采油安全监控系统的设计开题报告 外文翻译 文献综述.docx

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采油安全监控系统的设计开题报告外文翻译文献综述

理工科类

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文（设计）题目

采油安全监控系统的设计

作者所在系别

机械工程系

作者所在专业

机械设计制造及其自动化

作者所在班级

作者姓名

作者学号

指导教师姓名

指导教师职称

完成时间

年

月

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

专业

机械设计制造及其自动化

班级

指导教师姓名

职称

工作单位

课题来源

课题性质

课题名称

采油安全监控系统的设计

本设计的科学依据

（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）

近年来，随着国内老油田开发难度的进一步加大和油田信息化建设的迫切要求，自动控制和信息化技术已越来越得到各油田的普遍重视，自动化生产控制和快速便捷的生产信息传递方式的优越性正得到充分体现，它在油田联合站生产过程中的应用必将带来可观的经济效益和社会效益。

同时随着油田勘探的不断深入,采油车的使用越来越普遍,但就目前使用的采油车,不仅存在不安全隐患,而且现有采油车自动化程度较低,采油作业操作还完全是手动控制,不仅效率低,而且对操作员的经验和技术水平要求很高。

因此迫切需要对采油车做进一步的改进。

提高油田作业工作的安全性是石油开采和发展的重要因素,作为石油采油行业系统更是最重要组成的部分,其企业必须时刻关注石油开采安全。

而钻井修井车的安全性对企业效益和声誉影响极大。

所以石油各行业每年都要投入相当部分资金针对安全隐患进行研发相应的产品。

试油单位使用的设备由于没有很好的安全装置，在以往的开采工作过程中发生多次如天车被碰和设备破坏井口伤人事件,且其日常使用工人的劳动强度大和维护费较高。

若能研发一种安全仪器使其对开采设备进行预警、自动断离合和自动刹车等,则安全性将极大的提高，大大的降低工人的劳动强度，通用性强。

所以对提高石油行业的安全性有大意义。

设计内容和预期成果

（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）

根据作业现场情况制定设计仪器方案，在充分考虑到各种条件的前提下，初步建立的较理想设计方案，保证仪器的可靠性能，为石油开采设备的安全性建立理论基础；同时考虑现场的多种对仪器工作的不利因素，来设计仪器的结构布局和电路抗干扰设计。

拟解决的关键问题是使用设备现场温度高，噪音和振动大，周边环境被溅出的石油污染，这些因素为仪器的设计方案提出了较高的要求，如何使仪器能适应这样恶劣条件下并能正常工作是研发的关键和难点。

实验成功后将在提高企业经济性方面有重要意义：

由于安全性能的大大提高，较大的延长了设备的使用年限,相对的是为企业节约了大量更换新设备成本。

由于使用效果良好,并且具有安装方便、便于操作等特点,解决了修井作业系统长期悬而未决的技术难题,是作业工人的好助手,具有较高的推广价值。

企业经济性的效益是石油市场竞争的关键之一。

拟采取设计方法和技术支持

（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）

利用机械设计和电子电路，单片机，以及石油开采知识，结合相应的软件设计和分析以及现场设备工作情况，建立较理想的安装结构和电路设计方案。

在设计的方案下，初步做出样机首先在实验条件下模拟工作，再满足的前提下，再去做现场测试。

根据机械结构原理，电子电路知识的分析，结合软件分析，获取实际资料，取得现场数据，具有较强的可操作性。

根据开采设备的安全性能要求和特殊的工作环境，制定出合理的结构设计和适应石油开发的特殊环境下工作的电路，建立了可靠的单片机工作和监控系统。

该项目最终的产品有较多特色：

1、数字/光柱高度双显示；2、刹车预警；3、刹车预警点的任意调整；4、智能控制离合器及刹车；5、紧急制动刹车；7、多设备用途；8、仪器系统自检；9、优化设计：

采用汽车级标准设计，抗震性好，稳定性高，故障率低，耐高、低温能力强，使用寿命长。

从理论和实际上探索工作设备的安全性情况，节省了工作强度和生产成本，因此减少经济损失,杜绝安全事故,实现经济效益和社会效益的双重目的,可以更好地为石油生产服务。

实现本项目预期目标和已具备的条件

（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）

本系有较全的单片机试验系统并开放，试验条件和测试条件具备；有开放的机房和相关的软件可以使用。

可以联系利用外系的电子和电路测试仪器和试验教室，为电路部分的设计和试验准备了条件。

由于熟悉油田环境，可以方便的到作业现场测量和设计，以及试验获得数据。

该系统的成功之处在于监测的生产参数比较齐全，覆盖了多个生产检测和控制点，各生产环节的压力、温度、流量、液位等安全生产参数都实施了在线实时监测。

该系统控制协调有效，突出了整个联合站大系统一体化运行的生产控制理念，将不同的生产分系统有机地联系起来，解决了原生产子系统独立运行，相互之间依靠人工调节，相互制约的矛盾，实现了联合站的整体优化运行。

该系统设计时将安全生产和系统节能的理念植于其中，基本达到了自动安全生产控制和能源合理利用相互协调的目标。

该系统成功运用了故障诊断技术，建立以“状态维修”为基础的预防维修体制，保证了联合站各种设备的安全、高效运行。

通过实施生产参数自动优化控制，实现各控制环节的无人值守，实时准确测量各项参数，使全站各系统自动安全高效优化运行，提高设备利用率，提高各生产工序效果，达到节能降耗的目的。

减少职工的劳动强度，及时发现问题，及时解决；提高企业的自动化管理水平。

各环节拟定阶段性工作进度

（以周为单位）

时间进度安排：

第七学期

第10周～第13周：

查阅资料，撰写文献综述，外文资料翻译；

第14周～第16周：

开题报告撰写、修改，完成开题。

第八学期

第1周～第3周：

理论分析，方案可行性评价，方案确定；

第4周～第12周：

文件编制，工装设计，使用说明书撰写；

第13周～第16周：

毕业论文撰写，毕业答辩。

开题报告审定纪要

时间

地点

主持人

参

会

教

师

姓名

职务（职称）

姓名

职务（职称）

论

证

情

况

摘

要

记录人：

指

导

教

师

意

见

指导教师签名：

年月日

教

研

室

意

见

教研室主任签名：

年月日

译文标题

基于PLC的石油储运监控系统的设计

原文标题

PLC-basedoilstorageandtransportationmonitoringandcontrolsystemdesign

作者

Paul.millsap

译名

保罗.米尔萨普

国籍

美国

原文出处

ModernManufacturingProcessEngineering

原文：

PLC-basedoilstorageandtransportationmonitoringandcontrolsystemdesign

[Abstract]ThispaperintroducesthePLC-basedoilstorageandtransportationmonitoringandcontrolsystemdesign,systemcomponents,controlandcommunicationsnetwork,describedtheuseofmastercontrollerPakscanintelligentelectricvalvecharacteristicsandmeansofcommunicationwiththePLC.

1Foreword

Mediumcrudeoilstoragetankfarmandpipelineusedinavarietyofcontrolvalvesareessentialtotheprocessofoilstorageandtransportationofliveinstrumentation,anditslevelofintelligence,informationcontainedinthenumberandthefaultdiagnosisandfaulttoleranceadirectimpactondataacquisitionandmonitoringsystemreliability,stabilityandeaseofuse.Tankisusuallyinthelargenumberofcontrolvalvesandscattered,thegeneralinformationcontainedinthecontrolvalvesandwiringlessvariety,whichatacertainextentsothatthedesignoftankmonitoringsystemcomplicated.Thesystemusesthecompany'sUKRotorkintelligentelectricvalveanditsmasterstationcontroller,monitoringsystemgreatlysimplifiesthecomplexityofthedesign,butwithitswealthofdiagnosticinformationandfaulttolerance,sothatsystemreliabilitycanbeimproved.

2MonitoringandControlSystemhardwareimplementation

2.1Rotorkintelligentvalvecontrolequipment

Rotorkintelligentvalvecontrolequipmentisavalvedataacquisition,monitoringandcontrolsystem,whichconsistsofamasterstationcontrolleranditsconnectedtoon-siteelectricvalvecomponents.Masterstationcontrollerthroughatwo-linecurrentloopcanbecontrolledinthelooponthepegupto240controlvalvesatthescene,thecurrentloopcanbeupto20km.

Intelligentelectricvalveatthesceneofahigherdegreeofitsin-houserichindataanddiagnosticinformation.ButthemostimportantcharacteristicsareanumberofsmartvalveonlytwolinesthroughtheInternetintoaloop,andultimatelyaccesstothemainstationcontroller,onlythestartandtheendoftwolines,allthevalvesviaatwo-linecommunicationinformationintothemastercontroller.Electricvalveatthescenealsohasthelinefaultshielding,whentheemergenceofopen-loop,shortcircuitorgroundfault,thesmartvalvefailurecanbemaskedsidelines,sothatthemainlinestationcontrollerstillwithallthesmartvalvecommunicationswithouttheimpactoffailureinformationwillbedistributedsimultaneouslymastercontroller.

Normaloperatingcircumstances,thecommunicationloopcurrentsignalalongalinefromthemainstationcontrolleroutflowportA,throughthebackloopfromtheportB.Atthispoint,anotherlineisredundant.Whenthereisalinefailure,therehasbeenfaultlinevalveshielding,faultlinesonbothsidesofthesmartvalvecouldloopthroughtheircommunicationswiththemastercontroller;whentherearetwolinesfailure,failureofthesetwobetweenthesmartvalvehavebeenshielding,twofaultoutsidethesmartvalvecanstillthroughtwo"arm-like"loopwiththemastercontroller.

MasterstationcontrollerarefromthemainCPUcard,loopcommunicationscard,powersupply,LCDdisplayand16buttonkeypadmounteddisk,composedofintelligentinstruments.Ithastwofixedinternaldatabase,adatabaseunitareatthescene,responsibleforreceivingandrecordingfromthetwo-lineloopfromtheaddressofthesmartvalve,torque,suchasopeningthedatasentfromthePCtoreadandwritecommandexercisecontrolvalve,thedatabaseislogicallydividedintofourzones,eachzonevalve60Recorddata;otherdatabase-orientedstationcontrollerstatusandself-diagnosisdatabaseforrecordsofcommunicationsprotocolandtherelevantstateissuedanordertothesmartvalve.ThroughthemasterstationcontrollerbuttonsandLCDdisplay,youcanreadthesmartimplementationoftheopeningofvalves,torque,addressandotherdata,controltheopeningandclosingvalves,receivealarmsignalsandcommunicationswiththePLCfunctions.

PakscanIIEMasterStationMasterStationRotorkareacontroller,itpreparedforthehotdoublestructure,themaincontrollerintheeventofafailurecanautomaticallyswitchtothehotsparecontroller.

PakscanIIEMasterSationhasanRS-485communicationsportandaRS-232communicationsport,whichcanbethroughtheModbuscommunicationprotocolwiththePLC.OneofRS-232communicationsportcanbedirectlyconnectedthroughthePLCprinters,printalarmsignal.

2.2MonitoringandControlSystemStructure

ThesystemcontrolpartoftheUnitedStatestheuseofGEFanuc'sHBRdualhot-typePLCsystems,PLCcontrolthroughthevalve140smart（IQactuator）toopentheclose-out.Hostmonitoringstationcanmonitorallthesmartvalvereturnvalveposition,andvalvepositionvalueandthealarmsignal,andtheimplementationofopenvalves,stopvalvesandvalveclearanceoperation.

PakscanIIEmasterstationcontrollerandPLCusingModbusprotocolbetweenthecommunicationtoport1oftheRS-485interfaceconnector.Normaloperation,themainPLCandthehostcontrollerfromthePLCcontrollerandhotpreparedseparatelywiththemainPLCandthehostcontrollertomaintainsynchronization.Intelligentvalvefeeddatatothemaincontroller,themainPLCthroughRS-485interfacefromthemaincontrollertoreaddata,anditsdecree,themaincontrollerandthentheimplementationoforders,accordingtoanorder-drivenoperationofthesmartvalve.WhenthemasterPLCorhostcontrollerfails,thesystemautomaticallyswitchestoseparatelyfromthePLCorcontrollerhotprepared.

BecauseofthesystemareusedinModbuscommunicationsprotocol,aPLCcanconnectmultiplePakscanIIEmasterstationcontroller,therefore,ifthescenemoreintelligentvalve,thesystemcanbeeasilyextendedandeasytoconnect.

3SoftwareDesign

3.1CommunicationsProgramming

PLCoptionalModbusRTUMastercommunicationsmodule（master）.PakscanIIEmasterstationcontrollerisaremoteterminalunit,asaModbusslave（slave）.PLC'sCPUthroughtheModbusRTUMastercommunicationmodulecontrolPakscanIIEmasterstationcontrollertoreadandwrite,knownastheModbushost.Modbushostsystemusesasingletwo-linecommunication,whichmeansyoucanconnectamaximumof32PakscanIIEmasterstationcontroller.

Themaincommunicationmoduleprogramminghas3parts:

initializationcommunicationmodule;readingandwritingModbus/RTUdata;tomonitorthecommunicationsstatus.

Communicationmodulesareconfiguredtoinitializetheworkofthreemaincontrolblocktoinitializetheparameters:

SlaveControlBlock（SCB）,informationcontrolblock（MCB）andcommunicationrequirementsofparameterblock（COM_REQ）.SCBisaregiste