基于PLC的油田加热炉自动控制系统设计

发布时间：2023-05-05 19:39

　　油田加热炉在油气田生产中有重要的应用,是井产物开采所必须具备的设备。本文设计了一套油田加热炉控制系统,并通过其来对加热介质的温度进行自动控制。对比可知,此种油田加热炉温度控制需要达到精度高,且响应速度快,可自动化控制和调节,方能很好的满足油田加热控制要求。本文研究中首先通过分析加热炉系统工艺要求与对象特性,参考以往的设计经验,而选择了油田加热炉的积分分离式PID脉冲控制方式。对此种控制方式的特征进行了分析,可以有效提高系统响应速度,减小系统超调,有利于提高温度控制的精度。根据相关系统工艺要求,依据可编程逻辑控制器(PLC)硬件选取原则,进行适用于加热炉系统特性的PLC控制系统的整体结构和软硬件部分的设计。整个系统按功能可分为炉温控制回路、炉压控制回路、燃烧自动换向回路、安全报警连锁回路、数据存取查询模块。主要工作包括结合具体工作要求进行I/O分配、控制程序框图设计,并利用STEP7软件进行了下位机程序设计,利用Wincc组态软件开发制作人机接口可视化界面,监控油田加热炉控制系统的运行情况。实践证明,该系统具有人机交互界面友好、易于操作,运行安全可靠、抗干扰能力强、自动化程度高以及便于升...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本文研究背景
    1.2 油田加热炉概况
        1.2.1 油田加热炉结构和原理
        1.2.2 加热炉的分类
    1.3 国内外加热炉控制方式发展概况
    1.4 本文的研究内容和意义
第二章 加热炉控制方案设计
    2.1 油田加热炉概况
    2.2 加热炉控制要求
    2.3 加热炉工艺流程
    2.4 加热炉温度控制方案
    2.5 加热炉控制系统总体设计
    2.6 PID控制方法
        2.6.1 位置式PID控制算法
        2.6.2 增量式PID控制算法
        2.6.3 积分分离PID控制算法
    2.7 本章小结
第三章 油田加热炉控制系统硬件选择
    3.1 可编程控制器(PLC)
        3.1.1 可编程控制器基本结构
        3.1.2 可编程控制器工作原理
    3.2 PLC选型及硬件配置
    3.3 I/O分配及电气连接图
    3.4 系统电路分析及设计
        3.4.1 温度传感器的选型
        3.4.2 压力变送器的选型
    3.5 本章小结
第四章 油田加热炉控制系统软件设计
    4.1 软件开发环境简介
    4.2 系统程序设计
        4.2.1 设计思路
        4.2.2 控制系统流程图
        4.2.3 I/O分配模块和模数转换模块
        4.2.4 保护模块
        4.2.5 MODBUS通讯模块
        4.2.6 燃烧器控制模块
    4.3 程序调试
    4.4 本章小结
第五章 系统的整体调试
    5.1 界面设计
        5.1.1 显示界面设计
        5.1.2 控制柜界面设计
    5.2 上位机监控系统设计
        5.2.1 主操作界面
        5.2.2 联机调试
        5.2.3 参数设置界面
    5.3 调试结果图
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3808285