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SIMATIC控制系统在石油钻井设备上的应用

http://www.electric.hc360.com2005年12月06日08:50 来源:中国自动化网T|T

    摘 要(Abstract) 本文结合石油钻井设备控制系统的具体实例,概括了利用西门子SIMATIC 300进行系统集成的设计方法。该系统使用STEP 7软件进行编程和调试,通过PROTOOL软件来实现现场的可视化,通过WINCC软件实现数据采集、历史归档和报表打印,实现了冗余备份和远程维护功能。
This paper combining with the  specific example of control system of petroleum drilling equipment,the design idea and means of system integration is generalized utilizing the SIMATIC 300抯 CPU. The system is programmed and debugged by the 揝TEP 7?sofeware;the ProTool/Pro RT,which let your project run on the operating unit and visualize the process;with WINCC,we can accomplish data accessing、history archiving&report printing.The system have the function of redundant backup and remote maintenance.
    关键词(Keywords)    数据采集   历史归档   冗余备份   远程监控
Data acquisition  History archive  Redundant backup  Remote maintenance
 
 
1   引言
    该项目使用SIMATIC控制系统应用在ZJ30DB、ZJ50DB变频电动钻机上。我公司为由四家企业组成的中外合资企业。公司以科技为先导,主要生产石油钻井设备及其配套设备、电气控制系统、工程环保项目等。
    选用西门子SIMATIC 300系列CPU作为变频电动钻机的控制核心,PLC与变频器的通讯采用Profibus总线。由于高可靠性及野外操作对维修带来的复杂性要求,系统具有冗余备份和远程监控功能。整套设备外貌图见图1。
2   系统介绍
    该钻井设备布置分为五个区域:钻台区、泵房区、动力及电传动区、固控区、油罐区。钻台区布置有绞车、转盘、顶驱、司钻室、司钻偏房等,为危险作业区,整个区域的电气均要求防爆。泵房区布置有泥浆泵组、电动灌注系统及钻井液管汇;动力及电传动区布置有柴油发电机房、气源净化装置房、辅助发电机房和电控房;固控区布置有泥浆循环罐、泥浆净化设备及套装水罐;油罐区包括油罐、泵、管线。由于钻台区为危险防爆区域,按照国际及国家有关标准,其他区域距离井眼的长度至少在50米以上。整套PLC控制系统分别布置在电控房和司钻室,其中电控房内包括两台相互冗余的CPU和一套ET200M,司钻室包含一套ET200M。电控房内布置有:PLC控制柜、发电机柜、整流柜、VFD柜及MCC柜。司钻室集钻机机电、气、液控制于一体,除了包含一套ET200M的电控柜外还包括主控制台和辅助控制台,具有钻机操作和钻井参数实时显示、电气系统运行监控与显示、声光报警、故障指示等。控制系统可以完成对5台600kW以上电机(其中包括3台泥浆泵电机、1台绞车机和1台转盘电机)的控制和相互之间的联锁控制;还包括对发电机柜、整流柜及钻台传感器的数据采集、控制和报警、故障显示。在钻井过程中,对绞车和转盘的可靠性要求较高,如果绞车或转盘发生故障,在短时间内不能修复,则有可能造成井壁坍塌的大事故,因而系统具有冗余备份的功能。

责任编辑:杨涵

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