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摘 要：PLC作为一项新型的控制系统以其独特的优势和特点在油田污水处理系统中发挥着重要的作用[1]。为了增强油田污水处理的效果，提高油田污水处理的水平，需要我们在PLC控制系统上加强研究和设计。本文将从PLC控制系统的认识入手，通过分析PLC控制系统的优势和特点，介绍PLC控制系统的相关构成条件，从而完成PLC控制在油田污水处理系统中的设计和应用，希望对我国油田污水处理起到良好的作用。
关键词：PLC控制 油田 污水处理 系统设计
一、前言
PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。在石油工业的发展过程中，污水处理一直是油田工业发展的一项重要内容，因此，不断增强PLC控制系统的专业化设计，加强PLC控制系统在油田实际运行过程中的应用，显得尤为重要。我们需要从我国PLC控制系统在油田污水处理中应用的实际情况出发，充分借鉴西方发达国家的先进经验，提高PLC控制的油田污水处理系统的设计水平[2]。
二、PLC控制
1.PLC控制系统
PLC是可编程控制器的简称。PLC实现自动化主要靠各种各样的传感器，PLC所做的只是把各种传感器传过来的标准信号进行处理然后再输出标准信号给传感器。PLC是一种可编程控制器，其控制可以根据要控制的电路原理图来编程或梯形图来实现对主电路的控制。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
2.PLC控制系统的优势及特点
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
3.加强PLC控制的油田污水处理系统设计的必要性
尽管我们在污水处理方面取得了一些成果，但新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田污水系统面临着严峻的形势，受到前所未有的挑战，存在的主要问题是：污水系统发展和提高的技术还待解决，如污泥的无害化处理及综合利用、高含盐采出水的处理利用、处理设备的高效化、加强油田污水化学研究等。 腐蚀和结垢问题仍然是困扰污水系统正常生产的严重问题。不少设备腐蚀问题没有得到根本解决，腐蚀十分严重，不仅影响生产，而且维修量大，维修费用高。运行成本高，特别是药剂用量大，药剂费用居高不下，与降本增效矛盾较大，影响到处理水质和系统保护。急需开发高效、多效、低成本的污水处理剂。各污水厂都面临着污水处理设施老化，装备落后，效率较低，技术改造工作量较大，特别需要用先进的技术、先进的装备对系统进行升级换代的彻底改造，以提高污水处理系统的水平。解决污水系统存在的问题除大力推广新技术、新工艺、新设备，加大对污水系统改造的投入外，关键的是依靠科技进步，加强科技攻关，针对污水厂急需解决的难题开展研究，开发一批适用新技术，满足油田开发的需求。
三、PLC控制的油田污水处理系统设计方案
1.设计主控电路
电机控制分为本地控制和远程PLC自动控制。设计主电路的过程应该考虑设计过载保护和过电流控制措施，设计短路保护及其他的电气保护。根据主电路的要求设计控制回路，设置必要的联锁。根据指示、报警等要求设计辅助电路。
2.PLC控制的污水处理系统设计
PLC控制的污水处理系统的软件设计包括系统监控程序设计、电动阀门开关程序设计、连续PID控制程序设计和模拟量采集软件设计。
2.1硬件设计
PLC控制的污水处理系统设计中的硬件设计过程要求相对严格，这也是基于PLC控制的油田污水处理系统的稳定性所考虑的。在硬件设计过程中，要实现屏蔽接地，要适时地对接地与浮地进行比较，要注意交流地和信号地不能共用等。
2.2系统监控程序设计
系统监控程序设计的要求较高，因为此软件是面向最终客户的一种上位机软件。为了保证系统监控程序的正常工作，我们通常采用WinCC系统来实现，该项系统的一个重要特点就在于其功能强大，能够较好的实现编辑报表、编辑图形图像、记录报警情况和记录变量信息等功能。基于以上提到的各项功能，系统监控程序能够绘制形象逼真的工艺流程图，能够较好的满足实际生产的需要。
2.3电动阀门开关程序设计
电动阀门开关程序设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。电动阀门开关程序在油田污水处理过程中通常采用数字量开关模板来实现。其主要功能就在于将数字信号转化为信号电平，这些信号电平是外部过程所需要的。在此基础上，电动阀门开关程序将直接驱动外部过程的执行机构来完成相应的动作和过程。电动阀门开关程序的设计要求较高，在程序设计的过程中，我们应特别注意变频器的控制输出、反冲洗时间的作用和电动阀门的开关条件设计。
2.4连续PID控制程序设计
连续PID控制程序设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。我们应该充分利用期PID这种传统控制程序无稳态误差、操作方便易行的特点，利用好简单的PID单回路控制。要进一步做好参数规划和参数设计，确保连续PID控制程序能够对联合站的相关后续生产产生辅助性的作用，从而达到良好的控制效果。
2.5模拟量采集软件设计
模拟量采集软件设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。对于油田污水处理站来说，电磁流量计、液位传感器、压力传送器、温度变送器等模拟信号一次表得到了广泛的应用。我们在模拟量采集软件的设计过程中通常采用SM331模拟量采集模版，实现接受变送器和外部传感器送来的电压数据和电流信号，并将变送器和外部传感器送来的电压数据和电流信号转化为二进制数字信号，使得CPU能够处理和识别。
四、小结
PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。我们需要进一步加强PLC控制的油田污水处理系统设计，提高处理水平，保证石油工业的良好开展运行。
参考文献
[1]王东云，陈岳. PLC控制的油田污水处理系统的设计.电气自动化，2007年，第05期：33-35.
[2]段文益，莫同鸿，李红，渠慎峰. 油田污水处理设备的分布式PLC自动控制系统.石油机械，2011年，第06期：123-125.
作者简介：卡米力江·阿不来（1984年2月29日）男，维吾尔族，新疆克拉玛依市人，助理工程师，主要从事电力管理岗位。
关键词：PLC控制 油田 污水处理 系统设计
一、前言
PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。在石油工业的发展过程中，污水处理一直是油田工业发展的一项重要内容，因此，不断增强PLC控制系统的专业化设计，加强PLC控制系统在油田实际运行过程中的应用，显得尤为重要。我们需要从我国PLC控制系统在油田污水处理中应用的实际情况出发，充分借鉴西方发达国家的先进经验，提高PLC控制的油田污水处理系统的设计水平[2]。
二、PLC控制
1.PLC控制系统
PLC是可编程控制器的简称。PLC实现自动化主要靠各种各样的传感器，PLC所做的只是把各种传感器传过来的标准信号进行处理然后再输出标准信号给传感器。PLC是一种可编程控制器，其控制可以根据要控制的电路原理图来编程或梯形图来实现对主电路的控制。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
2.PLC控制系统的优势及特点
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
3.加强PLC控制的油田污水处理系统设计的必要性
尽管我们在污水处理方面取得了一些成果，但新的矛盾不断出现，新的难题需要解决，油田污水系统面临着严峻的形势，受到前所未有的挑战，存在的主要问题是：污水系统发展和提高的技术还待解决，如污泥的无害化处理及综合利用、高含盐采出水的处理利用、处理设备的高效化、加强油田污水化学研究等。 腐蚀和结垢问题仍然是困扰污水系统正常生产的严重问题。不少设备腐蚀问题没有得到根本解决，腐蚀十分严重，不仅影响生产，而且维修量大，维修费用高。运行成本高，特别是药剂用量大，药剂费用居高不下，与降本增效矛盾较大，影响到处理水质和系统保护。急需开发高效、多效、低成本的污水处理剂。各污水厂都面临着污水处理设施老化，装备落后，效率较低，技术改造工作量较大，特别需要用先进的技术、先进的装备对系统进行升级换代的彻底改造，以提高污水处理系统的水平。解决污水系统存在的问题除大力推广新技术、新工艺、新设备，加大对污水系统改造的投入外，关键的是依靠科技进步，加强科技攻关，针对污水厂急需解决的难题开展研究，开发一批适用新技术，满足油田开发的需求。
三、PLC控制的油田污水处理系统设计方案
1.设计主控电路
电机控制分为本地控制和远程PLC自动控制。设计主电路的过程应该考虑设计过载保护和过电流控制措施，设计短路保护及其他的电气保护。根据主电路的要求设计控制回路，设置必要的联锁。根据指示、报警等要求设计辅助电路。
2.PLC控制的污水处理系统设计
PLC控制的污水处理系统的软件设计包括系统监控程序设计、电动阀门开关程序设计、连续PID控制程序设计和模拟量采集软件设计。
2.1硬件设计
PLC控制的污水处理系统设计中的硬件设计过程要求相对严格，这也是基于PLC控制的油田污水处理系统的稳定性所考虑的。在硬件设计过程中，要实现屏蔽接地，要适时地对接地与浮地进行比较，要注意交流地和信号地不能共用等。
2.2系统监控程序设计
系统监控程序设计的要求较高，因为此软件是面向最终客户的一种上位机软件。为了保证系统监控程序的正常工作，我们通常采用WinCC系统来实现，该项系统的一个重要特点就在于其功能强大，能够较好的实现编辑报表、编辑图形图像、记录报警情况和记录变量信息等功能。基于以上提到的各项功能，系统监控程序能够绘制形象逼真的工艺流程图，能够较好的满足实际生产的需要。
2.3电动阀门开关程序设计
电动阀门开关程序设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。电动阀门开关程序在油田污水处理过程中通常采用数字量开关模板来实现。其主要功能就在于将数字信号转化为信号电平，这些信号电平是外部过程所需要的。在此基础上，电动阀门开关程序将直接驱动外部过程的执行机构来完成相应的动作和过程。电动阀门开关程序的设计要求较高，在程序设计的过程中，我们应特别注意变频器的控制输出、反冲洗时间的作用和电动阀门的开关条件设计。
2.4连续PID控制程序设计
连续PID控制程序设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。我们应该充分利用期PID这种传统控制程序无稳态误差、操作方便易行的特点，利用好简单的PID单回路控制。要进一步做好参数规划和参数设计，确保连续PID控制程序能够对联合站的相关后续生产产生辅助性的作用，从而达到良好的控制效果。
2.5模拟量采集软件设计
模拟量采集软件设计是PLC控制的油田污水处理系统设计的一项重要工作。对于油田污水处理站来说，电磁流量计、液位传感器、压力传送器、温度变送器等模拟信号一次表得到了广泛的应用。我们在模拟量采集软件的设计过程中通常采用SM331模拟量采集模版，实现接受变送器和外部传感器送来的电压数据和电流信号，并将变送器和外部传感器送来的电压数据和电流信号转化为二进制数字信号，使得CPU能够处理和识别。
四、小结
PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。我们需要进一步加强PLC控制的油田污水处理系统设计，提高处理水平，保证石油工业的良好开展运行。
参考文献
[1]王东云，陈岳. PLC控制的油田污水处理系统的设计.电气自动化，2007年，第05期：33-35.
[2]段文益，莫同鸿，李红，渠慎峰. 油田污水处理设备的分布式PLC自动控制系统.石油机械，2011年，第06期：123-125.
作者简介：卡米力江·阿不来（1984年2月29日）男，维吾尔族，新疆克拉玛依市人，助理工程师，主要从事电力管理岗位。