油田中控室与32台碳储罐之间数据无线传输

二氧化碳强化石油开采技术,须先深入了解石油储层的地质特征和二氧化碳的作用机制。现场有8辆二氧化碳罐装车,每辆罐车上有4台液态二氧化碳储罐,每台罐的尾部都装有一台西门子S7-200 smart PLC。在注入二氧化碳的过程中,中控室S7-1500 PLC严密监测现场多台液态储存罐体内的流量、压力、液位、温度信号等参数,并在HMI端显示,可以实时优化注入参数和流体流动模式。

由于长时间暴露在高温、高压和含有腐蚀性物质的环境下,油田的管线易被腐蚀损坏,更换和维护成本大,不方便布线。因此采用无线方式来实现碳储罐体与中控室之间的无线通讯需求,从而降低和减少事故发生,提高安全系数。

设计要求:

1.中控室西门子S7-1500PLC需要实时监控在二氧化碳注气过程中,碳储罐内的流量、压力、液位、温度信号等数据。

2.碳储罐采用西门子S7-200SMART PLC采集各项参数,远程传输到中控室S7-1500PLC端。

3.中控室、二氧化碳罐装车距离200米左右,中间有钢架等隔挡物。

由于石油开采现场环境复杂,有很大的安全隐患,无线方案的设计还需考虑到同时传输多台罐体的数据,以便实时监测注入过程中二氧化碳的相态变化。稳定和高实时性的数据交互,可以及时调整和维护注气参数,避免影响地层渗流影响石油的流动和开采率。

考虑上述因素,达泰PLC无线通讯专家决定使用33块达泰DTD418MB西门子PLC无线通讯终端,通过RJ45接口在S7协议下,完成中控室和罐体1主32从的PLC无线以太网通讯。在中控室S7-1500 PLC端及32台碳储罐的S7-200 SMART端分别安装一块达泰DTD418MB西门子PLC无线通讯终端,即可以实现中控室与32台碳储罐之间数据无线传输。不仅提高了石油资源的开采利用率,而且对于减少碳排放、推动绿色能源发展具有重大意义。

无线通讯方案示意图 ▼

无线方案的好处:

  1. 节省改造周期及维护成本,提高生产效率:免除布线维护困扰,操作安全性、连贯性及开采效率大幅度提高。

  2. 多套无线通讯终端同时使用,互不干扰:无线通讯终端的内部程序采用信道加密单一通信,即使多台无线设备同时工作,也不会出现设备互相干扰的情况。

  3. 实现石油增产和碳减排双赢:显著提高石油采收率,降低碳排放,配合支撑石化能源企业绿色低碳持续发展,持续为实现"双碳"目标作出重要贡献。

  4. 安装简便,接线即用:可以直接代替有线以太网线,兼容主流PLC通讯协议。通电接线即可使用,不需要编程,电工就可以安装。

  5. 独立组网,无运行费用:该设备采用的是达泰全数字无线加密传输方式,不依赖云平台或厂区局域网搭建,属于无线自组网通讯方式,后期无运行费用。

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