浅谈安全保护系统及PLC在数字油田系统中的应用

浅谈安全保护系统及PLC在数字油田系统中的应用

杨子豪

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摘  要：安全防护系统软件作为数字油田全面的关键构成部分之一，在确保油气田生产安全及重要工业事故的防范和抵制方面有极为重要的功效。而可编程控制器（PLC）在数字油田安全防护系统软件中的运用，能使安全防护系统软件具有更强大的可扩展性。文章内容阐述了数字油田安全防护全面的基本建设，并讲述了数字油田安全防护系统内PLC的应用。

关键词：数字油田；安全防护系统软件；PLC的应用

1数字油田中安全防护全面的基本建设

1.1数字油田中安全防护全面的组成。油气田公司的自动化技术安全防护操作系统是由多种多样设备所组成的，在其中，最重要的是键入、导出模块与控制系统等。键入单元的作用是对各类工艺参数、主要参数和常见故障源监测系统等方面进行设定；控制系统一般是由PLC、电磁阀组与集散控制系统里的顺序程序模块构成，它的作用应该是导出模块开展安全防护；而导出单元的关键构成是各种各样电磁阀组与声光报警装置。

1.2系统异常的风险类型。数字油田的加工过程总会涉及易燃易爆物品物质的，因而为了保证生产中工作人员、生产装置的安全性，油气田公司需要搭建自动化技术安全防护系统软件。油气田生产中会碰到的潜在风险大概可以分为两方面：①因生产体系本身存有的常见故障而引起的系统异常，比如工作压力出现异常常见故障，液位控制环城路常见故障，油气集输管道裂开常见故障及电加热器或高频电加热器温控阶段发生的常见故障等；②因工艺系统之外的要素所引发的安全事故，比如火灾事故、武器装备无法控制及爆等。③软件漏洞及黑客攻击及系统漏洞存有。如1、油气田生产厂家诸多，系统软件各种各样，存有网络安全问题，另外就是在系统软件方面时，必须对外开放其对应的端口号，常见的网络防火墙等安全防护设备难以确保其安全。2、油气田企业内控制网络、办公网络及互联网中间选用IT网络防火墙开展防护，由于it网络防火墙并不是为工业控制网络定做的商品，本品又都是基于TCP/IP协议的，因此网络防火墙自身难以解决TCP/IP自身存有的网络安全问题。网络防火墙自身是一个对策执行器，不可以区别对策的对错，因此网络防火墙自身被操纵，无安全性可谈。3、病毒感染、黑客攻击及侵入。4、wifi网络的网络安全问题。5、不安全的通信协议及侵入恶意程序，伴随着Windows平台的广泛运用，在国际范围内，每年都会有大规模丧尸病毒，现阶段全局性正在进行的护网行动2020，就是一个很好的案例证实。

2数字油田自动化技术安全防护系统内PLC的应用

程序控制器（ProgrammableLogicController），通称PLC，它是把电子信息技术、自动控制技术、通信技术融为一体的一种新型工业生产控制系统，其在控制说明顺序方面有与众不同的优势，能够很好地运用在安全防护系统内。PLC因其稳定性高、功能齐全、方便使用等优点在电力机械自动化行业赢得了广泛运用。

PLC的硬件配置由中央控制部件（CPU)、储存器、输出插口、开关电源、编程工具等构成，中间控制部件（CPU）是PLC的控制中枢。它依照PLC系统程序赋予的作用接收并储存从开发板输入的可执行程序和信息；查验开关电源、储存器、I/O及其警示计时器状态，并且能够确诊可执行程序里的拼写错误。PLC的储存器包含系统软件储存器与用户储存器两大类。系统软件储存器用于储放由PLC生产商编写的系统程序，并凝固在只读存储器ROM内，客户无法直接变更。他使PLC具备基本上功能的，就能完成PLC设计师所规定的各项任务。客户储存器包含客户程序存储器（程序流程区）功能和储存器（数据区）两大类。客户程序存储器用于储放客户对于实际操纵每日任务用所规定的PLC计算机语言编写的各种各样可执行程序。客户作用储存器就是用来储放（记忆力）可执行程序中常用的ON/OFF情况、数值数据等，它组成ＰＬＣ的各类内部结构元器件，又称“软元件”。键入、输出接口是PLC和外界相连的插口。PLC一般使用220V单相交流电源，针对中小型一体式可编程控制器内部结构有一个开关稳压电源。编程工具是供客户进行程序流程的编制、编写、调节和监控用的机器。

数字油田系统内安全防护系统软件所使用的PLC一般是中小型模块式PLC，模块式PLC用积木游戏的形式构成系统软件，它是由声卡机架和控制模块构成。数字油田安全防护系统内PLC的功效一般是把它当做集散控制系统（DCS，DistributedControlSystem）的现场控制站，与DCS里的通信网络开展连接后，可让上位机软件对数字油田全面的安全防护系统实现立即监管。

在江苏油田内部结构，强烈推荐选用PLC作为安全防护系统软件，时依据江苏油田的特性量身定制的。推荐原因一是油气田自身小而散，plc物美价廉，销售市场实用性强。二是因为大中型scada系统尽管在从根本上比plc更安全体系，但是由于价格比较贵，实用性差，品种繁多不容易把握。三是有利于维护成本，维护保养团队市场中比较好找，不会有垄断性状况，自己喜欢入门非常容易，能够顺利地加入自身或自己干这样的角色。四是处于现阶段油气田自身的经济效益局势，销售市场通用性的PLC更有利于油气田自动化发展趋势。

在利用PLC设计方案数字油田安全防护系统软件时，要遵循的基本原则有：(1）最大程度地达到被控对象的控制规定。设计方案前，应深入现场开展调查分析，搜集信息，及与传动机构的设计者和操作过程工作人员紧密配合，一同拟订电气控制系统计划方案，协作处理具体中存在的一些问题；(2）在符合操纵规定前提下，务求使自动控制系统简易、经济发展、使用及检修便捷；(3）确保自动控制系统的安全性、靠谱；(4）充分考虑生产制造发展和工艺改善，在挑选PLC容积时，尽可能留出裕量。

3结语

安全防护系统软件作为数字油田系统中关键构成部分之一，在确保油气田生产制造的安全性及重大安全事故预防与抵制方面有极为重要的功效。而PLC作为现如今应用十分普遍的自动控制系统，在数字油田安全防护系统内也逐步获得了运用，并且这会对掌握数字油田安全防护全面的组成与作用，及其数字油田系统软件设计和维护保养方面有极为重要的实际意义。

4 参考文献

[1]张宏明.油田自动化生产安全保护系统的建设[J].油气田地面工程，2013，32（3）

[2]王泽征，李艳涛，田妮娅.油田自动化系统中油井监控技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2011（6）.

[3]刘志彬，张红侠，张清胧.试论油井监控技术在油田自动化系统中的应用[J].科技致富向导，2013（9）.