自动化控制系统在油田集输泵站的应用

2012年第29期渊总第44期冤科技视界Science&TechnologyVision

SCIENCE&TECHNOLOGYVISION科技视界作者简介院林勇渊1972要冤袁男袁毕业于毕业于山东科技大学袁就职于肥城矿业集团单县能源有限责任公司袁一直从事矿山机电技术工作遥园前言煤矿井下泵房集控系统已广泛应用于肥城矿区袁取得了较好的成效袁以陶阳煤矿为例对该技术进行阐述遥陶阳煤矿-350m水平泵房集控系统基于当前先进的西门子S7-300系列PLC尧WinCC组态软件袁由地面控制中心尧控制分站组成袁实现就地控制与地面远程两种控制模式袁操作者根据现场实际情况灵活选用袁确保在系统正常运行时操作灵活尧易于维护袁在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保水泵的正常运行袁提高系统的稳定性遥员集控系统结构及工作原理尧技术特点员.1集控系统结构地面控制中心设在调度室袁主控机尧监控机各1台遥井下泵房设有主站和3个分站袁主站监控3个分站袁设有液晶触摸屏袁1#分站监控1-4号水泵袁2#分站集控5-8号水泵袁3#分站集控9-10号水泵遥主站控制器采用西门子S7300系列PLC袁站内主控PLC和备用PLC互为冗余袁主控PLC和备用PLC都配备CP343以太网模块分别通过小灵通通讯光纤上传地面调度室袁切换时间为500ms遥两套PLC各放置一块CP340通讯模块袁一个与各个水泵的高压开关柜微机综保模块通讯袁采集高压开关柜的电流尧电压尧功率等信号袁另外一个串口通讯模块与每个分站上的温度巡检仪通讯袁检测每台电机和泵的轴温遥分站对泵房内排水泵尧射流系统尧抽真空系统尧电动阀门等装置实施了自动控制及运行参数自动检测袁通过检测水仓水位尧电机电流尧电机电压尧闸阀开启度尧流量尧真空度等参数袁控制水泵工作遥分站控制分站采用西门子ET200M远程I/O袁而且都具有ProfibusDP通讯模块与主站通讯同时上传地面遥分站之间相对独立袁系统可靠性更高遥与分站通讯控制水泵工作遥主站面板上设有液晶触摸屏袁就地实时以图形尧图像尧数据尧文字等方式袁直观尧形象尧实时地反映系统工作状态以及水仓水位尧电机工作电流尧电机温度尧水泵温度尧排水管流量尧水泵真空度等参数遥

矿山排水泵PLC自动控制系统设计

全文共四篇示例，供读者参考

第一篇示例：

矿山排水泵PLC自动控制系统设计

随着我国矿山开采规模的不断扩大，矿山排水工作也变得愈发重要。矿山排水泵是矿山排水工程中不可或缺的设备，其运行状态的稳定性和效率直接关系到矿山的正常生产和安全生产。为了更好地对矿山排水泵进行控制和监测，提高其工作效率和可靠性，需要设计一套PLC自动控制系统来完成这一工作。

一、系统组成

矿山排水泵PLC自动控制系统的组成主要包括：控制柜、PLC控制器、传感器、泵、通讯模块等。

1. 控制柜：用于安装PLC控制器、继电器、按钮开关等设备，提供对系统的集中控制与监控。

2. PLC控制器：作为系统的核心部件，负责控制泵的启停、调速等操作，以及与其他设备的通讯与数据交换。

3. 传感器：用于采集矿山排水泵及其相关设备的运行状态、工艺参数等信息，供PLC控制器进行分析和判断。

4. 泵：作为执行部件，将PLC控制器发出的指令转化为相应的动作，完成排水泵的启停、调速等操作。

5. 通讯模块：与上层监控系统或者远程终端进行数据交换，实现对矿山排水泵PLC自动控制系统的远程监控和操作。

二、系统功能 1. 自动启停控制：实现排水泵的自动启停控制，根据矿井的水位变化，自动调节泵的启停状态，保持矿井内水位在安全范围内。

2. 变频调速控制：通过PLC控制器对排水泵进行变频调速控制，根据矿井的水位变化和排水需求，精确控制泵的转速，提高排水效率，降低能耗。

3. 故障诊断与报警：通过传感器采集泵的运行状态、电流、温度等参数，实时监测泵的运行情况，一旦出现异常，及时发出报警信号，并进行故障诊断。

5. 数据记录与分析：对矿山排水泵的运行数据进行记录和分析，为矿山排水工作提供数据支持，为设备维护和管理提供依据。

水泵自动控制系统

水泵自动控制系统是一种能够自动监测和控制水泵运行状态的系统。它通过传感器感知水流、压力等各种参数，并根据需求自动调节水泵的启停和转速，从而实现对水泵运行的自动化管理。本文将从系统组成、工作原理和应用场景三个方面来介绍水泵自动控制系统。

一、系统组成

水泵自动控制系统主要由以下几个组成部分构成：

1. 传感器：用于感知水流、压力、液位等参数的变化。常用的传感器包括流量传感器、压力传感器、液位传感器等。

2. 控制器：负责接收传感器的信号，并根据事先设定的控制策略进行计算和判断。控制器通常由微处理器或可编程逻辑控制器（PLC）实现。

3. 执行器：根据控制器的指令，控制水泵的启停和转速。执行器可以是电动阀门、变频器等。

4. 人机界面：提供给用户与系统交互的界面，通常是触摸屏或键盘等设备。用户可以通过人机界面对系统进行参数设置、查询运行状态等操作。

二、工作原理

水泵自动控制系统的工作原理如下： 1. 数据采集：传感器感知水流、压力、液位等参数的变化，并将采集到的数据传输给控制器。

2. 控制策略：控制器根据传感器传来的数据和用户设置的参数，采用事先设定的控制策略进行计算和判断。例如，当水压超过设定值时，控制器会发送指令给执行器启动水泵，当水压达到设定值时，控制器会发送指令给执行器停止水泵。

3. 控制执行：控制器根据控制策略的计算结果，通过执行器控制水泵的启停和转速。

4. 状态监测：控制器不断监测水泵的运行状态，如转速、电流等，以便及时发现故障并进行报警或自动切换备用水泵。

5. 用户交互：用户可以通过人机界面对系统进行参数设置、查询水泵运行状态等操作。

三、应用场景

水泵自动控制系统广泛应用于工业生产、市政供水、农田灌溉等领域。具体应用场景包括：

1. 工业生产：水泵自动控制系统可以根据生产流程的需求，自动控制水泵的启停和转速，保证生产过程的正常进行。同时，系统还能够对水压、液位等参数进行监测，确保生产过程的稳定性和安全性。

油田集输站外输泵变频调速系统中的高次谐波危害与解决技术

[摘要]本文通过介绍高次谐波的产生，阐述了高次谐波对变频调速系统以及对电机的危害和影响，并通过油田集输站外输泵变频控制中的实例分析，提出了控制高次谐波的一些具体的、合理的处理方向和解决技术，实现生产过程的稳定与能耗控制。

[关键词]高次谐波 电机危害 实际运用 处理方向

中图分类号：tm711 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0073-01

一、高次谐波的产生原因

电子技术的发展使得利用脉冲调制技术和矢量控制、微机控制等得到了广泛的应用，其中变频调速技术已经日趋成熟并应于各类电机控制上。其工作的基本原理就是在输入端对电流进行频率调整，以此控制电机的运转工况。在通用变频器的输入电路中，常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，这种电路构成会因为抗阻差异而产生波形差异，所以在电源侧存在整流回路的都会产生分线性谐波，在三相桥式整流回路中，输入电流的波形为矩形，波形将按照傅里叶级数进行分解，进而形成基波+谐波的形态。而在输出侧，电压型变频器产生的电磁波是矩形板，其中谐波频率的高低与变频器的频率相关，调制频率高则谐波也高。

二、高次谐波对变频器系统的危害

在电网中一些非线性负载所产生谐波电流，可以在某些电气设备上产生危害常见于变压器、电容器、电动机、发电机等等，在油田中的输油泵站中，其对变频调速系统的危害较大，主要是影响其对电流频率的控制，由此影响输油泵的运行。在谐波作用下电压与电流都会产生畸变，尤其是高频谐波对这个改变影响更大，其造成后果为各种电器设备异常发热，增加损耗形成系统电压过载而失控。这与工频电流相比对电机的影响主要表现在电压的畸形波会导致三相电机出现过热，如果长期存在谐波会对电动机的运行稳定性产生威胁，从而降低电机的使用寿命。而在变频系统中，因为变频的工作原理就是改变流过电机的电流频率来实现对电机进行速度控制进而实现对泵送量的改变，如果系统在运行中遇到畸变电流就将对系统产生负面影响，导致整个系统在某个瞬时出现过载的情况，从而导致电机在运行中出现速度改变使其负载出现过载的情况，进而影响油泵的运行平稳定，这样就是去了对油泵进行变频控制的意义。