基于PLC的翻斗流量计监控系统

大庆油田采油一厂

基于PLC的翻斗流量计监控系统

窦庆军 赵庆峰 祁伟 张寅蔓 王达大庆油田采油一厂

翻斗流量计监控系统主要由翻斗流量计、磁簧开关、PLC和触摸屏组成，利用PLC实现对翻斗流量计监控系统的设计。计算流量有两种方式，一种是统计翻斗翻转一定次数所用时间，用这段时间内翻斗流量计的总出液量除以时间，得出流量数据；另一种是统计一定时间内翻斗翻转的次数，同样用总出液量除以时间得出流量数据。该监测系统可以嵌入到整个油田的控制系统中，实现流量的远程测量，进一步实现流量测量的远程自动化控制。

翻斗流量计；PLC；流量；触摸屏

1 总体设计

翻斗流量计监控系统主要由翻斗流量计、磁簧开关、PLC和触摸屏组成，利用PLC实现对翻斗流量计监控系统的设计。通过磁簧开关实时监测翻斗流量计的翻转次数，使用PLC采集干簧管的测量数据；根据翻斗翻转一次所对应的液量及翻转一定次数所用的时间精确计算出液体流量；利用液位监测装置监测翻斗内液位并通过PLC采集开关量，控制电机启、停抽油；通过PLC内部掉电数据保存单元保存翻斗翻转次数及流量数据。

在斗形计量容器两侧端面的一定位置上设有固定转轴，在支架上装有挡板，使翻斗一个保持在进油位置，另一个处于排油位置。当进油斗达到翻转重量时便翻转为排油状态，排油斗立即进入进油位置，如此循环往复实现连续计量。其总体结构框图如图1所示。

图1 翻斗流量计监控系统总体结构

基于上述原理的翻斗流量计采用预定时间内记录翻转的斗数的方法计算产量。

2 主要流程

计算流量有两种方式，一种是统计翻斗翻转一定次数所用时间，用这段时间内翻斗流量计的总出液量除以时间，得出流量数据；另一种是统计一定时间内翻斗翻转的次数，同样用总出液量除以时间得出流量数据。由于翻斗流量计的翻转动作是不连续的，使用第二种方法计算流量的话会产生较大的误差，所以选择第一种方法来计算流量。

翻斗流量计通过实时采集磁簧开关触点的动作次数和翻转一定次数所用时间来计算流量，同时采集翻斗内液位信息控制抽油泵动作。根据PLC“顺序扫描，不断循环”的工作方式，设计出系统的总体程序流程图，如图2所示。

图2 系统工作流程

3 调试

STEP 7拥有在线程序监控及状态表监控等功能，可以帮助用户对PLC的程序进行测试。通过PPI/PC电缆在PLC和电脑之间建立连接，将编好的程序及CPU配置一起下载到PLC中。在STEP 7中建立状态表监控，将PLC设置为RUN状态。模拟翻斗流量计翻转时的状态，给PLC的I/O口输入脉冲信号，监视PLC计数以及流量计算是否正确。模拟翻斗内液位给位置传感器的信号，给PLC的I/O口输入电压信号，检测PLC输出是否正确。经状态表监控和PLC的输出指示灯证实，PLC的程序及CPU配置完全正确。

该监测系统可以嵌入到整个油田的控制系统中，实现流量的远程测量，进一步实现流量测量的远程自动化控制。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.053