ControlLogix联合站控制系统设计报告.docx

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ControlLogix联合站控制系统设计报告

课程设计（报告）

题目ControlLogix联合站

控制系统设计

1.绪论

大庆油田原油生产已进入高含水阶段,所采用的油水分离方法分为沉降脱水和复合电脱水两个阶段。

主要工艺设备有游离水脱除器和电脱水器。

油水分离的效果与对这些设备的控制方式有直接关系。

大庆油田采油六厂某联合站的原油水分离控制部分均采用手动控制,数据采集,填写报表等都用人工完成,工人劳动强度大,又很难保证控制和采集数据的准确性。

为此,该厂提出了对联合站的油水分离控制系统进行自动化改造,要求系统不仅要实现油水分离的自动控制,而且能将主控制室内的二次仪表用计算机上的形象直观画面来取代,以监视和控制现场设备运行状况。

本课程设计专题根据现场实际要求，结合实验装置设计ControlLogix联合站控制系统实验台并进行程序设计。

2.系统设计要求

联合站模拟控制系统实现了联合站游离水分离罐液面、压力采集、整定，报警及阀门的自动控制。

（1）对游离水分离罐液面仪进行采集，液面仪输出0-10V（实际中多为4-20mA，为了便于模拟，实验中采用电压信号）对应液面高度为0-5米；

（2）对游离水分离罐压力进行采集，压力传感器输出0-10V（实际多为4-20mA）对应压力为0-1.5MPa；

（3）液面高度正常为1.4米，液面高度低于1.0米时输出液面低报警，高于1.8米时输出液面高报警，高于1.9米时打开液面调节阀（放水阀门）；

（4）压力正常为0.5MPa，小于0.4MPa时压力低报警，压力大于0.6MPa时压力高报警，大于0.65MPa时打开放油阀门（压力调节阀门）；

（5）报警输出共用一路声光报警，通过确认按钮消除报警，但要求其它报警出现时可再次报警；

（6）报警及应急控制信号需具有施密特触发特性，如液面在1.9米波动时不允许阀门连续的进行开关动作；

（7）液面、压力调节阀手动/自动控制，手动可设置阀门开度；

（8）系统模拟3个游离水分离罐控制；

（9）采用传统PLC模式和ControlLogix模式实现系统控制。

3.系统设计方案

3.1系统硬件设计

传统控制模式：

模拟量输入模块配置为IntegerData-DifferentialMode

模拟量输出模块配置为IntegerData模式

ControlLogix控制模式：

模拟量输入模块配置为FloatData-DifferentialMode

模拟量输出模块配置为FloatData模式。

3.2系统软件设计

3.2.1传统模式

（1）输入量的整定

根据模块设置，其中模拟量输入模块在7槽，实验需要数据在0通道（液面数据）和1通道（压强数据）。

引用的数据分别为Local：

7：

I：

Ch0Data和Local：

7：

I：

Ch1Data，通过计算得到液面和压强物理数据的表达式，运用CPT命令进行运算，输出存入Level和Press，梯形图如下：

（2）报警值和施密特特性

应用GRT或者LES命令将两个输入的物理量和报警值进行比较，报警值由要求中给出。

如果达到报警值，则触发相应的警报位，为下一步做准备。

同时为防止在输入量来回波动时，报警信号闪烁，要进行施密特触发处理，报警和取消报警有一个滞回。

具体梯形图如下：

（3）报警信号处理

当有监控量超出额定范围时，应利用一路声光报警进行警报，当出现四种报警中的任意一个时灯亮，按动手动开关可关断报警灯，同时确保下次警报来到时继续提供警报。

油罐1和油罐2公用一个报警灯，相应程序如下：

（4）达到特定阀值后开启阀门

在达到特定阈值后，阀门开启，此处用信号灯亮表示阀门开启，同时我们设计阀门开度0——100对应输出电压0——10V，给出相应的输出整定。

梯形图如下：

3.2.2智能控制模式下

在ControlLogix控制模式下，输入量可直接由CPU进行换算读取，省去了第

（1）步的步骤，同时可以在输入量模块中自行设置死区，再通过相应标志位读取从而获取信息。

设置过程如下：

控制思路类似于传统模式，简化后如下所示：

4.项目总结

从程序代码可以看出，作为新型控制系统的ControlLogix有着比传统PLC控制更加简便轻巧的设计方式。

对死区的设置以及中间变量使用数量相对于传统PLC来说更加简单，使用方便，适用于复杂程序以及子程序的设计。

而传统PLC设计思路更为我们熟悉，对于一般程序来说也能达到要求，也是经常使用的。

另外传统PLC需要对输入输出进行整定，智能模式不需要进行整定，但是由于A/D、D/A的转换存在误差，传统模式下能对输入输出进行整定，使信号更加精确，控制更加准确，智能模式做不到这一点。

5.附录

传统模式

智能模式：