[發明專利]PLC智能自動混砂系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201010192946.4
• 申請日: 2010-06-03
• 公開（公告）號: CN101915081A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 張亞勝
• 申請（專利權）人: 大慶油田井泰石油工程技術股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;G05B19/05
• 代理公司: 大慶市建華專利事務所 23119
• 代理人: 常瑛

一、技術領域

本發明涉及的是一種PLC自動控制系統及其控制方法，具體是一種PLC智能自動混砂系統及其控制方法。

二、背景技術

水力割縫工藝技術是用水做介質，攜帶一定配比的石英砂(即攜砂液)通過高壓泵車，將攜砂液送至井底管柱連接的高壓耐磨噴嘴，將套管、水泥環、油層砂巖穿透，從而增加滲流面積，是油田增產增注非常有力的一項施工技術。自水力割縫工藝在油田逐步推廣以來，現場的混砂系統一直延續比較陳舊的施工工藝，攜砂液的砂比、進出口水的排量完全是靠感覺，比較模糊。現有的水力割縫工藝所使用的混砂車，雖加裝了各種流量計及儀表，但未能真正實現智能供液及自動混砂。

PLC即可編程邏輯控制器(Programmable?Logic?Controller)，是一種取代傳統繼電器控制裝置專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。PLC采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械和生產過程。

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等優點。目前PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，但還未見應用PLC控制系統自動混砂的報道。

三、發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種PLC智能自動混砂系統及其控制方法，可解決攜砂液的人工，完全實現自動化。

本發明通過以下技術方案來實現：PLC智能自動混砂系統是由中央處理器、A/D轉換器、D/A轉換器、液晶顯示屏組成的中央處理單元，以及與其相連的進口電磁流量計、出口電磁流量計、超聲波液位檢測儀、同位素砂比計、壓力變送器、攪拌機、石英砂進料口、進水口、進口泵、出口泵構成；其中，與混砂池相連的超聲波液位檢測儀與PLC的輸入端連接；進口電磁流量計和進口泵連接后與PLC的輸入端連接；出口電磁流量計、同位素砂比計和出口泵連接后與PLC的輸入端連接；壓力變送器和壓裂車連接后與PLC的輸入端連接；進水口、石英砂進料口均通過電動調節閥和PLC的輸出端連接后開口于混砂池；進口泵、攪拌機、出口泵均通過電磁繼電器和PLC的輸出端連接。

應用PLC系統自動混砂的控制方法是：中央處理器發出指令經過D/A轉換器轉換成模擬量以后，通過電動調節閥控制進水口、石英砂進料口的工作，同時，中央處理器通過電磁繼電器控制進口泵、攪拌機、出口泵的開關狀態；進口電磁流量計、出口電磁流量計、超聲波液位檢測儀、同位素砂比計、壓力變送器將采集到的數據經過A/D轉換器轉換成數字量后進入中央處理器，經過中央處理器運算后得出的數據顯示在液晶顯示屏上；所述的各種元件通過流量信號、液位信號、砂比信號、壓力信號與設備的開關信號相連，并由組態軟件操控；所述的進口電磁流量計、出口電磁流量計、超聲波液位檢測儀、同位素砂比計、壓力變送器傳輸到PLC控制系統的流量信號、液位信號、砂比信號、壓力信號以4-20mA的電流信號傳輸；所述的PLC控制系統以4-20mA的電流信號輸出控制石英砂進料口、進水口、進口泵、出口泵、攪拌機的工作。

采用上述技術方案的積極效果：本發明將PLC與混砂系統的各種儀器相連，通過PLC控制石英砂進料口、進水口、進口泵、出口泵、攪拌機的工作，同時進口電磁流量計、出口電磁流量計、超聲波液位檢測儀、同位素砂比計、壓力變送器將采集到的數據及時反饋給PLC，解決了水力割縫施工現場的人工模糊配液問題，真正實現了自動加砂、自動補液、實時監測技術參數，根據實時監測到的技術參數自動配制水力割縫施工所需的攜砂液，提高了水力割縫施工速度和技術等級，減少現場配液所需的人力物力，降低生產成本。

四、附圖說明

圖1是本發明中PLC自動控制系統工作框圖；

圖2是本發明中的自動控制系統結構示意圖；

圖3是本發明的工藝流程框圖。

圖中：1進水口，2進口泵，3石英砂進料口，4出口泵，5攪拌機，6壓裂車，7進口電磁流量計，8出口電磁流量計，9超聲波液位檢測儀，10同位素砂比計，11壓力變送器，12混砂池，13中央處理器，14A/D轉換器，15D/A轉換器，16液晶顯示屏，17a、17b電動調節閥，18a、18b、18c電磁繼電器。

五、具體實施方式：下面結合附圖對本發明作進一步說明：