淺談PLC控制系統在油田生產中的應用

孫梅

摘 要：隨著油田開采技術中信息化技術操作模式的運用，PLC控制系統的運用，在整個技術過程中尤其是在聯合站、污水處理站等方面都有很大的效果。在整個系統中，通過PLc的系統控制方式，形成相對強大的循環掃描方式，構建強大的數據或者PID控制任務，形成現場的控制信號。從整個技術操作來看，形成更加具有力量運用的WinCC系統，為油田開采提供有力的幫助。

關鍵詞：Plc；控制系統；油田生產；作用

0 引言

PLc控制系統作為一種全新的技術模式，在對于整個采集模版的有效控制以及整個區域內的過程控制等，都有很大的效能性。在追求個性發展的基礎上，形成整體控制與處理的模式，對于一些數據的檢測與采集以及信號的傳輸等，都要依靠采集模版的控制來實現，進行變頻等多方面的技術處理等。

1系統構成分析

1.1嵌入式系統

最早期的8位/16位系統，大多都是沒有操作系統的，然而在進入32位時代之后，系統軟件變得越來越復雜，出現了控制能力不夠，維護成本過高，系統升級困難等問題，促使了操作系統的迅猛發展。而嵌入式操作系統，則被定義為“以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟硬件可裁剪、適應應用系統，對功能、可靠性、成本、功耗等方面有嚴格要求的專用計算機系統”。嵌入式操作系統的特點有：提供較好的內核管理、多任務管理、外圍資源管理、穩定性好、可裁剪和配置、滿足實時性需求、針對性強等。隨著計算機信息技術的不斷發展，嵌入式操作系統也在不斷演化升級，常見的有uC/OSⅡ操作系統，eCOS操作系統，VxWorks嵌入式實時操作系統，WinCE操作系統以及Linux操作系統等。嵌入式Linux利用嵌入式系統實時性、穩定性的特性和Linux相輔相成，很好的彌補了Linux實時性差的缺點，使得Linux在嵌入式領域發展迅速。

1.2 UML建模技術

UML，全稱為Unified Modeling Language統一建模語言，是一種面向對象的建模語言，對問題進行自然的分割，用更接近于人類的思維方式建立問題域的模型，從而使得最終設計出來的軟件盡可能的直接地描述現實世界，也使其具有更好的可維護性。UML是被OMG所接受的標準建模語言，結合了Booch，Rumbaugh和Jacobson等人提出的方法概念，它不是一個獨立的軟件開發方法，盡管其應用過程必定與系統的開發過程相對應。它應用在面向對象的軟件開發的整個過程中：在分析階段，用UML模型來描述用戶需求；在設計階段，用UML來引入軟件設計中所需要實現的類；在實現階段，則用面向對象的程序化設計語言來將設計階段中描述的類轉換成代碼。此外，UML模型還是最終測試的基本依據，包括單元測試、集成測試、系統測試和驗收測試。因此，可以說學習面向對象的程序設計就是學習如何很好的運用UML模型中的圖。UML主要由三類元素組成：基本構造塊，規則和公共機制。其中，基本構造塊包括事物，關系，以及圖。事物包括結構化事物、行為事物、分組事物和注釋事物4種類型。而世界上萬事萬物都存在千絲萬縷的關系，在UML中簡單的將其歸納為4種主要的關系類型：依賴關系、關聯關系、泛化關系和實現關系。用三視圖來描述每個物體，以便透徹的了解事物，在UML中則定義了“4+1”視圖：用例視圖，邏輯視圖，實現視圖，進程視圖和部署視圖。同時，UML具有9種不同類型的圖：用例圖，順序圖，活動圖，協作圖，類圖，對象圖，活動圖，狀態圖，構件圖和部署圖。這些圖可以對應的運用在軟件開發的不同階段。

2 軟件設計分析

2.1系統總體架構設計

該電子菜單系統包括移動點菜終端和服務器端管理系統。移動點菜終端采用ARM開發板搭建嵌入式開發平臺，設計開發嵌入式移動點菜終端。該系統結構如圖4-1所示，整體可分為四層：第一層為硬件設備層，主要包括CPU等基本硬件設備；第二層是驅動層，該層配置相應的驅動程序，如該系統所需要的無線網卡驅動等；第三層是操作系統層，該系統選用嵌入式Linux系統，因此需在ARM板上移植Linux，搭建起嵌入式開發環境；最頂層則是應用層，即實現點菜功能的應用軟件層。

2.2行程檢測與顯示

利用旋轉編碼器將提升機的運行位置轉化為脈沖，plc對此脈沖進行高速計數，通過相應的計算自動生成提升機位置的相關數據，傳送到plc內部高速計數器的存儲單元。為了提高計數器的脈沖精度，選用日本omron公司的e6c-cwsc型可逆旋轉編碼器，其脈沖準確精度高，在低速時不會丟失脈沖。 用具有鎖存，譯碼，驅動功能的芯片cd4513驅動共陰極led七段顯示器，三只cd45-13的數據輸入端a～d共用可編程控制器的4個輸出端，其中a為最低位，d為最高位。le是鎖存使能輸入端，在le信號的上升沿將數據輸入端輸入的bcd數鎖存在片內的寄存器中，并將該數譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進制數，顯示器熄滅。le為高電平時，顯示的數不受數據輸入信號的影響。顯然，n個顯示器占用的輸出點數為：4+n。

2.3系統數據庫設計

服務器端存儲有較多的數據量，如員工信息、菜色信息、菜單信息、客戶評價信息以及統計信息等，需進行數據庫設計。數據庫設計主要為保證系統所設計的數據統一性、完整性和共享性。本文采用MySQL進行面向對象的數據庫的開發設計。MySQL為開源數據庫，平臺適應性較強，同時可以定制所需要的操作功能，去除多余的功能來精簡MySQL，提高速度。在進行數據庫的設計時，遵循數據庫的三范式規則：第一，數據庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不存在多個值，即滿足第一范式，無重復的列。第二，在滿足第一范式的基礎之上，數據庫的表中每個行必須是可以被唯一區分的，即要求實體的屬性完全依賴于關鍵字。第三，滿足第一、二范式的基礎上，要求數據庫的表中不包含其它表中非主鍵的屬性信息。

3 結語

PLC采用循環掃描方式工作，執行數據或PID控制任務，完成現場的信號控制。其上位機使用功能強大豐富的WinCC系統。系統程序編制簡潔，節省了PLC的用戶空間；其優秀的兼容性、拓展性為以后的相關改造提供了便利的條件，也為將來創造網絡生產平臺打下了基礎。 [今]

參考文獻：

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作者單位：湖南常德職業技術學院。

（編輯：寧偉碩）