謝觀?！∴囆l(wèi)平　周文強(qiáng)

【摘? 要】在很多油田，油井加藥一直是油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一;自動(dòng)加藥控制裝置可使油井加藥實(shí)現(xiàn)智能化、精細(xì)化，節(jié)省大量人力物力成本。電控柜是自動(dòng)加藥控制裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）以微處理器為核心，具有可靠性高、控制功能強(qiáng)，使用靈活方便等有點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)采用臺(tái)達(dá)TP04P-22XA1R寬屏文本顯示器電控柜的控制核心，并且利用其推薦的WPLSoft2.46編程軟件進(jìn)行梯形圖程序設(shè)計(jì)和TTPEditor1.88編程軟件進(jìn)行顯示文本設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)自動(dòng)加藥控制裝置電控柜相比，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、自動(dòng)化程度高，易于維護(hù)等。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)加藥;電控柜;可編程邏輯控制器

1 引言

PLC可具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、通訊聯(lián)網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過(guò)程和位置的自動(dòng)控制中[2]。本文基于PLC的自動(dòng)加藥電控柜屬于自動(dòng)加藥裝置的核心控制部件，就是在油井自動(dòng)加藥控制場(chǎng)合使用PLC實(shí)現(xiàn)加藥時(shí)間、加藥量的精確控制，同時(shí)油田作業(yè)人員通過(guò)通訊聯(lián)網(wǎng)方式可掌握油井加藥狀態(tài)、及時(shí)調(diào)整加藥工藝。最終實(shí)現(xiàn)降本增效，提升油田數(shù)字化生產(chǎn)水平。

2 自動(dòng)加藥控制裝置簡(jiǎn)介

油井自動(dòng)加藥控制裝置包括PLC、藥桶、加藥泵、液位傳感器和控制回路元件等主要部件組成，如圖2.1所示。藥桶用于存儲(chǔ)藥劑，加藥泵用于向油井注入藥劑，液位傳感器可監(jiān)測(cè)藥桶藥劑液位高度，用于計(jì)算油井加藥實(shí)時(shí)劑量。PLC是自動(dòng)加藥裝置的核心部分，用于實(shí)時(shí)控制加藥泵工作狀態(tài)、讀取液面?zhèn)鞲衅餍畔⒌葘?shí)現(xiàn)油井自動(dòng)加藥。

臺(tái)達(dá)推出TP04P-22XA1R寬屏文本顯示器，該產(chǎn)品為內(nèi)含文本顯示功能的PLC主機(jī)，提供豐富的指令集，并具有8k steps的程序內(nèi)存，支持8/8點(diǎn)輸入輸出。其明確的功能鍵分配使操控更加簡(jiǎn)易，擁有RS485通訊接口，支持多種通訊協(xié)議。

3 自動(dòng)加藥控制裝置PLC程序設(shè)計(jì)

本文PLC（TP04P-22XA1R）需要WPLSoft2.46進(jìn)行梯形圖程序設(shè)計(jì)和TPEditor1.88進(jìn)行寬屏文本顯示器編輯設(shè)計(jì)。

3.1 功能指標(biāo)

1.實(shí)時(shí)顯示藥桶液位值;

2.可手動(dòng)控制加藥泵啟停;

3.可有查看和設(shè)置8個(gè)自動(dòng)加藥時(shí)間段功能;

4. 能夠按照設(shè)置的加藥時(shí)段自動(dòng)控制加藥泵工作;

5. 通過(guò)RS485總線傳送液位信息;

6. 具有加藥數(shù)據(jù)保存功能。

3.2 程序設(shè)計(jì)

根據(jù)功能指標(biāo)要求，首先規(guī)劃TP04P-22XA1R的通訊協(xié)議、寄存器地址、程序工作流程，然后進(jìn)行程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

3.2.1通訊協(xié)議規(guī)劃

TP04P-22XA1R寬屏文本顯示器支持標(biāo)準(zhǔn)Modbus? RTU協(xié)議，通訊協(xié)議規(guī)定如下：

連接方式：有線式RS485;

工作模式：異步串行，半雙工;

通訊地址：PLC地址1;

通訊參數(shù)：通訊波特率19200，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，1位停止位;

主從方式：PLC作為從站，服務(wù)軟件作為主站;

數(shù)據(jù)格式：十六進(jìn)制;

功能碼：讀寄存器03碼、寫(xiě)單個(gè)寄存器06碼、寫(xiě)多個(gè)寄存器16碼。

3.2.2 寄存器地址規(guī)劃

TP04P-22XA1R可以大量提供用戶自由使用數(shù)據(jù)寄存器：掉電不保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D0—D407、D600—D999，供電斷電后數(shù)據(jù)丟失，常用于數(shù)據(jù)運(yùn)算中轉(zhuǎn)、緩存;掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D408—D599、D2000--D3919，供電斷電后數(shù)據(jù)依然存在，常用于重要數(shù)據(jù)保存。因此，自動(dòng)加藥時(shí)段、液位信息等數(shù)據(jù)需要使用TP04P-22XA1R的掉電保持寄存器。自動(dòng)加藥時(shí)段包含啟動(dòng)時(shí)刻和停止時(shí)刻，液位信息包含當(dāng)前液面信息和可存儲(chǔ)不少于15天的歷史液面信息工作表。同時(shí)，油田作業(yè)人員服務(wù)軟件利用MODBUS RTU協(xié)議讀取寄存器數(shù)據(jù)，可直接獲取加藥控制柜的加藥時(shí)間、加藥量。

3.2.3 程序工作流程

TP04P-22XA1R和其他PLC一樣按順序邏輯、逐行掃描執(zhí)行程序，但由于其內(nèi)部有獨(dú)立的通訊模塊獨(dú)立完成RS485數(shù)據(jù)通訊，因此，在PLC梯形圖程序中只需要配置通訊協(xié)議，梯形圖程序工作流程規(guī)劃，如圖3.1。

3.2.4 程序設(shè)計(jì)

TP04P-22XA1R程序設(shè)計(jì)包括提醒圖設(shè)計(jì)和文本顯示設(shè)計(jì)兩部，梯形圖程序用于邏輯控制主要包括：液位采集模塊（利用PLC模擬采集通道0），加藥控制模塊，自動(dòng)加藥時(shí)段判斷模塊等，如圖3.2—3.6所示

寄存器D41、D45、D49、D53分別保存著時(shí)段1、2、3、4加藥啟動(dòng)時(shí)刻計(jì)算值，寄存器D43、D47、D51、D55分別保存著時(shí)段1、2、3、4加藥停止時(shí)刻計(jì)算值，只有啟動(dòng)停止時(shí)刻值大于啟動(dòng)時(shí)刻值時(shí)，該時(shí)段才判定有效。

文本顯示器程序用于現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)交互包括：液位實(shí)時(shí)顯示界面，控制界面，自動(dòng)加藥時(shí)段界面。梯形圖程序和文本顯示程序是通過(guò)TP04P-22XA1R內(nèi)部的繼電器和寄存器相互作用和聯(lián)系的。液面信息界面包含：內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘，實(shí)時(shí)液位寄存器D18分別用數(shù)字方式展示、條狀圖方式展示。手動(dòng)控制界面包含4個(gè)繼電器M509、M510、M0、M1，M509和M510分別由數(shù)字鍵1和2控制，當(dāng)M0或M1為1時(shí)，各自指示燈點(diǎn)亮，不按鍵需要控制。自動(dòng)加藥時(shí)段界面共有2個(gè)，只展示了時(shí)段1和時(shí)段2的設(shè)置顯示界面，如圖3.5所示。

3.2.5 功能實(shí)現(xiàn)

串口調(diào)試軟件“SSCOM32”配置：波特率19200、停止位1位、無(wú)奇偶校驗(yàn)，將串口線連接PLC的RS485接口，按標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)可靠通訊。智能交互界面如圖3.6所示。

4 總結(jié)

本文使用PLC選型及程序設(shè)計(jì)已在油田應(yīng)用了約500口油井，利用PLC內(nèi)部繼電器、寄存器、模擬采集通道和定時(shí)器等豐富資源進(jìn)行自動(dòng)加藥裝置電控柜設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，初步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加藥裝置的自動(dòng)化控制;重點(diǎn)闡述了PLC程序設(shè)計(jì)部分，程序邏輯性和可靠性均通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，程序中所用到的數(shù)據(jù)均可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置和修改。

參考文獻(xiàn)：

[1]社徐林才等：《自動(dòng)加藥裝置應(yīng)用效果評(píng)價(jià)》[J].中國(guó)化工貿(mào)易

[2]《DVP-ES2/EX2/SS2/SA2/SX2/SE&TP操作手冊(cè)（程序篇）》[Z].中達(dá)電通股份有限公司