油田计量站油位、流量计算机控制系统原理、组成及实现方法
日期：2008-8-11 22:49:49 来源：中国自动化网
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摘 要：本文介绍了油田计量站外输分离器油位，天然气流量计算机自动控制系统的原理、组成及实现方法，它的优点是：使外输分离器油位，天然气流量，外输油罐油位由手动控制变为自动控制，减轻了工人的劳动强度，并且各参数由计算机统一管理，这样计量能更精确合理，避免浪费。为油田计量站的科学管理提供了有效的方法。
关键词：油位、流量、硬件、软件
一、概述
油田计量站外输分离器的主要作用是将从地下打上来的原油进行分离，即对天然气、油、水三者进行分离，在分离器中天然气在最上层，油在中间层、水在最下层。一般用手动操作，油位很容易低于出油口，这样天然气就从出油口跑掉，造成很大的浪费，并且天然气的计量采用双波纹差压计进行手工测量很不准确，为解决这一问题，将油位和天然气采用自动控制和测量，即采用计算机控制系统。下面详细介绍系统的原理和实现方法。
二、系统工作原理
原理框图如图1，被测参数天然气流量和油位分别由旋进旋涡流量计和磁浮子液位计测量，将其变成4～20MA电流信号，经A/D转换板卡变成数字量，送到计算机处理后，将天然气流量进行显示，液位信号经过DO继电器板卡来控制电磁阀的开和关，从而达到控制油位的目的。
三、系统组成
3.1变送单元
（1）油位检测，采用磁浮子液位计将油位变成4～20MA电流信号。它的特点是：
指示片是保持形，可以使用于振动，沸腾等工作情况。
液相，气相部分用红色和兰色鲜明的对照，即使从远处，也非常清楚。
指示器拆装非常容易，因为安装方向任意，所以可视方向可以任意选择。
磁浮子回路特殊，磁力线的集束性很尖锐，因而提高了测量精度，并且采用了日本磁钢，可在高温下工作。
仪表结构简单，使用寿命长。
（2）天然气采用旋进旋涡流量计
它的作用是天然气流量检测，将天然气流量变成4～20MA电流信号。它的特点是：
无机械可动部件，耐腐蚀，稳定可靠，寿命长，长期运转无需维修。
采用先进的电脑芯片，集成度高，体积小，性能好，整机功能强。
集流量计，微电脑，压力和温度传感器于一体，直接测量流体的流量，压力，温度，并自动实现跟踪补偿和压缩因子自动修正。
采用E2PROM技术，各参数设置方便，可永久保存。
压力，温度信号为变送器方式，互换性强。
3.2 板卡（A/D，D/O转换）
板卡采用研祥711B型，它是一种多功能数据采集卡，具有12位8通道A/D转换器输入，16通道DO继电器输出，16通道DI数字量输入。本系统需要2路A/D转换输入，2路DO继电器输出。即一路A/D转换器对应油位变送器，一路A/D转换器对应天然气流量变送器。
板卡的A/D转换器输入和DO继电器输出接线见图2、图3。
由于711B板卡输入和输出是TTL电平，没有驱动能力，为使板卡的输入和输出与外电路连接起来，必须加驱动电路，其驱动电路如图4。
图4中74LLS240，R1---R9组成了DO继电器输出驱动电路，IC3，IC4，J1，J2，BG1，BG2及相应的电阻组成了输出隔离电路。IC2，IC5及相应的电阻组成了A/D转换输入转换电路。
3.3 电磁阀选取
主要技术要求：（1）工作压力：1.6MP。（2）工作温度：0～70℃。（3）双向防爆，交流220V供电，功率70W。选用德国HERION公司技术制造的电磁阀A100ED-SBO 23300系列双向电磁阀。
3.4工控机及组态软件的选取
工控机选用研祥工控机，组态软件选用组态王6.5版。为系统控制提供硬件和软件平台。
四、系统组态
4.1 主控画面
（1）主控画面图如下：
油位，流量：I/O实型；电磁阀，报警：I/O离散；flang，启动，标志1，标志2：内存实型。
（3）应用程序命令语言如下：
if(\\本站点\flag==1)
{if(\\本站点\启动==1)
{if(\\本站点\油位-110>90)
{\\本站点\标志1=1;
if(\\本站点\标志2==0)
{\\本站点\电磁阀=1;}}
if(\\本站点\油位-110<40)
{\\本站点\电磁阀=0;
\\本站点\标志1=2;}
if(\\本站点\启动==0)
{\\本站点\电磁阀=0;}}
4.2 连接711B板卡
在组态王工程浏览器里，双击“板卡”，选择研祥711B，设备逻辑名：711B，设备地址：220。
4.3 制作天然气流量实时数据和历史数据报表，以实现对天然气流量的管理。
五、结束语
本系统在辽河油田实际使用，运行状态良好，有效的解决了工人的劳动强度，节约了能源，为油田计量站的科学管理提供了有效的方法
plcjs.技.术_网
关键词：油位、流量、硬件、软件
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
一、概述
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
油田计量站外输分离器的主要作用是将从地下打上来的原油进行分离，即对天然气、油、水三者进行分离，在分离器中天然气在最上层，油在中间层、水在最下层。一般用手动操作，油位很容易低于出油口，这样天然气就从出油口跑掉，造成很大的浪费，并且天然气的计量采用双波纹差压计进行手工测量很不准确，为解决这一问题，将油位和天然气采用自动控制和测量，即采用计算机控制系统。下面详细介绍系统的原理和实现方法。
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
二、系统工作原理
plcjs.技.术_网
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
原理框图如图1，被测参数天然气流量和油位分别由旋进旋涡流量计和磁浮子液位计测量，将其变成4～20MA电流信号，经A/D转换板卡变成数字量，送到计算机处理后，将天然气流量进行显示，液位信号经过DO继电器板卡来控制电磁阀的开和关，从而达到控制油位的目的。
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
三、系统组成
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3.1变送单元
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
（1）油位检测，采用磁浮子液位计将油位变成4～20MA电流信号。它的特点是：
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
指示片是保持形，可以使用于振动，沸腾等工作情况。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
液相，气相部分用红色和兰色鲜明的对照，即使从远处，也非常清楚。
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指示器拆装非常容易，因为安装方向任意，所以可视方向可以任意选择。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
磁浮子回路特殊，磁力线的集束性很尖锐，因而提高了测量精度，并且采用了日本磁钢，可在高温下工作。
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仪表结构简单，使用寿命长。
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（2）天然气采用旋进旋涡流量计
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它的作用是天然气流量检测，将天然气流量变成4～20MA电流信号。它的特点是：
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无机械可动部件，耐腐蚀，稳定可靠，寿命长，长期运转无需维修。
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采用先进的电脑芯片，集成度高，体积小，性能好，整机功能强。
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集流量计，微电脑，压力和温度传感器于一体，直接测量流体的流量，压力，温度，并自动实现跟踪补偿和压缩因子自动修正。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
采用E2PROM技术，各参数设置方便，可永久保存。
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压力，温度信号为变送器方式，互换性强。
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3.2 板卡（A/D，D/O转换）
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板卡采用研祥711B型，它是一种多功能数据采集卡，具有12位8通道A/D转换器输入，16通道DO继电器输出，16通道DI数字量输入。本系统需要2路A/D转换输入，2路DO继电器输出。即一路A/D转换器对应油位变送器，一路A/D转换器对应天然气流量变送器。
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板卡的A/D转换器输入和DO继电器输出接线见图2、图3。
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由于711B板卡输入和输出是TTL电平，没有驱动能力，为使板卡的输入和输出与外电路连接起来，必须加驱动电路，其驱动电路如图4。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
图4中74LLS240，R1---R9组成了DO继电器输出驱动电路，IC3，IC4，J1，J2，BG1，BG2及相应的电阻组成了输出隔离电路。IC2，IC5及相应的电阻组成了A/D转换输入转换电路。
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3.3 电磁阀选取
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主要技术要求：（1）工作压力：1.6MP。（2）工作温度：0～70℃。（3）双向防爆，交流220V供电，功率70W。选用德国HERION公司技术制造的电磁阀A100ED-SBO 23300系列双向电磁阀。
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3.4工控机及组态软件的选取
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工控机选用研祥工控机，组态软件选用组态王6.5版。为系统控制提供硬件和软件平台。
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四、系统组态
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4.1 主控画面
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（1）主控画面图如下：
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P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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油位，流量：I/O实型；电磁阀，报警：I/O离散；flang，启动，标志1，标志2：内存实型。
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（3）应用程序命令语言如下：
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
if(\\本站点\flag==1)
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{if(\\本站点\启动==1)
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{if(\\本站点\油位-110>90)
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{\\本站点\标志1=1;
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if(\\本站点\标志2==0)
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{\\本站点\电磁阀=1;}}
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if(\\本站点\油位-110<40)
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{\\本站点\电磁阀=0;
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
\\本站点\标志1=2;}
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if(\\本站点\启动==0)
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{\\本站点\电磁阀=0;}}
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4.2 连接711B板卡
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在组态王工程浏览器里，双击“板卡”，选择研祥711B，设备逻辑名：711B，设备地址：220。
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4.3 制作天然气流量实时数据和历史数据报表，以实现对天然气流量的管理。
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五、结束语
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本系统在辽河油田实际使用，运行状态良好，有效的解决了工人的劳动强度，节约了能源，为油田计量站的科学管理提供了有效的方法
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