姜春起，吳 斌，高連燁

(中海油能源發(fā)展采油服務公司，天津 300457)

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電動機與泵的運行計時系統(tǒng)在海上平臺應用探索

姜春起，吳 斌，高連燁

(中海油能源發(fā)展采油服務公司，天津 300457)

采用PLC為核心對電動機與泵進行運行計時，PLC系統(tǒng)計時采用串行接口技術RS-485與光電貓，把計時信息通過以太網以光信號傳到遠方控制終端，并通過光電貓把光信號轉化為電信號，接入計算機，通過計算機的人機界面完成對計時的顯示與復位控制，系統(tǒng)工藝簡單，投資較少，可靠性強，便于操作。

PLC；組態(tài)王；人機界面；通信

目前任何一個海上平臺的采油系統(tǒng)都有幾套相應的泵系統(tǒng)在支持，這些泵在電動機的帶動下工作，滿足船上生產、工藝、藥劑與船系的需求。然而電動機與泵必須定期對轉子、軸承加潤滑油減少磨損，檢查與更換密封，清理泵內的臟污，檢查潤滑系統(tǒng)，檢查泵與電機的對中情況，還需要關注罐加藥劑，防止加藥過量，藥劑溢出會造成浪費和污染。為此必須裝計時系統(tǒng)，實現(xiàn)檢查與加注潤滑油，更換密封自動化，減少員工勞動力，使電動機與泵系統(tǒng)運行更加可靠[1]。

1 系統(tǒng)總體設計

1)邏輯器件技術方案。采用PLC系統(tǒng)對運行電動機與泵進行計時統(tǒng)計，PLC的存儲器自身可以編程能力，PLC內部可以存儲程序[2]，平臺上使用邏輯器件是PLC，兼容性比較強。

2)通信技術方案。根據(jù)上述方案，利用的是PLC邏輯器件，按設計要求，實現(xiàn)遠距離通信，從數(shù)據(jù)的傳輸速度、信號的穩(wěn)定性與經濟性等幾方面考慮光纖通信最好。

光纖通信不僅傳輸數(shù)據(jù)的頻帶很寬，并且通信容量極大；因為光纖內部為全反射，能量衰減很小，在光纖線路的中間沒有中繼設備，因此傳輸距離非常遠[3]；光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇诟蓴_小，并且傳輸信號的質量非常高；光纖通信不僅僅抗電場與磁場干擾，由于材料是二氧化硅，物質比較穩(wěn)定，幾乎很難與其他介質發(fā)生反應，所以特別耐化學腐蝕。

3)人機界面。計算機(內含組態(tài)王)能夠進行網絡通信，并且可以對PLC的程序進行改變，并且可以對PLC的程序進行改變，開發(fā)時間短，易于擴展性。組態(tài)王軟件能充分利用計算機的圖像編輯的功能，用戶可以很方便地制作監(jiān)控畫面，并且可以用動畫方式顯示控制設備的運行狀態(tài)，它也具備實時報警窗口與實時設備運行趨勢曲線等，在得到數(shù)據(jù)后，可便利地生成用戶所需要的各類報表[4-5]。

4)系統(tǒng)組成單元。采用PLC為核心對水泵進行運行計時，PLC系統(tǒng)計時采用串行接口技術RS-485與光電貓，把計時信息通過以太網以光信號傳到遠方控制終端，并通過光電貓把光信號轉化為電信號，接入計算機，通過計算機的人機界面完成對計時的顯示與復位控制[6]。

系統(tǒng)結構見圖1。

圖1 系統(tǒng)組成

2 硬件系統(tǒng)配置

1)PLC的I/O資源配置。PLC的I/O配置表見表1，電動機與泵攜帶一個接受與發(fā)射器，當電動機與泵開關閉合，發(fā)射器發(fā)出信號給PLC，與PLC相連的開關接到信號后閉合，每一個電動機與泵的開關對應一個I/O接口，當電動機與泵的開關閉合時，I0.1～I0.6接口發(fā)出連續(xù)的脈沖信號，時鐘開始計時。當電動機與泵的開關斷開，電動機與泵停止運行時，發(fā)射器發(fā)出信號，I0.1～I0.6接口停止發(fā)出脈沖，時鐘停止計時，所以正確的I/O資源配置非常重要。

表1 PLC的I/O輸入配置表

2)PLC接線。按照表1的PLC資源分布，PLC的接線圖如圖2所示。按照西門子S7-200系列PLC產品的要求，運用VISO畫圖工具繪制PLC的I/O資源配置圖，然后通過資源配置圖進行PLC接線。

圖2 PLC接線

3)控制系統(tǒng)電路?？刂葡到y(tǒng)電路見圖3與圖4，圖3顯示的電氣控制電路，當接通電源的時候繼電器C1～C6通電時，循環(huán)水泵的開關C1～C6閉合，循環(huán)水泵運行。由于PLC與電氣電路之間有電氣隔離于安全隔離，故此控制電路帶有信號發(fā)射器與接收器，當開關閉合時，發(fā)射器發(fā)出信號，PLC的I/O接口閉合，給PLC脈沖信號。

圖3 控制系統(tǒng)電路1

圖4 控制系統(tǒng)電路2

3 軟件系統(tǒng)設計

要求對6臺電動機與泵進行計時，并通過遠程通信與人機界面對電動機與泵運行時間進行監(jiān)視與控制，6臺循環(huán)水泵相互獨立，互相沒有影響，所以只需要設計1個電動機與泵的程序流程與程序，其余6臺程序相似。

根據(jù)方案要求與問題分析，確定流程見圖5。

圖5 程序流程

4 應用效果

自動實現(xiàn)了控制加液量的數(shù)量，防止藥劑的浪費與環(huán)境污染，對電機與泵進行定期保養(yǎng)，交替使用泵與電機，使泵與電機的保養(yǎng)周期更為規(guī)律可靠，延長泵與電機的使用壽命。

[1] 胡鑫，劉彥莉，朱琳.電子計時計費使用現(xiàn)狀及計量及計量管理對策[J].計量與測試技術,2008.

[2] 陳建明.電氣控制與PLC應用[M].2版.北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[3] 趙光.西門子S7-200系列PLC應用實例詳解[M].第一版.北京:化學工業(yè)出版社,2010.

[4] 李江全,劉榮,禮花，等.西門子S7-200通信及測控應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

[5] 傅鐘慶.PLC控制系統(tǒng)和人機對話[M].北京：中國電力出版社,2013.

[6] 李尚容.電氣控制PLC原理與組態(tài)應用：基于S7-300PLC及Eview觸摸屏[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.

Application of Motor and Pump Run-timing System in Offshore Platform

JIANG Chun-qi, WU Bin, GAO Lian-ye

(CNOOC Energy Technology & Service-Oil Production Services Co., Tianjin 300457, China)

The PLC was adopted as the core of the pump run-timing system, making use of the RS-485 serial interface technology and photoelectric cat. The timing information was transferred to the distant control terminal by optical signals via Ethernet, and converted into electrical signals by the photoelectric cat, completing the timing of display and reset control by the man-machine interface of the computer. The system is simple, less investment, reliability, and easy to operate.

PLC; Kingview; man-machine interface; communication

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.05.026

2016-07-10

姜春起(1980—)，男，學士，工程師

U674.38

A

1671-7953(2016)05-0103-03

修回日期：2016-08-10

研究方向:邊際油田開發(fā)裝置現(xiàn)場運營管理

E-mail:jiangchunqi2004@163.com