浅谈PLC控制系统在油田生产中的应用

孙梅

摘 要：随着油田开采技术中信息化技术操作模式的运用，PLC控制系统的运用，在整个技术过程中尤其是在联合站、污水处理站等方面都有很大的效果。在整个系统中，通过PLc的系统控制方式，形成相对强大的循环扫描方式，构建强大的数据或者PID控制任务，形成现场的控制信号。从整个技术操作来看，形成更加具有力量运用的WinCC系统，为油田开采提供有力的帮助。

关键词：Plc；控制系统；油田生产；作用

0 引言

PLc控制系统作为一种全新的技术模式，在对于整个采集模版的有效控制以及整个区域内的过程控制等，都有很大的效能性。在追求个性发展的基础上，形成整体控制与处理的模式，对于一些数据的检测与采集以及信号的传输等，都要依靠采集模版的控制来实现，进行变频等多方面的技术处理等。

1系统构成分析

1.1嵌入式系统

最早期的8位/16位系统，大多都是没有操作系统的，然而在进入32位时代之后，系统软件变得越来越复杂，出现了控制能力不够，维护成本过高，系统升级困难等问题，促使了操作系统的迅猛发展。而嵌入式操作系统，则被定义为“以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、功耗等方面有严格要求的专用计算机系统”。嵌入式操作系统的特点有：提供较好的内核管理、多任务管理、外围资源管理、稳定性好、可裁剪和配置、满足实时性需求、针对性强等。随着计算机信息技术的不断发展，嵌入式操作系统也在不断演化升级，常见的有uC/OSⅡ操作系统，eCOS操作系统，VxWorks嵌入式实时操作系统，WinCE操作系统以及Linux操作系统等。嵌入式Linux利用嵌入式系统实时性、稳定性的特性和Linux相辅相成，很好的弥补了Linux实时性差的缺点，使得Linux在嵌入式领域发展迅速。

1.2 UML建模技术

UML，全称为Unified Modeling Language统一建模语言，是一种面向对象的建模语言，对问题进行自然的分割，用更接近于人类的思维方式建立问题域的模型，从而使得最终设计出来的软件尽可能的直接地描述现实世界，也使其具有更好的可维护性。UML是被OMG所接受的标准建模语言，结合了Booch，Rumbaugh和Jacobson等人提出的方法概念，它不是一个独立的软件开发方法，尽管其应用过程必定与系统的开发过程相对应。它应用在面向对象的软件开发的整个过程中：在分析阶段，用UML模型来描述用户需求；在设计阶段，用UML来引入软件设计中所需要实现的类；在实现阶段，则用面向对象的程序化设计语言来将设计阶段中描述的类转换成代码。此外，UML模型还是最终测试的基本依据，包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。因此，可以说学习面向对象的程序设计就是学习如何很好的运用UML模型中的图。UML主要由三类元素组成：基本构造块，规则和公共机制。其中，基本构造块包括事物，关系，以及图。事物包括结构化事物、行为事物、分组事物和注释事物4种类型。而世界上万事万物都存在千丝万缕的关系，在UML中简单的将其归纳为4種主要的关系类型：依赖关系、关联关系、泛化关系和实现关系。用三视图来描述每个物体，以便透彻的了解事物，在UML中则定义了“4+1”视图：用例视图，逻辑视图，实现视图，进程视图和部署视图。同时，UML具有9种不同类型的图：用例图，顺序图，活动图，协作图，类图，对象图，活动图，状态图，构件图和部署图。这些图可以对应的运用在软件开发的不同阶段。

2 软件设计分析

2.1系统总体架构设计

该电子菜单系统包括移动点菜终端和服务器端管理系统。移动点菜终端采用ARM开发板搭建嵌入式开发平台，设计开发嵌入式移动点菜终端。该系统结构如图4-1所示，整体可分为四层：第一层为硬件设备层，主要包括CPU等基本硬件设备；第二层是驱动层，该层配置相应的驱动程序，如该系统所需要的无线网卡驱动等；第三层是操作系统层，该系统选用嵌入式Linux系统，因此需在ARM板上移植Linux，搭建起嵌入式开发环境；最顶层则是应用层，即实现点菜功能的应用软件层。

2.2行程检测与显示

利用旋转编码器将提升机的运行位置转化为脉冲，plc对此脉冲进行高速计数，通过相应的计算自动生成提升机位置的相关数据，传送到plc内部高速计数器的存储单元。为了提高计数器的脉冲精度，选用日本omron公司的e6c-cwsc型可逆旋转编码器，其脉冲准确精度高，在低速时不会丢失脉冲。 用具有锁存，译码，驱动功能的芯片cd4513驱动共阴极led七段显示器，三只cd45-13的数据输入端a～d共用可编程控制器的4个输出端，其中a为最低位，d为最高位。le是锁存使能输入端，在le信号的上升沿将数据输入端输入的bcd数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。le为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，n个显示器占用的输出点数为：4+n。

2.3系统数据库设计

服务器端存储有较多的数据量，如员工信息、菜色信息、菜单信息、客户评价信息以及统计信息等，需进行数据库设计。数据库设计主要为保证系统所设计的数据统一性、完整性和共享性。本文采用MySQL进行面向对象的数据库的开发设计。MySQL为开源数据库，平台适应性较强，同时可以定制所需要的操作功能，去除多余的功能来精简MySQL，提高速度。在进行数据库的设计时，遵循数据库的三范式规则：第一，数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不存在多个值，即满足第一范式，无重复的列。第二，在满足第一范式的基础之上，数据库的表中每个行必须是可以被唯一区分的，即要求实体的属性完全依赖于关键字。第三，满足第一、二范式的基础上，要求数据库的表中不包含其它表中非主键的属性信息。

3 结语

PLC采用循环扫描方式工作，执行数据或PID控制任务，完成现场的信号控制。其上位机使用功能强大丰富的WinCC系统。系统程序编制简洁，节省了PLC的用户空间；其优秀的兼容性、拓展性为以后的相关改造提供了便利的条件，也为将来创造网络生产平台打下了基础。 [今]

参考文献：

[1] 李海鹏，龚剑，郭淑萍.PLC控制系统的电磁干扰及抗干扰措施[J].硅谷，2011（13）

[2] 王明炎.电力系统中PLC控制系统的抗干扰分析[J].电子世界，2011（08）

[3] 郇宇，周宇君.油田联合站综合监控系统研究[J].辽宁化工，2011（06）

[4] 吉丽萍.带钢厂精轧区PLC控制系统干扰分析[J].工矿自动化，2011（10）

作者单位：湖南常德职业技术学院。

（编辑：宁伟硕）