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嵌入式网络控制器在油田变频抽油控制系统的应(2)

2013-08-15 01:19 2.3 采油变频调节过程

    变频采油是当滑块下降过程时，经i-7188ex逻辑判定,将控制信号通过i-7024送至变频器，调节变频器的输出频率，让滑块根据井口真空度以及电机所带负荷变速下降，当采油滑块提升时，为防止油锤现象的产生，采油泵的启停将采用联动方式，即三台油泵共一个出口阀门。变频联动方式有变频泵固定方式和变频泵循环方式。变频泵固定方式最多可以控制7台泵,可选择“先开先关”和“先开后关”两种水泵关闭顺序;变频泵循环方式最多可以控制4台泵，系统以“先开先关”的顺序关泵。本系统采用变频泵循环方式，这样，将3口油井的采油泵采用变频联动方式采油，不仅降低了能耗，保护了电机，更为重要是使输油管路的压强恒定，流量恒速，利于计量与管理。

2.4 效益分析

    在开采前期，由于储油量大，供液足，为提高功效，我们采用提高转速的方式，让变频器运行至65hz，频率提高了1/3，其综合采油率可比工频情况下多采油20%，工效提高了1.2倍，当中期时我们让变频器运行至50hz，变频器运行在工频情况，其采油量恢复正常状态，由于采用多种控制技术，使采油量在短时间内有较大幅度的提升，同时，维修量大幅度降低，利于设备的节能降耗，降低了采油工的劳动强度，提高了工作效率，并且控制系统可以重复使用，方便拆卸和安装，系统的投入深受胜利油田采油厂的喜爱。

3  所选模块特性
3.1 i－7188ex

i-7188ex为一具有pc功能的嵌入式网络控制器，也可以说是网络协议转换器，它有256kb flash，256kb sram，2kb eeprom，31b nvsram，内置时实时钟，看门狗定时器、内置minios7操作系统、含有与ne-2000兼容的10base-t网络控制器、支持tcp/ip协议。它具有独特的双看门狗安全设计，即软件看门狗和硬件看门狗组成，万一主控计算机死机，所有的输出模块就进入预设的安全状态，符合工业的安全要求，使用方便，可大幅增加系统安全性。 （科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）

3.2 i-7017的特性

l 8路模拟输入;
l 14bit分辨率;
l 采用差分输入方式和－10～10v输入范围 以提高的功模干扰能力;
l 8通道扫描模式;
l 隔离电压:3000vdc，提高了系统的抗干扰能力。

3.3  模拟输出模块i-7024

    为了使采油泵平稳起停、保护控制系统，采用了变频调速技术对其进行控制，利用i－7024的模拟输出信号，给变频器提供0～10v的控制信号，使变频器的输出信号变为0～50hz达到变速的目的。由于i－7024采用了光电隔离方式，从而保护了控制系统，避免了电机的反电势容易使控制系统死锁的现象发生。

4  软件设计

    由于i-7188ex嵌入式控制器配有minios7嵌入式操作系统.，因此i-7188控制器可编程独立运行，与rom－dos相比，minios7更适于嵌入式应用。i-7188现地单元控制模块的控制程序，采用tc2.0编写，调用了i-7000相应的库函数，主要有模块初始化模块、定时采集模块、数据通信模块、逻辑输出模块(控制开关等的控制)等，这一部分编程比较简单，泓格提供了许多类似的例程，可以直接通用，极大地降低了开发时间。
    控制计算机上安装有windows2000，以及microsoft sql6.5，便于建立起数据库，备移动笔记本电脑浏览器下载历史数据。上位机采用了组态王工控软件，并利用了泓格公司提供的i-7188的opc服务器直接与i-7188ex采用tcp协议通信，进一步简化了编程工作。

5  结束语

    目前，油田在稳产的同时，如何节能降耗，并对钻井设备进行科学管理，提高胜利油田采油设备工作状态参数的实时综合测试和控制水平，保证油井高产量、高效率生产，及时发现并处理设备可能存在的隐患或发生的故障，并对盗油等行为进行及时的监测和制止，是目前石油采集单位需要解决的问题，本系统解决了其利用控制系统对钻井设备合理控制，并进行科学管理，对解决油田目前面临的问题具有一定的参考价值。泓格公司提供的i-7188ex以及i-7000系列模块在极其恶劣的采油现场能稳定地运行，且故障率极低。说明其品质是可靠的，重要是其产品具有双重的watchdog以及运行可靠的minios7嵌入式操作系统，极大提高了系统的可靠性以及运行的稳定性，系统的投入运行，不仅提高了采油量，并且提高了采油厂对抽油设备的管理水平，是一件一举多得的好事情，取得了一定的经济效益。

参考文献

    [1] i-7188ex handbook，2000.
    [2] 于海生等. 计算机控制技术[m]. 北京:清华大学出版社,1999.
    [3] 王焓等. 油田自动化[m]. 北京:石油大学出版社,2000.

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