6GK7243-1GX00-0XE0库存现货

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1. 概述
气举采油是将地面压缩机提供的高压注入井中，从而降低液柱密度，减小井筒回压，使油井恢复自喷。其生产过程主要是依靠高压气提供的能量来完成，所以地面压缩机组、地面配气管网及油井配气决定了高压气能量的利用率和举升效率。
对于气举井注入气的控制与计量调节，气举采油普遍采用的方法是角阀手动完成或恒气量气嘴控制方式。但却存在着手动调节误差大、注气计量不准确、注气量控制不稳、无法实现系统管理、容易造成系统波动等问题，使气举井在注气方式、注气量优化方面存在的潜力得不到发挥，严重制约了气举采油举升效率的提高。
2. 系统设计
2.1. 系统分析
平稳供气是对气举压缩机组、气举井生产管理的基本要求。长期以来，面对突发、短停机现象，只能采用手动关井，这种方法执行速度慢，避免不了气举系统压力的波动，不能将系统波动对气举井正常生产的影响降到*低。为此，将注气采油站作如下自控设计：
SunyPLC250小型可编程逻辑控制器接收现场仪表测量的工艺参数，按照既定控制方案和人工设置进行处理，然后将结果输送到各气举井调节阀。同时，SunyPLC250经Modbus RTU通讯将有关参数传送给SunyHMI200人机界面进行显示，操作人员可以进行监视和操作。另外，SunyPLC250还通过GPRS将有关参数传送给油田总部，使处于远程的管理人员足不出户即可对生产情况了如指掌。
2.2. 系统配置
由于不同站点的气举井数量不同，因此，现场仪表和SunyPLC250的配置也不尽相同。但就控制产品种类来讲，主要包括以下内容：
3. 控制方案
油田油井具有数量多、分布广、产量不一的特点，一般按地理分布对附近的油井进行相对集中的管理和控制。由于不同井群的状况不一、现场条件不同，所以，在进行控制方案的设计时采取了平稳供气、间歇气举、优化控制或者三者相结合的方法。
3.1. 平稳供气
在供气系统处于平稳状态时，以配气站干线压力为压力调控设定参考值，与设定的下限值相比较。当高于设定值时，SunyPLC250按正常的流量调节分别对每口气举井进行控制。当低于设定值时，SunyPLC250将在流量调节的前提下向执行机构发出附加信号。这样，通过控制调节阀的开启度，达到控制气举井注气量和注气压力的目的。
3.2. 间歇气举
间歇气举一般用于产能较低的油井中，具有明显节约注气量的优点。其原理是按照设计的注气周期和注气时间，将高压气定期注入油井中，气体注入油管后，以气柱柱塞的形式驱替举升液柱段塞。下图所示为间歇气举控制框图。
3.3. 优化控制
由于受地面压缩机供气量的限制，当气量不足时，部分气举井被迫停井，严重影响气举井的正常生产。为此，设计了优化控制方案：按照各井的产能将其分别归类，划分出不同的优先级。在干线供气量不足时，SunyPLC250能够自动按优先级作出反应，关闭低产井，保证高产井的正常生产。
利用SunyPLC250编程软件SunyPRG提供的符合IEC61131-3标准的编程语言可以方便地实现该功能。下图为FBD组态图。
4. 系统功能
4.1. 显示功能
? 所有参数经转换、调理，以工程量在SunyHMI200上进行显示和记录。
工况流量（m3/h）经温压补偿运算，得到标况流量（Nm3/h）。
? 累积功能还可以将各井的气体流量分别按天、月、年进行积算。
4.2. 调控功能
? 以数值、棒图、曲线等形式连续显示所有工艺参数，帮助工人判断工作状况、管柱漏失状况以及生产中出现的问题，结合产量、流压资料及时调整注气量。
? 根据不同的井群实施不同的控制方案，使产能*优化。
? 密码保护功能使不同权限有不同的管理、操作和监视职能。
4.3. 管理功能
? 通过GPRS通讯，可以在总部显示记录所有过程参数。
? 通过对干线压力曲线的追忆，掌握近期气举供气系统的平稳程度情况，从而当气举系统产量发生较大变化时，便于分析、查找问题。
? 在控制器中可以通过对气举井的注气压力、注气量生产动态曲线的追忆，了解气举井的工作状况，发现问题及时处理。
5. 应用效果
气举采油配气自控系统先后在105口气举井上获得应用，取得了明显的经济效益。运行一年的统计数据显示：
? 气举系统波动率下降了49.5%，减少因波动而造成的检阀22井次，减举井降产702.2t。
? 应用间歇气举11井次，累计节气751,360m3。
? 利用优化注气量350井次，累计节气4,244,540m3。
? 大大降低了维修劳动，全年仅检阀6井次，重新排液5井次，调整注气16井次，注气管线解堵6井次。
? 增产1040.8t，减少作业8井次。
本系统的投用使供气波动对气举系统产量的影响降低到了*小，保证了大部分气举井（特别是高产井）的正常生产，解决了长期困扰气举供气系统波动频繁给油田生产带来的难题，投入产出比达1:3.1，经济效益非常可观。该技术不仅在气举采油方面具有深远的意义，在油田注水乃至其它领域也具有广泛的借鉴意义

2工艺流程
整个洗涤过程分为进水、洗涤、放水、脱水四个部分，系统从进水环节开始到脱水环节结束共循环三次。
设备运行示意图：（见附图）
A．系统运行循环三次：第一次循环转鼓进水至中水位时开始洗涤；第二、三次转鼓进水**水位时开始洗涤。
B．洗涤方式分轻洗、标准洗、强洗（按正转、停止、反转、停止四步动作循环至洗涤时间到达）
C．在20-80HZ频率脱水环节时如转鼓出现运行振动较大，则变频器停止输出至转鼓停止后再从20HZ重新脱水。

3控制要求及功能
A．洗涤设备应具备延时停止进水功能（即洗涤水进至中水位或高水位时开始洗涤但不关闭进水阀，直至延时时间到再停止进水）
B．系统具备停止与急停功能（即系统在运行时按下停止键则终止所有运行，再启动时又从第一环节开始。按下急停键时则系统暂停运行，急停复位时系统再从急处继续运行）
C．洗涤设备的启动、停止、急停操作、参数设定均由人机界面完成。
D．系统使用变频器简易PLC功能来完成洗衣机脱水环节的多段速度曲线（第一段20HZ / 20秒；第二段50HZ/15秒；第三段80HZ/15秒；第四段100HZ/10秒；第五段130HZ/10秒）
E．洗涤频率加/减速速率2HZ/秒，脱水频率加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒。
F．脱水过程中如机械振动大于设计要求的振动时，系统应立即停止变频器输出直至转鼓停止后再重新从第一阶段开始脱水（由振动开关提供信号）。
G．变频器中的简易PLC一至五阶段运行频率与运行时间由可编程控制器通过通讯方式设定。

4系统控制原理
该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制元件组成，可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易PLC程序的执行及其它相关运行参数的传送。PLC与触摸屏通讯实现人机对话，完成相关参数设置、启停操作与状态显示。

5方案的实现
触摸屏：
通过对厂家参数画面进行相关参数设置，将设备的洗涤时间、洗涤频率、手动脱水频率、自动脱水简易PLC的运行频率及运行时间固化到可编程控制器中，再将运行频率与运行时间等参数通过自由口通讯协议方式传送到变频器中。操作画面上设置诸如设备的启/停、运行时间及运行状态显示。
楞编程控制器：
可编程控制器中编写主机带频率正转、主机带频率反转子程序供洗涤环节调用，编写阶段一至价段五运行频率设定、阶段一至阶段五运行时间设定子程序供厂家修改变频器简易PLC程序中的参数。

变频器:
1)频率给定通道与命令给定通道均选择串口给定; 主机各运行频率与运行指令由PLC通过通讯的方式发给变频器。
2)将上限频率与运行频率设为130HZ。
3)加速时间1、减速时间1（洗涤环节的加/减速速率2HZ/秒）设为65秒，加速时间2、减速时间2（脱水环节的加速速率0.5HZ/秒，减速速率1.5HZ/秒）分别设为260秒和80秒。
4)V/F曲线电压值V1设为35%，频率值设定为20HZ否则电机会因起动转矩过低而无法启动;
5)X1、X2端子设定为选择加/减速时间2功能，系统运行在脱水环节时（X2为高电平）加减/速时间2有效，变频器按加减时间2进行加/减速。
6)X3端子设定为外部停机命令功能，当PLC给出停止命令或振动过大时（X3为高电平）变变频器停止输出。
7)X4设定为简易PLC程序失效功能；系统运行在进水与洗涤环节时（X4为高电平）简易PLC程序不能运行。
8)X5设定为简易PLC程序暂停功能；系统运行在脱水环节时如按下急停键（X5为高电平）简易PLC程序将暂停运行。急停复位后再从暂停处继续运行。

系统控制：
参数设置
A.进入厂家参数画面设置洗涤频率、洗涤时间、延时停止进水时间。
B．进入脱水参数画面设置阶段一至阶段五的运行频率与运行时间。
手动控制 按进水、洗涤、放水、低脱、中脱、高脱的顺序对设备进行独立启、停操作，操作过程中程序运行不受设置的运行的时间与转鼓振动频率影响。

自动控制
A.设置好各运行参数后按下系统启动键，进水电磁阀打开转鼓开始进水简易PLC程序运行为无效。
B．转鼓进水至中水位时洗涤启动，设备按所选择的洗涤模式（轻洗、标准洗、强洗）运行，设定的洗涤时间到达时停止洗涤。
C．洗涤完成后开启放水电磁阀放水，简易PLC程序运行设为有效，放水至低水位时简易PLC程序开始按设定运行速度曲线运行。
D．如在脱水时出现机械振动大时，接近开关接通（X3为高电平）变频器停止输出，直至转鼓停止后再从阶段一开始脱水。
E．脱水环节完成后系统自动进入第二次循环（第二、三次循环时进水水位到高水位时再开始洗涤）

6总结
利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易PLC功能的应用进行有机的组合与设计。此方案应用艾默生可编程控制器、艾默生EV1000变频器、深圳人机触摸屏组成自动控制系统，结合艾默生可编程控制器、变频器与人机界面的控制优点，实现了可编程控制器与变频器的通讯功能；可编程控制器与人机界面的实时数据交换功能。从根本上解决设备控制线路繁锁、故障点多、操作复杂等一系列问题；有效的提高设备生产效率与设备性能。经调试与运行测试后能达到客户的设计要求并已投入生产。

1 概 述
随着我国建筑业的不断发展，建筑施工机械化水平的不断提高，对塔机的制造质量和整机技术水平的要求也越来越高。塔机的各个传动机构所采用的方式、控制系统的技术水平、用户的可操作性和可维护性基本上就体现了整个塔机的技术水平和档次。而在这几个机构中，*为重要也是*具有技术代表性的是起升机构，它控制功率*大、调速范围*宽、出故障后的维修难度也*大。而且该系统在变程所产生的机械冲击的大小将直接影响塔机结构件的疲劳损伤程度。

为了改进其性能，国内各主机生产商在起升机构的调速控制技术上已花了许多工夫，得到了长足的进步。从整体上看，绝大多数采用的是传统的单电机传动，以带涡流制动器的绕线式电机和多极电机调速的方案为主。这些传统的调速方案，要想达到较宽的调速范围，其途径不外乎设计制造大功率、宽调速范围的非标电机，如：采用带涡流制动器的多极绕线式电机或制作大极差的多速电机等。由于塔机起升机构所需要的较高调速要求不但给电机生产厂商带来了较多的质量控制难题，而且也增加了控制回路和电机的制造成本，降低了系统可靠性。更有甚者，随着用户对塔机的起吊能力要求越来越大，传统控制方式已经越来越感觉到力不从心，不论是上述技术的可实现性，其制造成本以及使用性能等方面也存在一些问题。所以，我们不得不寻求更理想的新的调速控制技术。

鉴于以上的原因，国内外的专业生产商在塔机的起升调速方式上进行了较多的新技术应用尝试，比如：采用多极电机的调压调速，引进变频调速等。逐渐地，随着变频技术的不断发展，不断地被人们认识，它以绝对的优势追赶了其他的任何调速方案，其优点数不胜数，如：零速抱闸，对制动器无磨损；任意低的就位速度，可用于精确吊装；速度的平滑过渡，对机构和结构件无冲击，提高了塔机的运行安全性；极低的起动电流，减轻了用户电网扩容的负担；几乎任意宽的调速范围，提高了塔机的工作效率；节能的调速方式，减少了系统运行能耗；单速的鼠笼电动机保证了机构的运行可靠性厖。正是因为这些明显的特点和优势，国外的塔机制造商所推出的新一代塔机的起升机构也大多采用变频调速方案，如POTAIN，LIEBHERR等世界著名公司。同时我们认为，随着变频器价格的不断降低，可靠性不断提高，变频技术一定能在塔机上得到广泛应用，这将对产品的安全运行和减少运行能耗都有重要的意义。为了普及变频技术，加深对变频调速方案的了解，本文将对变频技术在塔机起升机构上的应用作一探讨。
2 常规变频起升机构
2.1 结构介绍

变频调速技术在塔机各传动机构的应用在我国已经有近10年的时间，虽然取得了一些成功的应用经验，并且也有不少的变频起升机构现在正在工地正常运行，但与其他相比，变频调速技术在塔机上的应用还远远未达到应有的程度，其中有成本的原因，也有技术的原因。

现在的变频起升机构其电气控制原理和结构形式大多如图1和图2所示：

它基本代表了国内和国外目前所采用的典型方案，从技术上来讲，大同小异，不同点在于：

⑴变频器的品牌不同，其采用的控制回路不同；
⑵系统是开环（不带PG）或者是闭环（带PG）
机械结构的形式的不一样：L型布置、п型布置或一字型布置等；
⑷减速机的类型不一样，如：圆柱齿轮减速机或行星减速机；是定速比或可变速比等。

就传动控制技术而言，以上所述差异并未涉及控制方式的改变，均为采用一台变频器控制一台电动机进行调速的典型模式，也可称其为常规变频起升机构。在所有的这些常规变频机构中， LIEBHERR公司在EC-H型塔机上装配的变频起升机构的特点*为突出，它采用250V电动机和与之匹配的变频器，配置可变速比的减速机，L型布置。该方案具备较好的起升速度特性，其缺点是系统成本高，而且部件通用性差。