PLC控制反沖洗系統存在的問題及解決措施

楊薇（大慶油田有限責任公司第六采油廠規劃設計研究所，黑龍江 大慶163000）

1 概述

1.1 研究PLC控制反沖洗系統的意義

濾后水水質是油田生產的重要指標之一，油田注水水質的長期、穩定達標是一項艱巨而艱難的系統工程，我廠今年工作的重點就是水質提升，讓油層喝上放心水。

污水反沖洗是污水站的重要環節之一，目的是對過濾罐內濾料所吸附的雜質和濾罐中的懸浮物及含油進行反向沖洗，將濾罐中的雜質反沖到回收池中，從而提高濾罐內濾料的過濾效果，實現水質達標。

1.2 自控系統的組成

油田中的自控系統一般由上位機組態和下位機PLC構成。

可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡稱PLC，是一種以微處理器為基礎，綜合了現代計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種通用工業自動控制裝置。它是以繼電器的控制方法為基礎，通過一系列原件集成創造出來的。

2 我廠污水站PLC控制反沖洗系統存在問題

2.1 反沖洗泵啟停條件過于單一

PLC在控制反沖洗的過程中，DI模塊采集濾罐正濾進出口閥門關到位信號，反沖洗進出口閥門開到位信號，當關到位信號和開到位信號通過信號電纜傳到DI模塊時，PLC輸出啟動反沖洗泵信號，讓泵運行。

目前反沖洗啟泵條件過于單一。每次進行反沖洗時，站上員工必須人為監測和控制回收水池及凈化水罐的液位，PLC在控制反沖洗泵啟停的過程中，并不能根據凈化水罐和回收水池的液位自動識別和控制當下情況是否可以進行反沖洗。所以在反沖洗進行的過程中員工必須時刻關注凈化水罐和回收水池的液位變化情況，以防止凈化水罐的液位過低抽空，回收水池的液位偏高溢出。一旦員工疏忽就會導致生產事故的發生。

2.2 反沖洗泵的保護不完善

在反沖洗系統中，PLC只監測反沖洗泵的出口壓力，在反沖洗執行的過程中，PLC檢測到反沖洗泵出口壓力過大時，會輸出一個停泵信號，終止整個反沖洗過程運行并報警。

部分站庫的反沖洗泵的保護只有上述一種，只有監測反沖洗泵出口壓力單一的一個保護。缺少了電機的過電流、缺項等保護，當電機在運行過程中，一旦出現了缺項或是三項電流不平衡的情況，電機很容易快速產生高溫，燒毀轉子。

2.3 PLC監測反沖洗泵的狀態不能反映泵的實際運行情況

當前PLC只檢測控制反沖洗泵的交流接觸器的狀態，當交流接觸器吸合時，交流接觸器的常開觸點變為常閉觸點，PLC的DI 模塊接收到一個信號，判斷交流接觸器吸合，PLC 默認反沖洗泵啟動。

但是此時PLC無法判斷主觸點的電壓是否缺項，如果缺項電機將不能轉動，同時因為缺項反沖洗泵的電機也會燒毀。所以PLC 通過交流接觸器的常開觸點吸合與否是無法確定電機是否真正運行，只能確定控制反沖洗泵的交流接觸器是否吸合。

3 PLC控制的反沖洗系統程序改進

3.1 控制反沖洗泵的盤柜中加入電流互感器

將電流互感器安裝控制反沖泵的交流接觸器下端。電流互感器可以檢測流入電機三項電流的變化情況，當電流產生變化時，互感器產生的電流也隨即變化，變化的電流通過一個電流變送器輸出4-20mA 并通過現場的信號線，傳到PLC 的模擬量輸入模塊中，而在程序中可以人為設定標準范圍，當采集4-20mA信號超過設定的標準范圍時，PLC輸出停止信號并報警，有效的保護反沖洗泵不被損壞。

3.2 增加反沖洗泵的啟動條件

將凈化水罐和回收水池的液位作為判斷是否允許反沖洗泵啟停的條件，可以讓PLC 自動檢測和控制反沖洗泵的啟停，當凈化水罐的液位過低，或回收水池的液位過高時，反沖洗泵將無法啟動。

3.3 用流量作為判斷條件控制反沖洗泵的啟停

當PLC 輸出反沖洗泵啟動信號后，PLC 檢測反沖洗泵的流量，并判斷是否在設定時間內有流量反饋，如果在設定時間內，流量的大小沒有達到所設定的值，那么PLC輸出停止信號并報警，具體時間長短和流量大小根據現場實際情況設定。

4 結語

（1）利用凈化水罐和回收水池的液位作為反沖洗泵的啟停條件，可以有效防止回收池內污水溢出，凈化水罐液位過低乃至抽空的生產事故的發生。

（2）電流互感器可以有效的檢測三項電流平衡和電壓缺項等問題，有效的保護了反沖洗泵的電機，保證了泵運行安全。

（3）流量檢測可以有效的判斷反沖洗泵是否真正的啟動，當交流接觸器下端沒有電流互感器保護時，用流量判定反沖洗泵是否啟動的方法，可以有效的檢測到反沖洗泵的缺項問題，達到了保護電機的目的。

（4）畫面中做了投入和切除按鈕，當站上的液位計或瞬時流量計出現故障時，站上的員工可以點擊切除按鈕，將上述保護隔離出來，從而使反沖洗進入到原始狀態，可保證反沖洗正常運行。