王堯 淄博職業(yè)學(xué)院

油田污水泵站中PLC自動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)單，自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(chǎng)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中自動(dòng)控制系統(tǒng)中的兩臺(tái)西門子S7—300PLC用來(lái)完成整個(gè)污水處理系統(tǒng)的控制，利用以太網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息的收集，通過(guò)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(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)際投資為5000萬(wàn)元，節(jié)約了成本，創(chuàng)造了很高的社會(huì)效益。

石油企業(yè)；污水泵站；PLC控制技術(shù)；動(dòng)力控制

我國(guó)石油行業(yè)在油井污水自動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)單，自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(yùn)用程序時(shí)十分簡(jiǎn)便，并且在編程過(guò)程中也將環(huán)節(jié)簡(jiǎn)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(cè)、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(gè)處理泵站都可以根據(jù)實(shí)際的需要調(diào)節(jié)子網(wǎng)掩碼的序列號(hào)，但終端能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這個(gè)局域網(wǎng)的全部控制，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。

1.2 邏輯運(yùn)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(duì)完善，其中包括數(shù)據(jù)運(yùn)算、定時(shí)計(jì)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(bào)警等功能來(lái)提升整體的控制能力。在數(shù)據(jù)運(yùn)算程序上，除了平時(shí)演練中的四則運(yùn)算，另外還添加了極限運(yùn)算法則[2-3]，利用三角函數(shù)實(shí)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(yùn)算，還可以對(duì)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(duì)有較大浮動(dòng)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(cuò)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(dòng)力控制系統(tǒng)

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

3 控制方式

油田生產(chǎn)自動(dòng)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(dòng)控制方式和數(shù)字的自動(dòng)控制方式。數(shù)字自動(dòng)控制方式的穩(wěn)定性比模擬自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)是將模擬控制裝置作為基礎(chǔ)，對(duì)石油在采集過(guò)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(duì)石油的開采，同時(shí)保證了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行[5-6]。

4 應(yīng)用實(shí)例

某省曾在2009年年底建設(shè)了一座污水廠，用來(lái)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(wàn)元。該廠根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量分布情況，在控制柜I內(nèi)用一臺(tái)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(shí)也不會(huì)存在兩個(gè)PLC之間的通信問(wèn)題。

該污水處理廠的控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分，其中自動(dòng)控制系統(tǒng)中的兩臺(tái)西門子S7—300PLC用來(lái)完成對(duì)整個(gè)污水處理系統(tǒng)的控制，利用以太網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息的收集，通過(guò)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(dòng)控制系統(tǒng)中，實(shí)際投資為5000萬(wàn)元，節(jié)約了成本，創(chuàng)造了很高的社會(huì)效益。另外，我國(guó)油田企業(yè)在石油開采中，數(shù)字控制系統(tǒng)將直接對(duì)變頻調(diào)速器進(jìn)行控制，可同時(shí)對(duì)多對(duì)輸油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到對(duì)緩沖罐液位的控制，這就實(shí)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(duì)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(lái)的環(huán)境污染，避免先發(fā)展后處理的問(wèn)題。

[1]莊麗娟，吳麗云．基于PLC控制的廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．微計(jì)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(jì)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(dòng)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