摘要：隨著工業(yè)化和信息化的不斷推進，各行業(yè)的自動化控制水平逐步提高。石油開采，作為一個具有百年歷史的行業(yè)，也不例外的步入了自動化控制的道路。WEINVIEW觸摸屏在有桿泵采油機上開始嶄露頭角。
關鍵字：WEINVIEW觸摸屏 磕頭機 采油行業(yè) 自動化控制
一.機械采油原理
中國石油的開采歷史，已走過百年歷程。早期，石油開采油井很淺，用吊桶汲取。后來井深增加，采油方法逐漸復雜，分為自噴采油法和人工舉升采油法兩類，后者有氣舉采油法和泵抽采油法兩種。其中泵抽采油法，是通過在油井中下入抽油泵，把油藏中產出的液體泵送到地面的方法。
抽油機主要是把動力機(一般是電動機)的圓周運動轉變?yōu)橥鶑椭本€運動，帶動抽油桿和泵。目前世界上大部分油井用機械采油法—有桿泵采油機，設備結構如圖所示：
圖1：采油機結構圖
二.觸摸屏在采油機中的應用
1.應用概況
WEINVIEW觸摸屏在有桿泵采油機，俗稱“磕頭機”中的應用，見下圖：
圖2：采油機
在該項目中，WEINVIEW觸摸屏使用的型號為MT6100i，觸摸屏與PLC進行通訊，PLC從變頻器中讀取轉速、電壓、電流、轉矩、輸出電能等參數，這些參數最終經過PLC計算處理或者直接顯示在觸摸屏的主界面上。
設備以及配電箱內部元器件如圖所示：
圖3 配電箱、永磁同步電機、變頻器
2.觸摸屏的界面
①設備的主頁面
設備主界面顯示了變頻器的運行狀態(tài)、電機運行狀態(tài)、電機啟動開關、主頻率設定等信息。設備啟動時，只需要設定變頻器主頻，就可以點擊啟動按鈕，啟動采油機采油。主頻率設置一次后，頻率值會被觸摸屏記憶，并在下次設備啟動時，自動寫入到變頻器中，只需要觸控啟動按鈕，即可啟動設備。
圖4：觸摸屏界面
?、谙到y(tǒng)重置界面
系統(tǒng)重置界面需要密碼才能進入，輸入正確的密碼后，會彈出參數設置窗口，包括系統(tǒng)時間重置、有效因數、額定扭矩。
系統(tǒng)時間重置，在工程主界面上顯示的電能參數，是由變頻器內【輸出電能】參數計算而來的，變頻器內該參數是一個累計值，觸摸屏在時間重置后，取一次變頻器輸出電能參數，作為初始電能參數，接下來實時取得的輸出電能減去初始電能參數，得到設備的輸出電能。
圖5：系統(tǒng)重置界面
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報警記錄界面使用的是【事件顯示元件】，查看曾經發(fā)生或者正在發(fā)生的報警信息。目前工程正處于測試階段，報警登陸內還沒有設置報警內容信息，但工程師已經對報警做了規(guī)劃，計劃將變頻器的報警字符串設置到觸摸屏的【事件登陸】報警信息內。同時觸摸屏的畫面上增加【幫助】頁面，列舉出變頻器的報警字符串，所代表的可能發(fā)生的故障原因。
圖6 報警信息查詢
?、芗磿r/歷史曲線界面
在工程內建立了【資料取樣】，取樣變頻器輸出的電壓、電流、電機轉速三個參數。這三個參數是由PLC讀取變頻器參數，而后由觸摸屏取樣PLC內各個參數的值，由【趨勢圖】元件去顯示。
圖7 即時曲線和歷史曲線
⑤備份界面
在工程內建立的資料取樣記錄是存儲在HMI內部的，利用【備份】元件，將觸摸屏內的歷史數據以及歷史事件信息，備份到U盤。
圖8 備份歷史數據
三.設備安全
1.防爆保護方面
在磕頭機項目中，地理環(huán)境比較開闊，空氣流通好，而且磕頭機抽取出的油中含有較大比例的水，所以項目中的設備(如觸摸屏、低壓電氣元件、變頻器、電機等)都沒有使用防爆產品。
2.低溫保護方面
目前設備正在測試運行階段，夏季氣溫較高，在配電箱內安裝了散熱風扇。冬季北方地區(qū)溫度最低在零下30度左右，設備集成商后續(xù)會在配電箱內加裝加熱器，來維持PLC、觸摸屏等設備的正常運行。
四.設備特色
與傳統(tǒng)異步電動機相比，該設備中，電機使用了永磁同步電機，具有節(jié)能省電、轉速調整范圍寬、啟動電流小、運行效率高等特點。與高效率永磁電機配合使用的是易用高效的WEINVIEW觸摸屏，兩者相得益彰。
1.維護方便：傳統(tǒng)設備的控制部分使用了較多的按鈕、指示燈等，硬件接線多。而使用觸摸屏之后，將PLC和觸摸屏結合，省卻了很多按鈕、開關、繼電器等硬元件，減少了硬件接線，消除了大量故障隱患點。安裝方便，易于維護;
2.直觀顯示：觸摸屏可以將整個系統(tǒng)的現場數據集中顯示，方便觀察，自動記錄，智能直觀。如設備用電量顯示，摒棄了加裝電表的方式，而是采用讀變頻器輸出電量的參數方式計算，并在觸摸屏上顯示和存儲。同時，觸摸屏還可以編程記錄某一時間段內的設備總耗能，利于相關部門統(tǒng)計設備、觀察。
五.總結
觸摸屏在石油開采項目中的應用正處在起步階段，大部分磕頭機控制部分都還是硬件電氣控制，WEINVIEW觸摸屏在該項目中的應用，將會是一個新的起點，相信在不久的將來，WEINVIEW觸摸屏將會在石油開采行業(yè)中嶄露頭角，為石油行業(yè)發(fā)揮更大的作用。
（轉載）
