油田污水泵站中PLC自動控制系統

王堯 淄博職業學院

油田污水泵站中PLC自動控制系統

王堯 淄博職業學院

基于現代PLC技術的油井污水自動控制系統的軟、硬件具有較高的配置，在污水泵站中采用的設備較少，操作程序簡單，自動控制系統簡化了管理人員的任務流程，并且設備系統的穩定性也有了明顯提高。某污水處理廠的控制系統分為現場手動控制和自動控制系統兩個部分，其中自動控制系統中的兩臺西門子S7—300PLC用來完成整個污水處理系統的控制，利用以太網進行現場相關信息的收集，通過中央控制室的上位機操作人員可以監控污水界面。將PLC技術應用于該污水處理廠自動控制系統中，實際投資為5000萬元，節約了成本，創造了很高的社會效益。

石油企業；污水泵站；PLC控制技術；動力控制

我國石油行業在油井污水自動控制程序研究中有了新的突破，采用了當今最先進的PLC技術。基于現代PLC技術的油井污水自動控制系統的軟、硬件具有較高的配置，在污水泵站中采用的設備較少，操作程序簡單，自動控制系統簡化了管理人員的任務流程，并且設備系統的穩定性也有了明顯提高。

1 PLC控制系統的應用程序

1.1 集成化控制管理系統

現代PLC技術運用程序時十分簡便，并且在編程過程中也將環節簡化了許多，這種技術設備采取了積木式的硬件結構組成，讓系統軟件能夠實現模塊化，所以PLC控制技術適應了多種系統的不同標準要求。PLC技術的檢測、診斷功能較為完善，使得系統可以盡快恢復至原始狀態[1]。這種應用程序在大慶油田污水處理中起著至關重要的作用，采用的硬件設施基于集成化管理控制系統，進行統一化管理，其中在組網模式板塊中建立小型的局域網，能夠實現污水處理系統遠端控制功能。采用階梯式的劃分結構，每個處理泵站都可以根據實際的需要調節子網掩碼的序列號，但終端能夠實現對這個局域網的全部控制，從而實現統一管理。

1.2 邏輯運算處理系統

當前，工業領域中的PLC技術功能相對完善，其中包括數據運算、定時計數、數據分析等功能，在進一步拓展之后，還能夠實施模數轉換、數模轉換、閉環回路控制等多種功能，并且借助上位機的特定顯示、系統報警等功能來提升整體的控制能力。在數據運算程序上，除了平時演練中的四則運算，另外還添加了極限運算法則[2-3]，利用三角函數實現數據之間的轉換。應用PLC技術不但可以完成數學邏輯運算，還可以對數據進行加工、排序。數字調理有序可靠，還可以對有較大浮動的數據進行分析，以免在流程數據采集中造成篩選上的錯誤，這種數據處理方式可保證設備能夠對數據進行準確的分析。

2 動力控制系統

在動力控制系統控制過程中難免會出現一些意外性的障礙，其中對于動力系統的調解，自動控制系統可以很好地做出動態分析過程，并且在有欠缺的故障點做排查[4]。正常工作時的電壓會達到30kV，動力系統的支撐點依靠的是每秒的震動次數，將其傳送至電壓適配器當中，再根據計算機中設定的參考值作出調整，以此來調整皮帶輪的轉速，由公式v=rω=2πr/T，得出運轉的角速度和線速度。當設備出現動力不足時，系統會自動做排查，將現在運轉的帶速與系統中設定的轉速參數做出對比，然后根據浮動的偏差做調整，通過調整線圈運轉的角速度帶動皮帶輪線速度的變化，以此來滿足系統動力供應的需求。

3 控制方式

油田生產自動化技術的應用主要采用兩種控制方式，包括有模擬的自動控制方式和數字的自動控制方式。數字自動控制方式的穩定性比模擬自動控制系統的穩定性能高，但是調節設備參數復雜。模擬式自動化控制系統是將模擬控制裝置作為基礎，對石油在采集過程中的電流、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進行控制，進而在一定程度上加快了對石油的開采，同時保證了系統安全、穩定的運行[5-6]。

4 應用實例

某省曾在2009年年底建設了一座污水廠，用來處理該市的生活和工業污水，該污水處理廠總投資的預算為5500萬元。該廠根據系統的設計要求和現場的開關量分布情況，在控制柜I內用一臺S7—300PLC進行系統設置，在控制柜Ⅱ內設置遠程IO，這樣就減少了硬件的投入成本，同時也不會存在兩個PLC之間的通信問題。

該污水處理廠的控制系統分為現場手動控制和自動控制系統兩個部分，其中自動控制系統中的兩臺西門子S7—300PLC用來完成對整個污水處理系統的控制，利用以太網進行現場相關信息的收集，通過中央控制室的上位機操作人員可以監控污水界面。將PLC技術應用于該污水處理廠自動控制系統中，實際投資為5000萬元，節約了成本，創造了很高的社會效益。另外，我國油田企業在石油開采中，數字控制系統將直接對變頻調速器進行控制，可同時對多對輸油泵電機轉速進行調整，進而達到對緩沖罐液位的控制，這就實現了直接數字控制系統管理控制的最終目的。在石油開采中，可編程控制器可以對污水處理、排放和泵的變頻調速器進行控制，從而降低石油生產帶來的環境污染，避免先發展后處理的問題。

[1]莊麗娟，吳麗云．基于PLC控制的廢水處理系統設計[J]．微計算機信息，2005（1）：24—25.

[2]伍錦榮．可編程控制器系統應用與維護技術[M]．廣州：華南理工大學出版社，2004.

[3]王新云．PLC變頻調速控制在油田的應用[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中的應用[J]．微計算機信息，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：華南理工大學出版社，1998.

[6]溫錦忠．PLC在污水泵站自動化監控系統中的應用[J]．福建電腦，2005（9）：150-151.

（欄目主持 關梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.039