CN202018597U - 电控型地面防喷器远程控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电控型地面防喷器远程控制装置，其特征在于，包括PLC、HMI人机界面、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块，其中模拟量输入模块分别与压力传感器、液位传感器相连接；磁性开关、辅助触点、按钮分别与数字量输入模块相连接；数字量输出模块分别与电磁阀、指示灯、蜂鸣器、继电器线圈相连接，电磁阀分别与调压阀和气缸相连，继电器线圈分别与电机和警铃相连。所述PLC作为主站通过PROFIBUS总线与远处从站PLC相连。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：便于维修，可实现多处遥控操作，方便的实现数据的采集和控制，填补了国内同类产品的空白。

Description

电控型地面防喷器远程控制装置

技术领域

本实用新型涉及井控技术石油天然气防喷器领域，尤其涉及一种电控型地面防喷器远程控制装置。

背景技术

多年来，国内地面防喷器控制装置(以下简称为液控装置)一直以传统的气控液型为主。传统的司钻控制台以气源为动力源，通过空气管缆传输信号，空气管缆在寒冷地带易被冻裂或发生压缩空气里的水气结冰堵塞气路通道，在高温地带则易老化，不仅影响了正常的操作，且维护成本较高。另外空气管缆和司钻控制台由于体积较大，安装和运输都较为不便。

气控型液控装置为了实现多处遥控操作，需要在气管处增加梭阀，但会受到空间的限制。气控型液控装置仅能在司钻台上显示上一次在司钻台上的操作状态，而不能即时同步的显示远程控制台的转阀位置，且当在远程控制台上手动操作转阀时，在司钻控制台上便无法确定转阀的位置了。

气控型液控装置电机的启停是通过压力控制器来实现的，启动和停止都存在一定的差值且很难调整到理想点。传统的调压阀在气源失效时只能将压力保持在初始设计值(某些厂家的产品回到0MPa)。气控型液控装置反应速度慢，以50米长的空气管缆为例，通常气控型的反应时间约为2～3s。随着石油工业的日益发展，要求井控设备也向更智能、更可靠的方向发展。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电控型地面防喷器远程控制装置，克服现有技术的不足，采用PLC、触摸屏人机界面以及高可靠性的PROFIBUS总线进行通讯，完成井控设备的数字化远程控制。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

电控型地面防喷器远程控制装置，包括PLC、HMI人机界面、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块，PLC分别与HMI人机界面和模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块相连，其中模拟量输入模块分别与压力传感器、液位传感器相连接；磁性开关、辅助触点、按钮分别与数字量输入模块相连接；数字量输出模块分别与电磁阀、指示灯、蜂鸣器、继电器线圈相连接，电磁阀分别与调压阀和气缸相连，继电器线圈分别与电机和警铃相连。

所述PLC作为主站通过PROFIBUS总线与远处从站PLC相连，从站PLC分别与模拟量压力表、指示灯、蜂鸣器、按钮相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用了先进的PLC、触摸屏HMI人机界面以及现在较为成熟的、高可靠性的PROFIBUS总线进行通讯，集机、电、液、气于一体，便于维修，可实现多处遥控操作，可方便的实现数据的采集和控制，填补了国内同类产品的空白。

附图说明

图1是本实用新型实施例控制结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本实用新型电控型地面防喷器远程控制装置实施例控制结构框图，西门子313C-2DP型主站PLC集成了16点数字量输入及16点数字量输出，另配上16点数字量输入模块DI和16点数字量输出模块DO各一个，以及3个2点的模拟量输入模块AI。其中模拟量输入模块AI分别与压力传感器、液位传感器相连接，四个4～20mA的压力传感器将远程控制台上的蓄能器、管汇、环形和气源压力信号传入主站CPU，一个4～20mA的液位传感器将远程台的油箱液位信号传入主站CPU；磁性开关、辅助触点、按钮分别与数字量输入模块DI相连接；数字量输出模块DO分别与电磁阀、指示灯、蜂鸣器、继电器线圈相连接，电磁阀分别与调压阀和气缸相连，继电器线圈分别与电机和警铃相连。二位五通的电磁换向阀按照主站CPU的指令控制三位四通转阀，电气缸上的磁性开关又将三位四通转阀的位置报告给主站CPU。HMI人机界面主要由西门子的MP370触摸屏作为人机界面。

313C-2DP型主站PLC通过PROFIBUS总线与远处ET200M型从站PLC相连，从站PLC分别与模拟量压力表、指示灯、蜂鸣器、按钮相连接，按钮箱上有带灯控制按钮，将司钻的指令通过从站PLC的分布式I/O系统ET200M传给主站PLC，同时又将主站侧的转阀位置通过磁性开关传到司钻台上。

当需要对防喷器进行操作时，在HMI人机界面的触摸屏上点击相应的区域，则此区域对应的中间变量发生改变，通过PROFIBUS通讯电缆进入远程控制台的主站PLC，主站PLC输出一个数字量信号，使对应的电磁阀线圈得电，压缩空气进入远程控制台上转阀的气缸，带动转阀手柄换向，从而操纵防喷器。与此同时，当活塞运动到位时，磁性开关发出一个数字量输入信号，进入到主站PLC中，通过通讯电缆反馈到HMI人机界面及按钮箱上，在HMI人机界面及按钮箱上显示此转阀的位置。

在远程台上的4个压力传感器和1个液位传感器将采集到的各个压力值及油箱液位值通过模拟量输入模块输入到主站CPU中。在HMI人机界面上可以将远程控制台上的压力值及油箱液位读出。当其中的某个模拟量值不在正常范围时，主站PLC经过比较运算，输出对应的数字量，在远程控制台上有报警灯闪及警铃响；同时在HMI人机界面/按钮箱上的灯闪，蜂鸣器报警。按下各处的确认按钮后，铃声消除。操作者还可以在HMI人机界面上通过查询帮助来查找可能出现报警的原因。

通过蓄能器压力传感器和油箱液位传感器输入的模拟量，可以自动控制电机起停。当蓄能器压力过低并且油箱液位足够时，电机自动起动，系统升压；当压力升至额定压力时，电机自动停止；当蓄能器压力过低，但油箱液位过少时，电机无法自动起动，直到为油箱加入适当的液压油后，电泵才能自动起动，这样能够有效的防止由于电泵吸空而导致的电泵损坏。在电机自动运行时，交流接触器的辅助触点为主站PLC发出一个数字量输入信号，在HMI人机界面上可以检测到电机运行情况。

Claims (2)

1.电控型地面防喷器远程控制装置，其特征在于，包括PLC、HMI人机界面、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块，PLC分别与HMI人机界面和模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块相连，其中模拟量输入模块分别与压力传感器、液位传感器相连接；磁性开关、辅助触点、按钮分别与数字量输入模块相连接；数字量输出模块分别与电磁阀、指示灯、蜂鸣器、继电器线圈相连接，电磁阀分别与调压阀和气缸相连，继电器线圈分别与电机和警铃相连。

2.根据权利要求1所述的电控型地面防喷器远程控制装置，其特征在于，所述PLC作为主站通过PROFIBUS总线与远处从站PLC相连，从站PLC分别与模拟量压力表、指示灯、蜂鸣器、按钮相连接。

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