基于S7—200 PLC的原油自動裝車控制的研究應用

馬曉軍 陸艷斌

【摘要】以某油田集中拉油點為例，詳細描述了基于PLC的自動裝車控制系統的構成和控制原理。根據邊遠地區實際情況，有效的利用移動3G無線網絡與自動裝車控制系統進行整合，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，提高了勞動生產率。

【關鍵詞】自動裝車控制系統;數據采集;3G網絡

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。現有外圍及邊遠井區是該油田目前主力產油區塊，這些區塊距離聯合站較遠，未鋪設輸油管線，原油運輸靠罐車拉運，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。隨著外圍及邊遠井區規模的增大，從事放油工作的人員還將增多，為緩解作業區人員日益緊缺現狀，研究在某井區集中拉油點建設遠程自動裝車控制系統。下面以某油田集中拉有點為例，舉例進行說明。通過基于PLC的自動裝車控制系統，解決上述人員緊缺問題，并取得良好的試驗及經濟效果。

2.系統構成

本設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計的原油自動裝車控制系統，通過遠程監控數據，實現遠程自動裝車。系統結構圖如圖1所示。

圖1 遠程自動裝車系統圖

自動裝車控制系統由上位機系統、控制器和現場儀表三部分組成。

1）上位機系統：用于完成現場數據的采集和存儲、工藝流程畫面顯示、生產過程監控、數據管理、數據庫接口和查詢、生產報表的生成。上位機系統主要由微計算機及組態軟件構成。

2）控制器：選用西門子S7-200 PLC進行數據采集與控制。

3）現場儀表：現場儀表包括： 電動開關球閥、電動調節閥、液位計、靜電溢油保護器等。

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定性直接影響整個裝車系統的精度。

2）電動開關球閥：分兩或多段開關，達到防止“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。當接地夾與槽車接觸不良時其觸點信號進入裝車控制儀，裝車控制儀將輸出控制信號自動停止裝車。

4）裝車控制器：是實現定量自動裝車的核心設備。其主要功能是對裝車過程進行程序控制和安全聯鎖。

3.控制流程

控制流程如圖2所示。

圖2 罐區工藝圖

1）油罐編號設定為1#、2#、3#、4#罐，液位計編號設定為1#、2#、3#、4#液位計;其中：1#、2#罐分為一組，其進油電動開關閥定義為F1閥，放油電動開關閥為F2;3#、4#罐為另一組，其進油電動開關閥定義為F3閥，放油電動開關閥為F4;裝油臺電動調節閥定義為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;按應答裝置與控制室進行溝通（向控制室通報車輛載重和車號），控制室確認現場后，設置放油量和放油閥開度，下達放油操作指令，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1#、2#罐放油時，F1關閉，F2、F5打開放油;3#、4#罐生產，F3開啟，F4關閉;反之同理。

4）PLC采集的各種數據通過3G網絡上傳至前線中控室自動化系統。

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

4.結束語

該系統將自動裝車控制系統通過3G無線網絡傳輸至中控室，進行集中監控，數據存儲實現了無縫連接。該系統提高了該油田的現代化管理水平，可實時監視該區域的動態情況，及時、準確預防、處理突發事件的發生，并且能夠提高企業的勞動生產率，減輕了作業人員勞動輕度。

參考文獻

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作者簡介：馬曉軍（1981—），男，大學本科，2006年畢業于塔里木大學電氣自動化專業，現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計工作。