馬曉軍 陸艷斌

【摘要】以某油田集中拉油點為例，詳細(xì)描述了基于PLC的自動裝車控制系統(tǒng)的構(gòu)成和控制原理。根據(jù)邊遠(yuǎn)地區(qū)實際情況，有效的利用移動3G無線網(wǎng)絡(luò)與自動裝車控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，在一定程度上解決了人員的用工緊張程度。降低了員工的勞動輕度，提高了勞動生產(chǎn)率。

【關(guān)鍵詞】自動裝車控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集;3G網(wǎng)絡(luò)

Abstract：A focus pull oil oilfield as an example，a detailed description of the structure and control of automatic loading control system theory based on the PLC. According to the actual conditions in remote areas，the use of mobile 3G wireless network and automatic loading control system for effective integration，to a certain extent，to solve the personnel employment tension. Reduced employee labor mild，improve labor productivity.

Keywords：Automatic loading control system;data acquisition;3G network

1.引言

新疆油田大多地處沙漠腹地，人員稀少。值班人員配置較少，很難巡檢所有拉油點。現(xiàn)有外圍及邊遠(yuǎn)井區(qū)是該油田目前主力產(chǎn)油區(qū)塊，這些區(qū)塊距離聯(lián)合站較遠(yuǎn)，未鋪設(shè)輸油管線，原油運輸靠罐車?yán)\，人工放油。原油中含有硫化氫等有毒有害氣體，人工放油存在較大安全風(fēng)險。放油量依靠人工檢尺計算，計量誤差較大，同時這些拉油點比較分散，管理難度大，占用采油操作員工較多。隨著外圍及邊遠(yuǎn)井區(qū)規(guī)模的增大，從事放油工作的人員還將增多，為緩解作業(yè)區(qū)人員日益緊缺現(xiàn)狀，研究在某井區(qū)集中拉油點建設(shè)遠(yuǎn)程自動裝車控制系統(tǒng)。下面以某油田集中拉有點為例，舉例進(jìn)行說明。通過基于PLC的自動裝車控制系統(tǒng)，解決上述人員緊缺問題，并取得良好的試驗及經(jīng)濟(jì)效果。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

本設(shè)計為減輕人員勞動強度、有效保證人員安全和解決人員緊張為目的而設(shè)計的原油自動裝車控制系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動裝車。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)程自動裝車系統(tǒng)圖

自動裝車控制系統(tǒng)由上位機系統(tǒng)、控制器和現(xiàn)場儀表三部分組成。

1）上位機系統(tǒng)：用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和存儲、工藝流程畫面顯示、生產(chǎn)過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫接口和查詢、生產(chǎn)報表的生成。上位機系統(tǒng)主要由微計算機及組態(tài)軟件構(gòu)成。

2）控制器：選用西門子S7-200 PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制。

3）現(xiàn)場儀表：現(xiàn)場儀表包括： 電動開關(guān)球閥、電動調(diào)節(jié)閥、液位計、靜電溢油保護(hù)器等。

各部分功能及作用說明如下：

1）液位計：裝車控制儀采集其流量信號完成對已裝車量的計量。液位計精度高低和穩(wěn)定性直接影響整個裝車系統(tǒng)的精度。

2）電動開關(guān)球閥：分兩或多段開關(guān)，達(dá)到防止“水擊”及提高裝車精度的效果;

3）靜電接地夾：與大地連接，將槽車上的靜電倒入大地。當(dāng)接地夾與槽車接觸不良時其觸點信號進(jìn)入裝車控制儀，裝車控制儀將輸出控制信號自動停止裝車。

4）裝車控制器：是實現(xiàn)定量自動裝車的核心設(shè)備。其主要功能是對裝車過程進(jìn)行程序控制和安全聯(lián)鎖。

3.控制流程

控制流程如圖2所示。

圖2 罐區(qū)工藝圖

1）油罐編號設(shè)定為1#、2#、3#、4#罐，液位計編號設(shè)定為1#、2#、3#、4#液位計;其中：1#、2#罐分為一組，其進(jìn)油電動開關(guān)閥定義為F1閥，放油電動開關(guān)閥為F2;3#、4#罐為另一組，其進(jìn)油電動開關(guān)閥定義為F3閥，放油電動開關(guān)閥為F4;裝油臺電動調(diào)節(jié)閥定義為F5閥。

圖3 自動放油流程

2）自動放油控制流程：車輛停放到位，鶴管擺放正常，防靜電裝置接通;按應(yīng)答裝置與控制室進(jìn)行溝通（向控制室通報車輛載重和車號），控制室確認(rèn)現(xiàn)場后，設(shè)置放油量和放油閥開度，下達(dá)放油操作指令，PLC實施定量自動放油操作。自動放油流程如圖3所示。

3）自動放油控制操作過程：當(dāng)1#、2#罐放油時，F(xiàn)1關(guān)閉，F(xiàn)2、F5打開放油;3#、4#罐生產(chǎn)，F(xiàn)3開啟，F(xiàn)4關(guān)閉;反之同理。

4）PLC采集的各種數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)上傳至前線中控室自動化系統(tǒng)。

考慮到自動裝車的安全性、可靠性。遠(yuǎn)程和就地設(shè)置急停按鈕，若裝車時現(xiàn)場發(fā)生緊急情況，操作員只需按急停按鈕即可立即停止裝車。

4.結(jié)束語

該系統(tǒng)將自動裝車控制系統(tǒng)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至中控室，進(jìn)行集中監(jiān)控，數(shù)據(jù)存儲實現(xiàn)了無縫連接。該系統(tǒng)提高了該油田的現(xiàn)代化管理水平，可實時監(jiān)視該區(qū)域的動態(tài)情況，及時、準(zhǔn)確預(yù)防、處理突發(fā)事件的發(fā)生，并且能夠提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，減輕了作業(yè)人員勞動輕度。

參考文獻(xiàn)

[1]黃歩余，王建民，王玉華.石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國石化出版社，2004.

[2]陽憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3]深入淺出西門子S7-200 PLC/西門子（中國）有限公司自動化與驅(qū)動集團(tuán)編（-2版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.12.

[4]馬國華.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

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)電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)就職于新疆華隆油田科技股份有限公司，一直從事油田自動化控制設(shè)計工作。