CN112032562A - 基于plc控制的液氮泵车双操作系统 - Google Patents

基于plc控制的液氮泵车双操作系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，具体涉及液氮泵车技术领域，包括人机交互平台，所述人机交互平台的输出端与PLC的输入端电连接，所述PLC与工业以太网云端信号连接，所述PLC的输入端与手动控制模块的输出端电连接。本发明通过人机交互平台配合HMI控制模块的作用与手动控制模块作用的操作组合方式，实现了双操作模式的控制使得操作终端可按照需求灵活布置在本地或远端，由人机交互平台和手动控制模块的双操作控制使得参数集中显示，且两种操作系统可实现手动和自动的无级切换，满足常规和复杂施工的需求，而PLC代替传统的布线和逻辑设计，减少了设计师和装配的工作量，进而使得该系统能够满足复杂的控制要求。

Description

基于PLC控制的液氮泵车双操作系统
技术领域
本发明涉及液氮泵车技术领域，更具体地说，本发明涉及基于PLC控制的液氮泵车双操作系统。
背景技术
液氮泵车，其设备主要由动力系统、增压系统、泵送系统、蒸发系统、输送管汇和监控单元组成，泵体装在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，就组成泵车，而液氮泵车基于氮气密度低、稳定性好、易压缩等特点，目前广泛应用于钻井、固井、射孔、混气压裂、混气酸化、修井等石油开采领域，在其多个领域中具有极为重要的作用，液氮泵车在进行工作运转时需要利用到控制系统进行持续控制，来达到其自动工作，但是，目前对其液氮装备控制系统，常规配置单操作系统或手加自动的双操作系统，单操作系统一般为手动或自动系统，手动系统数据不能共享，安装空间大，不能实现远程集中控制，尽管在用户操作体验上好，但已经不能满足现在网络控制要求，单套自动系统解决了手动系统网络控制的问题，但操作是通过人机界面按键完成，用户体体验差，可能造成操作的延迟，同时，伴随着网络机组的发展，控制系统需要监控更多的点，实现更为复杂的控制要求，单纯依靠传统的手自动控制方式，已经不能满足现在的需求。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，本发明所要解决的技术问题是：目前对液氮装备控制系统，常规配置单操作系统或手加自动的双操作系统，单操作系统一般为手动或自动系统，手动系统数据不能共享，安装空间大，不能实现远程集中控制，尽管在用户操作体验上好，但已经不能满足现在网络控制要求，单套自动系统解决了手动系统网络控制的问题，但操作是通过人机界面按键完成，用户体体验差，可能造成操作的延迟，同时，伴随着网络机组的发展，控制系统需要监控更多的点，实现更复杂的控制要求，单纯依靠传统的手自动控制方式，已经不能满足现在的需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，包括人机交互平台，所述人机交互平台的输出端与PLC的输入端电连接，所述PLC与工业以太网云端信号连接，所述PLC的输入端与手动控制模块的输出端电连接，所述PLC的输出端与现场监控单元的输入端电连接，所述现场监控单元的输出端与与数据传输模块的输入端电连接，所述数据传输模块的输入端与警报模块的输出端电连接，所述警报模块的输入端与若干个检测单元的输入端电连接，所述PLC的输出端与断电控制单元的输入端电连接。
作为本发明的进一步方案：所述人机交互平台包括编辑模块、登录模块和存储模块。
所述编辑模块，用于工作人员对人机交互平台进行数据编辑，并且操作人机交互平台进行自动的系统控制。
所述登录模块，用于识别工作人员的身份权限，防止不相关人员登录人机交互平台，起到安全防盗的作用。
所述存储模块，用于存储系统数据，便于工作人员及时查找或者整理系统数据，防止数据紊乱而影响其系统的正常使用。
作为本发明的进一步方案：所述现场监控单元包括若干个二级监控，所述现场监控单元的输出端与若干个二级监控的输入端电连接。
作为本发明的进一步方案：所述检测单元包括压力传感器、微型摄像头和温度传感器，所述检测单元的输入端与压力传感器输出端电连接，所述检测单元的输入端与温度传感器的输出端电连接，所述检测单元的输入端微型摄像头的输出端电连接。
所述温度传感器，用于实时检测液氮泵车各个区域的温度，对液氮泵车各个区域进行检测保护。
所述压力传感器，用于对液氮泵车各个机构进行压力监测，配合温度传感器进行使用。
所述微型摄像头，可以将液氮泵车各个机构进行实时监测，并且将其影像进行传输。
作为本发明的进一步方案：所述数据传输模块的输出端与PLC的输入端电连接，所述数据传送模块用于传输现场监控单元和警报模块的信息数据。
作为本发明的进一步方案：所述断电控制单元包括主控开关组和副控开关组，所述主控开关组的输出端与若干个第一开关的输入端电连接，所述副控开关组的输出端与若干个第二开关的输入端电连接。
作为本发明的进一步方案：所述手动控制模块可通过传统的开关、旋钮等操作方式进行操控，并且通过控制发送指令给PLC。
作为本发明的进一步方案：所述HMI控制模块的输入端与控制指令模块的输出端电连接，所述HMI控制模块的输入端与作业设置模块的输出端电连接，所述HMI控制模块的输入端与参数显示模块。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过人机交互平台配合HMI控制模块的作用与手动控制模块作用的操作组合方式，实现了双操作模式的控制，通过两套操作系统相互备份，操作终端可按照需求灵活布置在本地或远端，满足远程集中监控的需求，并且由人机交互平台和手动控制模块的双操作控制使得参数集中显示，用户体验更好，较传统的双系统成本更低，两种操作系统可实现手动和自动的无级切换，满足常规和复杂施工的需求，同时通过PLC代替传统的布线和逻辑设计，减少了设计师和装配的工作量，布线的简介也使现场的保养检修更方便，进而使得该系统能够满足复杂的控制要求。
2、本发明通过警报模块和检测单元的配合作用，能够在液氮泵车发生故障时，通过温度传感器和压力传感器能够对液氮泵车的各个机构进行压力和温度的实时检测，同时通过微型摄像头的作用，能够对各个机构进行实时监控，并且将其数据及时传输给人机交互平台，而且在人机交互平台上显示成像以供工作人员随时查看，进而能够便于工作人员及时发生故障情况以及位置，方便工作人员安排检修人员快速进行维修，较为人性化。
3、本发明通过断电控制单元内的主控开关组作用，能够在液氮泵车发生故障时，利用若干个对应的第一开关及时对该故障区域进行断电，防止造成持续的安全隐患，并且通过副控开关组作用，能够在主控开关组发生故障时，起到备用开关的作用，能够保证在故障发生时迅速而及时的将液氮泵车的故障区进行断电保护，进而使得该控制系统具有较高的安全保护作用。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明断电控制单元系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明提供了基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，包括人机交互平台，人机交互平台的输出端与PLC的输入端电连接，PLC与工业以太网云端信号连接，PLC的输入端与手动控制模块的输出端电连接，PLC的输出端与现场监控单元的输入端电连接，现场监控单元的输出端与与数据传输模块的输入端电连接，数据传输模块的输入端与警报模块的输出端电连接，警报模块的输入端与若干个检测单元的输入端电连接，PLC的输出端与断电控制单元的输入端电连接。
人机交互平台包括编辑模块、登录模块和存储模块。
编辑模块，用于工作人员对人机交互平台进行数据编辑，并且操作人机交互平台进行自动的系统控制。
登录模块，用于识别工作人员的身份权限，防止不相关人员登录人机交互平台，起到安全防盗的作用。
存储模块，用于存储系统数据，便于工作人员及时查找或者整理系统数据，防止数据紊乱而影响其系统的正常使用。
现场监控单元包括若干个二级监控，现场监控单元的输出端与若干个二级监控的输入端电连接，通过若干个二级监控便于根据指令要求分步执行控制现场监控单元执行相应的动作，最终完成液氮泵车的控制，使得执行起来较为稳定并且方便。
检测单元包括压力传感器、微型摄像头和温度传感器，所述检测单元的输入端与压力传感器输出端电连接，所述检测单元的输入端与温度传感器的输出端电连接，所述检测单元的输入端微型摄像头的输出端电连接。
温度传感器，用于实时检测液氮泵车各个区域的温度，对液氮泵车各个区域进行检测保护。
压力传感器，用于对液氮泵车各个机构进行压力监测，配合温度传感器进行使用。
微型摄像头，可以将液氮泵车各个机构进行实时监测，并且将其影像进行传输。
数据传输模块的输出端与PLC的输入端电连接，数据传送模块用于传输现场监控单元和警报模块的信息数据，通过数据传输模块可以将现场监控单元和警报模块的信息数据传送PLC，同时还能够将数据传输给工业以太网云端进行备份等工作，并且将数据显示到人机交互平台，便于工作人员查看其数据信息情况，并且还可以通过存储模块将数据进行记录存储，便于工作人员日后查找问题。
断电控制单元包括主控开关组和副控开关组，主控开关组的输出端与若干个第一开关的输入端电连接，副控开关组的输出端与若干个第二开关的输入端电连接，通过副控开关组作用，能够在主控开关组发生故障时，起到备用开关的作用，能够保证在故障发生时迅速而及时的将液氮泵车的故障区进行断电保护，进而使得该控制系统具有较高的安全保护作用。
手动控制模块可通过传统的开关、旋钮等操作方式进行操控，并且通过控制发送指令给PLC，操作系统保留传统的手动操作机构，参数集中显示，使得用户体验更好，较传统的双系统成本更低，两种操作系统可实现手或者自动的无级切换，满足常规和复杂施工的需求，且当为手动模式时，操作员通过开关和旋钮将指令发送给PLC，PLC根据指令要求通过HMI控制模块控制现场监控单元执行相应的动作，否则即使PLC接收到指令，也不会发动命令给现场监控单元。
HMI控制模块的输入端与控制指令模块的输出端电连接，HMI控制模块的输入端与作业设置模块的输出端电连接，HMI控制模块的输入端与参数显示模块。通过HMI控制模块的作用，能够保证PLC更好的实现控制工作。
最后应说明的几点是：虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明的基础上，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，包括人机交互平台，其特征在于：所述人机交互平台的输出端与PLC的输入端电连接，所述PLC与工业以太网云端信号连接，所述PLC的输入端与手动控制模块的输出端电连接，所述PLC的输出端与现场监控单元的输入端电连接，所述现场监控单元的输出端与数据传输模块的输入端电连接，所述数据传输模块的输入端与警报模块的输出端电连接，所述警报模块的输入端与若干个检测单元的输入端电连接，所述PLC的输出端与断电控制单元的输入端电连接，所述PLC的输入端与HMI控制模块的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述人机交互平台包括编辑模块、登录模块和存储模块；
所述编辑模块，用于工作人员对人机交互平台进行数据编辑，并且操作人机交互平台进行自动的系统控制；
所述登录模块，用于识别工作人员的身份权限，防止不相关人员登录人机交互平台，起到安全防盗的作用；
所述存储模块，用于存储系统数据，便于工作人员及时查找或者整理系统数据，防止数据紊乱而影响其系统的正常使用。
3.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述现场监控单元包括若干个二级监控，所述现场监控单元的输出端与若干个二级监控的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述检测单元包括压力传感器、微型摄像头和温度传感器，所述检测单元的输入端与压力传感器输出端电连接，所述检测单元的输入端与温度传感器的输出端电连接，所述检测单元的输入端微型摄像头的输出端电连接；
所述温度传感器，用于实时检测液氮泵车各个机构的温度，对液氮泵车各个区域进行检测保护；
所述压力传感器，用于对液氮泵车各个机构进行压力监测，配合温度传感器进行使用；
所述微型摄像头，可以将液氮泵车各个机构进行实时监测，并且将其影像进行传输。
5.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述数据传输模块的输出端与PLC的输入端电连接，所述数据传送模块用于传输现场监控单元和警报模块的信息数据。
6.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述断电控制单元包括主控开关组和副控开关组，所述主控开关组的输出端与若干个第一开关的输入端电连接，所述副控开关组的输出端与若干个第二开关的输入端电连接。
7.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述手动控制模块可通过传统的开关、旋钮等操作方式进行操控，并且通过控制发送指令给PLC。
8.根据权利要求1所述的基于PLC控制的液氮泵车双操作系统，其特征在于：所述HMI控制模块的输入端与控制指令模块的输出端电连接，所述HMI控制模块的输入端与作业设置模块的输出端电连接，所述HMI控制模块的输入端与参数显示模块。
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