基于PLC實(shí)現(xiàn)計(jì)量站的自動(dòng)計(jì)量控制的研究

馬曉軍 陸艷斌

【摘要】LE系列PLC實(shí)現(xiàn)計(jì)量站內(nèi)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量控制，同時(shí)由上位組態(tài)軟件完成控制指令下達(dá)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量站的無人值守。

【關(guān)鍵詞】計(jì)量站;PLC;自動(dòng)計(jì)量

Abstract：LE series PLC automatic metering control station system，at the same time by software to complete the control instructions，to achieve unattended metering station.

Keywords：Metering station;PLC;automatic measurement

引言

計(jì)量站是油田的重要組成部分。計(jì)量站生產(chǎn)擔(dān)負(fù)著站內(nèi)各個(gè)油井的產(chǎn)液量計(jì)量任務(wù)，需要及時(shí)、準(zhǔn)確地為油田地質(zhì)部門提供油藏工程資料。計(jì)量站控制系統(tǒng)由多通閥控制箱及計(jì)量系統(tǒng)組成。多通閥控制完成各個(gè)單井由管匯切入計(jì)量系統(tǒng)的任務(wù)，計(jì)量系統(tǒng)通過硬連接多通閥控制箱，控制單井由匯管進(jìn)罐系統(tǒng)切入計(jì)量系統(tǒng)。油田計(jì)量站分離器的主要作用是將從地下打上來的原油進(jìn)行分離，即對自然氣、油、水三者進(jìn)行分離，在分離器中自然氣在最上層，油在中間層、水在最下層。一般人工操作，倒流程閥門，計(jì)量不連續(xù)、計(jì)量次數(shù)少，容易造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)。為解決這一問題，研究基于PLC的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，根據(jù)分離器液位及計(jì)量時(shí)間可得到日產(chǎn)液量。

本文基于LE系列PLC和組態(tài)王6.53，通過硬件和軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了計(jì)量站的自動(dòng)計(jì)量控制。

1.控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、現(xiàn)場控制器PLC和儀表組成。上位機(jī)由服務(wù)器、操作員計(jì)算機(jī)組成，現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)通過PLC進(jìn)行采集處理，通過光纜或數(shù)據(jù)網(wǎng)線與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信號集中傳送到中心控制室，進(jìn)行監(jiān)控管理。實(shí)現(xiàn)對計(jì)量站的實(shí)時(shí)監(jiān)控、計(jì)量?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)裝置包含有計(jì)量分離器、多通閥、儀控柜。主要設(shè)備表見表1。

2.控制工藝設(shè)計(jì)

采油計(jì)量站自動(dòng)計(jì)量是通過多通閥RTU選擇閥位并傳給計(jì)量RTU，計(jì)量RTU通過液位信號進(jìn)行計(jì)量，每口井以計(jì)量30cm作為主要控制數(shù)據(jù)，計(jì)量30分鐘作次要控制數(shù)據(jù)，以計(jì)量達(dá)到哪個(gè)控制數(shù)據(jù)為優(yōu)先控制數(shù)據(jù)。

圖2 自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖3 自動(dòng)計(jì)量流程圖

計(jì)量完成后，控制系統(tǒng)有序的把單井由計(jì)量系統(tǒng)切入?yún)R管進(jìn)罐系統(tǒng);完成設(shè)定計(jì)量流程切換程序后，保證打油泵自動(dòng)啟、停，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量。自動(dòng)計(jì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

3.產(chǎn)量計(jì)算公式

自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)具有手動(dòng)計(jì)量和自動(dòng)計(jì)量運(yùn)行模式;

計(jì)算方法是通過標(biāo)高、時(shí)間換算產(chǎn)量，計(jì)量公式如下：

其中：

Q——日產(chǎn)液量，單位（t）;

A——換算系數(shù)：

Ф800—A=7.4456，Ф1000—A=11.37，Ф1400---A=22.19（分離器直徑）;

H——計(jì)量標(biāo)高，單位（cm）;

t——計(jì)量時(shí)間，分鐘。

4.自動(dòng)計(jì)量流程圖（如圖3所示）

5.結(jié)束語

通過將原有老舊的計(jì)量方式改造為自動(dòng)計(jì)量方式，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量站遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量，操作人員無需手動(dòng)倒閥門就能實(shí)現(xiàn)計(jì)量。在一定程度上解決了現(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，通過技術(shù)改變了原有系統(tǒng)的工作方式。提高了油田生產(chǎn)管理的工作效率和管理水平。同時(shí)，保障了油田的安全生產(chǎn)有序、穩(wěn)定運(yùn)行。

作者簡介：馬曉軍（1981—），男，大學(xué)本科，2006年畢業(yè)于塔里木大學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)供職于新疆華隆油田科技股份有限公司，一直從事油田自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)工作。