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1、概述

    井場(chǎng)泥漿罐液位監(jiān)控系統(tǒng)是在石油、天然氣、地質(zhì)礦產(chǎn)和鹽業(yè)等鉆井作業(yè)過(guò)程中必備的安全裝置系統(tǒng)。為了確保人員和設(shè)備的安全，為了更加及時(shí)準(zhǔn)確地了解井下的地質(zhì)狀況，通過(guò)向現(xiàn)場(chǎng)工作人員顯示泥漿罐的泥漿液位，并自動(dòng)預(yù)警生產(chǎn)中可能發(fā)生的井漏、井涌等危險(xiǎn)征兆，避免事故發(fā)生，達(dá)到井場(chǎng)工作人員和設(shè)備的安全，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)之目的。

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，和利時(shí)公司推出了一套技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的井場(chǎng)泥漿罐液位監(jiān)控系統(tǒng)。要求嚴(yán)格的底層控制部份全部采用和利時(shí)公司生產(chǎn)的小型一體化PLC HOLLiAS-LEC G3系列產(chǎn)品，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
本文介紹和利時(shí)公司小型一體化PLC HOLLiAS-LEC G3系列產(chǎn)品用于井場(chǎng)泥漿罐液位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。

2、系統(tǒng)組成

    系統(tǒng)由1塊40點(diǎn)的高性能CPU處理器LM3108(24點(diǎn)開關(guān)量輸入和16點(diǎn)晶體管輸出)、2塊4點(diǎn)模擬量輸入模塊LM3310、1個(gè)3.7寸的液晶顯示屏MD204L（支持4行×12中文字符顯示）和功能強(qiáng)大的上位機(jī)組態(tài)軟件Focsoft 3.1組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井泥漿液位監(jiān)控和井涌、井漏異常顯示與報(bào)警及數(shù)據(jù)歸檔存儲(chǔ)等功能，完成PLC自動(dòng)化控制以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理。

    井場(chǎng)泥漿罐液位監(jiān)控系統(tǒng)的泥漿罐管理數(shù)量為1到8個(gè)，用于檢測(cè)泥漿罐儲(chǔ)液量的傳感器在每個(gè)泥漿罐上采用1個(gè)非接觸式超聲波液位傳感器，最大可有8路模擬量輸入被LM3310采集。CPU模塊上的兩個(gè)串行通訊口分別連接上位計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)顯示器MD204L，用于對(duì)PLC編程和傳輸數(shù)據(jù)。

    井場(chǎng)泥漿罐液位監(jiān)控系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)和下位PLC兩部分組成，上位監(jiān)視系統(tǒng)主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、處理和存儲(chǔ)，PLC 主要完成數(shù)據(jù)的采集和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。

    上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收PLC上傳的泥漿罐液位數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以數(shù)值和圖形的方式顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。若運(yùn)行參數(shù)或運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常，系統(tǒng)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行處理。

3、系統(tǒng)主要功能

1)、 數(shù)據(jù)采集和處理功能

    系統(tǒng)能實(shí)時(shí)測(cè)量各個(gè)（最多8個(gè)）泥漿罐的液位、儲(chǔ)液量、總儲(chǔ)液量和變化量，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。最小泥漿體積變化量為±1立方米。

2)、 顯示與報(bào)警功能

    A：多處（液晶顯示屏、上位監(jiān)控室）分別顯示各個(gè)（最多8個(gè)）鉆井泥漿罐的儲(chǔ)液量、總儲(chǔ)液量和變化速度（即體積在單位時(shí)間內(nèi)的變化量），并且還能滾動(dòng)顯示多個(gè)時(shí)間段的泥漿總體積（每條數(shù)據(jù)間隔1分鐘）。

    B：多處（液晶顯示屏、上位監(jiān)控室）同步異常顯示與報(bào)警功能，報(bào)警采用聲光報(bào)警。當(dāng)泥漿液位超過(guò)設(shè)定的上限或下限時(shí)，當(dāng)變化速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，計(jì)算機(jī)與顯示報(bào)警器都將同時(shí)進(jìn)行井涌、井漏異常顯示和報(bào)警，提醒操作者注意并及時(shí)校對(duì)泥漿罐儲(chǔ)液量，以便采取相應(yīng)措施。

3)、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能及設(shè)定功能

    系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)，能存儲(chǔ)1年到3年的數(shù)據(jù)量，以便進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析處理。可任意設(shè)定需要使用的泥漿罐罐號(hào)，如果只用幾個(gè)罐時(shí)（少于8個(gè)），在泥漿罐面的顯示屏和計(jì)算機(jī)上顯示正在使用的泥漿罐的罐號(hào)，只采集正在使用的泥漿罐的數(shù)據(jù)，不采集其它罐的數(shù)據(jù)。

4)、 查詢及打印功能

    A、 系統(tǒng)能定時(shí)打印輸出鉆井泥漿罐液位數(shù)據(jù)報(bào)表，實(shí)時(shí)打印輸出井涌、井漏異常顯示與報(bào)警數(shù)據(jù)資料報(bào)表。

    B、 可定時(shí)打印各泥漿罐體積、液位和總體積數(shù)據(jù)。

    C、 可實(shí)時(shí)打印各泥漿罐體積、液位和總體積數(shù)據(jù)。

    D、 保存的數(shù)據(jù)能在中央監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)終端上根據(jù)授權(quán)的不同隨時(shí)調(diào)看和打印。

4、結(jié)束語(yǔ)

    經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)試和試運(yùn)行，由HOLLiAS-LEC G3系列小型一體化PLC組成的控制系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某井場(chǎng)。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)功能完善、性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，具有很好的性價(jià)比。