論文-基于plc控制的油田自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 10。在WinCCExplorer界面的左邊窗口中的“變量管理”文件夾下會(huì)顯示剛才所添加的驅(qū)動(dòng)程序，右鍵單擊“MPI”通道的圖標(biāo)。除此WinCC還可以實(shí)現(xiàn)信息的查詢、曲線擬合、參數(shù)設(shè)定、故障信息報(bào)警等功能。其控制流程圖見附錄2。主站PLC正是通過參數(shù)化/組態(tài)數(shù)據(jù)這兩個(gè)報(bào)文識(shí)別屬于它的從站的。在計(jì)量室排油過程中如果緩沖室內(nèi)的液面上升到上液位控制器時(shí)（一般未到出現(xiàn)這種情況時(shí)計(jì)量室內(nèi)的油已排盡），緩沖室上液位控制器報(bào)警燈亮同時(shí)進(jìn)油閥關(guān)閉，直至計(jì)量室內(nèi)油排盡再次進(jìn)入正常計(jì)量狀態(tài)；如果緩沖室內(nèi)的壓力未達(dá)到500KP，則打開高氣壓井壓油閥進(jìn)行沖壓直至達(dá)到500KP再關(guān)閉，然后進(jìn)入正常計(jì)量狀態(tài)。整個(gè)系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖23：圖23 整個(gè)系統(tǒng)的硬件組態(tài)圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 從站的PLC控制程序設(shè)計(jì)從站系統(tǒng)的計(jì)量工藝流程為：首先將計(jì)量裝置進(jìn)行初始化并檢測(cè)緩沖室內(nèi)的壓力是否達(dá)到500KP。通過它們S7300可以與編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面裝置和其他S7和S5 PLC進(jìn)行通信。圖21 組態(tài)信息 主站PLC組態(tài)圖主站系統(tǒng)采用S7300型可編程控制器作為控制系統(tǒng)的核心，由一塊CPU3152DP、一塊電源PS307 10A、一塊DI16xDC24V、一塊DO16xDC24V/、一塊AI8x12Bit、一塊AO2x12Bit和一塊CP3431構(gòu)成，具體如圖211所示：其中PS307 10A為電源模塊，它將AC120/230電壓轉(zhuǎn)換為DC24V電壓，為主站控制器S7300、輸入/輸出模塊、執(zhí)行器等供電；CPU3152DP具有大中規(guī)模的程序容量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)二進(jìn)制和浮點(diǎn)數(shù)有較高的處理能力，有DP主站/從站接口或PROFINET接口，可以用于建立大規(guī)模的分布式I/O結(jié)構(gòu)；CP3431是用于S7300的全雙工以太網(wǎng)通信處理器，傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s。在1號(hào)機(jī)架中放入電源PS 307 10A，選中2號(hào)機(jī)架然后雙擊CPU 3152DP。檢測(cè)模塊由溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器等構(gòu)成，對(duì)計(jì)量裝置的溫度、壓力、液位等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；報(bào)警處理模塊用于顯示裝置中報(bào)警的量及通過按鈕對(duì)報(bào)警信息復(fù)位等；顯示模塊由TD200中文文本顯示器構(gòu)成，TD200顯示產(chǎn)量、含水，可設(shè)定計(jì)量時(shí)間、計(jì)量次數(shù)和純油密度等相關(guān)參數(shù)。操作方式的設(shè)定由安裝在電控柜面板上的“手動(dòng)/自動(dòng)”選擇開關(guān)確定，觸摸屏畫面設(shè)計(jì)“本地/遠(yuǎn)程”選擇開關(guān)確定參數(shù)選擇方式。2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 從站PLC系統(tǒng)的硬件組成整個(gè)從站系統(tǒng)共有9點(diǎn)開關(guān)量輸入，16點(diǎn)開關(guān)量輸出，4點(diǎn)模擬量輸人。當(dāng)油水混合液的液位到達(dá)下位控制器探頭時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，記下磁伸縮液位計(jì)的液位L1；當(dāng)混合液液位上升到上位控制器探頭時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束，記錄時(shí)間T1，記下磁伸縮液位計(jì)的液位L2。通過WinCC組態(tài)畫面將各個(gè)油井的計(jì)量信息實(shí)時(shí)顯示出來。一般是國內(nèi)產(chǎn)品借鑒國外技術(shù)，改造后在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，相比而言國內(nèi)油井計(jì)量技術(shù)分類更加繁多。（4）分離器壓油比較困難。盡管國內(nèi)很多油田在油井計(jì)量方面做了大量研究，實(shí)現(xiàn)了油井自動(dòng)計(jì)量。目前國內(nèi)油田計(jì)量站普遍采用玻璃管人工量液，這種計(jì)量方式存在以下主要問題：（1）工作量大，效率低。關(guān)鍵詞 檢測(cè)模塊 低產(chǎn)油井 自動(dòng)計(jì)量 PROFIBUS總線技術(shù) 工業(yè)以太網(wǎng)1 緒論 選題背景油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，對(duì)掌握油藏狀況、制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義?；赑LC控制的油田自動(dòng)化計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要在分析了低產(chǎn)油井常用的玻璃管人工量液技術(shù)與裝置中所存在的問題的基礎(chǔ)上，介紹了如何將PLC用于一種新型的油井自動(dòng)計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)思路和實(shí)施方案等。實(shí)現(xiàn)了油井計(jì)量自動(dòng)化，提高了計(jì)量精度?，F(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量裝置雖然形式各異，但很難有一種計(jì)量方式能夠滿足油田全部油井計(jì)量的需要，所以對(duì)各種計(jì)量形式進(jìn)行對(duì)比，找出各種計(jì)量方式各自的適應(yīng)性及適用范圍，將為油田自動(dòng)計(jì)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)使用提供可靠的技術(shù)保證。在某些油田，玻璃管人工量液的計(jì)量方法已使一些油區(qū)的產(chǎn)量計(jì)量誤差達(dá)到20％的程度。（3）在線含水分析儀現(xiàn)場(chǎng)使用效果不理想。國外油田生產(chǎn)管理中對(duì)檢測(cè)結(jié)果要求不高，油井產(chǎn)量穩(wěn)定，測(cè)量周期長，與國內(nèi)生產(chǎn)組織方式存在較大差別。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要本系統(tǒng)為油井的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，它采用S7200作為從站的核心控制器對(duì)單個(gè)油井的采油量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集到的信息傳給主站，經(jīng)過主站的處理再傳給上位機(jī)。一個(gè)進(jìn)油計(jì)量，一個(gè)壓油(利用進(jìn)油分離器分離出的氣及自身高度)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和計(jì)量；利用連通器原理，根據(jù)油、水密度差間接計(jì)算含水，從而實(shí)現(xiàn)液量和含水的準(zhǔn)確計(jì)量。則： (1)得： (2) (3) (4) (5)代入 (6)得 (7)兩臺(tái)分離器依次循環(huán)計(jì)量N次，最終得出產(chǎn)量 (8)含水比率 (9)主站實(shí)時(shí)采集從站的計(jì)量信息，并將采集到信息傳給上位機(jī)，通過上位機(jī)的處理在WinCC組態(tài)畫面中將各個(gè)從站的信息顯示出來。整個(gè)從站的硬件組成如圖21所示：從站控制器S7200自動(dòng)切換模塊檢測(cè)模塊報(bào)警處理模塊顯示模塊圖21從站的硬件組成在從站系統(tǒng)中：自動(dòng)切換模塊用于手/自動(dòng)計(jì)量方式的切換，系統(tǒng)操作方式分為2種：手動(dòng)操作方式，自動(dòng)操作方式。自動(dòng)化生產(chǎn)可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，并且操作方便，可基本不需要人工干預(yù)。雙擊然后雙擊進(jìn)入硬件組態(tài)畫面，我們先選擇SIMATIC 300中的機(jī)架RACK300然后雙擊Rail進(jìn)入。點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)入圖21所示畫面，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行其他設(shè)備的組態(tài)。CP3431在工業(yè)以太網(wǎng)上獨(dú)立處理數(shù)據(jù)通信，有自己的處理器。在整個(gè)系統(tǒng)中工程師站用于監(jiān)控各個(gè)油井的計(jì)量信息并擁有對(duì)各個(gè)從站進(jìn)行遠(yuǎn)程操控的權(quán)限。當(dāng)計(jì)量室內(nèi)液面下降到下射頻導(dǎo)納液位控制器時(shí)延時(shí)20S關(guān)閉出油閥同時(shí)打開分離閥，如此進(jìn)行循環(huán)計(jì)量。主站的參數(shù)配置包括參數(shù)化/組態(tài)數(shù)據(jù)，以及它所控制和聯(lián)系的從站地址。當(dāng)從站系統(tǒng)有報(bào)警信息時(shí)，WinCC主畫面中相應(yīng)序號(hào)的從站報(bào)警指示燈開始閃爍，從而我們可以直觀的觀察各個(gè)從站的計(jì)量狀況。高性能的過程耦合、快速的畫面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)使其具有高度的實(shí)用性。（2）建立PROFIBUSDP的連接通道在WinCCExplorer界面的左邊窗口中右鍵單擊“變量管理”，在彈出的菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”，進(jìn)入對(duì)話框中，單擊“SIMATIC S7 Protocol ”，并單擊“打開”按鈕，完成驅(qū)動(dòng)程序的添加。在WinCCEx
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