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1、井 控 装 备 微 机 控 制 试 压 系 统 设 计准 备 大 队 石 江 华随 着 工 业 自 动 化 快 速 发 展 与 应 用 的 提 高 ,以 往 的 人 工 操 作 试 压 系 统 已远 不 能 满 足 实 际 生 产 中 试 压 工 艺 的 要 求 。 在 追 求 生 产 效 率 的 同 时 ,对 试 压 系统 的 自 动 化 程 度 、 试 压 参 数 精 确 性 、 安 全 性 等 指 标 提 出 了 更 高 更 新 的 要 求 ，微 机 压 力 测 试 系 统 正 是 适 应 这 种 发 展 要 求 的 产 物 。 微 机 高 压 测 试 系 统 ， 具有 高 精 度 、
2、高 可 靠 性 、 全 自 动 、 高 智 能 化 等 特 点 ， 具 有 数 据 记 录 ， 曲 线 报表 打 印 ， 测 试 参 数 设 置 和 多 种 可 选 功 能 。 完 全 实 现 人 机 对 话 、 人 机 分 离 。可 满 足 阀 门 、 井 口 、 防 喷 器 、 固 井 设 备 、 高 压 管 线 、 管 汇 等 各 种 工 作 环 境下 作 高 压 检 测 和 记 录 监 控 工 作 。一 、 总 体 方 案为 实 现 上 述 需 求 ， 采 用 微 机 高 压 测 试 系 统 控 制 配 套 试 压 泵 来 实 现 。 本 设计 方 案 中 采 用 试 压 泵 作 为
3、压 力 源 ， 可 编 程 控 制 器 （ 控 制 各 种 阀 实 现 升压 、 泄 压 、 保 压 操 作 ， 使 用 微 机 进 行 数 据 存 储 、 数 据 报 表 、 参 数 设 置 。1、 设 备 组 成序 号 名 称 型 号 单 位 数 量 备 注1 高 压 泵 1 根 据 井 控 设 备 需 求 匹配2 泵 端 阀 额 定 工 作 压 力400 1 根 据 井 控 设 备 需 求 匹配3 容 器 阀 额 定 工 作 压 力400 1 带 变 频4 截 止 阀 额 定 工 作 压 力 套 5 根 据 井 控 设 备 需 求 匹4005 手 动 截 止 阀 额 定 工 作 压 力4
4、00 5 根 据 井 控 设 备 需 求 匹配7 微 机 控 制 系 统 套 18 高 压 软 管 P=170=5m 根 5 可 配 置 到 250材 料 特 性 不 利 于 保 压9 高 压 硬 管 P=400=5 根 据 现 场 施 工 需 求10 视 频 监 控 四 路 监 控 套 111 压 力 变 送 器 P=250 1 力 表 P=400 1 与 增 压 匹 配2、 系 统 结 构 图 如 下 ：3、 适 用 范 围 、 工 况 及 要 于 对 压 力 容 器 、 管 道 、 阀 门 进 行 压 力 测 试 。 统 最 高 测 试 压 力 为 试 压 泵 额 定 输 出 压 力 。
5、 作 环 境 ： 0 45 、 无 可 燃 性 气 体 、 通 风 干 燥 、 周 边 无 强电 磁 干 扰 信 号 。 力 泵 使 用 介 质 为 水 、 乳 化 液 、 防 锈 水 及 粘 度 与 水 相 近 的 中 性油 品 。4、 工 艺 流 测 对 象 （ 容 器 、 管 道 、 阀 门 ） 连 接 到 位 ， 人 工 先 行 对 工 件 注 满水 。 检 测 测 试 系 统 电 源 、 接 通 压 缩 空 气 。 设 置 测 试 参 数 （ 目 标 压力 、 保 压 时 间 、 分 段 段 数 ） ， 选 择 使 用 的 压 力 出 口 。 置 完 成 后 从 测 试 软 件 上
6、启 动 测 试 。 压 泵 启 动 升 压 阀 、 卸 荷 阀 关 闭 判 断 是 否 达 到 目 标压 力 达 到 目 标 压 力 后 等 待 压 力 平 静 （ 容 变 时 间 ） 开 始 保 压计 时 保 压 完 成 判 断 是 否 是 最 后 一 段 是 最 后 一 段 ， 进 入 卸 荷（ 不 是 最 后 一 段 进 入 下 一 段 ， 重 新 升 压 ） 卸 荷 完 成 存 储 测 试 信 息 。 试 完 成 ， 输 出 测 试 曲 线 报 告 。二 、 微 机 高 压 测 试 系 统微 机 高 压 测 试 系 统 主 控 台 主 要 由 工 控 机 、 电 控 操 作 台 、 显
7、 示 仪 表 、 逻 辑 控 制 器 、 各 种 控 制 组 件 和 控 制 软 件 等 构 成 ， 全 套 测 控 和 监 视 工 作均 可 直 接 在 主 控 台 上 完 成 。 统 工 作 原 理 机 高 压 测 试 系 统 ， 采 用 微 机 系 统 进 行 操 作 控 制 和 数 据 的 存 储 、 输出 ； 行 逻 辑 运 算 控 制 ， 驱 动 高 压 卸 荷 阀 、 升 压 阀 等 附 件 作 执 行 机 构 。 统 功 能 特 点 ：1） 系 统 具 备 紧 急 关 断 操 作 按 钮 ， 紧 急 情 况 按 下 “ 紧 急 停 止 ” 按 钮 迅 速关 断 系 统 总 电
8、源 ， 同 时 对 承 受 高 压 的 管 路 和 腔 体 进 行 卸 压 。2） 控 制 台 上 远 程 手 动 控 制 高 压 泵 的 启 动 停 止 、 泵 端 卸 荷 阀 （ 升 压 阀 ） 、容 器 卸 荷 阀 、 截 止 阀 开 启 与 关 闭 。3） 控 制 系 统 可 实 现 自 动 开 机 、 自 动 检 测 、 分 阶 段 升 压 、 自 动 保 压 、 自动 卸 压 等 功 能 ， 分 述 如 下 ：分 段 试 压 功 能 ： 可 以 实 现 在 系 统 压 力 ： 30%压 力 、 60%压 力 、 100%等 压 力时 自 动 停 机 保 压 。 分 段 压 力 可
9、达 到 6 段 。自 动 卸 压 功 能 ： 程 序 通 过 对 远 控 卸 荷 阀 的 自 动 控 制 ， 可 自 动 卸 除 试 压 泵端 、 容 器 端 压 力 ， 减 轻 了 操 作 人 员 负 担 ， 安 全 方 便 。 在 硬 件 上 采 用 独 立 的远 控 卸 荷 阀 ， 进 行 升 压 、 保 压 控 制 ， 可 使 得 系 统 在 过 冲 方 面 的 问 题 得 到 很好 的 解 决 。4） 数 据 记 录 功 能 ： 在 系 统 启 动 以 后 可 以 实 时 记 录 工 作 过 程 中 压 力 的 变化 数 据 。5） 数 据 报 表 ： 将 测 试 中 的 压 力 变
10、 化 数 据 以 数 据 表 的 形 式 输 出 。6） 压 力 数 显 功 能 ： 系 统 不 仅 在 微 机 上 可 实 现 压 力 参 数 实 时 显 示 ， 还 可通 过 显 压 力 表 在 操 作 台 上 进 行 显 示 ， 直 观 方 便 准 确 ， 精 确 高 。 显 示值 可 达 小 数 点 后 一 至 两 位 。 彻 底 避 免 了 操 作 人 员 靠 手 动 控 制 造 成 的 系 统 数据 读 数 误 差 。7)自 动 、 手 动 切 换 操 作 功 能 ： 当 由 于 系 统 不 需 要 自 动 操 作 功 能 时 ， 可 通过 操 作 台 转 换 开 关 选 择 手
11、动 控 制 泵 端 阀 、 容 器 阀 。8)具 备 多 个 试 压 件 ， 测 试 压 力 相 同 的 条 件 下 同 时 试 压 功 能 。 试 压 件 压 力不 相 同 不 能 同 时 试 压 。微 机 测 试 系 统 不 同 于 一 般 的 单 片 机 控 制 系 统 ， 由 于 采 用 了 可 编 程 控 制器 使 得 整 个 系 统 的 抗 干 扰 能 力 比 单 片 机 控 制 系 统 或 其 它 方 式 控 制 系统 的 抗 干 扰 能 力 大 大 增 强 。 在 安 全 保 护 方 面 做 得 细 致 周 到 ， 有 二 个 安 全 保护 环 节 ： 第 一 可 以 通 过
12、微 机 参 数 设 置 系 统 安 全 压 力 ； 第 二 配 置 了 泵 用 安 全阀 ； 当 系 统 由 于 意 外 因 素 导 致 压 力 突 变 超 压 ， 可 直 接 切 断 系 统 输 出 控 制 ，达 到 安 全 保 护 作 用 。 另 外 系 统 还 应 具 有 安 全 性 能 自 动 监 控 功 能 、 意 外 故 障铃 声 报 警 功 能 ； 控 制 软 件 全 中 文 ， 参 数 设 置 界 面 化 、 人 性 化 ， 简 洁 易 掌 握等 特 点 。 机 控 制 系 统 主 要 配 置 ： （ 以 江 汉 井 下 工 具 车 间 设 备 为 例 )名 称 规 格 数量
13、备 注工 业 级 工 控 机 核G/300G 1液 晶 显 示 器 19” 1激 光 打 印 机 1 制 软 件 开 发 及 编 程三 菱 制 器及 编 程 I/O:32点通 讯 模 块 及 电 缆 量 输 入 模 块 12位 高 速通 信 模 块 稳 压 电 源 智 能 压 力 显 示 仪 96成 套 装 配 柜 内 安 装 及 配 线 1标 件 辅 材 导 线 及 标 件 1泵 接 线 泵 体 连 接 件 及 连 线 15米 主 机 与 控 制 台 连接 线控 制 电 缆 远 控 阀 连 接 电 缆 15米 用 于 控 制 台 与 控制 阀 汇 间信 号 电 缆 压 力 等 信 号 电 缆
14、 15米 用 于 控 制 台 与 控制 阀 汇 间操 作 台 参 考 尺 寸 ：1400变 频 柜 15 变 频 器 控 系 统在 高 压 测 试 中 往 往 是 具 有 危 险 性 的 ， 为 了 保 护 工 作 人 员 的 安 全 采 用 远 端监 控 设 备 是 具 有 一 定 必 要 性 。 本 方 案 中 采 用 了 新 型 的 智 能 球 机 来 实 现 远 端监 控 。 控 配 置序 号 名 称 型 号 单位 数量 备 注1 球 形 摄 像 机 42 摄 像 机 支 架 43 4路 硬 盘 录 像机 14 硬 盘 1T 只 15 显 示 器 19” 台 16 视 频 线 75 2007 控 制 线 2008 电 源 线 2009 升 降 机 构 套 4 控 制 摄 像 头 上 下 移 动10 照 明 灯 8W 套 4 安 装 在 升 降 机 构 顶 形 摄 像 机 参 数主 要 特 性有 效 像 素 52(H) 582(V);68(H) 494(V)水 平 解 析 度 540 色 );600 白 )系 统 功 能 ： 采 用 1/4索 尼 高 性 能 图 像 清 晰 精 密 电 机 驱 动 , 反 应 灵 敏 , 运 转 平 稳 , 精 度 偏 差 少 于 , 在 任何 速 度 下 图 像 无 抖 动 支 持
