油田污水泵站中PLC自動控制系統(tǒng)

王堯 淄博職業(yè)學(xué)院

油田污水泵站中PLC自動控制系統(tǒng)

王堯 淄博職業(yè)學(xué)院

基于現(xiàn)代PLC技術(shù)的油井污水自動控制系統(tǒng)的軟、硬件具有較高的配置，在污水泵站中采用的設(shè)備較少，操作程序簡單，自動控制系統(tǒng)簡化了管理人員的任務(wù)流程，并且設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有了明顯提高。某污水處理廠的控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場手動控制和自動控制系統(tǒng)兩個部分，其中自動控制系統(tǒng)中的兩臺西門子S7—300PLC用來完成整個污水處理系統(tǒng)的控制，利用以太網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場相關(guān)信息的收集，通過中央控制室的上位機(jī)操作人員可以監(jiān)控污水界面。將PLC技術(shù)應(yīng)用于該污水處理廠自動控制系統(tǒng)中，實際投資為5000萬元，節(jié)約了成本，創(chuàng)造了很高的社會效益。

石油企業(yè)；污水泵站；PLC控制技術(shù)；動力控制

我國石油行業(yè)在油井污水自動控制程序研究中有了新的突破，采用了當(dāng)今最先進(jìn)的PLC技術(shù)?；诂F(xiàn)代PLC技術(shù)的油井污水自動控制系統(tǒng)的軟、硬件具有較高的配置，在污水泵站中采用的設(shè)備較少，操作程序簡單，自動控制系統(tǒng)簡化了管理人員的任務(wù)流程，并且設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有了明顯提高。

1 PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序

1.1 集成化控制管理系統(tǒng)

現(xiàn)代PLC技術(shù)運用程序時十分簡便，并且在編程過程中也將環(huán)節(jié)簡化了許多，這種技術(shù)設(shè)備采取了積木式的硬件結(jié)構(gòu)組成，讓系統(tǒng)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化，所以PLC控制技術(shù)適應(yīng)了多種系統(tǒng)的不同標(biāo)準(zhǔn)要求。PLC技術(shù)的檢測、診斷功能較為完善，使得系統(tǒng)可以盡快恢復(fù)至原始狀態(tài)[1]。這種應(yīng)用程序在大慶油田污水處理中起著至關(guān)重要的作用，采用的硬件設(shè)施基于集成化管理控制系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一化管理，其中在組網(wǎng)模式板塊中建立小型的局域網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理系統(tǒng)遠(yuǎn)端控制功能。采用階梯式的劃分結(jié)構(gòu)，每個處理泵站都可以根據(jù)實際的需要調(diào)節(jié)子網(wǎng)掩碼的序列號，但終端能夠?qū)崿F(xiàn)對這個局域網(wǎng)的全部控制，從而實現(xiàn)統(tǒng)一管理。

1.2 邏輯運算處理系統(tǒng)

當(dāng)前，工業(yè)領(lǐng)域中的PLC技術(shù)功能相對完善，其中包括數(shù)據(jù)運算、定時計數(shù)、數(shù)據(jù)分析等功能，在進(jìn)一步拓展之后，還能夠?qū)嵤┠?shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、閉環(huán)回路控制等多種功能，并且借助上位機(jī)的特定顯示、系統(tǒng)報警等功能來提升整體的控制能力。在數(shù)據(jù)運算程序上，除了平時演練中的四則運算，另外還添加了極限運算法則[2-3]，利用三角函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。應(yīng)用PLC技術(shù)不但可以完成數(shù)學(xué)邏輯運算，還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、排序。數(shù)字調(diào)理有序可靠，還可以對有較大浮動的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以免在流程數(shù)據(jù)采集中造成篩選上的錯誤，這種數(shù)據(jù)處理方式可保證設(shè)備能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

2 動力控制系統(tǒng)

在動力控制系統(tǒng)控制過程中難免會出現(xiàn)一些意外性的障礙，其中對于動力系統(tǒng)的調(diào)解，自動控制系統(tǒng)可以很好地做出動態(tài)分析過程，并且在有欠缺的故障點做排查[4]。正常工作時的電壓會達(dá)到30kV，動力系統(tǒng)的支撐點依靠的是每秒的震動次數(shù)，將其傳送至電壓適配器當(dāng)中，再根據(jù)計算機(jī)中設(shè)定的參考值作出調(diào)整，以此來調(diào)整皮帶輪的轉(zhuǎn)速，由公式v=rω=2πr/T，得出運轉(zhuǎn)的角速度和線速度。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)動力不足時，系統(tǒng)會自動做排查，將現(xiàn)在運轉(zhuǎn)的帶速與系統(tǒng)中設(shè)定的轉(zhuǎn)速參數(shù)做出對比，然后根據(jù)浮動的偏差做調(diào)整，通過調(diào)整線圈運轉(zhuǎn)的角速度帶動皮帶輪線速度的變化，以此來滿足系統(tǒng)動力供應(yīng)的需求。

3 控制方式

油田生產(chǎn)自動化技術(shù)的應(yīng)用主要采用兩種控制方式，包括有模擬的自動控制方式和數(shù)字的自動控制方式。數(shù)字自動控制方式的穩(wěn)定性比模擬自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能高，但是調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)復(fù)雜。模擬式自動化控制系統(tǒng)是將模擬控制裝置作為基礎(chǔ)，對石油在采集過程中的電流、電壓的分配采用的三相集成電路和緩沖罐液位等工藝技術(shù)進(jìn)行控制，進(jìn)而在一定程度上加快了對石油的開采，同時保證了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行[5-6]。

4 應(yīng)用實例

某省曾在2009年年底建設(shè)了一座污水廠，用來處理該市的生活和工業(yè)污水，該污水處理廠總投資的預(yù)算為5500萬元。該廠根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和現(xiàn)場的開關(guān)量分布情況，在控制柜I內(nèi)用一臺S7—300PLC進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，在控制柜Ⅱ內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)程IO，這樣就減少了硬件的投入成本，同時也不會存在兩個PLC之間的通信問題。

該污水處理廠的控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場手動控制和自動控制系統(tǒng)兩個部分，其中自動控制系統(tǒng)中的兩臺西門子S7—300PLC用來完成對整個污水處理系統(tǒng)的控制，利用以太網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場相關(guān)信息的收集，通過中央控制室的上位機(jī)操作人員可以監(jiān)控污水界面。將PLC技術(shù)應(yīng)用于該污水處理廠自動控制系統(tǒng)中，實際投資為5000萬元，節(jié)約了成本，創(chuàng)造了很高的社會效益。另外，我國油田企業(yè)在石油開采中，數(shù)字控制系統(tǒng)將直接對變頻調(diào)速器進(jìn)行控制，可同時對多對輸油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到對緩沖罐液位的控制，這就實現(xiàn)了直接數(shù)字控制系統(tǒng)管理控制的最終目的。在石油開采中，可編程控制器可以對污水處理、排放和泵的變頻調(diào)速器進(jìn)行控制，從而降低石油生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染，避免先發(fā)展后處理的問題。

[1]莊麗娟，吳麗云．基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設(shè)計[J]．微計算機(jī)信息，2005（1）：24—25.

[2]伍錦榮．可編程控制器系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)技術(shù)[M]．廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004.

[3]王新云．PLC變頻調(diào)速控制在油田的應(yīng)用[J]．油氣田地面工程，2013，32（8）：75．

[4]盧建剛，黃振華．PLC在半山電廠廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．微計算機(jī)信息，2007（6）：101-102.

[5]陳宇，段鑫．可編程序控制器原理及編程技巧[M]．廣州：華南理工大學(xué)出版社，1998.

[6]溫錦忠．PLC在污水泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．福建電腦，2005（9）：150-151.

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.039