本文關(guān)鍵詞：基于S7-300 PLC軟冗余的油田注水站計算機監(jiān)控系統(tǒng)研究

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【摘要】：油田注水是繼利用氣體、液體、巖石膨脹和溶解氣驅(qū)等天然開采機理開采石油之后的一種穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)和降低采收率下降的方法。人們經(jīng)過科學地計算,向需要注水的油井進行注水操作,已經(jīng)從地下多開采了數(shù)以萬計桶的石油,既使資源得到充分開采,又可為石油企業(yè)增產(chǎn)增收,提高企業(yè)收益。本課題以新疆準東油田北三臺集油站內(nèi)的注水站為研究對象,對注水全過程做了簡要說明,確定了監(jiān)控對象。系統(tǒng)架構(gòu)采用上位工業(yè)控制計算機IPC+下位可編程邏輯控制器PLC+現(xiàn)場人機界面HMI。IPC進行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和管理,高性能的PLC采用軟冗余的方式對注水泵進行控制,極大地提高了系統(tǒng)可靠性,若注水過程出現(xiàn)故障,可在不停機的情況下,利用PLC內(nèi)部的軟冗余包程序,即可實現(xiàn)自動切換主/備系統(tǒng)繼續(xù)注水的任務(wù)需求。針對變頻器或軟啟動器以往“一拖一”控制注水泵的方式,設(shè)計了一種“二拖二”變頻器與軟啟動器組合控制的方式,即當某條通路上的泵或變頻器(軟啟動器)故障,通過接觸器的切換,可使用另一通道完好的泵或變頻器(軟啟動器)繼續(xù)完成注水任務(wù)。針對來水壓力不穩(wěn)、注水壓力精度高的情況,設(shè)計了一種采用西門子內(nèi)部連續(xù)控制器FB41塊的恒壓注水方案,可滿足注水要求。該注水站控制系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用表明,變頻器與軟啟動器組合控制方法可行,運行可靠。
【關(guān)鍵詞】：注水站 軟冗余 恒壓注水 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE934.1;TP277
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究背景與研究意義7-9
• 1.1.1 課題研究的背景7-8
• 1.1.2 課題研究的意義8-9
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 注水站監(jiān)控系統(tǒng)國外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 注水站監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文研究結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 注水站控制系統(tǒng)硬件設(shè)計13-29
• 2.1 系統(tǒng)簡介13-14
• 2.1.1 注水站工藝概況13-14
• 2.1.2 監(jiān)控對象14
• 2.2 注水站控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案14-15
• 2.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計15-16
• 2.3.1 上位監(jiān)控計算機方案設(shè)計15-16
• 2.3.2 下位PLC控制方案設(shè)計16
• 2.4 控制系統(tǒng)硬件選型16-24
• 2.4.1 上位機硬件選型16-18
• 2.4.2 下位機硬件選型18-24
• 2.5 傳感器選型24-26
• 2.5.1 壓阻式壓力傳感器24
• 2.5.2 電磁流量計24-25
• 2.5.3 投入式液位傳感器25-26
• 2.6 變頻器選型26
• 2.7 軟啟動器選型26-27
• 2.8 現(xiàn)場系統(tǒng)控制柜設(shè)計27-28
• 2.9 本章小結(jié)28-29
• 第三章 變頻器、軟啟動器的組合控制和恒壓注水29-41
• 3.1 變頻器、軟啟動器的組合控制29-30
• 3.2 變頻器、軟啟動器的恒壓注水控制30-40
• 3.2.1 連續(xù)PID控制器FB4131-33
• 3.2.2 PID控制算法33
• 3.2.3 PID參數(shù)整定33-35
• 3.2.4 PID控制程序35-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 軟冗余技術(shù)41-51
• 4.1 軟冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2 軟冗余系統(tǒng)工作原理42-44
• 4.3 軟冗余程序設(shè)計44-48
• 4.4 軟冗余構(gòu)建48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 注水站控制系統(tǒng)軟件設(shè)計51-62
• 5.1 上位機監(jiān)控畫面設(shè)計51-57
• 5.1.1 WinCC簡介51-52
• 5.1.2 注水主畫面52-53
• 5.1.3 高壓注水泵房畫面53-55
• 5.1.4 其余注水畫面55-56
• 5.1.5 恒壓供水畫面56-57
• 5.2 下位機PLC程序設(shè)計57-60
• 5.2.1 PLC主程序57-58
• 5.2.2 PLC子程序58-60
• 5.3 現(xiàn)場觸摸屏畫面設(shè)計60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 工作總結(jié)62
• 6.2 工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文71-72

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