WEINVIEW触摸屏在石油开采中的应用

      随着工业化和信息化的不断推进，各行业的自动化控制水平逐步提高。石油开采，作为一个具有百年历史的行业，也不例外的步入了自动化控制的道路。WEINVIEW触摸屏在有杆泵采油机上开始崭露头角。

        With the pace of industrial control forward, all walks of life and gradually increase the level of automation and control, oil exploration, as a centuries-old industry is no exception into the automated control of the road. WEINVIEW touchscreen rod pump oil in the machine began to emerge.

Key word: WEINVIEW touchscreen Kowtow machine Oil Industry Automation and control

一．机械采油原理

      中国石油的开采历史，已走过百年历程。早期，石油开采油井很浅，用吊桶汲取。后来井深增加，采油方法逐渐复杂，分为自喷采油法和人工举升采油法两类，后者有气举采油法和泵抽采油法两种。其中泵抽采油法，是通过在油井中下入抽油泵，把油藏中产出的液体泵送到地面的方法。

抽油机主要是把动力机(一般是电动机)的圆周运动转变为往复直线运动，带动抽油杆和泵。目前世界上大部分油井用机械采油法—有杆泵采油机，设备结构如图所示：

图1：采油机结构图

二．触摸屏在采油机中的应用

1.应用概况

WEINVIEW触摸屏在有杆泵采油机，俗称“磕头机”中的应用，见下图：

图2：采油机

      在该项目中，WEINVIEW触摸屏使用的型号为MT6100i，触摸屏与PLC进行通讯，PLC从变频器中读取转速、电压、电流、转矩、输出电能等参数，这些参数最终经过PLC计算处理或者直接显示在触摸屏的主界面上。

设备以及配电箱内部元器件如图所示：

图3  配电箱、永磁同步电机、变频器

2.触摸屏的界面

①设备的主页面

      设备主界面显示了变频器的运行状态、电机运行状态、电机启动开关、主频率设定等信息。设备启动时，只需要设定变频器主频，就可以点击启动按钮，启动采油机采油。主频率设置一次后，频率值会被触摸屏记忆，并在下次设备启动时，自动写入到变频器中，只需要触控启动按钮，即可启动设备。

图4：触摸屏界面

②系统重置界面

      系统重置界面需要密码才能进入，输入正确的密码后，会弹出参数设置窗口，包括系统时间重置、有效因数、额定扭矩。

      系统时间重置，在工程主界面上显示的电能参数，是由变频器内【输出电能】参数计算而来的，变频器内该参数是一个累计值，触摸屏在时间重置后，取一次变频器输出电能参数，作为初始电能参数，接下来实时取得的输出电能减去初始电能参数，得到设备的输出电能。

图5：系统重置界面

③报警记录界面

      报警记录界面使用的是【事件显示元件】，查看曾经发生或者正在发生的报警信息。目前工程正处于测试阶段，报警登陆内还没有设置报警内容信息，但工程师已经对报警做了规划，计划将变频器的报警字符串设置到触摸屏的【事件登陆】报警信息内。同时触摸屏的画面上增加【帮助】页面，列举出变频器的报警字符串，所代表的可能发生的故障原因。

图6 报警信息查询

④即时/历史曲线界面

      在工程内建立了【资料取样】，取样变频器输出的电压、电流、电机转速三个参数。这三个参数是由PLC读取变频器参数，而后由触摸屏取样PLC内各个参数的值，由【趋势图】元件去显示。

图7  即时曲线和历史曲线

⑤备份界面

      在工程内建立的资料取样记录是存储在HMI内部的，利用【备份】元件，将触摸屏内的历史数据以及历史事件信息，备份到U盘。

图8 备份历史数据

三．设备安全

1.防爆保护方面

      在磕头机项目中，地理环境比较开阔，空气流通好，而且磕头机抽取出的油中含有较大比例的水，所以项目中的设备(如触摸屏、低压电气元件、变频器、电机等)都没有使用防爆产品。

2.低温保护方面

      目前设备正在测试运行阶段，夏季气温较高，在配电箱内安装了散热风扇。冬季北方地区温度最低在零下30度左右，设备集成商后续会在配电箱内加装加热器，来维持PLC、触摸屏等设备的正常运行。

四．设备特色

      与传统异步电动机相比，该设备中，电机使用了永磁同步电机，具有节能省电、转速调整范围宽、启动电流小、运行效率高等特点。与高效率永磁电机配合使用的是易用高效的WEINVIEW触摸屏，两者相得益彰。

1.维护方便：传统设备的控制部分使用了较多的按钮、指示灯等，硬件接线多。而使用触摸屏之后，将PLC和触摸屏结合，省却了很多按钮、开关、继电器等硬元件，减少了硬件接线，消除了大量故障隐患点。安装方便，易于维护；

2.直观显示：触摸屏可以将整个系统的现场数据集中显示，方便观察，自动记录，智能直观。如设备用电量显示，摒弃了加装电表的方式，而是采用读变频器输出电量的参数方式计算，并在触摸屏上显示和存储。同时，触摸屏还可以编程记录某一时间段内的设备总耗能，利于相关部门统计设备、观察。

五．总结

      触摸屏在石油开采项目中的应用正处在起步阶段，大部分磕头机控制部分都还是硬件电气控制，WEINVIEW触摸屏在该项目中的应用，将会是一个新的起点，相信在不久的将来，WEINVIEW触摸屏将会在石油开采行业中崭露头角，为石油行业发挥更大的作用。