PLC控制反沖洗系統(tǒng)存在的問題及解決措施

楊薇（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶163000）

1 概述

1.1 研究PLC控制反沖洗系統(tǒng)的意義

濾后水水質(zhì)是油田生產(chǎn)的重要指標(biāo)之一，油田注水水質(zhì)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)是一項(xiàng)艱巨而艱難的系統(tǒng)工程，我廠今年工作的重點(diǎn)就是水質(zhì)提升，讓油層喝上放心水。

污水反沖洗是污水站的重要環(huán)節(jié)之一，目的是對(duì)過(guò)濾罐內(nèi)濾料所吸附的雜質(zhì)和濾罐中的懸浮物及含油進(jìn)行反向沖洗，將濾罐中的雜質(zhì)反沖到回收池中，從而提高濾罐內(nèi)濾料的過(guò)濾效果，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

1.2 自控系統(tǒng)的組成

油田中的自控系統(tǒng)一般由上位機(jī)組態(tài)和下位機(jī)PLC構(gòu)成。

可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡(jiǎn)稱PLC，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它是以繼電器的控制方法為基礎(chǔ)，通過(guò)一系列原件集成創(chuàng)造出來(lái)的。

2 我廠污水站PLC控制反沖洗系統(tǒng)存在問題

2.1 反沖洗泵啟停條件過(guò)于單一

PLC在控制反沖洗的過(guò)程中，DI模塊采集濾罐正濾進(jìn)出口閥門關(guān)到位信號(hào)，反沖洗進(jìn)出口閥門開到位信號(hào)，當(dāng)關(guān)到位信號(hào)和開到位信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜傳到DI模塊時(shí)，PLC輸出啟動(dòng)反沖洗泵信號(hào)，讓泵運(yùn)行。

目前反沖洗啟泵條件過(guò)于單一。每次進(jìn)行反沖洗時(shí)，站上員工必須人為監(jiān)測(cè)和控制回收水池及凈化水罐的液位，PLC在控制反沖洗泵啟停的過(guò)程中，并不能根據(jù)凈化水罐和回收水池的液位自動(dòng)識(shí)別和控制當(dāng)下情況是否可以進(jìn)行反沖洗。所以在反沖洗進(jìn)行的過(guò)程中員工必須時(shí)刻關(guān)注凈化水罐和回收水池的液位變化情況，以防止凈化水罐的液位過(guò)低抽空，回收水池的液位偏高溢出。一旦員工疏忽就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。

2.2 反沖洗泵的保護(hù)不完善

在反沖洗系統(tǒng)中，PLC只監(jiān)測(cè)反沖洗泵的出口壓力，在反沖洗執(zhí)行的過(guò)程中，PLC檢測(cè)到反沖洗泵出口壓力過(guò)大時(shí)，會(huì)輸出一個(gè)停泵信號(hào)，終止整個(gè)反沖洗過(guò)程運(yùn)行并報(bào)警。

部分站庫(kù)的反沖洗泵的保護(hù)只有上述一種，只有監(jiān)測(cè)反沖洗泵出口壓力單一的一個(gè)保護(hù)。缺少了電機(jī)的過(guò)電流、缺項(xiàng)等保護(hù)，當(dāng)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，一旦出現(xiàn)了缺項(xiàng)或是三項(xiàng)電流不平衡的情況，電機(jī)很容易快速產(chǎn)生高溫，燒毀轉(zhuǎn)子。

2.3 PLC監(jiān)測(cè)反沖洗泵的狀態(tài)不能反映泵的實(shí)際運(yùn)行情況

當(dāng)前PLC只檢測(cè)控制反沖洗泵的交流接觸器的狀態(tài)，當(dāng)交流接觸器吸合時(shí)，交流接觸器的常開觸點(diǎn)變?yōu)槌ｉ]觸點(diǎn)，PLC的DI 模塊接收到一個(gè)信號(hào)，判斷交流接觸器吸合，PLC 默認(rèn)反沖洗泵啟動(dòng)。

但是此時(shí)PLC無(wú)法判斷主觸點(diǎn)的電壓是否缺項(xiàng)，如果缺項(xiàng)電機(jī)將不能轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)因?yàn)槿表?xiàng)反沖洗泵的電機(jī)也會(huì)燒毀。所以PLC 通過(guò)交流接觸器的常開觸點(diǎn)吸合與否是無(wú)法確定電機(jī)是否真正運(yùn)行，只能確定控制反沖洗泵的交流接觸器是否吸合。

3 PLC控制的反沖洗系統(tǒng)程序改進(jìn)

3.1 控制反沖洗泵的盤柜中加入電流互感器

將電流互感器安裝控制反沖泵的交流接觸器下端。電流互感器可以檢測(cè)流入電機(jī)三項(xiàng)電流的變化情況，當(dāng)電流產(chǎn)生變化時(shí)，互感器產(chǎn)生的電流也隨即變化，變化的電流通過(guò)一個(gè)電流變送器輸出4-20mA 并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)線，傳到PLC 的模擬量輸入模塊中，而在程序中可以人為設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍，當(dāng)采集4-20mA信號(hào)超過(guò)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，PLC輸出停止信號(hào)并報(bào)警，有效的保護(hù)反沖洗泵不被損壞。

3.2 增加反沖洗泵的啟動(dòng)條件

將凈化水罐和回收水池的液位作為判斷是否允許反沖洗泵啟停的條件，可以讓PLC 自動(dòng)檢測(cè)和控制反沖洗泵的啟停，當(dāng)凈化水罐的液位過(guò)低，或回收水池的液位過(guò)高時(shí)，反沖洗泵將無(wú)法啟動(dòng)。

3.3 用流量作為判斷條件控制反沖洗泵的啟停

當(dāng)PLC 輸出反沖洗泵啟動(dòng)信號(hào)后，PLC 檢測(cè)反沖洗泵的流量，并判斷是否在設(shè)定時(shí)間內(nèi)有流量反饋，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，流量的大小沒有達(dá)到所設(shè)定的值，那么PLC輸出停止信號(hào)并報(bào)警，具體時(shí)間長(zhǎng)短和流量大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)定。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）利用凈化水罐和回收水池的液位作為反沖洗泵的啟停條件，可以有效防止回收池內(nèi)污水溢出，凈化水罐液位過(guò)低乃至抽空的生產(chǎn)事故的發(fā)生。

（2）電流互感器可以有效的檢測(cè)三項(xiàng)電流平衡和電壓缺項(xiàng)等問題，有效的保護(hù)了反沖洗泵的電機(jī)，保證了泵運(yùn)行安全。

（3）流量檢測(cè)可以有效的判斷反沖洗泵是否真正的啟動(dòng)，當(dāng)交流接觸器下端沒有電流互感器保護(hù)時(shí)，用流量判定反沖洗泵是否啟動(dòng)的方法，可以有效的檢測(cè)到反沖洗泵的缺項(xiàng)問題，達(dá)到了保護(hù)電機(jī)的目的。

（4）畫面中做了投入和切除按鈕，當(dāng)站上的液位計(jì)或瞬時(shí)流量計(jì)出現(xiàn)故障時(shí)，站上的員工可以點(diǎn)擊切除按鈕，將上述保護(hù)隔離出來(lái)，從而使反沖洗進(jìn)入到原始狀態(tài)，可保證反沖洗正常運(yùn)行。