分散濃度pid閉環調節裝置的製作方法

2023-10-20 09:00:27 4

專利名稱：分散濃度pid閉環調節裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於油田注聚合物驅油生產中的控制裝置，具體的說，是涉及一種具有對聚合物分散濃度進行控制功能的閉環調節裝置。
背景技術：
現有注聚合物驅油技術中，在需要啟動另一種聚合物分散濃度或者進行分散濃度調高時，採用的方法都是通過減少分散清水的進水量和調整下料器的下料頻率來實現。由此使得，為確保溶解罐內液面穩定，不得不通過頻繁的啟、停泵來實現。經過較長時間的應用後發現，這種調整方式下，存在兩方面的技術缺陷首先，頻繁的起、停泵會對泵造成很大的損傷，大大降低了泵的使用壽命。其次，在這種控制方式下，對於聚合物濃度的控制都是瞬時的，不能實現對累積濃度的有效控制。
發明內容為了解決背景技術中所提出的現有技術中存在的問題，本實用新型提供了一種分散濃度PID閉環調節裝置，該種分散濃度PID閉環調節裝置能夠使得溶解罐的液位在一個配製周期內的液位始終穩定在最佳液位上，使排液泵和攪拌機處於連續工作狀態，避免了頻繁的起停對電動機的損害，保證了聚合物母液配製的均勻和充分溶解。本實用新型的技術方案是該種分散濃度PID閉環調節裝置，包括清水排液泵電動機和攪拌機電動機，其獨特之處在於所述閉環調節裝置還包括一個具有多路模擬信號輸入端和模擬信號輸出端的可編程序控制器，以及一個溶解罐液位傳感器，以及一個乾粉重量傳感器，以及2臺分別用來控制所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機的1、2號變頻器。其中，所述溶解罐液位傳感器和乾粉重量傳感器分別向所述可編程序控制器的對應模擬信號輸入端輸入溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號；所述可編程序控制器內置程序用以對採集到的溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號實現PID調節；所述可編程序控制器的兩個模擬信號輸出端分別向所述1、2號變頻器輸出經過PID調節後的模擬量控制信號；所述1、2號變頻器分別驅動所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機。具體實現時，所述可編程序控制器可以採用西門子S7系列可編程序控制器。本實用新型具有如下有益效果首先，該種分散濃度PID閉環調節裝置是專門針對油田上的聚合物注入站所設計，在使用時，將乾粉重量傳感器通過高精度在線稱重儀固定在乾粉罐上以實現對乾粉重量的採集，乾粉重量信號經過一段時間內向可編程序控制器輸出後，可編程序控制器在內置程序的作用下就可以計算出乾粉總量的變化，從而實現了對聚合物濃度問題的測量。溶解罐液位傳感器是固定在溶解罐內的，它將溶解罐內的液位高度信號實時傳遞給可編程序控制器。上述兩信號輸入到可編程序控制器後，在內置的PID 算法程序的控制下，輸出控制對應變頻器的PID調節信號，這樣就組成了一種閉環控制器， 使得分散裝置溶解罐的液位在一個配製周期內，液位始終穩定在最佳液位，而排液泵和攪拌機不再是問歇運行，而是連續工作，保證了聚合物母液配製的均勻和充分初溶。在使用時，只要注意在不產生液位波動的情況下，儘可能增加比例係數，就可以快速使液位達到平衡，又可以避免出現液位大範圍波動。經試驗證明，應用本種裝置後，進水、排液以及攪拌都能夠平穩運行，開機調穩時間不到5S，並且由於變頻器調整在最優狀態，電機功率大大提高，電機溫度接近環境溫度，使得輸出聚合物母液初溶均勻，無魚眼、顆粒和拉絲等現象，提高了整個注聚合物系統工作的穩定性。


圖1是本實用新型的組成示意圖。圖2是本實用新型的電氣原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種分散濃度PID閉環調節裝置，包括用於溶解罐上的清水排液泵電動機和攪拌機電動機，其獨特之處在於所述閉環調節裝置還包括一個具有多路模擬信號輸入端和模擬信號輸出端的可編程序控制器，以及一個溶解罐液位傳感器，以及一個乾粉重量傳感器，以及2臺分別用來控制所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機的1、2號變頻器；其中，所述溶解罐液位傳感器和乾粉重量傳感器分別向所述可編程序控制器的對應模擬信號輸入端輸入溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號；所述可編程序控制器內置程序用以對採集到的溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號實現PID調節；所述可編程序控制器的兩個模擬信號輸出端分別向所述1、2號變頻器輸出經過PID調節後的模擬量控制信號；所述1、2號變頻器分別驅動所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機。具體實施時，所述可編程序控制器採用西門子S7系列可編程序控制器，所述乾粉重量傳感器可以採用固定在乾粉罐上的高精度在線稱重儀來實現。在所述可編程序控制器內置模擬PID調節器的程序，通過對採集來的信號進行綜合對比後，輸出控制對應變頻器的PID調節信號，這樣就組成了一種閉環控制器，使得分散裝置溶解罐的液位在一個配製周期內，液位始終穩定在最佳液位，而排液泵和攪拌機不再是問歇運行，而是連續工作，保證了聚合物母液配製的均勻和充分初溶。圖2所示為本實用新型的電氣原理圖，圖中Ul為可編程序控制器，U5、U6分別為溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號傳感器。在本方案中，所述可編程序控制器內置模擬PID 調節器程序中的參數整定是中的關鍵。一般來說，它應該根據被控過程的特性來確定PID控制器的比例係數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法分為理論計算確定法和工程整定方法，後者主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易於掌握，在工程實際中被廣泛採用。但無論採用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最後調整與完善。
權利要求1.一種分散濃度PID閉環調節裝置，包括清水排液泵電動機和攪拌機電動機，其特徵在於所述閉環調節裝置還包括一個具有多路模擬信號輸入端和模擬信號輸出端的可編程序控制器，以及一個溶解罐液位傳感器，以及一個乾粉重量傳感器，以及2臺分別用來控制所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機的1、2號變頻器；其中，所述溶解罐液位傳感器和乾粉重量傳感器分別向所述可編程序控制器的對應模擬信號輸入端輸入溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號；所述可編程序控制器內置程序用以對採集到的溶解罐液位信號和乾粉料鬥中的乾粉重量信號實現PID調節；所述可編程序控制器的兩個模擬信號輸出端分別向所述1、2號變頻器輸出經過PID調節後的模擬量控制信號；所述1、2號變頻器分別驅動所述清水排液泵電動機和攪拌機電動機。
2.根據權利要求1中所述的分散濃度PID閉環調節裝置，其特徵在於所述可編程序控制器採用西門子S7系列可編程序控制器。
專利摘要一種分散濃度PID閉環調節裝置。主要解決現有技術中調整聚合物分散濃度需要頻繁起停電機導致設備運行壽命縮短以及調整效果不好的問題。其特徵在於所述裝置還包括一臺可編程序控制器、溶解罐液位傳感器、乾粉重量傳感器，以及2臺變頻器；其中，溶解罐液位傳感器和乾粉重量傳感器分別向所述可編程序控制器輸入液位信號和重量信號；可編程序控制器內置程序用以實現PID調節；可編程序控制器的兩個模擬信號輸出端分別向1、2號變頻器輸出經過PID調節後的模擬量控制信號；1、2號變頻器分別驅動清水排液泵電動機和攪拌機電動機。該種裝置能夠使排液泵和攪拌機處於連續工作狀態，避免對電動機造成損害，保證了聚合物母液配製均勻和充分溶解。
文檔編號G05D11/13GK202102322SQ201120185320
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者唐立偉, 徐亮, 楊揚, 楊柳, 王軍, 王忠萍, 鄧攀, 陳麗燕 申請人:大慶科美達採油成套設備有限公司