基于S7—200 PLC的原油自动装车控制的研究应用

马晓军 陆艳斌

【摘要】以某油田集中拉油点为例，详细描述了基于PLC的自动装车控制系统的构成和控制原理。根据边远地区实际情况，有效的利用移动3G无线网络与自动装车控制系统进行整合，在一定程度上解决了人员的用工紧张程度。降低了员工的劳动轻度，提高了劳动生产率。

【关键词】自动装车控制系统;数据采集;3G网络

Abstract：A focus pull oil oilfield as an example，a detailed description of the structure and control of automatic loading control system theory based on the PLC. According to the actual conditions in remote areas，the use of mobile 3G wireless network and automatic loading control system for effective integration，to a certain extent，to solve the personnel employment tension. Reduced employee labor mild，improve labor productivity.

Keywords：Automatic loading control system;data acquisition;3G network

1.引言

新疆油田大多地处沙漠腹地，人员稀少。值班人员配置较少，很难巡检所有拉油点。现有外围及边远井区是该油田目前主力产油区块，这些区块距离联合站较远，未铺设输油管线，原油运输靠罐车拉运，人工放油。原油中含有硫化氢等有毒有害气体，人工放油存在较大安全风险。放油量依靠人工检尺计算，计量误差较大，同时这些拉油点比较分散，管理难度大，占用采油操作员工较多。随着外围及边远井区规模的增大，从事放油工作的人员还将增多，为缓解作业区人员日益紧缺现状，研究在某井区集中拉油点建设远程自动装车控制系统。下面以某油田集中拉有点为例，举例进行说明。通过基于PLC的自动装车控制系统，解决上述人员紧缺问题，并取得良好的试验及经济效果。

2.系统构成

本设计为减轻人员劳动强度、有效保证人员安全和解决人员紧张为目的而设计的原油自动装车控制系统，通过远程监控数据，实现远程自动装车。系统结构图如图1所示。

图1 远程自动装车系统图

自动装车控制系统由上位机系统、控制器和现场仪表三部分组成。

1）上位机系统：用于完成现场数据的采集和存储、工艺流程画面显示、生产过程监控、数据管理、数据库接口和查询、生产报表的生成。上位机系统主要由微计算机及组态软件构成。

2）控制器：选用西门子S7-200 PLC进行数据采集与控制。

3）现场仪表：现场仪表包括： 电动开关球阀、电动调节阀、液位计、静电溢油保护器等。

各部分功能及作用说明如下：

1）液位计：装车控制仪采集其流量信号完成对已装车量的计量。液位计精度高低和稳定性直接影响整个装车系统的精度。

2）电动开关球阀：分两或多段开关，达到防止“水击”及提高装车精度的效果;

3）静电接地夹：与大地连接，将槽车上的静电倒入大地。当接地夹与槽车接触不良时其触点信号进入装车控制仪，装车控制仪将输出控制信号自动停止装车。

4）装车控制器：是实现定量自动装车的核心设备。其主要功能是对装车过程进行程序控制和安全联锁。

3.控制流程

控制流程如图2所示。

图2 罐区工艺图

1）油罐编号设定为1#、2#、3#、4#罐，液位计编号设定为1#、2#、3#、4#液位计;其中：1#、2#罐分为一组，其进油电动开关阀定义为F1阀，放油电动开关阀为F2;3#、4#罐为另一组，其进油电动开关阀定义为F3阀，放油电动开关阀为F4;装油台电动调节阀定义为F5阀。

图3 自动放油流程

2）自动放油控制流程：车辆停放到位，鹤管摆放正常，防静电装置接通;按应答装置与控制室进行沟通（向控制室通报车辆载重和车号），控制室确认现场后，设置放油量和放油阀开度，下达放油操作指令，PLC实施定量自动放油操作。自动放油流程如图3所示。

3）自动放油控制操作过程：当1#、2#罐放油时，F1关闭，F2、F5打开放油;3#、4#罐生产，F3开启，F4关闭;反之同理。

4）PLC采集的各种数据通过3G网络上传至前线中控室自动化系统。

考虑到自动装车的安全性、可靠性。远程和就地设置急停按钮，若装车时现场发生紧急情况，操作员只需按急停按钮即可立即停止装车。

4.结束语

该系统将自动装车控制系统通过3G无线网络传输至中控室，进行集中监控，数据存储实现了无缝连接。该系统提高了该油田的现代化管理水平，可实时监视该区域的动态情况，及时、准确预防、处理突发事件的发生，并且能够提高企业的劳动生产率，减轻了作业人员劳动轻度。

参考文献

[1]黄歩余，王建民，王玉华.石油化工安全仪表系统设计规范[S].北京：中国石化出版社，2004.

[2]阳宪惠.工业数据通信与控制网络[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3]深入浅出西门子S7-200 PLC/西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团编（-2版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.12.

[4]马国华.监控组态软件及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001.

作者简介：马晓军（1981—），男，大学本科，2006年毕业于塔里木大学电气自动化专业，现就职于新疆华隆油田科技股份有限公司，一直从事油田自动化控制设计工作。