PLC控制反冲洗系统存在的问题及解决措施

杨薇（大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆163000）

1 概述

1.1 研究PLC控制反冲洗系统的意义

滤后水水质是油田生产的重要指标之一，油田注水水质的长期、稳定达标是一项艰巨而艰难的系统工程，我厂今年工作的重点就是水质提升，让油层喝上放心水。

污水反冲洗是污水站的重要环节之一，目的是对过滤罐内滤料所吸附的杂质和滤罐中的悬浮物及含油进行反向冲洗，将滤罐中的杂质反冲到回收池中，从而提高滤罐内滤料的过滤效果，实现水质达标。

1.2 自控系统的组成

油田中的自控系统一般由上位机组态和下位机PLC构成。

可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PLC，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。它是以继电器的控制方法为基础，通过一系列原件集成创造出来的。

2 我厂污水站PLC控制反冲洗系统存在问题

2.1 反冲洗泵启停条件过于单一

PLC在控制反冲洗的过程中，DI模块采集滤罐正滤进出口阀门关到位信号，反冲洗进出口阀门开到位信号，当关到位信号和开到位信号通过信号电缆传到DI模块时，PLC输出启动反冲洗泵信号，让泵运行。

目前反冲洗启泵条件过于单一。每次进行反冲洗时，站上员工必须人为监测和控制回收水池及净化水罐的液位，PLC在控制反冲洗泵启停的过程中，并不能根据净化水罐和回收水池的液位自动识别和控制当下情况是否可以进行反冲洗。所以在反冲洗进行的过程中员工必须时刻关注净化水罐和回收水池的液位变化情况，以防止净化水罐的液位过低抽空，回收水池的液位偏高溢出。一旦员工疏忽就会导致生产事故的发生。

2.2 反冲洗泵的保护不完善

在反冲洗系统中，PLC只监测反冲洗泵的出口压力，在反冲洗执行的过程中，PLC检测到反冲洗泵出口压力过大时，会输出一个停泵信号，终止整个反冲洗过程运行并报警。

部分站库的反冲洗泵的保护只有上述一种，只有监测反冲洗泵出口压力单一的一个保护。缺少了电机的过电流、缺项等保护，当电机在运行过程中，一旦出现了缺项或是三项电流不平衡的情况，电机很容易快速产生高温，烧毁转子。

2.3 PLC监测反冲洗泵的状态不能反映泵的实际运行情况

当前PLC只检测控制反冲洗泵的交流接触器的状态，当交流接触器吸合时，交流接触器的常开触点变为常闭触点，PLC的DI 模块接收到一个信号，判断交流接触器吸合，PLC 默认反冲洗泵启动。

但是此时PLC无法判断主触点的电压是否缺项，如果缺项电机将不能转动，同时因为缺项反冲洗泵的电机也会烧毁。所以PLC 通过交流接触器的常开触点吸合与否是无法确定电机是否真正运行，只能确定控制反冲洗泵的交流接触器是否吸合。

3 PLC控制的反冲洗系统程序改进

3.1 控制反冲洗泵的盘柜中加入电流互感器

将电流互感器安装控制反冲泵的交流接触器下端。电流互感器可以检测流入电机三项电流的变化情况，当电流产生变化时，互感器产生的电流也随即变化，变化的电流通过一个电流变送器输出4-20mA 并通过现场的信号线，传到PLC 的模拟量输入模块中，而在程序中可以人为设定标准范围，当采集4-20mA信号超过设定的标准范围时，PLC输出停止信号并报警，有效的保护反冲洗泵不被损坏。

3.2 增加反冲洗泵的启动条件

将净化水罐和回收水池的液位作为判断是否允许反冲洗泵启停的条件，可以让PLC 自动检测和控制反冲洗泵的启停，当净化水罐的液位过低，或回收水池的液位过高时，反冲洗泵将无法启动。

3.3 用流量作为判断条件控制反冲洗泵的启停

当PLC 输出反冲洗泵启动信号后，PLC 检测反冲洗泵的流量，并判断是否在设定时间内有流量反馈，如果在设定时间内，流量的大小没有达到所设定的值，那么PLC输出停止信号并报警，具体时间长短和流量大小根据现场实际情况设定。

4 结语

（1）利用净化水罐和回收水池的液位作为反冲洗泵的启停条件，可以有效防止回收池内污水溢出，净化水罐液位过低乃至抽空的生产事故的发生。

（2）电流互感器可以有效的检测三项电流平衡和电压缺项等问题，有效的保护了反冲洗泵的电机，保证了泵运行安全。

（3）流量检测可以有效的判断反冲洗泵是否真正的启动，当交流接触器下端没有电流互感器保护时，用流量判定反冲洗泵是否启动的方法，可以有效的检测到反冲洗泵的缺项问题，达到了保护电机的目的。

（4）画面中做了投入和切除按钮，当站上的液位计或瞬时流量计出现故障时，站上的员工可以点击切除按钮，将上述保护隔离出来，从而使反冲洗进入到原始状态，可保证反冲洗正常运行。