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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型采油裝置——?dú)馄l(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器采油裝置的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)整體小巧，操作直觀，利用工業(yè)觸摸屏和PLC技術(shù)相結(jié)合，附加視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對該采油裝置的可靠、安全控制。
- 詳細(xì)介紹：
- 本計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)層次，上層為監(jiān)控級(jí)（上位機(jī)）、中層為控制級(jí)（下位機(jī)）： 上位機(jī)的設(shè)計(jì)為本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的上層設(shè)計(jì)，采用eView5600T觸摸屏，其功能主要是能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的工作狀況、工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，根據(jù)監(jiān)控畫面上對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控顯示能夠在計(jì)算機(jī)上遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場的設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如閥開度的大小、給出流量的設(shè)定值、急停等，同時(shí)能夠記錄歷史數(shù)據(jù)、曲線等為故障分析提供數(shù)據(jù)。上位機(jī)運(yùn)用的是EV5000軟件，其可以完成與下位機(jī)PLC之間的通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。 下位機(jī)采用西門子S7—200PLC，下位機(jī)系統(tǒng)的主要功能是與氣汽發(fā)生器現(xiàn)場的智能儀表連接，將各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息采集并處理后按一定格式存放，并將所采集信息準(zhǔn)確快速地傳往上位機(jī)。同時(shí)接收上位機(jī)的指令對現(xiàn)場做出控制動(dòng)作。下位機(jī)編程采用的是Step7MicWIN4.0軟件。 1，上位機(jī)（觸摸屏）組態(tài)設(shè)計(jì) 運(yùn)行 EV5000,新建一個(gè)空工程，EV5000 的界面顯示內(nèi)容將如圖所示。 也可以在菜單“視圖”或者在工具欄上點(diǎn)擊右鍵，就可以看見各個(gè)工具欄。 建立一個(gè)新工程選入合適型號(hào)的觸摸屏和PLC選擇合適的通信方式將觸摸屏和PLC連接。 2，下位機(jī)PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì) 下位機(jī)采用S7—200PLC,接受現(xiàn)場每一個(gè)檢測變送儀表輸出的信號(hào)見圖所示，編程軟件采用 STEP 7 MicroWIN。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：利用氣體開采原油的技術(shù)，目前在全世界越來越受到石油開采工作者的重視，應(yīng)用范圍越來越廣泛。氣汽發(fā)生器裝置的研制對石油的開采不但可以提高原油采收率，增加原油產(chǎn)量，還可以提高安全性和減少空氣污染。由于氣汽發(fā)生器裝置運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的是高溫高壓的混合氣，建立一種有效的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不僅有利于氣汽發(fā)生器裝置的安全運(yùn)行，而且會(huì)增加產(chǎn)品技術(shù)含量，提高其應(yīng)用價(jià)值。 設(shè)計(jì)基本思路：氣汽發(fā)生器裝置產(chǎn)生燃燒后的混和氣，屬于高溫高壓裝置，人工控制經(jīng)常難以做到安全可靠，通過建立計(jì)算控制系統(tǒng)來監(jiān)控混合氣的注氣壓力和溫度，利用視頻監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，保障生產(chǎn)正常連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。 創(chuàng)新點(diǎn)：本設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)控制的新技術(shù)，給出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，提出系統(tǒng)硬件組成和軟件設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)對氣汽發(fā)生器裝置的自動(dòng)控制；采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建新型氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對氣汽發(fā)生器裝置的可靠、安全控制；提出視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相融合，開發(fā)獨(dú)特的配套控制系統(tǒng)，提高氣汽發(fā)生器裝置的控制水平。 本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)：采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)、PLC技術(shù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的形成氣汽發(fā)生器控制系統(tǒng)成套裝置。對于氣汽發(fā)生器是一種新型的控制方式。 技術(shù)指標(biāo)： 控制溫度：300℃——350℃； 控制壓力：7-12MPa； 空氣與燃油充分燃燒，保證兩者比例為11：1（體積比）。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 氣汽發(fā)生器是一種新型的采油裝置，它點(diǎn)火安全可靠，性能穩(wěn)定，其提供的燃?xì)?、蒸氣混合氣不僅能達(dá)到熱采工藝流程要求，而且能起到同量蒸氣所不及的熱驅(qū)效果。對中質(zhì)稠油開采，提高采收率20%左右，降低成本50%左右。 自動(dòng)控制系統(tǒng)是氣汽發(fā)生器裝置的重要組成部分，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)各部分的協(xié)調(diào)控制及數(shù)據(jù)采集工作。而我們所開發(fā)的新式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，具有以下特點(diǎn)：一是工業(yè)觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建新型氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成方案，方便操作人員對設(shè)備的控制；二是視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相融合，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，能夠及時(shí)排除安全隱患，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。 參考文獻(xiàn)： [1]劉文章.稠油注蒸汽熱采工程.北京：石油工業(yè)出版社，1997 [2]陳浩.案例解說PLC、觸摸屏及變頻器綜合應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2007 [3]李方圓. 觸摸屏工程應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2008
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品于2009年4月3日在遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所查新。查新結(jié)論：“氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用”，國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中未見相同研究報(bào)道。 2009年參加遼寧省暨沈陽市大學(xué)生科技活動(dòng)展示，獲廣泛關(guān)注。 2009年參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 圖片 樣品 現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 對于氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng)，從早期的簡單的繼電器控制到PLC控制，都存在一些不足。比如，系統(tǒng)體積過大，操作復(fù)雜等等。該套控制系統(tǒng)將觸摸屏技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，并加入視頻監(jiān)控功能形成新型控制系統(tǒng)，集成度高。經(jīng)過查新與專利檢索，到目前為止，仍然沒有機(jī)構(gòu)在氣汽發(fā)生器的控制系統(tǒng)上進(jìn)行研究?；诠I(yè)觸摸屏技術(shù)和PLC技術(shù)構(gòu)建的氣汽發(fā)生器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)下，將PLC技術(shù)與工業(yè)觸摸屏技術(shù)結(jié)合起來。形成集成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，提升了氣汽發(fā)生器裝置的價(jià)值。 本系統(tǒng)為石油的安全高效開采提供了方便快捷的操作界面；視頻監(jiān)控功能可以實(shí)時(shí)觀測現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況。該控制系統(tǒng)對氣汽發(fā)生裝置的可靠、安全控制，具有重要意義。有廣闊的應(yīng)用前景和市場價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 提高原油采收率從來都是石油行業(yè)中的首要問題，在能源日趨緊張的今天提高原油采收率就更為重要。石油開采工藝大致可以分為一次采油、二次采油及多次采油。資料表明，一次采油和二次采油的采收率都不高，只有采用非常規(guī)的工藝技術(shù)才能使這些石油資源充分開采。 針對以上問題，技術(shù)人員提出利用氣體進(jìn)行采油，這項(xiàng)技術(shù)在全世界越來越受到石油開發(fā)工作者的重視，應(yīng)用范圍越來越廣泛，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為大范圍使用氣體采油提供了可能性；而氣體的分離、提純、壓縮、裝載、運(yùn)輸、增壓等設(shè)備與裝置日漸成熟，為在油田的大范圍推廣和使用提供了基礎(chǔ)。高溫混合氣開采技術(shù)正是眾多氣體采油技術(shù)項(xiàng)目中的最具前途的一個(gè)新開發(fā)的項(xiàng)目。 當(dāng)前，各國普遍用高壓鍋爐系統(tǒng)熱開采稠油、集中產(chǎn)氣并通過管網(wǎng)送到進(jìn)口，再經(jīng)油管送到井下去加熱油層，使稠油溫度升高，粘度下降，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對稠油開采的目的。這種傳統(tǒng)的開采方式，盡管沿用多年，但是其缺點(diǎn)是顯而易見的，如設(shè)備龐大、造價(jià)高，不能逐井生產(chǎn)作業(yè)、熱損失達(dá)30%-40%，原油采收率低，成本高等諸多弊端。基于上述原因，新型采油裝置--氣汽發(fā)生器通過投入油田生產(chǎn)表明，設(shè)備體積小、重量輕、投資低、熱效率高、可以降低原油開采成本，能到井口逐井生產(chǎn)作業(yè)，使熱采稠油的方式提高到一個(gè)新水平。 對于氣汽發(fā)生器配套的控制系統(tǒng)，從早期簡單的繼電器控制到PLC控制，經(jīng)歷了一個(gè)從簡單到復(fù)雜的發(fā)展階段，其中都存在一些不足。比如，系統(tǒng)體積過大，操作復(fù)雜等等。本作品受氣汽發(fā)生器研制方委托，利用計(jì)算機(jī)控制的新技術(shù)，為其研發(fā)新型的控制系統(tǒng)，以提高整套產(chǎn)品的價(jià)值。作品具有集成度高，操作方便等特點(diǎn)。經(jīng)過查新，目前為止在氣汽發(fā)生器裝置上還沒有類似的應(yīng)用。采用工業(yè)觸摸屏技術(shù)、PLC技術(shù)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，不僅能夠使操作人員對設(shè)備的控制更方便，而且使控制系統(tǒng)功能更加集成，能夠使操作人員更好地掌握現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障安全運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，該控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，大大增加了氣汽發(fā)生器裝置的科技含量，符合科技創(chuàng)新的發(fā)展方向，增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力。 據(jù)遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所對本作品進(jìn)行科技查新，結(jié)論是：“氣汽發(fā)生器裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用”，在國內(nèi)文獻(xiàn)檢索中，未見相同報(bào)道。
