基于PLC的采油联合站控制系统研究
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摘要
随着工业的发展，PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，大幅度减轻了一线工人劳动强度和现场管理难度，加强了安全系数，体现了以人为本的原则，而且使油田工业自动化水平达到了新的起点，使生产和管理更趋规范化、科学化。总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入／输出接口，并且具有较强的驱动能力。由于可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，所以在实际应用时，硬件要根据实际需要进行选用配置，软件按照控制要求进行设计编制。
本论文基于大庆采油七厂葡一联联合站的自动化项目，研究了PLC控制系统的设计要求和采油联合站的工艺和控制流程，在此基础上分别采用了神经网络PID控制器和迭代PID控制器确定采油联合站的PLC控制系统设计方案，并研究了PLC与WinCC之间以及多台PLC之间的通信实现。采油联合站的PLC控制系统的设计分为硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括确定PLC的I／O点数、选择合适型号的PLC、绘制PLC的硬件接线图等，软件设计主要是运用STEP7进行梯形图编程，并采用WinCC进行监控界面的设计。编程中巧妙地运用SETP7的模块化，既能满足控制要求，又使程序简洁，然后对程序中各功能块进行详细的分析。PLC与WINCC之间的通信主要介绍硬件参数的配置；多台PLC之间的通信主要介绍如何根据通信要求选择合适的通信协议。
With the developing of the industry, the application of PLC in the industrial automation gets moreand more important. The PLC control system can lighten the working strength of the workers, reducethe difficulty of the spot management greatly and can enhance the safety factor. So it reflects theprinciple of the people oriented and upgrades the industrial automation to a new level. In one word, thePLC is a special computer for industry environment application. The PLC provides many I/O interfacesand powerful drive. Because the PLC don't aim at some special industry application, the hardware ofPLC should be chosen and the software should be designed and programmed additionally according tothe requires.
The paper introduced the design requires of the PLC control system and the technics and thecontrol flow of the oil extraction joint station. Then the design project of the PLC control system isgiven based on the neural network and iterative PID controller. In the end the communication realitybetween PLC and WinCC and among more than one PLC is introduced. The design of PLC controlsystem for the oil extraction joint station includes hardware design and software design.
The hardware design includes deciding the I/O points, choosing the suitable type, charting theconnection map of the hardware. The software design includes programming the trapeziform figureusing STEP7 and designing the surveillant interface using WinCC. The block of STEP7 is usedskillfully when programming. It can't only satisfy the control requires but also simplify the programme.Then the function blocks are analysed detailedly in the paper. The parameter configuration of thehardware is introduced when introducing the communication between PLC and WinCC. Choosing thesuitable communication protocol is the primary content when introducing the communication amongmore the one PLC.
本论文基于大庆采油七厂葡一联联合站的自动化项目，研究了PLC控制系统的设计要求和采油联合站的工艺和控制流程，在此基础上分别采用了神经网络PID控制器和迭代PID控制器确定采油联合站的PLC控制系统设计方案，并研究了PLC与WinCC之间以及多台PLC之间的通信实现。采油联合站的PLC控制系统的设计分为硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括确定PLC的I／O点数、选择合适型号的PLC、绘制PLC的硬件接线图等，软件设计主要是运用STEP7进行梯形图编程，并采用WinCC进行监控界面的设计。编程中巧妙地运用SETP7的模块化，既能满足控制要求，又使程序简洁，然后对程序中各功能块进行详细的分析。PLC与WINCC之间的通信主要介绍硬件参数的配置；多台PLC之间的通信主要介绍如何根据通信要求选择合适的通信协议。
With the developing of the industry, the application of PLC in the industrial automation gets moreand more important. The PLC control system can lighten the working strength of the workers, reducethe difficulty of the spot management greatly and can enhance the safety factor. So it reflects theprinciple of the people oriented and upgrades the industrial automation to a new level. In one word, thePLC is a special computer for industry environment application. The PLC provides many I/O interfacesand powerful drive. Because the PLC don't aim at some special industry application, the hardware ofPLC should be chosen and the software should be designed and programmed additionally according tothe requires.
The paper introduced the design requires of the PLC control system and the technics and thecontrol flow of the oil extraction joint station. Then the design project of the PLC control system isgiven based on the neural network and iterative PID controller. In the end the communication realitybetween PLC and WinCC and among more than one PLC is introduced. The design of PLC controlsystem for the oil extraction joint station includes hardware design and software design.
The hardware design includes deciding the I/O points, choosing the suitable type, charting theconnection map of the hardware. The software design includes programming the trapeziform figureusing STEP7 and designing the surveillant interface using WinCC. The block of STEP7 is usedskillfully when programming. It can't only satisfy the control requires but also simplify the programme.Then the function blocks are analysed detailedly in the paper. The parameter configuration of thehardware is introduced when introducing the communication between PLC and WinCC. Choosing thesuitable communication protocol is the primary content when introducing the communication amongmore the one PLC.
引文
[1] 刘涳．常压低压电器与可编程序控制器[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2005．2．200-234．
[2] 谢克明，夏路易．可编程控制器原理与程序设计[M]．北京：电子工业出版社，2002．8．192-218．
[3] 宫淑贞，王冬青．可编程控制器原理及应用[M]．北京：人民邮电出版社，2002．163-212．
[4] 王卫兵，高俊山．可编程序控制器原理及应用(第二版)[M]．北京：机械工业出版社，2002．56-97．
[5] 陈根正．可编程序控制器原理及应用[M]．西安：陕西科学技术出版社，1993．85-124．
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[7] 路林吉，王坚．可编程序控制器原理及应用[M]．北京：清华大学出版社，2002．122-164．
[8] 王仁祥．常用低压电器原理及其控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2002．36-58．
[9] 邓则名，邝穗芳．电器与可编程序控制器应用技术[M]．北京：机械工业出版社，1997．78-96．
[10] 刘敏．可编程控制器技术[M]．北京：机械工业出版社，2001．132-154．
[11] 郑瑜平．可编程控制器[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2000．136-164．
[12] 王也仿．可编程控制器应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2001．94-125．
[13] 唐海燕，卢仁军，郝云鹏．Study on Position Control System with Programmable Logic Controller[DB／OL]．中国矿业大学学报(英文版)，2003(1)．
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[23] 李士勇．神经控制和智能控制理论[M]．哈尔滨工业大学出版，1999．
[24] 陶永华，尹怡欣，葛芦生．新型PID控制及其应用．北京：机械工业出版社1998．
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