电动机与泵的运行计时系统在海上平台应用探索

姜春起，吴 斌，高连烨

(中海油能源发展采油服务公司，天津 300457)



电动机与泵的运行计时系统在海上平台应用探索

姜春起，吴 斌，高连烨

(中海油能源发展采油服务公司，天津 300457)

采用PLC为核心对电动机与泵进行运行计时，PLC系统计时采用串行接口技术RS-485与光电猫，把计时信息通过以太网以光信号传到远方控制终端，并通过光电猫把光信号转化为电信号，接入计算机，通过计算机的人机界面完成对计时的显示与复位控制，系统工艺简单，投资较少，可靠性强，便于操作。

PLC；组态王；人机界面；通信

目前任何一个海上平台的采油系统都有几套相应的泵系统在支持，这些泵在电动机的带动下工作，满足船上生产、工艺、药剂与船系的需求。然而电动机与泵必须定期对转子、轴承加润滑油减少磨损，检查与更换密封，清理泵内的脏污，检查润滑系统，检查泵与电机的对中情况，还需要关注罐加药剂，防止加药过量，药剂溢出会造成浪费和污染。为此必须装计时系统，实现检查与加注润滑油，更换密封自动化，减少员工劳动力，使电动机与泵系统运行更加可靠[1]。

1 系统总体设计

1)逻辑器件技术方案。采用PLC系统对运行电动机与泵进行计时统计，PLC的存储器自身可以编程能力，PLC内部可以存储程序[2]，平台上使用逻辑器件是PLC，兼容性比较强。

2)通信技术方案。根据上述方案，利用的是PLC逻辑器件，按设计要求，实现远距离通信，从数据的传输速度、信号的稳定性与经济性等几方面考虑光纤通信最好。

光纤通信不仅传输数据的频带很宽，并且通信容量极大；因为光纤内部为全反射，能量衰减很小，在光纤线路的中间没有中继设备，因此传输距离非常远[3]；光纤数据传输的串口干扰小，并且传输信号的质量非常高；光纤通信不仅仅抗电场与磁场干扰，由于材料是二氧化硅，物质比较稳定，几乎很难与其他介质发生反应，所以特别耐化学腐蚀。

3)人机界面。计算机(内含组态王)能够进行网络通信，并且可以对PLC的程序进行改变，并且可以对PLC的程序进行改变，开发时间短，易于扩展性。组态王软件能充分利用计算机的图像编辑的功能，用户可以很方便地制作监控画面，并且可以用动画方式显示控制设备的运行状态，它也具备实时报警窗口与实时设备运行趋势曲线等，在得到数据后，可便利地生成用户所需要的各类报表[4-5]。

4)系统组成单元。采用PLC为核心对水泵进行运行计时，PLC系统计时采用串行接口技术RS-485与光电猫，把计时信息通过以太网以光信号传到远方控制终端，并通过光电猫把光信号转化为电信号，接入计算机，通过计算机的人机界面完成对计时的显示与复位控制[6]。

系统结构见图1。

图1 系统组成

2 硬件系统配置

1)PLC的I/O资源配置。PLC的I/O配置表见表1，电动机与泵携带一个接受与发射器，当电动机与泵开关闭合，发射器发出信号给PLC，与PLC相连的开关接到信号后闭合，每一个电动机与泵的开关对应一个I/O接口，当电动机与泵的开关闭合时，I0.1～I0.6接口发出连续的脉冲信号，时钟开始计时。当电动机与泵的开关断开，电动机与泵停止运行时，发射器发出信号，I0.1～I0.6接口停止发出脉冲，时钟停止计时，所以正确的I/O资源配置非常重要。

表1 PLC的I/O输入配置表

2)PLC接线。按照表1的PLC资源分布，PLC的接线图如图2所示。按照西门子S7-200系列PLC产品的要求，运用VISO画图工具绘制PLC的I/O资源配置图，然后通过资源配置图进行PLC接线。

图2 PLC接线

3)控制系统电路。控制系统电路见图3与图4，图3显示的电气控制电路，当接通电源的时候继电器C1～C6通电时，循环水泵的开关C1～C6闭合，循环水泵运行。由于PLC与电气电路之间有电气隔离于安全隔离，故此控制电路带有信号发射器与接收器，当开关闭合时，发射器发出信号，PLC的I/O接口闭合，给PLC脉冲信号。

图3 控制系统电路1

图4 控制系统电路2

3 软件系统设计

要求对6台电动机与泵进行计时，并通过远程通信与人机界面对电动机与泵运行时间进行监视与控制，6台循环水泵相互独立，互相没有影响，所以只需要设计1个电动机与泵的程序流程与程序，其余6台程序相似。

根据方案要求与问题分析，确定流程见图5。

图5 程序流程

4 应用效果

自动实现了控制加液量的数量，防止药剂的浪费与环境污染，对电机与泵进行定期保养，交替使用泵与电机，使泵与电机的保养周期更为规律可靠，延长泵与电机的使用寿命。

[1] 胡鑫，刘彦莉，朱琳.电子计时计费使用现状及计量及计量管理对策[J].计量与测试技术,2008.

[2] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].2版.北京:电子工业出版社,2010.

[3] 赵光.西门子S7-200系列PLC应用实例详解[M].第一版.北京:化学工业出版社,2010.

[4] 李江全,刘荣,礼花，等.西门子S7-200通信及测控应用[M].北京:电子工业出版社,2011.

[5] 傅钟庆.PLC控制系统和人机对话[M].北京：中国电力出版社,2013.

[6] 李尚容.电气控制PLC原理与组态应用：基于S7-300PLC及Eview触摸屏[M].北京:机械工业出版社,2012.

Application of Motor and Pump Run-timing System in Offshore Platform

JIANG Chun-qi, WU Bin, GAO Lian-ye

(CNOOC Energy Technology & Service-Oil Production Services Co., Tianjin 300457, China)

The PLC was adopted as the core of the pump run-timing system, making use of the RS-485 serial interface technology and photoelectric cat. The timing information was transferred to the distant control terminal by optical signals via Ethernet, and converted into electrical signals by the photoelectric cat, completing the timing of display and reset control by the man-machine interface of the computer. The system is simple, less investment, reliability, and easy to operate.

PLC; Kingview; man-machine interface; communication

10.3963/j.issn.1671-7953.2016.05.026

2016-07-10

姜春起(1980—)，男，学士，工程师

U674.38

A

1671-7953(2016)05-0103-03

修回日期：2016-08-10

研究方向:边际油田开发装置现场运营管理

E-mail:jiangchunqi2004@163.com