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成功案例

WEINVIEW触摸屏在石油开采中的应用


摘要:随着工业化和信息化的不断推进,各行业的自动化控制水平逐步提高。石油开采,作为一个具有百年历史的行业,也不例外的步入了自动化控制的道路。WEINVIEW触摸屏在有杆泵采油机上开始崭露头角。

关键字:WEINVIEW触摸屏 磕头机 采油行业 自动化控制

Abstract: With the pace of industrial control forward, all walks of life and gradually increase the level of automation and control, oil exploration, as a centuries-old industry is no exception into the automated control of the road. WEINVIEW touchscreen rod pump oil in the machine began to emerge.

Key word: WEINVIEW touchscreen Kowtow machine Oil Industry Automation and control

一.机械采油原理

中国石油的开采历史,已走过百年历程。早期,石油开采油井很浅,用吊桶汲取。后来井深增加,采油方法逐渐复杂,分为自喷采油法和人工举升采油法两类,后者有气举采油法和泵抽采油法两种。其中泵抽采油法,是通过在油井中下入抽油泵,把油藏中产出的液体泵送到地面的方法。

抽油机主要是把动力机(一般是电动机)的圆周运动转变为往复直线运动,带动抽油杆和泵。目前世界上大部分油井用机械采油法—有杆泵采油机,设备结构如图所示:

图1:采油机结构图

二.触摸屏在采油机中的应用

1.应用概况

WEINVIEW触摸屏在有杆泵采油机,俗称“磕头机”中的应用,见下图:

图2:采油机

在该项目中,WEINVIEW触摸屏使用的型号为MT6100i,触摸屏与PLC进行通讯,PLC从变频器中读取转速、电压、电流、转矩、输出电能等参数,这些参数终经过PLC计算处理或者直接显示在触摸屏的主界面上。

设备以及配电箱内部元器件如图所示:

图3  配电箱、永磁同步电机、变频器

2.触摸屏的界面

①设备的主页面

设备主界面显示了变频器的运行状态、电机运行状态、电机启动开关、主频率设定等信息。设备启动时,只需要设定变频器主频,就可以点击启动按钮,启动采油机采油。主频率设置一次后,频率值会被触摸屏记忆,并在下次设备启动时,自动写入到变频器中,只需要触控启动按钮,即可启动设备。

图4:触摸屏界面

②系统重置界面

系统重置界面需要密码才能进入,输入正确的密码后,会弹出参数设置窗口,包括系统时间重置、有效因数、额定扭矩。

系统时间重置,在工程主界面上显示的电能参数,是由变频器内【输出电能】参数计算而来的,变频器内该参数是一个累计值,触摸屏在时间重置后,取一次变频器输出电能参数,作为初始电能参数,接下来实时取得的输出电能减去初始电能参数,得到设备的输出电能。

图5:系统重置界面

③报警记录界面

报警记录界面使用的是【事件显示元件】,查看曾经发生或者正在发生的报警信息。目前工程正处于测试阶段,报警登陆内还没有设置报警内容信息,但工程师已经对报警做了规划,计划将变频器的报警字符串设置到触摸屏的【事件登陆】报警信息内。同时触摸屏的画面上增加【帮助】页面,列举出变频器的报警字符串,所代表的可能发生的故障原因。

图6 报警信息查询

④即时/历史曲线界面

在工程内建立了【资料取样】,取样变频器输出的电压、电流、电机转速三个参数。这三个参数是由PLC读取变频器参数,而后由触摸屏取样PLC内各���参数的值,由【趋势图】元件去显示。

图7  即时曲线和历史曲线

⑤备份界面

在工程内建立的资料取样记录是存储在HMI内部的,利用【备份】元件,将触摸屏内的历史数据以及历史事件信息,备份到U盘。

图8 备份历史数据

三.设备**

1.防爆保护方面

在磕头机项目中,地理环境比较开阔,空气流通好,而且磕头机抽取出的油中含有较大比例的水,所以项目中的设备(如触摸屏、低压电气元件、变频器、电机等)都没有使用防爆产品。

2.低温保护方面

目前设备正在测试运行阶段,夏季气温较高,在配电箱内安装了散热风扇。冬季北方地区温度低在零下30度左右,设备集成商后续会在配电箱内加装加热器,来维持PLC、触摸屏等设备的正常运行。

四.设备特色

与传统异步电动机相比,该设备中,电机使用了永磁同步电机,具有节能省电、转速调整范围宽、启动电流小、运行效率高等特点。与高效率永磁电机配合使用的是易用高效的WEINVIEW触摸屏,两者相得益彰。

1.维护方便:传统设备的控制部分使用了较多的按钮、指示灯等,硬件接线多。而使用触摸屏之后,将PLC和触摸屏结合,省却了很多按钮、开关、继电器等硬元件,减少了硬件接线,消除了大量故障隐患点。安装方便,易于维护;

2.直观显示:触摸屏可以将整个系统的现场数据集中显示,方便观察,自动记录,智能直观。如设备用电量显示,摒弃了加装电表的方式,而是采用读变频器输出电量的参数方式计算,并在触摸屏上显示和存储。同时,触摸屏还可以编程记录某一时间段内的设备总耗能,利于相关部门统计设备、观察。

五.总结

触摸屏在石油开采项目中的应用正处在起步阶段,大部分磕头机控制部分都还是硬件电气控制,WEINVIEW触摸屏在该项目中的应用,将会是一个新的起点,相信在不久的将来,WEINVIEW触摸屏将会在石油开采行业中崭露头角,为石油行业发挥更大的作用。

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