1  引言

    胜利油田坨四原油联合站建于1965年，由于当时技术条件的限制，生产设备及自动化监测装置比较落后，无法满足当前生产信息化管理的需要，因此迫切需要进行自动化监测与信息管理方面的技术改进。本文在整个系统信息化改造过程中，利用美国OPTO 22公司SNAP Ultimate I/O系统对泵机组的电量采集监测部分进行研究开发，最终实现了整个泵机组所有电量参数的远程实时数据采集、传输以及画面显示、高低限报警等功能，有效提高了联合站的信息化管理水平。
    坨四站控制系统的泵机组主要包括原油外输岗泵房机组和污水外输岗机组两部分。原油外输岗共八台泵：脱水泵三台，其中一台的电机需要不间断运行，一台备用；原油外输泵三台，其中一台需要不间断运行，另两台备用；药剂泵两台，一台运行，一台备用。污水外输岗机组共四台泵：其中两台运行，另外两台备用。改造之前，操作人员只能对现场电表的电压及电流值进行人工读数，所以存在一定误差。

2  系统硬件设计

2.1  系统配置方案
    本电量采集部分属于整个原油联合站DCS系统的一部分，包括三层Ethernet结构。上层操作员站由两台工控机组成；中间层是SNAP Ultimate I/O的控制器SNAP-UP1-ADS和串行通讯模块SNAP-SCM-485-422；底层是电量采集模块EDA9033E。
    上层的两台工控机使用光纤连接工程师站，作为监控系统的人机界面，完成画面及流程显示、控制调节、趋势显示、报警管理及显示、报表打印、操作记录、运行状态显示、在线组态、操作权限保护及文件转储等功能。还可根据用户需要，将监控主机设为Web Server，用户可以通过局域网或Internet直接对系统进行访问，远程对系统进行监测和操作。
    中间层的OPTO 22控制系统是一个功能强大的软硬件开发平台，用户可根据需要灵活组成从几点到几十万点的控制系统。该系统采用上下位机方式，在现场采用多级CPU监控处理各I/O模块，对输入输出信号能提供4000V的隔离，系统具有很好的实时性、可靠性和灵活性。OPTO 22系统由工控机、控制器、智能板、I/O模块组成，控制器之间及控制器与智能板之间提供串行、并行及以太网通信连接。OPTO 22控制系统随机附带的软件包括IoContro、IoDisplay、IoConnect等配套软件。坨四联合站选用的系统是OPTO 22 SNAP Ultimate I/O系统，系统使用的控制器是SNAP-UP1-ADS，具有16MRAM，8M闪存，可以支持OPTO 22 SNAP I/O系统的各种输入输出模块，在控制器中可存储从运行工控机下载的控制策略。各控制器与操作员站之间以Ethernet方式通讯，组成监控网络（C-NET），每一个控制器将分配一个地址，以实现控制策略的下载和与上位机的通讯，可以通过IoControl对其进行配置。
    下层的EDA9033E智能电量采集模块是一块智能型三相电参数数据综合采集模块，采用的三表法组合能够准确测量三相三线制或三相四线制交流电路中的三相电流、三相电压（真有效值）、有功功率、无功功率、功率因数、频率、正反向有功电度、正反向无功电度等电参数，该模块能够支持ADAM兼容通讯协议、十六进制LC-02协议、MODBUS-ASCII、MODBUS-RTU4种通讯规约。本系统根据泵的额定电参数，将模块量程范围选择为：250V*100A、250V*150A和250V*300A三种，模块的现场接线方式如图1所示。

    采集的数据通过IoDisplay的Configurator写入历史数据记录文件，通过后台数据处理可以上传的工程师站进行备份和处理，可以实现远程访问。

4  结语

    系统改造完成以后，生产现场的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数等参数能够进行报表打印、数据上传和声光信号的高低限报警以及现场显示、远程访问等功能，较好的满足了联合站工艺流程和信息化管理的要求。该套解决方案在油田控制、电力系统、化工等领域的推广应用，可降低操作工人的劳动强度，提高用电的安全系数。