坪北聯合站污水處理系統遠程自動監控技術

于北瑜 王 強 廣東海洋大學湛江南海西部石油合眾近海建設有限公司

坪北聯合站污水處理系統遠程自動監控技術

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針對坪北聯合站污水處理過程中不能對相關工藝參數進行及時有效地控制，生產設備根據工況情況進行自我調整能力差等問題，在聯合站污水處理系統中采用了網絡遠程自動監控技術。該系統硬件是以dsPIC30F4013控制器為核心設計，軟件結構為模塊化設計。通過該系統IPC工作站，可以根據人機交互界面可視化整個處理環節，隨時掌握聯合站污水處理的各個過程；針對污水處理運行情況能適當調整工藝參數，計算機可及時對生產運行數據進行記錄、儲存，也可隨時查詢歷史生產數據，并進行分析處理，且該系統還具有報表的自動打印等功能。

聯合站；污水處理；遠程監控；數據庫

近幾年來，延安坪北聯合站在污水處理系統中采用計算機網絡遠程監控技術，將聯合站污水的油水分離、沉淀、脫水、自動加藥、去鹽等進行了可視化、自動化處理。污水處理系統遠程自動監控技術具有較高的穩定性和經濟性，可以確保油田污水處理順利進行，在節約人員管理成本和減小資源浪費方面具有重大的意義[1-2]。

1 坪北聯合站污水處理現狀

延安坪北聯合站負責江漢油田油區生產、生活污水處理任務，聯合站污水處理工藝流程如圖1所示。從工藝流程圖中可以看出，在污水處理過程中，主要采取了物理、生物和化學處理方法，工藝流程中加入了破乳劑、復合堿、絮凝劑和離子調整劑。但在處理污水過程中，不能對相關工藝參數進行及時有效地控制，單純人工操作污水處理的各工藝環節，生產設備根據工況情況進行自我調整能力差，不能隨懸浮物、pH值等水質指標變化而采取相應的調參措施，使得污水處理的效果不理想，處理后的污水達不到預期的目的，更談不上回注地層進行驅替采油[3-5]。

圖1 延安坪北聯合站污水處理工藝流程

2 遠程自動監控技術

基于延安坪北聯合站污水處理現狀，采用先進的計算機技術，以數據采集以及遠程監控技術為原理，研發了一套適合江漢油田延安坪北聯合站污水處理及注水要求的計算機網絡遠程監控系統。通過該系統IPC工作站，現場工作人員可以根據人機交互界面可視整個處理過程，隨時掌握聯合站污水處理的各個環節，可以針對污水處理運行情況適當調整工藝參數，計算機可及時地對生產運行數據進行記錄、儲存，也可隨時查詢歷史生產數據，并進行分析處理，且該系統還具有報表自動打印等功能。

2.1 污水處理硬件結構

延安坪北聯合站污水處理計算機網絡遠程監控系統的硬件是以dsPIC30F4013控制器為核心設計，同時還包括注水控制器的硬件結構、監控系統過程通道以及通信接口和電氣控制電路，硬件結構十分完善。聯合站污水處理核心技術主要是dsPIC30F4013控制器，該控制器芯片非常長，芯片能使系統的性能在最優的工作環境下運行，優點主要體現在監控系統的安全性和通訊的可靠性上，而且處理生產數據快速準確。dsPIC30F4013控制器主要包括：①AN0—AN12，模擬量采集端口共13路；②0C1—0C4，共4路的PWM輸出比較器；③I2C模塊、UART通用異步收發器模塊。

2.2 污水處理軟件結構

聯合站污水處理計算機網絡遠程監控系統建立一個可視化且操作簡便的監測管理平臺十分重要。IPC具有強大的數據處理和存儲能力，不僅能監控污水處理的整個運行過程，而且將運行的生產數據大量存儲；IPC工作站功能強大，再結合經過二次開發的Windows系統，可以實現對聯合站污水處理計算機自動控制，提供一個可視化的監控管理平臺，對處理過程進行監控、調整以及維護。

（1）軟件整體設計。軟件結構為模塊化設計，主要是以實時數據庫為核心，其功能結構如圖2所示，主要包括生產數據動態顯示、運行過程中異常情況報警處理、歷史數據的發布、污水處理數據信號反饋、查詢以及生產報表數據打印等功能，它是由幾個功能模塊以及中斷程序組合而成，這樣有利于程序的有效開發以及優化升級。

（2）生產遠程監控管理軟件結構。監控技術主要體現在生產管理系統中，通過計算機界面能夠實時地監測控制污水處理的各個環節，計算機界面可以提供可視化界面以及人機互動條件，對生產過程中的實時數據進行處理、存儲以及傳送數據處理結果。生產管理遠程監控系統主要結構如圖3所示。

圖2 實時數據庫功能結構

圖3 生產管理遠程監控系統主要結構

3 結語

計算機網絡遠程監控技術在延安坪北聯合站污水處理方面的應用，具有較高的實用性、穩定性和有效性。該遠程監控系統具有信號采集及時準確，

藥劑自動投加控制穩定，處理過程實時監測以及網絡數據轉換、傳送性能強的特點。系統可避免在電磁干擾下信號采集失真的問題，軟件中采用模糊Smith預估控制算法，在實現自動控制加藥的同時，可避免工藝過程中滯后環節對污水處理的影響。因此，該系統不僅能節約生產管理成本，而且能夠提高污水處理時效，達到預期的效果，處理后的污水回注驅油效果明顯，對地層的傷害小，值得其他油田聯合站借鑒。

[1]任長江．油田聯合站控制系統的設計與實現[J]．自動化技術與應用，2008（07）：205-209.

[2]王宇航．油田污水處理技術與應用效果[J]．油氣田地面工程，2013，32（7）：65.

[3]高運宗，李光銀，單全生，等．塔里木油田污水處理技術研究[J]．石油規劃設計，2007，18（5）：30-33.

[4]蔣建方，胡恩安，趙強，等．水中懸浮固體顆粒對儲層傷害研究[J]．石油鉆采工藝，2001，23（1）：54-56.

[5]涂乙，吳萌，管麗，等．注水開發油田結垢影響因素的分析與研究[J]．油氣儲運，2010，29（2）：97-99.

（欄目主持李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.5.002