【正文】 面對如此多的深情厚誼，我只能用不懈努力與成績來回報他們，同時實現(xiàn)人生理想。同時，作為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院的一名學(xué)生，我深切感受到老師們的關(guān)心和支持，在此，感謝他們的惴惴教誨。他性格溫和，待人誠懇，有著朋友一樣的幫助，有著老師一般的要求。即將離開校園，心里不免會感到失落與不舍，但存留更多的是感激，因為在四年的生活中，記錄這青春的點點滴滴，感謝我生命中的良師益友，是他們讓我的大學(xué)生活充滿色彩和希望，收獲一個更加美好的未來。四年前，我們懷著驕傲與自豪來到這里，四年后，面對人生的十字路口，有過迷茫與徘徊，有過頹廢與失落，但更多地是憧憬與希望。（5）本設(shè)計在結(jié)構(gòu)上也存在能夠再進一步優(yōu)化的地方。（3）所選各種傳感器工作可靠性、穩(wěn)定性有待于實際檢驗。研究過程中還存在著有待改進和繼續(xù)完善之處，主要為：（1）程序交互界面及操作過程應(yīng)盡量符合工程實際操作要求。這不僅提高了油品含水率的分析速度，避免了人工采樣化驗的不安全及低效，還能給生產(chǎn)操作提供快速的信息反饋以便及時調(diào)整生產(chǎn)。這不僅克服了手動操作帶來的不便，而且在很大程度上提高了工作效率。計量裝置引入多通閥作為自動選井部件，本設(shè)計使用的多通閥可以管理8口油井，為了增加計量裝置計量的油井?dāng)?shù)目，可以使用由3～5個多通閥組成一組，同時再與一個三通或四通閥配合，可以對24～36口油井，進行管理完成選井計量工作。由于裝置投入使用，開始工作就能達(dá)到計量精度要求，若每口油井的計量時間減少到20分鐘，每口井每天計量2次，則使用本設(shè)計的計量裝置能同時管理和計量36口油井。在這種算法下，裝置從開始工作就能達(dá)到所要求的計量精度。本設(shè)計提出的計量算法，與現(xiàn)有的稱重式計量方法相比，具有更高精度。5 結(jié)論本文在分析研究油井計量現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了多井自動計量方案，完成設(shè)計并進行了現(xiàn)場調(diào)試，通過本文的研究可以得出以下結(jié)論：本設(shè)計針對常規(guī)油井計量的缺點，在現(xiàn)有的翻斗式計量方法的基礎(chǔ)上，對其進行改進，提出了一種新型油井計量原理——力矩平衡原理。我們按S7200系統(tǒng)手冊設(shè)置好上位機通訊端口和CPU端口參數(shù)，兩個端口的參數(shù)要一致，／s，最大位數(shù)為8，奇偶校驗選偶校驗，1位停止位。利用PPI通訊協(xié)議進行通訊，只需要使用NETR和NETW兩條語句，不需額外再配置模塊或軟件，非常簡單方便。CPU224XP上集成的編程口，也是PPI通訊聯(lián)網(wǎng)接口，組態(tài)軟件與PLC在PPI協(xié)議下通訊，可以使用PC/PPI電纜進行通訊，完成對工程的運行的監(jiān)控。本設(shè)計的計量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是最簡單的PPI網(wǎng)絡(luò)，即一臺上位機和一臺S7200PLC通訊。另外，具有RS232接口的設(shè)備也可以通過PC/PPI電纜建立連接，和S7200的CPU進行自由通訊方式通訊。自由口通訊方式是S7200PLC的一個很有特色的功能，可以通過利用用戶定義的通訊協(xié)議連接多種智能設(shè)備。PROFIBUS協(xié)議用于分布式I/O設(shè)備的高速通訊，PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通常由一個主站和多個I/O從站構(gòu)成。CPU可以直接通過內(nèi)置的接口連接到MPI網(wǎng)絡(luò)。MPI可以是主/主協(xié)議，也可以是主／從協(xié)議。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)上的所有S7200CPU都為從站。PPI方式是一個主、從協(xié)議。在建立上下位機的通訊連接后，完成了上位機軟件的程序編寫，即可實現(xiàn)人機交互界面。在用戶組態(tài)管理器中創(chuàng)建組和用戶，在管理員組添加用戶，設(shè)置用戶登錄密碼；然后針對不同用戶添加不同的授權(quán)，和組態(tài)用戶對象的權(quán)限。(5) 用戶管理系統(tǒng)運行時，可能需要創(chuàng)建或修改某些重要的參數(shù)，如溫度、壓力等參數(shù)的設(shè)定值，對于這類操作只能由制指定允許的人員進行，禁止未經(jīng)授權(quán)的人員對重要數(shù)據(jù)的訪問和操作。報表編輯器為可視化結(jié)構(gòu)提供靜態(tài)、動態(tài)和系統(tǒng)對象，用戶可根據(jù)需要生成自己的報表組態(tài)布局。(4) 報表組態(tài)報表用于歸檔過程數(shù)據(jù)和完整的生產(chǎn)周期，可報告消息和數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建班次報表和輸出批量數(shù)據(jù)，或者對生產(chǎn)制造過程進行歸檔以用于驗收測試等。運行系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對過程值的監(jiān)控、控制報警輸出、管理報警確認(rèn)。報警記錄分為兩個組件：組態(tài)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)。當(dāng)故障發(fā)生時，應(yīng)在第一時間以多種方式通知操作人員。（a）所示，動態(tài)顯示現(xiàn)場生產(chǎn)狀況與各個傳感器、儀表的讀數(shù)；（b）所示，在該畫面可以對當(dāng)前計量井號、計量持續(xù)時間等各項參數(shù)進行選擇設(shè)置，以及對歷史數(shù)據(jù)的清零等操作；（c）所示，系統(tǒng)運行時，各個變量的數(shù)值變化可以系統(tǒng)的顯示在該畫面；（d）所示，在該畫面中，可以輸入需要進行數(shù)據(jù)查詢的時段，在畫面中就可以同時顯示歷史數(shù)據(jù)以及歷史曲線；另外，還有一些其他為了完善流程和系統(tǒng)功能的畫面。畫面組態(tài)設(shè)計時應(yīng)充分考慮操作界面的簡單、友好，并兼顧用戶的操作習(xí)慣。(2) 畫面組態(tài)在WinCC圖形編輯器下，利用WinCC強大的繪圖和動畫功能，設(shè)計完成所有能實時反映現(xiàn)場狀態(tài)的監(jiān)控畫面和其他系統(tǒng)操作畫面。要實現(xiàn)WinCC對S7200PLC的當(dāng)前過程值的訪問，需在WinCC與S7200PLC之間組態(tài)一個通訊通道。工程概述：油井自動計量系統(tǒng)工程的建立，包括多路來油管線，多通閥自動選井，計量料斗對目標(biāo)油井進行計量，料斗的翻轉(zhuǎn)與承重計數(shù)，反映工作狀況的各傳感器讀數(shù)采集與非正常工況的報警，歷史報表查詢等。WinCC組態(tài)軟件與STEP7編程軟件的緊密結(jié)合，縮短了項目開發(fā)的周期，監(jiān)控畫面與編程畫面可在同一個界面進行，而不需要外部電纜進行通訊，尤其對于程序調(diào)試非常方便[1720]。 WinCC組態(tài)軟件 WinCC組態(tài)軟件簡介本設(shè)計監(jiān)控畫面采用WinCC組態(tài)軟件進行開發(fā)設(shè)計，WinCC是視窗控制中心(WindowsControlCenter)的簡稱，是一套完整的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，主要配合西門子公司自己的自動化硬件產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強大，它包括一個腳本調(diào)試環(huán)境，內(nèi)嵌OPC支持，可對分布式系統(tǒng)進行組態(tài)，形成所需的操作、監(jiān)控畫面，報警、趨勢曲線和報表等畫面。如西門子公司的STEP7Micro/WIN軟件。不同公司的機型，通信軟件各不相同。此外，還可以通過電磁波實現(xiàn)無線通信。通信口主要靠介質(zhì)實現(xiàn)相連，以此構(gòu)成信道。PLC網(wǎng)絡(luò)的通信接口多為串行接口，主要功能是進行數(shù)據(jù)的并行與串行轉(zhuǎn)換，控制傳送的波特率及字符格式，進行電平轉(zhuǎn)換等。PLC網(wǎng)絡(luò)采用異步方式床送數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置與建立網(wǎng)絡(luò)的目的、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信方式有關(guān)，但任何網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)配置都包括硬件、軟件兩個方面。② 同步方式同步方式要在傳送數(shù)據(jù)的同時，也傳送時鐘同步信號，病始終按照給定的時刻采集數(shù)據(jù)。異步傳送較為簡單，但要增加傳送位，將影響傳輸速率。① 異步方式異步方式又稱為起止方式。(2) 異步方式與同步方式串行通信數(shù)據(jù)的傳送是一位一位分時進行的。PLC網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式絕大多數(shù)為串行方式，而計算機或PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)處理、存儲都是并行的。串行通信只需要一對數(shù)據(jù)線就可以。PLC通信系統(tǒng)中，并行通信方式一般發(fā)生在內(nèi)部各元件之間、基本單元與拓展模塊或近距離的智能模板的處理器之間。本文控制系統(tǒng)采用的是第一種結(jié)構(gòu)以上位機為種信念節(jié)點(1) 串行數(shù)據(jù)傳送與并行數(shù)據(jù)傳送① 并行數(shù)據(jù)傳送并行數(shù)據(jù)傳送時所有數(shù)據(jù)位是同時進行的，以字或字節(jié)為單位傳送。③ 環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)的的個節(jié)點通過有源接口連接在一條閉合的環(huán)形通信線路中，是點對點式結(jié)構(gòu)，即一個節(jié)點只能把數(shù)據(jù)傳送到下一個節(jié)點。② 總線結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)的所有節(jié)點都通過相應(yīng)硬件連接到一條無源公共總線上，任何一個節(jié)點發(fā)出的信息都可沿著總線傳輸，并被總線上其他人一節(jié)點接收。由于全雙工通信方式可現(xiàn)時時雙向數(shù)據(jù)傳輸，故在本通信中被采用(2) 聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)指多個節(jié)點的連接形式常用的有星形結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)。而辦雙工通信方式是指在兩個方向上都能傳數(shù)據(jù)，即對某節(jié)點A和B既能接受數(shù)據(jù)也能發(fā)送數(shù)據(jù)，但在同一時刻只能朝一個方向傳送。假設(shè)有兩個節(jié)點A和B。(1) 鏈接結(jié)構(gòu)鏈接結(jié)構(gòu)膠為簡單，它主要指通過通信接口和通信介質(zhì)把兩個節(jié)點鏈接起來。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要指如何從物理上把各個節(jié)點連接起來形成網(wǎng)絡(luò)。兩個PLC之間或一臺PLC與一臺計算機建立連接，一般叫做連接（link），而不能成為聯(lián)網(wǎng)。PLC相互之間的連接，是眾多相對獨立的控制任務(wù)構(gòu)成一個控制工程整體，形成模塊控制體系；PLC與計算機的連接，將PLC應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備直接控制，計算機用于編程、顯示、打印和系統(tǒng)管理，構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)（DOS），滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展需要。綜合性能與市場價格，最終選擇西普電氣公司生產(chǎn)的SIPU系列，非埋入式NPN直流三線，常開型J18D8NK，額定動作距離8mm。 接近開關(guān)選型西門子S7200PLC輸入內(nèi)部線路的光電耦合的公共端可以是共陰極或共陽極，因此，在考慮使用NPN或PNP輸入時，可以改變公共端（COM）的正極或負(fù)極來分別使用。計量罐的罐底液位不超過2m，差壓值小于1kPa，故選用微差壓變送器。差壓變送器是最常用的液位測量變送器，179。結(jié)合上述壓力傳感器的選型標(biāo)準(zhǔn)以及實際工作環(huán)境，選擇壓阻式壓力變送器，通過市場價格比較，最終選擇邁克傳感器有限公司生產(chǎn)的MPM489型壓阻式壓力變送器。(6) 防爆以及防護等級：原油屬于易燃易爆介質(zhì)，因此需要慮防爆以及防護等級。(5) 輸出信號：目前市場上壓力變送器的輸出信號，主要4～20mA，0～20mA，0～10V，0～5V等，最常用的是4～20mA和0～10V兩種。精度越高，價格就越高。溫度從零點漂移和滿度溫度漂移兩方面影響測量結(jié)果。變送器測量范圍最好設(shè)在1/43/4變送器量程之間，這樣能保證測量的精度，這一點對于微差壓變送器更為重要。這里針對原油采用316不銹鋼即可。 壓力變送器與差壓變送器選型(1) 壓力、差壓變送器的選型標(biāo)準(zhǔn)主要考慮以下幾個方面[1516]：被測量介質(zhì)：本系統(tǒng)中被測量介質(zhì)為原油，屬于高黏度有腐蝕性的介質(zhì)，這類場合必須選用隔離型變送器。根據(jù)選型標(biāo)準(zhǔn)，綜合實際工作溫度環(huán)境，原油溫度需要遠(yuǎn)傳，選擇WZP231pt100鉑熱電阻，測溫范圍：200～420℃。鉑熱電阻溫度傳感器，工作原理是在溫度作用下，鉑電阻絲的電阻值隨著溫度的變化而變化。 溫度變送器選型對溫度傳感器的選用標(biāo)準(zhǔn)，主要考慮以下幾個方面：被測對象的溫度是否需要遠(yuǎn)傳；測量溫度范圍與精度；傳感器價格滿足經(jīng)濟性要求，使用方便。JLBU輪輻式拉壓力傳感器，彈性體為輪輻、硬芯平膜片結(jié)構(gòu)，外形高度低，用于拉伸力測量，抗偏、抗側(cè)向力強，精度高，安裝使用方便，并經(jīng)特殊設(shè)計后可以用于較高溫度場合。綜上所述，本設(shè)計選用了蚌埠傳感器系統(tǒng)工程有限公司、型號為JLBU輪輻式拉壓力傳感器。由于稱重傳感器處于計量罐內(nèi)部，所以的工作溫度必須在之上。工作壓力。(7) 工作溫度本系統(tǒng)計量對象是原油，而被計量原油的溫度一般在左右，故而計量罐內(nèi)溫度也在左右。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。當(dāng)所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。在選擇傳感器時，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。在動態(tài)測量中，應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過大的誤差。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好(3) 頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件，實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少從外界引入的廠擾信號。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。因為即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可以采用，哪種原理的傳感器更為合適，需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮如下一些問題：量程大小、被測位置對傳感器體積的要求、測量方式為接觸式還是非接觸式、線的引出方法、國產(chǎn)還是進口、價格是否合理等。測量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。