关键区域温湿度监控系统在涠洲12—2油田的智能化应用

时间：2021-02-05 16:03:10　来源：雅意学习网本文已影响人

http://img1.qikan.com.cn/qkimages/zghm/zghm201801/zghm201801103-1-l.jpg

http://img1.qikan.com.cn/qkimages/zghm/zghm201801/zghm201801103-2-l.jpg

　　摘要：涠洲12-2油田关键区域有：主变压器间、高压开关间、配电间及应急配电间。这些区域对环境温湿度要求较高，配置了冷却通风机及空调进行降温除湿。由于设备设计为手动控制，开启关闭均需要人工参与，存在人员忘开漏关的风险。现场没有值班室，关键设备所处区域环境只能人工巡检，存在监测空档期，环境造成的设备温度升高容易引起故障及下游平臺跳闸关停，天气造成的湿度过大会增加电气事故的发生。该创新改造目的是对关键区域进行24小时不间断监测，当发现环境变化超出限制范围，主动、及时进行操作干预，减少或避免因为环境因素变化造成的严重事故发生。
　　关键词：温湿度；监测；控制；智能化
　　1 技术思路
　　1.1 系统原理
　　监测，源自于温湿度传感器的应用。将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。电流变送器是将被测主回路交流电流转换成恒流环标准信号，连续输送到接收装置。温度电流变送器是把温度传感器的信号转变为电流信号，连接到二次仪表上，从而显示出对应的温度。比如，图中该温度传感器的型号为PT100，那么温度电流变送器的作用就是把电阻信号转变为电流信号，输入仪表，显示温度。温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。一体化热电阻温度变送器是体积比较小的、可以安装到热电阻的接线盒内的温度变送器。一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA）以使仪表切断电源。一体化温度变送器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。
　　控制，源自于PLC的程序控制。可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
　　①电源：电源用于将交流电转换成PLC内部所需的直流电，目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电；②中央处理单元（CPU）：中央处理器是PLC的控制中枢，也是PLC的核心部件，其性能决定了PLC的性能。中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线、控制总线与存储器的输入/输出接口电路相连。中央处理器的作用是处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统使之协调；③存储器：存储器是具有记忆功能的半导体电路，它的作用是存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。其中系统程序是控制PLC实现各种功能的程序，由PLC生产厂家编写，并固化到只读存储器（ROM）中，用户不能访问；④输入单元：输入单元是PLC与被控设备相连的输入接口，是信号进入PLC的桥梁，它的作用是接收主令元件、检测元件传来的信号。输入的类型有直流输入、交流输入、交直流输入；⑤输出单元：输出单元也是PLC与被控设备之间的连接部件，它的作用是把PLC的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的弱电信号转换成电平信号，驱动被控设备的执行元件。输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。PLC除上述几部分外，根据机型的不同还有多种外部设备，其作用是帮助编程、实现监控以及网络通信。常用的外部设备有编程器、打印机、盒式磁带录音机、计算机等。
　　1.2 通风设备智能化
　　智能化，是通过PLC内人工编写的子程序块实现的。在PLC项目程序中，Blocks中常见的块有组织块OB、功能FC、功能块FB、数据块DB、以及系统功能SFC、系统功能块SFB和系统数据块SDB。如下图所示，所有的块都是通过组织块进行组织的，而组织块是可以直接被编程电脑的操作系统直接调用。其他诸如FC、FB、SFC、SFB中都可以编写程序，但是最终一定要被组织块OB调用；DB是用来存放数据的，分为共享数据和背景数据块，共享数据块中的数据可以被全部的块调用，而背景数据是私有的，每一个FB/SFB在调用时都需要一个背景数据块DB/SDB。
　　在该项目中，需要实现的温度检测、湿度检测、报警功能、风机启停功能，均由FB块来实现。根据现场长期的使用情况进行分析，夏季室内外温度较高，需要更多的设备来降低室内温度，通过判断检测温度值来确定开启设备数量实现自动启动设备功能；而冬季室内外温度较低，并不需要或者根本不需要设备进行关键区域降温，通过判断检测温度值来确定关闭设备数量实现自动停止设备功能；有时，室外天气不好，雨天雾大，这时通过检测湿度值来确定是否关闭室内外气流通道，来保护室内设备，防止受潮发生故障。综合起来，实现了系统控制的智能化。

推荐访问:温湿度智能化监控系统油田区域

关键区域温湿度监控系统在涠洲12—2油田的智能化应用

最新文章

热门文章