CN205827208U - 一种注水一体化自动化变频控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种注水一体化自动化变频控制系统，属于自动控制领域。该装置包括PLC、变频器、上位机、加药泵、搅拌泵、喂水泵、注水泵和多个传感器；所述的多个传感器包括水箱液位计、来水压力计、水处理装置压力计、水处理装置液位计、注水流量计、压力计一、压力计二、温度传感器一、加药箱液位计和温度传感器二，所述多个传感器均连接PLC，由各个传感器监测各个位置的状态信息发送至PLC中进行分析处理后，PLC控制各个执行装置的工作；所述的PLC通过以太网连接上位机，实现与上位机的双向通信。此款注水一体化自动化变频控制系统，具有自动控制、通信方便、可扩张的优点。

Description

一种注水一体化自动化变频控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种注水一体化自动化变频控制系统，属于自动控制领域。

背景技术

油田注水是国内很多油田保持高产稳产的重要措施，其方法就是将地层中散布的油集中到油井中再提取上来。由于很多油田属于断裂区块油田，每个区块注水范围小，注水量随开采状况的变化需要经常调整。在油田采油时，需要不断地从外部往采油层注水，以便石油聚集，提高采油效率，因此，需要修建注水泵站。一个注水泵站通常需要配备多台电动机和相应的控制设备。现有技术中的油田注水控制系统由于缺少自动控制功能，通常采用人工手动调节的方式。注水系统主要靠操作人员凭经验开关各处阀门控制流量压力等参数来进行生产，无法及时跟踪生产参数的变化，不仅造成严重的节流浪费，有时还会因运行参数调整不当而发生大罐抽空、管线堵塞或原油冒罐等事故。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种自动控制、通信方便、可扩张的注水一体化自动化变频控制系统。

本实用新型一种注水一体化自动化变频控制系统的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统包括PLC、变频器、上位机、加药泵、搅拌泵、喂水泵、注水泵和多个传感器；所述的多个传感器包括水箱液位计、来水压力计、水处理装置压力计、水处理装置液位计、注水流量计、压力计一、压力计二、温度传感器一、加药箱液位计和温度传感器二，所述的来水压力计安装在来水入口处，来水入口通过管道分别连接有左侧的水箱、右侧的过滤器和上方的小型水处理装置，所述的水箱中安装有水箱液位计，所述的小型水处理装置中安装有水处理装置液位计，水处理装置液位计下方安装有水处理装置压力计，所述的小型水处理装置前方安装有喂水泵；所述的过滤器和小型水处理装置均通过管道连接有注水仪，在注水仪的前方安装有注水泵，在注水泵的入口处安装有压力计二，在注水泵的出口处安装有压力计一，在注水仪中安装有温度传感器一，注水仪出口处为注水出口，在注水出口处安装注水流量计，所述的水箱液位计、来水压力计、水处理装置压力计、水处理装置液位计、注水流量计、压力计一、压力计二、温度传感器一、注水泵、喂水泵、过滤器和注水仪均连接PLC，由各个传感器监测各个位置的状态信息发送至PLC中进行分析处理后，PLC控制各个执行装置的工作；所述的PLC通过以太网连接上位机，实现与上位机的双向通信。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统，所述的小型水处理器连接有加药泵，加药泵连接有加药箱，加药箱中安装有加药箱液位计，所述的加药泵和加药箱液位计均连接PLC，小型水处理装置还连接有搅拌泵，搅拌泵也与PLC相连，在加药泵的作用下，加药箱将内部的药物送入小型水处理器中，加药箱液位计获取加药箱的液位发送至PLC中，并由PLC控制搅拌泵工作。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统，所述的注水泵通过变频器连接有电源，电源的电能经变频器处理后为注水泵供电。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统，所述的注水泵处安装有注水泵散热风扇，注水泵内部安装有温度传感器二，所述的注水泵散热风扇和温度传感器二均连接PLC，温度传感器二获取注水泵内部温度，并发送至PLC，由PLC控制注水泵散热风扇对注水泵进行散热。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统，所述的PLC连接有报警器和显示器，各个传感器将获取的参数发送至PLC中进行分析，并通过显示器进行显示，当超过界限时，通过报警器进行报警。

本实用新型一种注水一体化自动化变频控制系统的有益效果是：

核心控制器采用PLC，运算速度快，稳定性高，能满足本系统的设计需求，可以通过上位机监控PLC的数据；采用的工业以太网具有通信速率快，性能稳定，延迟小的特点，现场通信距离远的情况，可以采用光纤传输，传输距离可以达到10KM；可以实时监控各种信号的状态，并显示在显示屏上，而且工作可靠，分辨率高，自诊断等特点，当压力，温度，液位超出设定值发出报警信号，根据工艺要求，通过PLC编程控制输出点动作，改变负载运行状态，以达到自动控制的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为一种注水一体化自动化变频控制系统示意图。

图2为一种注水一体化自动化变频控制系统的结构示意图。

图3为一种注水一体化自动化变频控制系统的变频系统示意图。

图2中，1—加药泵，2—搅拌泵，3—水处理装置液位计，4—喂水泵，5—水箱，6—水箱液位计，7—来水压力计，8—来水入口，9—水处理装置压力计，10—小型水处理装置，11—过滤器，12—注水出口，13—注水流量计，14—注水仪，15—压力计一，16—注水泵，17—压力计二，18—温度传感器一，19—加药箱，20—加药箱液位计。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1，2，3所示，本实用新型一种注水一体化自动化变频控制系统的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本实用新型的一种注水一体化自动化变频控制系统包括PLC、变频器、上位机、加药泵1、搅拌泵2、喂水泵4、注水泵16和多个传感器；所述的多个传感器包括水箱液位计6、来水压力计7、水处理装置压力计9、水处理装置液位计3、注水流量计13、压力计一15、压力计二17、温度传感器一18、加药箱液位计20和温度传感器二，所述的来水压力计7安装在来水入口8处，来水入口8通过管道分别连接有左侧的水箱5、右侧的过滤器11和上方的小型水处理装置10，所述的水箱5中安装有水箱液位计6，所述的小型水处理装置10中安装有水处理装置液位计3，水处理装置液位计3下方安装有水处理装置压力计9，所述的小型水处理装置10前方安装有喂水泵4；所述的过滤器11和小型水处理装置10均通过管道连接有注水仪14，在注水仪14的前方安装有注水泵16，在注水泵16的入口处安装有压力计二17，在注水泵16的出口处安装有压力计一15，在注水仪14中安装有温度传感器一18，注水仪14出口处为注水出口12，在注水出口12处安装注水流量计13，所述的水箱液位计6、来水压力计7、水处理装置压力计9、水处理装置液位计3、注水流量计13、压力计一15、压力计二17、温度传感器一18、注水泵16、喂水泵4、过滤器11和注水仪14均连接PLC，由各个传感器监测各个位置的状态信息发送至PLC中进行分析处理后，PLC控制各个执行装置的工作；所述的PLC通过以太网连接上位机，实现与上位机的双向通信。

所述的小型水处理器10连接有加药泵1，加药泵1连接有加药箱19，加药箱19中安装有加药箱液位计20，所述的加药泵1和加药箱液位计20均连接PLC，小型水处理装置10还连接有搅拌泵2，搅拌泵2也与PLC相连，在加药泵1的作用下，加药箱19将内部的药物送入小型水处理器10中，加药箱液位计20获取加药箱19的液位发送至PLC中，并由PLC控制搅拌泵2的工作。所述的注水泵16通过变频器连接有电源，电源的电能经变频器处理后为注水泵16供电。所述的注水泵16处安装有注水泵散热风扇，注水泵内部安装有温度传感器二，所述的注水泵散热风扇和温度传感器二均连接PLC，温度传感器二获取注水泵16内部温度，并发送至PLC，由PLC控制注水泵散热风扇对注水泵16进行散热。所述的PLC连接有报警器和显示器，各个传感器将获取的参数发送至PLC中进行分析，并通过显示器进行显示，当超过界限时，通过报警器进行报警。

使用时，由水箱液位计6检测水箱5的液位，当达到高限液位2.0m(可设定)时报警，当达到低限液位0.5m(可设定)时报警；由来水压力计7监测来水压力，当压力小于0.05MPa(可设定)或大于0.5Mpa(可设定)时报警；由水处理装置压力计9监测小型水处理装置10的压力和压差，当压力超过0.5MPa(可设定)时报警，并停止喂水泵4和加药泵1，当差压超过0.5MPa(可设定)时报警；由水处理装置液位计3检测小型水处理装置10的液位，当液位低于0.2m(可设定)低限时，停加药泵1和搅拌泵2；由压力计二17监测注水泵16入口水压，由压力计一15监测注水泵16出口水压，当注水泵16入口压力<0.05MPa或出口压力>25MPa时报警；通过调节注水泵16的变频器的频率，实现注水压力的自动调节；由温度传感器一18检测注水水温，由温度传感器二检测注水泵16内部温度，当温度≥75℃时，立即停注水泵16；由注水流量计13获取注水出口12处的瞬时流量和累计流量。

控制分为手动控制和自动控制。

在手动控制情况下，对水箱5的液位、来水压力、小型水处理装置10的压力、液位、注水泵16入口压力、注水泵16出口压力、注水干线压力进行检测，设置警报线，当超出时，PLC控制报警器报警。当注水泵16入口压力<0.1MPa(可设定)时停注水泵16。

自动控制流程主要由以下几种控制流程：

流程一：进水箱5、小型水处理装置10流程

来水—水箱5—喂水泵4—小型水处理装置10—注水泵16—注水仪14

启泵：当水箱5液位≥1.0m(可设定)时，开启喂水泵4，当注水泵16进口压力＞0.1MPa(可设定)时，开启注水泵16。

停泵：当注水泵16的进口压力<0.05MPa(可设定)或出口压力≥25MPa(可设定)时报警并连锁停注水泵16，顺序停喂水泵4，顺序手动停深井泵。

流程二：进小型水处理装置10流程

来水—喂水泵4—小型水处理装置10—注水泵16—注水仪14

启泵：当喂水泵4进口压力＞0.1Mpa时，开启喂水泵4，当注水泵16进口压力＞0.1MPa时，开启注水泵16。

停泵：当注水泵16的进口压力<0.05MPa(可设定)或出口压力≥25MPa(可设定)时报警并连锁停注水泵16，顺序停喂水泵4，顺序手动停深井泵。

流程三：直接注水流程

来水—过滤器11—注水泵16—注水仪14

启泵：当注水泵16进口压力＞0.1MPa时，开启注水泵16。

停泵：当注水泵16的进口压力<0.05MPa(可设定)或出口压力≥25MPa(可设定)时报警并连锁停注水泵16，顺序手动停深井泵。

工作时，PLC将获取的各个参数通过显示器进行显示，并通过以太网将信息发送至上位机，必要时，可由上位机发送至控制命令至PLC，控制系统工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种注水一体化自动化变频控制系统，包括PLC、变频器、上位机、加药泵、搅拌泵、喂水泵、注水泵和多个传感器，其特征在于：所述的多个传感器包括水箱液位计、来水压力计、水处理装置压力计、水处理装置液位计、注水流量计、压力计一、压力计二、温度传感器一、加药箱液位计和温度传感器二，所述的来水压力计安装在来水入口处，来水入口通过管道分别连接有左侧的水箱、右侧的过滤器和上方的小型水处理装置，所述的水箱中安装有水箱液位计，所述的小型水处理装置中安装有水处理装置液位计，水处理装置液位计下方安装有水处理装置压力计，所述的小型水处理装置前方安装有喂水泵；所述的过滤器和小型水处理装置均通过管道连接有注水仪，在注水仪的前方安装有注水泵，在注水泵的入口处安装有压力计二，在注水泵的出口处安装有压力计一，在注水仪中安装有温度传感器一，注水仪出口处为注水出口，在注水出口处安装注水流量计，所述的水箱液位计、来水压力计、水处理装置压力计、水处理装置液位计、注水流量计、压力计一、压力计二、温度传感器一、注水泵、喂水泵、过滤器和注水仪均连接PLC，由各个传感器监测各个位置的状态信息发送至PLC中进行分析处理后，PLC控制各个执行装置的工作；所述的PLC通过以太网连接上位机，实现与上位机的双向通信。

2.根据权利要求1所述的一种注水一体化自动化变频控制系统，其特征在于：所述的小型水处理器连接有加药泵，加药泵连接有加药箱，加药箱中安装有加药箱液位计，所述的加药泵和加药箱液位计均连接PLC，小型水处理装置还连接有搅拌泵，搅拌泵也与PLC相连，在加药泵的作用下，加药箱将内部的药物送入小型水处理器中，加药箱液位计获取加药箱的液位发送至PLC中，并由PLC控制搅拌泵工作。

3.根据权利要求1所述的一种注水一体化自动化变频控制系统，其特征在于：所述的注水泵通过变频器连接有电源，电源的电能经变频器处理后为注水泵供电。

4.根据权利要求1所述的一种注水一体化自动化变频控制系统，其特征在于：所述的注水泵处安装有注水泵散热风扇，注水泵内部安装有温度传感器二，所述的注水泵散热风扇和温度传感器二均连接PLC，温度传感器二获取注水泵内部温度，并发送至PLC，由PLC控制注水泵散热风扇对注水泵进行散热。

5.根据权利要求1所述的一种注水一体化自动化变频控制系统，其特征在于：所述的PLC连接有报警器和显示器，各个传感器将获取的参数发送至PLC中进行分析，并通过显示器进行显示，当超过界限时，通过报警器进行报警。