。20多年来,DCS已广泛应用于各工业领域并趋于成熟,成为工业控制系统的主流。 虽以现场总线为基础的FCS发展很快,最终将取代传统DCS,但其发展仍面临一些问题,如统一标准、仪表智能化等。而传统控制系统的维护和改造还需DCS,因此FCS完全取代传统DCS尚有较长过程。现DCS的新产品的特点为:系统开放、管控一体化及带有先进控制软件,DCS生产厂家也从事FCS的研发、生产和推广应用。

工业控制系统信息安全自查表

附件 工业控制系统信息安全自查表 填表说明 一、组成结构 本表包含三个分表: (1)工业控制系统信息安全检查情况汇总表 (2)工业控制系统运营单位基本情况表 (3)工业控制系统信息安全自查表 二、填写对象 各分表填写责任人如下: (1)工业控制系统信息安全检查情况汇总表:由各地经济和信息化主管部门指定专人负责汇总填写。 (2)工业控制系统运营单位基本情况表:由各工业控制系统运营单位指定专人负责填写。 (3)工业控制系统信息安全自查表:由工业控制系统运营单位的各工业控制系统负责人填写。

表1 工业控制系统信息安全检查情况汇总表

1 重要工业控制系统是指与国家安全、国家经济安全、国计民生紧密相关的,如钢铁、有色、化工、装备制造、电子信息、核设施、石油石化、电力、天然气、水利枢纽、环境保护、铁路、城市轨道交通、民航、城市供水供气供热等工业生产领域中的工业控制系统。 2 工业主机是指工业生产控制各业务环节涉及组态、操作、监控、数据采集与存储等功能的主机设备载体,包括工程师站、操作员站、历史站等。

表2 工业控制系统运营单位基本情况表

注1:工控系统基本情况可另附表说明。 注2:此处工业控制系统的划分原则为1)具体的完整的工业控制系统:以企业工业自动化生产过程为基础,属于企业的一个自动化生产全过程或一个工业自动化生产装置;或者是2)工业控制系统中相对独立的一部分:以企业工业自动化生产过程的局部环节为基础,属于企业的一个自动化生产全过程或一个工业自动化生产装置的工业控制系统中的相对独立的且物理边界清晰的某个安全区域或通信网络。 1 按照《国民经济行业分类》(GB/T4745-2011)规定填写。 2 按照《事业单位登记管理暂行条例》登记的,为社会公益目的、由国家机关举办或者其他组织组织利用国有资产举办的,从事教育、科技、文化、卫生等活动的社会服务组织。 3 按照《中华人民共和国企业法人登记管理条例》登记注册的三类经济组织:(1)全部资产归国家所有的(非公司制)国有企业;(2)全部资产归国家所有的国有独资有限责任公司;(3)由国有资本占控制地位的有限责任公司和股份有限公司,此处称国有控股公司。 4 包括港、澳、台资本和其他地区外资资本投资设立的独资或控股的独资公司、有限责任公司和股份有限公司。

广东省工业企业技术改造备案系统

广东省技术改造监测系统用户使用手册

目录 第一章引言 (5) §1.1 背景说明 (5) §1.2 建设内容 (5) §1.3 系统特点 (6) 第二章系统介绍 (7) §2.1 系统介绍 (7) §2.2 功能简介 (7) 第三章系统登录及退出 (12) §3.1 系统登录 (12) §3.2 用户工作台 (13) §3.3 系统退出 (16) §3.4 忘记密码 (16) 第四章企业管理 (18) §4.1 用户注册 (18) §4.2 注册审核 (19) §4.3 企业信息管理 (20) 4.3.1 注册审核通过 (20) 4.3.2 注册审核不通过 (21) 4.3.3 修改密码 (22) 第五章项目备案管理 (24) §5.1 备案申请 (24) 5.1.1 填写申请表单 (25) 5.1.2 保存或提交申请表 (26) 5.1.3 打印备案承诺声明 (27) 5.1.4 查询申报进度 (28) §5.2 备案审核 (28) 5.2.1 进入审核表单 (28) 5.2.2 备案审核 (30) 5.2.3 查看办理过程 (31) §5.3 备案证管理 (32) §5.4 代办备案申报 (34) §5.5 备案变更 (35)

5.5.1 新增 (35) 5.5.2 修改 (37) 5.5.3 查询 (37) 5.5.4 变更审核 (38) 5.5.5 变更函管理 (40) §5.6 备案注销 (40) 5.6.1 新增 (40) 5.6.2 修改 (42) 5.6.3 查询 (42) 5.6.4 注销审核 (43) §5.7 项目征集 (44) 5.7.1 征集申请 (44) 5.7.2 征集审核 (45) 第六章项目实施跟踪 (47) §6.1 开工告知 (47) 6.1.1 进入列表 (47) 6.1.2 新增并提交 (48) §6.2 进度计划、监督提醒 (49) §6.3 进度报告 (50) 6.3.1 进入列表 (50) 6.3.2 填写并提交 (51) §6.4 完工申请 (52) 6.4.1 完工评价申请 (53) §6.5 目录核定 (54) §6.6 “规上企业”核定 (55) §6.7 完工评价 (56) §6.8 完工审核 (58) 第七章事后奖补 (60) §7.1 奖励申报 (61) 7.1.1 填写事后奖补申请 (61) 7.1.2 提交奖补申请 (63) §7.2 属地审核 (63) §7.3 属地复核 (66) 7.3.1 财政部门复核 (66) 7.3.2 税务部门复核 (67) §7.4 结束奖励申报 (69)

世界的科技成果在这里展示

世界的科技成果在这里展示,人类的文明进步在这里汇聚……这是一次全球关注的盛会,这是一次全世界共同交流发展的平台,以“城市,让生活更美好”为主题的上海世博会,此刻,正在以更加开放、更加包容、更加人性的姿态,接纳着四海的宾朋。当然,对于在中国举办的这一次历史性的盛会,对于伟大的中国民族来说,有着非同寻常的意义。 其一、世博会让中华儿女的民族自豪感更加强烈。世博会之所以会选择中国,这充分体现了对于中国近年来文明进步的充分肯定。的确,这些年来,伟大的中华儿女始终在为了人类的文明进步而进行着不懈的努力,无论是党中央、国务院的高度关注,还是广大群众的万众一心,都让我们见证了中国的发展脚步。而这一次,世博会在上海的举办,无疑会让中华儿女的爱国之情更加高涨。 其二、世博会对于推进中国的发展会起到巨大激励。不可否认,这些年来,我们国家在经济社会等各项事业中取得了长足的发展,然而,面对全球先进的科学技术与文明成果,我们不得不清醒地认识到,我们仍然有很长的路要走,我们仍然需要付出更多的努力。而通过世博会这样的平台,我们在感知世界先进技术的同时,必须要进一步发奋图强,为了更大的文明成果而努力。 其三、世博会让中华儿女在家门口实现畅游世界之梦。说心里话,生活当中,在太多人的内心深处,都有着一个环游世界的梦想。然而,在现实梦想,这样的愿望似乎是那么的遥不可及。如今,通过在上海举办的世博会,我们可以了却心中的这份愿望,走进不同国家的展馆,感受国家的文化、建筑、风土人情等,毫无疑问,参观世博会应当是一个美好的心灵之旅。 其四、世博会让世界人民更加真切地感受中国文明。这些年来,随着经济社会等各项事业的迅猛发展,以及中华民族在国际社会中敢于担当的大国风范,我们国家在国际社会中的地位越来越高。而通过上海世博会,能够让全世界的人们能够更好地感受中国的发展,能够体会中国的文明,从而吸引更多的人们到我们国家来投资创业,实现合作共赢

工业设备控制系统选型分析

【76】 第33卷 第10期 2011-10(上) 工业设备控制系统选型分析 Model selection of industrial control system 肖中华1,杜永昌 2,夏怀成1,王振峰 1 XIAO Zhong-hua 1, DU Y ong-chang 2, XIA Huai-cheng 1, WANG Zhen-feng 1 (1.燕山大学 车辆与能源学院,秦皇岛 066004;2.清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084)摘 要:工业控制系统对工业设备实现自动化、智能化起到了极其重要作用。对于工业控制系统的两种主要形式:工控计算机控制系统和嵌入式工控系统,分别从硬件、操作系统和应用软件等方面进行了对比,分析了它们各自的优缺点和使用场合。 关键词:工业控制系统;工控计算机;嵌入式系统 中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2011)10(上)-0076-03Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.10(上).24 收稿日期:2011-07-03 作者简介:肖中华(1986 -),男,硕士,主要从事车用减振器在线集成制造技术及专用设备的研究与开发。0 引言 现代工业生产系统规模越来越大,生产环节内部以及各个环节之间的协作要求也越来越复杂,工业控制技术作为20世纪最重要的现代工业技术之一被广泛应用,利用该技术组成的工业控制系统使工业生产过程的生产质量和效率有明显的提高。自上世纪八十年代以来,工业控制系统走过了从模拟控制向数字控制、从单机控制向综合控制、从集中控制向分布控制和从简单逻辑控制向智能控制的发展道路。 就具体的工业生产设备而言,其控制器可分为可编程序控制器(PLC )、工控计算机控制系统和嵌入式系统等几种。 最早出现,也是应用最多的控制器是PLC ,它可以顺序执行用户编制的包含逻辑运算、顺序控制、定时、计数等操作指令的程序,并通过输入和输出操作来控制生产设备的运行。现代的PLC 已经非常成熟,其功能也不断提高,如可进行模拟量闭环控制、连续PID 控制及与其它控制器的数据通讯等。但是,PLC 的特点决定了它只能进行顺序控制、逻辑控制等相对固定的控制功能,一般作为分布式控制系统的现场控制单元,依靠上位机进行复杂的数据处理、存储和智能控制。 工控计算机控制系统和嵌入式控制系统,具有强大的数据运算、存储功能和丰富的人机交互界面,且可方便地扩展数据输入输出和通讯功能,因此对于需要复杂的信息采集、处理和智能 控制功能的生产设备,是很好的选择。工控计算机控制系统以通用的工控计算机为中心,配备特定的接口卡,软件采用常见的桌面操作系统+专门开发的控制软件,对工业设备进行数据采集和控制。嵌入式系统是以应用为中心,采用一体化软硬件设计,且功能和配置可按需剪裁的专用计算机系统。这两种系统,其组成和适用场合都有很大的区别。在本文中,针对这两种在工业生产设备上广泛应用的智能控制系统,分析它们在硬件、操作系统、应用软件及适用场合等方面的不同,为进一步设计开发工业生产设备的控制系统提供依据。 1 工控计算机控制系统和嵌入式控制系统的硬件对比 硬件方面,工控计算机控制系统以通用的工控计算机为中心,配备相应的数据采集、控制和通讯等外围扩展卡,而嵌入式系统硬件采用专用的嵌入式硬件和一体化设计,因此,其系统架构、中央处理器(CPU )、存储系统等都有很大的不同。 1.1 系统架构 工控计算机采用工控母版+CPU 卡的结构;其扩展总线有ISA 、EISA 、PCI 、PCI Express 等,与一般桌面计算机系统兼容,且随主流技术的发展而更新换代;机箱采用通用的标准工控机箱,内部有一个或多个风扇进行主动散热,在机箱的进

广东省技术改造监测系统

附件 广东省技术改造监测系统 用户使用手册

目录 第一章引言 (5) §1.1 背景说明 (5) §1.2 建设内容 (5) §1.3 系统特点 (6) §1.4 参考资料 (6) 第二章系统介绍 (7) §2.1 系统介绍 (7) §2.2 功能简介 (7) 第三章系统登录及退出 (12) §3.1 系统登录 (12) §3.2 用户工作台 (13) §3.3 系统退出 (16) 第四章企业注册 (17) §4.1 用户注册 (17) §4.2 注册审核 (18) §4.3 用户信息管理 (19) 第五章项目备案审核 (20) §5.1 备案申请 (20) 5.1.1 填写申请表单 (21) 5.1.2 保存或提交申请表 (22) 5.1.3 查询申报进度 (23) §5.2 备案审核 (23) 5.2.1 进入审核表单 (23) 5.2.2 备案审核 (24) 5.2.3 查询审核进度 (25) §5.3 备案变更 (26) 5.3.1 新增 (26) 5.3.2 修改 (28) 5.3.3 查询 (28) 5.3.4 变更审核 (29) §5.4 备案注销 (30) 5.4.1 新增 (30)

5.4.2 修改 (32) 5.4.3 查询 (32) 5.4.4 注销审核 (33) §5.5 备案证书管理 (34) 第六章项目实施跟踪 (36) §6.1 开工告知 (36) 6.1.1 进入列表 (36) 6.1.2 新增并提交 (37) §6.2 进度计划、监督提醒 (38) §6.3 进度报告 (40) 6.3.1 进入列表 (40) 6.3.2 填写并提交 (40) §6.4 进度审核 (41) §6.5 完工申请 (43) 6.5.1 结束进度审核 (43) 6.5.2 完工申请 (43) §6.6 目录核定 (44) §6.7 “规上企业”核定 (45) §6.8 完工评价 (46) §6.9 完工审核 (47) 第七章事后奖补 (49) §7.1 提交投资完成情况 (51) 7.1.1 新增 (51) §7.2 第三方核定 (51) 7.2.1 审核 (51) §7.3 奖励申报 (51) 7.3.1 新增 (51) §7.4 属地审核 (51) 7.4.1 审核 (51) §7.5 汇总审核 (51) 7.5.1 审核 (51) §7.6 资金拨付 (52) 7.6.1 审核 (52) §7.7 奖励跟踪监督 (52) 7.7.1 审核 (52)

重要工业控制系统基本情况

重要工业控制系统基本情况 调查表 填表单位:(盖章)填表时间:年月日

填表说明 一、调查范围 本调查表中的重要工业控制系统是指在核设施、钢铁、有色、化工、石油石化、电力、天然气、先进制造、水利枢纽、环境保护、铁路、城市轨道交通、民航、城市供水供气供热以及其他与国计民生紧 密相关的领域中,一旦出现安全事故可能导致以下后果之一的工业控 制系统: (1)10人以上死亡或50人以上重伤; (2)5000万元以上直接经济损失; (3)影响100万人正常生活; (4)对国家安全、社会秩序、经济建设和公共利益产生重大影响。 二、保密要求 根据填写内容的敏感程度确定调查表密级,并在调查表上明确标识。 三、填写要求 工业控制系统在各行业的应用场景不同而类型不同,填表单位应选择本单位所运营的工业控制系统类型填写,无某系统类型无需填写。

一、运营单位基本情况 单位信息单位全称法人代表 通讯地址省市(县/区) 单位网址邮政编码 所属行业1销售收入 经济类型 □国有事业单位2 □国有及国有控股企业3(□中央□地方) □股份制企业□外商及港澳台投资企业4 □集体企业□民营企业 □其他: 联系人姓名职务所属部门工作电话电子邮件传真 系统小计 系统类型系统数量 数据采集与监控(SCADA)系统套分布式控制系统(DCS)套可编程控制器(PLC)套其他系统套 1按照《国民经济行业分类》(GB/T4754-2011)规定填写。 2按照《事业单位登记管理暂行条例》登记的,为社会公益目的、由国家机关举办或者其他组织利用国有资产举办的,从事教育、科技、文化、卫生等活动的社会服务组织。 3按照《中华人民共和国企业法人登记管理条例》登记注册的三类经济组织:(1)全部资产归国家所有的(非公司制)国有企业;(2)全部资产归国家所有的国有独资有限责任公司;(3)由国有资本占控制地位的有限责任公司和股份有限公司,此处称国有控股公司。 4包括港、澳、台资本和其他地区外资资本投资设立的独资或控股的独资公司、有限责任公司和股份有限公司。

(完整版)智能工业的定义及其应用环节的诠释

苏州智能工业六大环节解释 (供参考注意保存) 一、智能工业 智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用,并与未来先进制造技术相结合,形成新的智能化的制造体系。[智能工业是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能化的新阶段。 智能工业在企业的具体形态是:大数据系统、全球虚拟制造、工业云体系、计算机集成智能设计系统(CIIDS)、工艺系统及协同机制、全能制造系统(HMS)、并行工程(concurernt engineering,CE)、构建全球云物流公共服务平台第三方支付系统、关于云物流数据标准化体系、云物流公共服务平台。 随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂营运而生的DCS控制系统,更是计算机技术,系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术结合的产物。DCS的理念是分散控制,集中管理。通过分析与优化技术,找到最优的控制方法,是物联网带给DCS控制系统维系智能工业重要条件。 智能工业具有以下几个方面的管理技术属性特征:(1)制造业供应链管理:物联网应用于企业原材料采购、库存、销售等领域,通过完善和优化供应链管理体系,提高了供应链效率,降低了成本。企业通过在供应链体系中应用传感网络技术,构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。(2)生产过程工艺优化:物联网技术的应用提高了生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提

高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络,在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控,从而提高了产品质量,优化了生产流程。(3)泛在感知网络技术:建立服务于智能制造的泛在网络技术体系,为制造中的设计、设备、过程、管理和商务提供无处不在的网络服务。目前,面向未来智能制造的泛在网络技术发展还处于初始阶段。泛在制造信息处理技术建立以泛在信息处理为基础的新型制造模式,提升制造行业的整体实力和水平。目前,泛在信息制造及泛在信息处理尚处于概念和实验阶段,各国政府均将此列入国家发展计划,大力推动实施。(4)虚拟现实技术:采用真三维显示与人机自然交互的方式进行工业生产,进一步提高制造业的效率。目前,虚拟环境已经在许多重大工程领域得到了广泛的应用和研究。未来,虚拟现实技术的发展方向是三维数字产品设计、数字产品生产过程仿真、真三维显示和装配维修等。(5)人机交互技术:传感技术、传感器网、工业无线网以及新材料的发展,提高了人机交互的效率和水平。目前制造业处在一个信息有限的时代,人要服从和服务于机器。随着人机交互技术的不断发展,我们将逐步进入基于泛在感知的信息化制造人机交互时代。(6)空间协同技术:空间协同技术的发展目标是以泛在网络、人机交互、泛在信息处理和制造系统集成为基础,突破现有制造系统在信息获取、监控、控制、人机交互和管理方面集成度差、协同能力弱的局限,提高制造系统的敏捷性、适应性、高效性。(7)平行管理技术:未来的制造系统将由某一个实际制造系统和对应的一个或多个虚拟的人工制造系统所组成。平行管理技术就是要实现制造系统与虚拟系统的有机融合,不断提升企业认识和预防非正常状态的能力,提高企业的智能决策和应急管理水平。(8)电子商务技术:目前制造与商务过程一体化特征日趋明显,整体呈现出纵向整合和横向联合两种趋势。未来要建立健全先进制造业中的电子商务技术框架,发展电子商

科技成果展方案范文

科技成果展方案

科技成果展 一、活动时间: 5月上旬 二、活动地点:大学生活动中心一楼报告厅,A餐前 三、活动推进: (一).全面启动阶段(4月份) 1、通知科创部。经过活动部通知各学院科创部本次活动。 2、活动方案制作。制定科技成果展方案,活动推进表,作品信息统计表等。 3、场地布局设计。测量场地尺寸而且设计出场地布局方案。 4、活动分工。确立活动过程中各项活动的主要负责人。 (二)整体推进阶段 1、关于科技成果展的通知。由活动部牵头召开科创部 会议,向科创部通知科技成果展的具体时间、内容,动员其收集好各学院科技展品并做好统计。由办公室牵头向学校科技社团发布收集作品通知,利用网络平台向全校同学征集作品及互动实验的创意。 2、收集作品并妥善保管。陆续收集整理作品,做好参 展作品的信息统计工作,对于已坏、易碎或大型作品展览当天收集。对于已经收集的作品,实行专人负责,集体保管。 3、制作作品标签。提前拟好作品标签格式,作品筛选 发布名单以后,通知各学院针对参展作品制作标签电子版,统一提交。

4、设计并演练创意设计活动。的创意活动围绕生活中常见的实验和科普小知识开展,符合趣味科普宣传的主题,能够邀请商家赞助。 5、活动辅助物品的申请和借用。活动前两个星期进行辅助物品的统计,列出详细表格,及时申请借用物品,消耗物品精确统计后统一向老师申报购买。 6、介绍撰写,PPT制作及背景音乐,引导人练习介绍词。 7、场地布置。活动前一周在大活一楼进行场地布置, 场地布置根据不同展区分组进行,打扫卫生,转移作品,调试物品,查缺补漏,做好活动前的完善工作。 (三)活动进行阶段 1、开幕仪式 5月10日,山东科技大学科技成果展开幕。 (1)、苏老师致辞 (2)、大学生科技联合会主席宣布开幕 (3)、学生自由参观 2、展示区维护及人员安排。活动进行时需要对展示区所有物品进行维护和管理,确保多媒体、实物、展板等展示物品的安全,防止物品的破坏。 展示一区主要负责人(荣誉、论文):常元莉、李恒 展示二区主要负责人(实物):冯伟、李洪庆

智能控制在现代工业中的应用

智能控制在现代工业中得应用 1现代工业系统得特点与智能控制得形成 智能控制形成得工业因素随着科学技术得不断进步与工业生产得不断发展,现代工业生产过程,特别就是复杂工业生产过程得控制与综合自动化越来越成为人们所必须面对得问题。它既就是推动自动控制理论与系统科学发展得强大动力,同时也对自动控制提出了前所未有得挑战,其表现为: (1)被控对象日益复杂被控对象往往就是无穷维得复杂系统,表现出很强得分布特性,而利用有限参数模型设计得控制,其有效性不能保证。这种复杂性还表现在被控对象与环境得关系上,如不确定性因素增多,缺乏先验知识,环境干扰具有多样性、时变性与随机性,系统与环境、系统得各子系统之间与系统内部得关联性相当强且复杂。 (2)高度得不确定性现代工业系统得结构、参数与环境都具有高度得不确定性,系统与环境有许多未知因素,如环境得动态变化、输入信息得多样化与数据量显著增加等,而且其信息结构也发生了质得变化,包括信息得不可预知性、不完全性等。 (3)多层次、多目标得控制要求现代工业控制所追求得已不仅仅就是低层次上单一得品质,而就是力求实现多样化、多层次得综合目标,包括协调、调度、管理及决策等。 (4)控制手段得经济性基于实时性、生产成本与操作工素质等因素得考虑,控制手段不允许过分复杂。现代工业生产为追求高质量、高可靠、高效益、高适应性得"四高"目标,一方面其生产规模越来越庞大,节奏越来越快,工艺越来越复杂;另一方面基于严格与精确得数学模型描述基础上得传统

控制理论得分析、综合与设计技术与现代工业生产得控制实践存在着巨大得鸿沟,理论与应用之间存在着严重得不协调性,面对复杂得工业对象, 2工业自动化控制系统 在自动化(automation)不断完善与发展得今天,自动化水平已经成为衡量企业现代化水平得一个重要标准,而自动化得一个重要分支——工业自动化,更就是生产型企业提高生产效率,稳定产品质量得重要手段。我国得自动化发展历程也经历了以“观测”为主得第一阶段,以“观测”并“人为反应”得第二阶段,已经逐渐进入到“自动测量自动反应”得第三阶段。这些进步,同时需要控制理论与实践得完善,智能控制(intelligent controls)作为现代控制理论基础上发展起来得新型控制理论,已经广泛应用于各个自动化领域,全自动洗衣机就就是典型得智能控制自动化得例子。 一个控制系统包括控制器(controller)、传感器(sensor)、变送器(transmitter)、执行机构(final controlling element)、输入输出接口(I/0 interface)五部分组成。控制器得输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统得被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器,这样完成了一次正常得运算控制操作。 按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”与“闭环控制”。区分“开环控制”与“闭环控制”最直接得办法就是瞧就是否有最终对象得反馈,当然这个反馈不就是人为直观观察得。例如

基于PLC技术的工业设备控制系统的设计及应用

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/8910585444.html, 基于PLC技术的工业设备控制系统的设计及应用 作者:肖剑 来源:《电子技术与软件工程》2015年第23期 摘要PLC又称可编程控制器,其抗干扰性、操作简单、结构模块化以及扩展能力强等特点让PLC广泛的应用到工业设备控制系统中,随着现阶段自动化工厂对控制系统的要求不断提高,PLC在控制功能、运行的可靠性以及智能化的操作界面都需要快速发展。本文结合了一些企业的工程实践,研究了基于PLC的顺序控制系统和运动定位控制系统,重点介绍了其系统的设计方法。 【关键词】PLC 顺序控制伺服系统 现阶段的控制系统主要有单片机嵌入式控制系统、PLC控制系统、计算机控制系统,但最适用工业现场环境的还是PLC控制系统,特别是适合开发小批量、多功能的工业设备。PLC 具有以下特点:第一是可靠性和抗干扰能力强,面对环境恶略的工业环境具有很好的适应性。第二是PLC具有模块化的特点,这让其更方便组合和扩展。第三点是操作和变成都较为简单,并且具有完善的监视和诊断功能,加之现阶段模糊控制、神经元网络等技术的不断发展,PLC在不断融合这些技术的过程中,已经越来越趋向多功能控制器,并在过程控制、运动控制以及工厂自动化网络控制系统等方面都得到了应用。 PLC之所以广泛的应用到工业设备的控制系统中,与其控制功能、人机界面和工作的可靠性等方面都有着很大的联系,据统计,可编程控制器是现阶段工业自动化应用最多的一种设备。笔者在本文首先介绍了PLC相关的概念和原理,接下来介绍了PLC顺序控制系统和运动定位控制技术中的PLC的基本结构,并对其控制系统的设计方法进行了论述。 1 可编程控制器概念和发展 1.1 可编程控制器的基本结构 可编程控制器实际上是一种可编程的存储器,现阶段大幅度的应用于工业控制系统中,其功用有执行逻辑运算,顺序控制、定时、计算等指令,并且能通过数字或者模拟输出控制各种类型的工厂机械生产过程。可编程控制器的发展起步于1969年的美国,第一台可编程控制器为PDP-14,自此之后,日本、欧洲等国开始陆续的生产可编程控制器,直到现如今的世界各国的电气设备公司都开始大规模的生产可编程控制器,PLC也已经成为现阶段工厂自动化不可缺少的核心设备。

PLC技术在工业控制系统中的研究

PLC技术在工业控制系统中的研究 发表时间:2019-11-19T15:41:13.220Z 来源:《基层建设》2019年第24期作者:陈鹏飞 [导读] 摘要:随着工业化的持续发展,在实际生产过程中应用工业控制系统能有效提高工作效率和质量,PLC技术在工业控制系统当中的有效利用可以实现工业控制精准度,提升控制系统的即时性,从而提高整个生产过程的控制效果,所以对PLC技术在工业控制系统中的应用做分析与强调现实意义显著。 山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266000 摘要:随着工业化的持续发展,在实际生产过程中应用工业控制系统能有效提高工作效率和质量,PLC技术在工业控制系统当中的有效利用可以实现工业控制精准度,提升控制系统的即时性,从而提高整个生产过程的控制效果,所以对PLC技术在工业控制系统中的应用做分析与强调现实意义显著。 关键词:PLC技术;工业控制系统;应用 引言 工业自动化系统的建设能够确保PLC控制技术的使用价值,对此进行全方位的优化,从工业自动化体系的建设角度方面制定设计PLC 控制技术的使用策略,是目前我国众多工业领域中技术工作人员强力研究的问题。 1 PLC控制技术概念及工作原理概述 1.1概念 在工业生产过程中,PLC技术的应用可以实现对自动化生产过程的计算、顺序控制以及逻辑运算等任务,也就是说可编程逻辑控制器在接收到系统所发出的工作指令后,可以自动地完成对不同机械设备或自动化生产过程的控制。相比较而言,PLC是应用于工业生产领域的专用控制设备,与微型计算机的结构组成基本相同,由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,中央处理器是保持PLC系统正常、稳定运行的不可或缺的重要部件。 1.2工作原理 1)采样输入阶段。PLC控制技术借助扫描设备将对应的输入数据和状态进行有效读取,并将其在PLC映像区的控制单元内进行存储。采样输入工作完成后则进入程序执行阶段,此时需要执行刷新数据操作以对输入数据与输入状态的正确性进行查验。控制单元的数据在程序执行及结果输出环节并不会出现改变,但是需要注意将二者的时间差进行合理控制。 2)程序执行阶段。PLC控制系统在程序执行阶段通过自动扫描用户程序来对程序的已被读入进行保证。通常情况下,在对用户程序进行扫描时会将特定的顺序和方式作为运行的根本依据,进而可获得最后结果。与此同时,还需核对该阶段结果与采样输入阶段结果的一致性,只有确保二者一致才能对用户程序的执行与否进行判断。 3)结果输出阶段。PLC控制技术应用的最后阶段即为结果输出阶段,需要刷新前两个运行控制环节中的所有输入数据与输入状态,而且要利用输出的控制电路对相应外部设备进行驱动,进而达成实时控制整个核心系统运转的目的。至此,PLC控制技术于工业自动化中的应用周期结束。 2 PLC技术在工业控制系统中的应用 2.1优化设计 目前PLC工作的方式和计算机的工作方式存在着相似性,即用户指令的执行主要利用编程这种方式。在进行用户程序扫描的时候,信息的收集工作会完成。就信息的具体收集过程来看,其包括了三个基本的阶段,第一阶段为输入采样,第二阶段为执行用户的指令,第三阶段为数据输出。从工作实践来看,在做用户数据读取的时候,相应的单元会同步进行数据存储。当输入采样阶段执行完成后会进入到执行阶段。就执行阶段的具体工作实施来看,需要基于标准的成熟实现对用户程序的扫描,之后,CPU会实现对应区域的刷新,主要是刷新数据和动态,数据和动态刷新之后,驱动电路的具体利用实现了输出。目前PLC分析的设计优化思路和原则包括以下内容:(1)对设备的工作原理进行充分的了解,需要设计人员深入现场做详细资料的收集,并基于资料和具体的控制要求做控制方案的设计和优化。(2)在具体控制要求基础上对PLC的系统配置方案进行调整,其中调整的核心是内部控制部件的优化。在调整中,模块的选择以及系统的经济性和运维便捷性都需要重点考虑。(3)对输入、输出设备做正确选择,同时要明确输出设备所控制的对象;(4)需要对控制系统程序进行优化,保证程序运行的安全性。(5)基于电路图原理进行各个硬件的连接。 基于具体的优化思路和原则进行硬件的优化,需要注意以下三个方面:(1)实现输入电路的优化。利用PLC控制系统做生产控制,其能够为系统运行提供稳定的电压,而且系统提供的电压具有广泛的适应性,所以对系统做整体优化之后,外界环境对控制系统的干扰会明显的减弱。运用隔离变压器采用双隔离技术,这样,高低频脉冲造成的系统干扰会明显降低。(2)优化输出电路。优化输出电路是为了满足工业控制的具体要求,实现缩短设备响应时间和提升实际控制效果。(3)抗干扰设计。抗干扰设计主要包括三个方面:第一防止空间辐射将PLC控制系统在金属柜中做安置;第二是需要对强电动力线路和弱电动力线路进行有效的隔离;第三是利用双绞线屏蔽电缆进行模拟信号传输线的建设。 2.2故障检测 (1)电源指示。电源指示灯会对PLC的具体运行供电提供指示。当PLC基本单元处于供电状态时,设置的POWER指示灯会处于发亮的状态。如果电源接通后出现指示灯不亮的情况,说明供电存在着故障。此时需要对具体的连接电路做检查,确定电源线路的连接是否牢固。如果电源线路的连接处于牢固的状态,则需要对线路的负载短路做检查,确定是否存在负载短路现象。如果这两种情况均不存在,需要对PLC的内部进行详细的检查和分析,确定是否存在导电性异物。 (2)出错指示。当系统中有错误出现的时候,EPROR等会呈现闪烁状态。检查这个时候的PLC,其进入关闭状态,而且输出现实为OFF。这样情况出现的时候首先需要考虑的是系统程序是否存在错误。若程序正常,需要对内部做检查,确定噪声以及可导电异物。 (3)输入指示。输入指示主要是进行信号开光状态的检查,这种检查需要随时进行,即无论指示灯处于何种状态,都要开展检查。在实践中发现光感传感器在受到污垢影响后其灵敏度会明显的下降,所以在检查中需要对光感传感器具体清洁状态进行分析。 (4)输出指示。当负载的显示处于不完全状态的时候,系统会存在问题,比如过载或是负载短路等,系统接触不良的情况也有可能发生。所以在检查中需要对这些方面重点考虑。

盘转工艺系统技术改造

所以,改造后,2台电机机车每年节约的费用为:(0.8+6+6.237+2)2=30.474万元。4 结论 通过对蓄电池电机车进行永磁同步电动机及控制 器的改造,机车主、辅机设备运转正常,各项指标均符合要求,达到安全、高效、节能的目的,可延长蓄电池及电机车的使用寿命, 经济效益显著。盘转工艺系统技术改造 傅祥泉 (福建省永安煤业公司丰海筛选厂,福建永安366018) 摘 要 丰海筛选厂结合实际空间条件进行工艺系统改造,在维持原盘转皮带机状态下增设了形似“复式楼”的上层皮带机,巧妙利用盘转2#皮带机地势,实施“一增一移、一升一降”皮带机手术式改造,选择不同流程满足生产需求,提高资源回收率和产品质量。关键词 盘转系统 转换装置 工艺再造 中图分类号TD948.7 文献标识码 B *收稿日期:2012-04-09 作者简介:傅祥泉(1966-),男,福建尤溪人,工程师,现任永安煤业公司丰海筛选厂厂长。 丰海筛选厂建成于1979年,属井口型选煤厂。受 空间落差和地理条件限制,选址建于峡谷间。盘转工艺系统由盘转1#皮带机和盘转2#皮带机及装汽车块煤皮带机构成。若遇运力紧张等情形,因仅有6个成品仓,盘转工艺系统就成为加工生产的最大阻碍。因此,改造盘转工艺系统,实现混块、洗块、粉煤等不同煤种盘转已成当务之急。1问题与起因 1.1 流程 (1)入选原煤经筛选系统分级后产生的粉煤和混块,粉煤经配仓皮带机入1#-5#成品仓,混块由溜槽靠自重下滑进入6#成品仓。粉煤或混块由盘转1#皮带机落入盘转2#皮带机,粉煤经分流器下储煤一场地坪,再由装载机装车地销或转运储煤二场或直接转移至储煤一场储备;混块落入小型煤仓或装汽车块煤皮带机落入汽车地销或转运储备棚存放。 (2)原煤经筛选系统分级后的筛上物,进入洗选系统分选,随含矸率和分选密度的波动,可选性发生大的差异,直接影响到整个洗选效果。分选出的洗中块需人工拾杂除矸,洗矸中也需人工拾捡回收大于分选密度的中块。为实现产品质量升级和最大限度提高资源回收率,洗选系统生产原则上必须白天进行,夜间因采用自生介质洗选使得块煤和矸表面均被粉煤包裹,人工分辩拾选十分困难。洗中块经洗块1#皮带机落入盘转2#皮带机,再送至块煤装汽车皮带机落入汽车,由汽车直接地销或转储斜坡仓(供火车外销)或储备棚存放。 1.2起因 井口型选煤厂因受储备需要或因煤质变化调整、市场波动或运力紧张或车皮兑现变动等引发不均衡发运,公司受价格或供应量或市场结构的调控等因素影响,造成粉煤、中块、混块等煤种盘转;单一通道盘转工艺系统在不同煤种需同时进行转换盘转时的的矛盾越来越突出,严重制约生产。1.3 问题 (1)从工艺流程上看,洗选系统生产的中块处于“唯我独尊”特殊地位,独霸了盘转系统,但遇到危及矿井生产时,还必须服从加工的生产调度管理。这就引发洗选加工生产运转系统的频繁启停:①使得生产始终处于间隙性状态,时间长达15h 左右;②也使自生介质密度频频调整和夜间组织生产,影响产品质量和造成洗矸含煤率高等问题。另外,也造成电能的无形消耗。 (2)在工艺流程上,筛选系统生产出的混块和粉煤处在从属地位,被迫使用盘转系统。表现为:①混块或粉煤必须根据成品仓已有储量,尤其是1#至5#仓的粉煤,因等级差大而事先划定各仓质量级别来配仓,若某种级别粉煤成品仓己满储,如果储于其它成品仓,就会造成发运配煤的商品煤质量要么过盈、要么不足而发生质量事故等,从而下达调度指令进行何煤种盘转;②在各煤种成品仓均已储满情况下,就得采取紧急手段处置原煤除杂去70mm 以上矸石后形成的混煤,并使其盘转进入储煤一场地坪。因储煤一场利用高差大的边坡修建而成,生成的储转地坪面积就由储煤场的储煤量大小决定,混煤在下地成圆锥堆或装载机装车转场过程中就会与储煤一场里面的已储煤造成污染,即引发储煤质量的矛盾,也造成二次转场和加工生产费用高等问题;③进出储煤一场道路坡度大,在雨季或 大雨后路滑, 车辆上下安全隐患多,尤其是进入储煤一场车辆多数情况下是倒车行驶。 (下转第244页)2 4 22012年第5期

PLC技术在工业控制系统中的研究

PLC技术在工业控制系统中的研究 摘要:随着工业化的持续发展,在实际生产过程中应用工业控制系统能有效提 高工作效率和质量,PLC技术在工业控制系统当中的有效利用可以实现工业控制 精准度,提升控制系统的即时性,从而提高整个生产过程的控制效果,所以对PLC技术在工业控制系统中的应用做分析与强调现实意义显著。 关键词:PLC技术;工业控制系统;应用 引言 工业自动化系统的建设能够确保PLC控制技术的使用价值,对此进行全方位 的优化,从工业自动化体系的建设角度方面制定设计PLC控制技术的使用策略, 是目前我国众多工业领域中技术工作人员强力研究的问题。 1 PLC控制技术概念及工作原理概述 1.1概念 在工业生产过程中,PLC技术的应用可以实现对自动化生产过程的计算、顺 序控制以及逻辑运算等任务,也就是说可编程逻辑控制器在接收到系统所发出的 工作指令后,可以自动地完成对不同机械设备或自动化生产过程的控制。相比较 而言,PLC是应用于工业生产领域的专用控制设备,与微型计算机的结构组成基 本相同,由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,中央处理器是保持PLC系 统正常、稳定运行的不可或缺的重要部件。 1.2工作原理 1)采样输入阶段。PLC控制技术借助扫描设备将对应的输入数据和状态进行 有效读取,并将其在PLC映像区的控制单元内进行存储。采样输入工作完成后则 进入程序执行阶段,此时需要执行刷新数据操作以对输入数据与输入状态的正确 性进行查验。控制单元的数据在程序执行及结果输出环节并不会出现改变,但是 需要注意将二者的时间差进行合理控制。 2)程序执行阶段。PLC控制系统在程序执行阶段通过自动扫描用户程序来对 程序的已被读入进行保证。通常情况下,在对用户程序进行扫描时会将特定的顺 序和方式作为运行的根本依据,进而可获得最后结果。与此同时,还需核对该阶 段结果与采样输入阶段结果的一致性,只有确保二者一致才能对用户程序的执行 与否进行判断。 3)结果输出阶段。PLC控制技术应用的最后阶段即为结果输出阶段,需要刷 新前两个运行控制环节中的所有输入数据与输入状态,而且要利用输出的控制电 路对相应外部设备进行驱动,进而达成实时控制整个核心系统运转的目的。至此,PLC控制技术于工业自动化中的应用周期结束。 2 PLC技术在工业控制系统中的应用 2.1优化设计 目前PLC工作的方式和计算机的工作方式存在着相似性,即用户指令的执行 主要利用编程这种方式。在进行用户程序扫描的时候,信息的收集工作会完成。 就信息的具体收集过程来看,其包括了三个基本的阶段,第一阶段为输入采样, 第二阶段为执行用户的指令,第三阶段为数据输出。从工作实践来看,在做用户 数据读取的时候,相应的单元会同步进行数据存储。当输入采样阶段执行完成后 会进入到执行阶段。就执行阶段的具体工作实施来看,需要基于标准的成熟实现 对用户程序的扫描,之后,CPU会实现对应区域的刷新,主要是刷新数据和动态,数据和动态刷新之后,驱动电路的具体利用实现了输出。目前PLC分析的设计优

(人工智能)浅谈工业自动化控制系统中的智能控制

(人工智能)浅谈工业自动化控制系统中的智能控制

浅谈工业自动化控制系统中的智能控制 ——郝庆超 于自动化(automation)不断完善和发展的今天,自动化水平已经成为衡量企业现代化水平的壹个重要标准,而自动化的壹个重要分支——工业自动化,更是生产型企业提高生产效率,稳定产品质量的重要手段。我国的自动化发展历程也经历了以“观测”为主的第壹阶段,以“观测”且“人为反应”的第二阶段,已经逐渐进入到“自动测量自动反应”的第三阶段。这些进步,同时需要控制理论和实践的完善,智能控制(intelligentcontrols)作为现代控制理论基础上发展起来的新型控制理论,已经广泛应用于各个自动化领域,全自动洗衣机就是典型的智能控制自动化的例子。 壹个控制系统包括控制器(controller)、传感器(sensor)、变送器(transmitter)、执行机构(finalcontrollingelement)、输入输出接口(I/0interface)五部分组成。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器,这样完成了壹次正常的运算控制操作。 按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是见是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。例如向壹个容器里加水,有水位测量设备,水位到达设定的高度,水龙头自动关断,这就是“闭环控制”;如需人为的见水是否到了设定的高度,而去人为的关水龙头,这就是“开环控制”。当然,智能控制,目标是不需要人为干预,所以,我们能够简单的认为“开环控制”是人为干预控制,不能完全体现智能控制的特点,所以于这里不去深究它。“闭环控制”按照执行机构的不同,可分为“状态闭环控制”和“调节闭环控制”。区分“状态闭环控制”和“调节闭环控制”的办法是见对执行机构的作用方式,如上例中,如果水龙头是开关俩位的,于水位到达设定的高度,自动关断水龙头,则此为“状态闭环控制”;如果水龙头是可调节的,根据水位高度的不同,调节水龙头开度的大小,通过加水量的不同,

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