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天津城市建设管理职业技术学院
毕业设计说明书
题目：油田联合注水站控制系统设计
作者： **** 系别： 能源机电系 专业：楼宇智能化工程技术 学号： 080901027 指导教师： ******
2011 年 5 月
目 录
内容摘要 ................................................... 1 一、基于PLC的控制系统总体方案设计 ......................... 2 （一）系统工作原理 ......................................... 2 （二） PLC简介 ............................................ 2 （三）变频器及变频调速原理 ................................. 3 二、高压注水泵站控制系统硬件设计 ........................... 4 （一）压力变送器 ........................................... 4 （二）水泵性能介绍 ......................................... 5 （三）注水系统能耗分析 ..................................... 5 三、控制系统的PLC设计 ..................................... 6 四、变频调速恒压注水自动控制系统程序设计 ................... 9 （一）满足控制要求的程序 ................................... 9 （二）程序中用到的一些指令 ................................ 11 五、结论 .................................................. 11 致谢 ...................................................... 12 参考文献 .................................................. 13
内容摘要
目前，世界上除了采用给井下注水的方式，还采用高压注气的方法。相比较而言，后者可大大节省水资源，但控制的实现方法和检测手段还有待进一步提高和完善。从严格意义上讲，目前油田注水与采油控制方式还是一种开环控制，也就是说，注入多少水，水压达到多少，多大的注水量，可以获取最佳的出油率和出油量，这一直是各国的油田注水研究的课题，国外最新尝试用神经网络加模糊控制来实现，这有待于进一步的研究开发。
关键词：PLC；变频器；水泵；压力变送器；电气控制
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油田联合注水站控制系统设计
一、 基于PLC的控制系统总体方案设计 （一）系统工作原理
在油田注水系统中，注水压力(指注水井口压力)的高低，是决定油田合理开发和地面管线及设备的重要参数。考虑到后期开发注水井的增多，注水工艺设计和机电设备配置都比实际宽裕，加之地质情况的变化，开关井数的增减，洗井及供水不足的影响，经常引起注水压力波动范围大，注水量不均匀、不稳定。注水压力靠泵出口闸门手动控制，即靠改变泵的排量来调节泵的排量;或靠打回流方式调节，难以达到在泵的最佳工况点运行。注水压力低，注水量满足不了油田开发的需要，必然造成油层压力下降，注水压力过高，浪费动力，也造成超注，导致水淹、水窜。注水压力控制难度大，也给油田生产和管理带来诸多不便。由于变频器具有恒转矩的调速特性。为此，采用变频调速技术，设计以注水压力为被控参数的恒压注水自动控制系统，可以实现系统闭环控制。从而达到油田注恒压注水的目的。闭环系统构成原理如图1所示。
图1 闭环系统构成原理方框图
（二） PLC简介 1、 PLC的特点
可编程控制器(简称PLC)是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制
技术和通信技术等现代科技而成的通用自动控制装置。它主要有以下一些特点：
高可靠性
2）丰富的I/O 接口模块
采用模块化结构，适应工业控制的各种需要 编程简单易学
5）安装简单，维修方便 2、 PLC的主要组成 1）中央处理器（CPU） 2）存储器
输入/输出（I/O）接口 电源
PLC的结构框图如图2所示。
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