0 导言
在油田开发过程中地层能量不断衰减，所以常用灌水方式以坚持地层能量，使油田出产能够持续顺利进行。
一方面，灌水压力的凹凸是决议油田合理开发和地上管线及设备的重要参数。考虑到后期开发灌水井的增多，灌水工艺规划和机电设备装备都比实践宽余，加之地质情况的改动，开关井数的增减，洗井及供水缺乏的影响，常常引起灌水压力的动摇，致使灌水量不均匀，不稳定。灌水压力低时，灌水量满意不了油田开发的需求，必然会形成油层压力下降;灌水压力过高时，糟蹋动力，也形成超注，导致水淹，水窜。灌水压力操控难度大，给油田出产和办理带来诸多不便，因此要求油田灌水压力稳定。
另一方面，因为储油地层的压力及油、气、水的散布不断在发生改动，其数值很难精确猜测和操控，考虑到油田开发中的需求，在工艺和机电设备的装备上都依照油田最大或许的需求来规划，这一点在灌水体系的规划傍边显得尤为杰出。油田灌水设备多选用大功率体系运转，常是“大马拉小车”，功率低下。灌水压力靠泵出口的闸口手动操控，即靠改动管网特性曲线来调理泵的排量，泵和电机匹配难以在泵的最佳工况点运转，管网功率低，电能丢失高达50%以上。
正是从恒压灌水，节能和与上位机通讯等多方面考虑，所以在油田灌水体系中引入了变频器加PLC的操控计划。
1 操控体系的组成
咱们所施行的一拖二灌水泵操控计划如图1所示。
本体系首要组成部分为PLC、人机界面、变频器、软发动器、PID操控及一系列开关操控元件。
人机界面用MODBUS 协议经过232 接口与变频器通讯，因为变频器通讯接口是485 接口，所以需加一个转化器来转化信号。人机界面上能够设定变频器的首要常用参数，也能够经过人机界面读出变频器的运转参数等，当变频器有毛病时，将毛病内容用中文显现在人机界面上，且在断电情况下回忆10 000条以上，以便利用户查询。而且，人机界面再经过485 接口将这些数据传送给PLC 内部。PLC 对出口压力，进口压力，润滑油温度以及各种电量采样运算处理后，将从人机界面接收到的数据同时传送给上位机监控。PLC 经过I/O 接口操控各开关元件及变频器与软发动器的开/停机、频率给定通道的转化等。当主动运转，无人值守时，PID 主动调理变频器运转频率，PLC 依据压力巨细调整每个泵的启停。
2 体系操控要求
电机功率是250 kW，用户对一拖二恒压灌水泵体系的基本要求如下。
1)对泵的操作要有手动和主动操控功用;具有手动调频和PID闭环主动调理形式，手动只在应急或检修时运用。
2)变频毛病状况下，设工频软发动。
3)在灌水泵出口设有高压报警，具有超高压报警停机功用(值可设定)。
4)在灌水泵进口设有低压报警，具有超低压报警停机功用(值可设定)。
5)润滑油温度过高时报警停机(值可设定)。
6)设人机界面，会集完成相关工艺参数显现和设定。具有RS-485数据通讯接口，选用MODBUS RTU通讯规约，完成数据存储及上传功用。
3 设备选型
3.1 JD-BP32-XF型供水变频器
JD-BP32-XF 型是专用供水变频器，运用空间电压矢量操控技能，适用于各类主动操控场合。
JD-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运转上限、下限频率能够恣意设定，能够便利地进行压力操控，内置智能PI 操控，十分适用于供水操控要求。在恒压灌水泵中能够选用这类变频器。在本例中选用JD-BP32-250F(250 kW)供水变频器拖动用户灌水泵。
3.2 PLC选型
1)操控体系的I/O 点及地址分配依据操控要求，计算操控体系的输入、输出信号的称号，代码及地址编号如表1 所列。
2)PLC 体系选型体系共有开关量输入点13个，开关量输出点15 个，选用西门子主机CPU226(24 入16 出)1 台，加上模拟量扩展模块EM235(4入1出)1 台，即可满意用户供水操控要求。
3.3 压力传感器
在供水体系中，压力传感器选用STP系列压力变送器，灌水泵进口和出口各有一个压力变送器。在本实例中，依据用户要求，装备的压力变送器为两只，进口为2.5 MPa，出口为32 MPa，输出信号均为4~20 mA，压力输出信号送入PLC进行模拟量处理。
4 电气操控体系原理图
电气操控体系原理图包含主电路图、操控电路图及PLC 外围接线图三部分。
4.1 主电路图
电控体系主电路如图2 所示。两台灌水泵电机别离为M1、M2;两台冷却风机电机别离为M3、M4。Q1为主电源空气开关;变频器和软发动器电源选用独立空开独自操控，别离为Q2，Q3。接触器K1、K2别离操控M1、M2的工频运转;接触器K3、K4别离操控M1、M2 的变频运转或软发动;K5 为挑选变频器或软发动器的单刀双掷阻隔开关;接触器K6、K7别离操控变频电机的冷却风机M3、M4;K8、K9别离为两台灌水泵电机过载维护用的热继电器。
4.2 操控回路和PLC 接线图
电控体系操控回路如图3 所示，PLC 及扩展模块外围接线图如图4所示。因为本体系运用的开关元件电流比较大，其操控线圈吸合和保持电流大，故PLC输出点不能直接带动开关元件，所以PLC 每一输出点上均有一个中心继电器来扩大电流。J1~J15顺次对应Q0.0~Q1.6。在PLC及扩展模块外围接线图(图4)中，S1为1#泵答应发动开关，此开关的方位在制止时，无论是手动仍是主动，1#泵都无法发动。S2为2#泵答应发动开关，功用同上。当手动状况而且1#答应的情况下，按下S3即可发动1#泵，S4为中止1#泵。S5，S6操控2裕泵，功用同上。
