基于PLC和组态王的油管热洗监控系统设计

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文章编号：１００８－０５７０（２００８）０２－１－００２３－０２

控制系统

基于ＰＬＣ和组态王的油管热洗监控系统设计

ＴｈｅＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰＬＣａｎｄＫｉｎｇＶｉｅｗｆｏｒＯｉｌＴｕｂｅＴｈｅｒｍａｌＷａｓｈｉｎｇ

（江苏油田）吴

健

ＷＵＪＩＡＮ

摘要：本文就江苏油田真武油管修复中心的实际情况给出一个利用ＯＭＲＯＮＰＬＣ和ＫｉｎｇＶｉｅｗ实现的油管清洗监控系统。详

硬件设计、通讯方式的构成以及软件的设计思想。该系统已经投入运行，应用效果良好。细阐述了系统的结构、

关键词：ＰＬＣ；组态王；油管；热洗中图分类号：ＴＰ２７３．３文献标识码：Ｂ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｏｉｌｔｕｂｅｔｈｅｒｍａｌｗａｓｈｉｎｇｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙＯＭＲＯＮＰＬＣａｎｄＫｉｎｇＶｉｅｗｉｓｇｉｖｅｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｒＺｈｅｎｗｕＯｉｌＴｕｂｅＲｅｓｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒｏｆＪｉａｎｇＳｕＯｉｌ－ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓａｌｒｅａｄｙｒｕｎｉｎｓｐｏｔ，ｗｏｒｋｓｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＬＣ；ＫｉｎｇＶｉｅｗ；ＯｉｌＴｕｂｅ；ＴｈｅｒｍａｌＷａｓｈｉｎｇ

１引言

可编程控制器（ＰＬＣ）以其高可靠性、适应工业过程现场、强大的联网功能等特点，现已广泛应用于生产工艺过程。在目前的很多自控系统中，常选用ＰＬＣ作为现场的控制设备，用于数据采集、状态控制和输出控制，而在系统上位机（通常为工控机）上利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，以实现监控和管理功能。这种控制系统充分利用了微型机和ＰＬＣ的各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。

九十年代初，国内绝大多数油田对从井筒内取出的油管采取直接在现场用锅炉车产生高温蒸汽清洗的办法来清洗油管内外壁，这种办法一方面会造成环境污染，另一方面清洗效果也不理想。随着油田生产的规模化、专业化，大多油田成立了油管修复单位，定点、定员、定设备进行油管的清洗、检测、修复工序。清洗环节国内油田主要采用三种方式：高压旋转水射流、中频加热清洗和高温热洗。

根据江苏油田井下作业处真武油管修复中心的实际情况，设计了以研华ＰｅｎｔｉｕｍⅢ工控机、ＯＭＲＯＮＣＱＭ１Ｈ－ＣＰＵ２１型

分为清水，含适量比例的氢氧化钠和金属表面活性剂配剂）进行加热。考虑油管体积、质量较大，人工搬运不便，且热洗间处于高温危险环境，故采用机械滚轮传输、气缸举升和机械式链提升装置，并由磁敏、光电或机械式行程开关对油管进行限位或控制滚轮、气缸的动作。

整个工艺系统设计采用ＯＭＲＯＮＣＱＭ１Ｈ－ＣＰＵ２１型ＰＬＣ作为控制核心。ＣＰＵ２１本身具有１６个数字量Ｉ／Ｏ点，通过外接输入模块ＩＤ２１２四块和输出模块ＯＣ２２２三块作为Ｉ／Ｏ口功能扩展，以满足设计需要。ＰＬＣ通过ＣＯＭ口与工控机相连，与组态王ＫｉｎｇＶｉｅｗ软件结合，实现计算机监控操作功能。硬件构成简图如图２。

技

术创新

ＰＬＣ为硬件核心，以组态王ＫｉｎｇＶｉｅｗ６．０１为软件平台的计算机监控系统，对油管进行高温热洗操作。系统总体设计如图１。

３软件分析

待清洗油管经传输线进入热洗池内管架，与池内清洗液充分接触，进行热交换，油管内外壁原油溶化、剥离，上浮至清洗液表面。油管被链提升装置提出至液面以上，进行第一次控水。控水完毕后仍经链提升装置提升至通径传输线一。通径传输线一正转，将油管送至内壁冲洗机，进行内壁冲洗。冲洗完毕后通径传输线一反转，油管后退至通径传输线一下料感应器，通径下料

下面从硬件和软件两方面对油管高温热洗工艺进行分析。

翻板动作，将油管翻至通径传输线二。通径下料翻板回位后，控控水完毕后，通径传输线二正转，水气缸动作，进行第二次控水。

将油管传输通过外壁冲洗机，进行外壁清洗。完毕后出料，完成一根油管的清洗作业。ＰＬＣ编程思路如图３。

数多，画面复杂，自行设计监控软件周期较长、难度较大，所以上位机采用国内先进的组态软件—组态王ＫｉｎｇＶｉｅｗ６．０１进

：元／年－

２构成

利用现有一台２Ｔ锅炉通过旁管对热洗池内清洗液（主要成吴健：电气工程师ＰＬＣ技术应用２００例》

２３－

控制系统

中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第２－１期

行编写。组态王是运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／ＮＴ／ＸＰ的全中文界面的组态软件，采用了多线程、ＣＯＭ组件等新技术，充分利用了Ｗｉｎ－

ｄｏｗｓ的图形编辑功能，能方便地构成监控画面，具有丰富的设

备驱动程序、灵活的组态方式和数据链接功能，用其构造监控系统能大大缩短开发时间，并能保证系统的质量。组态王与ＰＬＣ之间通信采用的是ＰＰＩ通讯协议。组态王通过串行口与ＰＬＣ进行通信，访问ＰＬＣ相关的寄存器地址，以获得ＰＬＣ所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。在实际编程过程中不需要编写读写ＰＬＣ寄存器的程序，组态王提供了一种数据定义方法，在定义了Ｉ／Ｏ变量后，可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示。

４结束语

本文作者创新点：设计运用组态王和ＰＬＣ进行通讯，具有时

效性好、速度快、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点。系统人机界面友好而直观，具有一定的灵活性，易于扩充。设计于２００１年竣工投产，现已正常运转５年，整个系统运行平稳，安全可靠。特别是ＰＬＣ和组态王软件技术的结合应用，使得生产中自动化程度大大提高，降低了工人的劳动强度，取得了较好的实际使用效果。

技术创新

参考文献

［１］组态王６．０使用手册．北京亚控科技开发有限公司，２０００

吴丽云．基于ＰＬＣ控制的废水系统设计．［Ｊ］微计算机［２］庄丽娟，

信息，２００５，１：２４，１１８

作者简介：吴健，男，１９７８年生，汉族，江苏泰州人，学士，电气工程师，２０００年毕业于江汉石油学院电子信息工程系，现任江苏石油勘探局井下作业处真武油管修复中心主任。研究方向：油

管修复自动检测技术。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＷｕＪｉａｎ，ｍａｌｅ，ｂｏｒｎｉｎ１９７８，ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ，ｆｒｏｍＴａｉＺｈｏｕｏｆＪｉａｎｇＳｕＰｒｏｖｉｎｃｅ，ｂａｃｈｅｌｏｒ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｇｒａｄｕａｔ－ｅｄｆｏｒｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＪｉａｎｇＨａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＣｏｌｌｅｇｅｉｎ２０００．ＷｏｒｋｉｎＺｈｅｎｗｕＯｉｌＴｕｂｅＲｅｓｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒｏｆＪｉａｎｇＳｕＯｉｌ－ｆｉｅｌｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｅｓｔｔｅｃｈ－ｎｉｇｕｅｏｆｏｉｌｔｕｂｅｒｅｓｔｏｒｉｎｇ．

（２２５２６５江苏江都江苏油田）吴健