基于油田PLC模拟实训平台的设计.pdf

《基于油田PLC模拟实训平台的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、产品与解决方案基于油田PLC模拟实训平台的设计宋伟强周珑2(1．大庆油田有限责任公司第四采油厂，黑龙江大庆163511；2．百超(上海)精密机床有限公司，上海201702)摘要为了提高油田技术人员测控系统维护能力，实现油田站库测控系统软硬件自主开发与维护，研制开发了油田PLC模拟实训平台。该平台结合了油田的实际情况，采用西门子和AB的PLC系统模拟了现场系统控制和现场仪表信号。构建了三位(工控机，PLC控制系统，信号发生器)一体的平台框架，开发了多个油田实际过程的仿真。由此不仅可以提高油田技术人员测控系统开发和维护能力，还能提高油田站库

2、的管理水平。关键词：可编程控制器；组态软件；s7．300随着工业控制技术的快速发展，PLC已经广泛应用于油田站库的各个生产环节。它使大规模的现场工艺参数的采集与控制成为现实，同时又提供了安全可靠的性能保障。工控机系统然而由于各个油田的装置配置标准不一，配置的PLC装置时间有先有后，造成了目前油田的操控环节亘存在众多不同的PLC厂家提供的产品。尽管从原理上信号发生器讲这些PLC系统是一致的，但其结构体系与编程语言PLC及继电器萋装柜各不相同；另一方面，由于涉及的PLC厂家过多，某图1PLC模拟实训平台的硬件组成图些产品的售后大部分无法保证

3、，这给现场操作以及后通过编程来产生模拟信号。选用两种PLC系统的主期的系统维护带来巨大的困难，只有当系统维护人员要原因有3点：①可以研究掌握不同种类PLC编程精通了PLC的现场应用技术后才有可能解决后期维护语言及应用技术；②两种以上的PLC可以组成一套的问题。因此，如何让技术人员尽快掌握PLC现场应互为通信的测控系统，可以理解并掌握PLC间的数用技术是目前油田实现计算机操作管理系统中急需解据通信及控制技术；③可以构建实验室PLC模拟控决的首要问题。针对以上的需求，我们研制了基于制系统。s7．300的油田PLC模拟实训平台。该平台的主旨是

4、让lI1PLC配置PLC系统的维护人员以及相关的操作人员尽快掌握油田生产过程控制中主要是进行温度、压力、PLC的基本结构、原理和编程技术，为技术人员进一流量、液位界面、阀状态、泵运行状态等运行参数步开展可编程控制器应用技术研究，保障整个油田测的采集，对油水界面、压力、阀位、变频器等进行控系统安全平稳运行提供必要的技术支撑。控制，为此模拟实训平台PLC系统采用了SIEMENS1模拟实训平台的硬件组成的SIMATICs7—300，在PLC硬件选择上选用了CPU模块、模拟量输入输出模块、脉冲计数模块、扩展模拟实训平台的硬件主要包含可编程控制器

5、，模块、通信模块、数字量输入输出模块，含盖了油工控机和信号发生器。如图1所示。田检测控制的全部功能。通过油田现场调研发现，尽管PLC品种较多，1．2工控机系统及信号发生器但西门子和AB两种PLC使用数量相对较多，考虑工控机我们选用了研华IPC．610。它与s7—300一定的针对性，我们模拟实训平台的PLC系统选择可编程控制器通过网线以TCP／IP方式进行通信，也了西门子的S7—300，而信号发生器选用ABPLC，可以使用编程电缆直接连接。主要完成以下任务：98I国薯奄l技撤2012年第9期产品与解决方案①编制及调试PLC应用程序，并下载

6、到PLC中，使冲洗流量监测；脱水站有游离水脱除器、电脱水脱PLC可以独立完成生产过程控制；②应用组态软件除器、加热炉和事故罐等，可实现罐液位监测与控编制上位机监控程序，实现与PLC通信，在上位机制、油外输流量和天然气流量的计量等。中对PLC运行参数进行监测与控制调整；③利用组3仿真程序开发态软件管理功能实现参数报警、历史记录、报表等生产管理功能。仿真程序包含泵、阀和PID控制器仿真程序等3由于是室内模拟实训平台，因此还要有～一台信部分。在泵仿真中，由于泵的运行通常有两类状态，号发生器来模拟现场仪表的信号。考虑的油田的实即工频运行或变频运

7、行。故在仿真程序中，用阶跃信际情况，没有选择通用的信号发生器，而是选用AB号来模拟泵的工频运行；用阶跃信号加PID控制器来PLC作为信号发生器的硬件，通过编程来实现信号模拟泵的变频运行；如果只需要简单模拟变频运行的模拟，这样做不仅实现了模拟信号，而且更加符合话，则采用斜坡信号来模拟变频运行。油田的实际情况。信号发生器主要用于仿真一‘些现电动阀门仿真程序用0和1分别来表示阀门开场设备和控制特性，包括模拟量输入、输出，开关启和关闭，中间过渡过程采用斜坡信号来模拟；同量输入、输出。如用信号发生器模拟污水、脱水站时为了尽可能逼近现场的情形，我们

8、在仿真中加入的大部分设备的特性信号等。了延时环节，PLC的纯滞后命令就能实现这一功能。由于PLC系统已经内嵌了PID控制器，PID仿2油田生产过程仿真软件的开发真程序比较简单。为简便，选用的传递函数为以油田