油田注水全自动装置的设计
目前各种石油管线输送的加药系统中，多采用人工控制，工艺复杂，仅凭储药罐上的玻璃管液位计目测判断用量，不能准确配制规定浓度的破乳剂溶液，不能根据液位的变化而按比例自动、精确地调整破乳剂的注入量，造成水、电及人力的浪费，增加了能耗。针对上述问题，开发了一种基于FPl型PLC的自动加水、定量加药、定时搅拌以及自动倒罐的控制装置。实际运行证明，该装置不仅减轻了员工的劳动强度，提高了安全系数，实现了以人为本的原则，使油田工业自动化水平达到了新的起点，提高了现场管理水平，使生产和管理更趋规范化、科学化。
2 系统结构
2．1 加药装置的基本结构
加药装置包括储药罐、计量泵、搅拌器、液位开关、控制箱及附件等，在实际系统中可根据用户要求调整配置，以适应不同的工艺要求。图1给出加药装置的结构示意图。控制系统包括：搅拌机两台，加水电机一台，加药电机一台，加药罐两个，储药罐一个，电磁阀若干个，高液位报警器，低液位报警器及交流接触器，热继电器，中间继电器，控制按钮，信号灯，断路器，开关等一系列的低压控制器件。
2．2 系统控制功能描述
自动加药装置是一种能根据设定加药液的配比浓度，实现自动配药、自动搅拌、自动定量输出的自动控制系统。该装置在设定状态下无需人工值守，一键控制即可实现所需浓度药液的自动配制与输出，也可实现远程控制，真正实现了配药、搅拌和投药自动化。考虑到现场操作的需求，配备了手动控制功能，任何情况下，手动控制优先。
(1)手动运行手动运行前，将运行方式转至“手动”位置，接通10．2，调用“手动控制”子程序。按照控制面板的对应按钮，即可接通对应的PLC输入点，执行相应的动作。
以1号罐加水加药搅拌为例，接通加水电机，即接通I0．5，输出继电器Q0．1接通并自锁，外部交流继电器得电，加水电机开始加水。断开加水电机，即接通I0．6，Q0．1断开，加水电机停(当加水电机发生故障时，接通12．7，其常闭触点断开，QO．1断开，加水电机停止运行)。接通加药电机，即接通10．7，输出继电器Q0．2接通并自锁，外部交流继电器得电，加药电机开始运行。断开加药电机，即接通11．0，QO．2断开，电机停止运行(当加药电机发生故障时，接通13．O，其常闭触点断开，Q0．2断开，加药电机停止运行)。接通搅拌机，即接通I0.3，输出继电器QO．0接通并自锁，外部交流继电器得电，搅拌机开始运行。搅拌一定时间后，断开搅拌机，即接通I0.4，QO．O断开，搅拌机停止运行(当搅拌机发生故障时，接通12．6，其常闭点断开，Q0．0断开，搅拌机停止运行)。部分I／O端口分配如表1所示。
(2)自动运行 若首次运行(储药罐为空时)，先将转换开关转至“手动”位置，接通IO．2，手动打开进水电磁阀，待药罐中的液位达到最低液位之上时，停止手动控制，将转换开关转至“自动”位置，接通I0．1，调用“自动控制”子程序，开始自动循环。按下操作面板上的“自动运行“，接通I3.2，整个程序开始工作。
3 控制系统设计
3．1 S7―200可编程控制器简介
S7―200系列产品是具有高性能的中央处理器，因其模块化的灵活设计而具有广泛的适用范围，同时具有极高的性价比。S7―200无论单机运行，还是与其他设备组成网络，都具有优异的表现。
S7―200主要特征：①快速的中央运算处理能力；②丰富的编程指令集；③响应快速数字量和模拟量输入／输出通道；④强大的通讯能力，丰富的扩展模块；⑤操作便捷，易于掌握。
根据设备的运行特点和用户的实际需要，基于S7―200型PLC控制，利用内部软继电器实现过程控制，使系统控制简便，提高了系统的稳定性和可靠性，保证了产品质量，提高了生产效率。
3．2 硬件电路的设计
在1号罐、2号罐内，分别设置高液位，低液位控制器，控制器的数据信号通过导线连接至配电柜内的控制电路，实现PLC的控制。图2给出系统接口电路图。
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