井控装备计算机控制试压系统设计

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、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压力源，可编程控制器（PLC）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CB250-15 台 1 根据井控设备需求匹

配

2 泵端阀额定工作压力

400MPa

套 1

根据井控设备需求匹

配

3 容器阀额定工作压力

400MPa

套 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

400MPa 配

5 手动截止阀额定工作压力

400MPa

套 5

根据井控设备需求匹

配

7 微机控制系统套 1

8 高压软管P>=170MPa,L=5m 根 5 可配置到250Mpa,但材料特性不利于保压

9 高压硬管P=400MPa,D=5mm 米根据现场施工需求

10 视频监控四路监控套 1

11 压力变送器P=250MPa 只 1 FS=0.25

12 压力表P=400MPa 只 1 与增压匹配2、系统结构图如下：

3、适用范围、工况及要求

3.1用于对压力容器、管道、阀门进行压力测试。

3.2系统最高测试压力为试压泵额定输出压力。

3.3工作环境：0℃～45℃、无可燃性气体、通风干燥、周边无强

电磁干扰信号。

3.4压力泵使用介质为水、乳化液、防锈水及粘度与水相近的中性

油品。

4、工艺流程

4.1 被测对象（容器、管道、阀门）连接到位，人工先行对工件注满水。

4.2开启检测测试系统电源、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。

4.3 设置完成后从测试软件上启动测试。

4.4 高压泵启动——》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。

4.5 测试完成，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、显示仪表、PLC 程序逻辑控制器、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。

2.1系统工作原理

WYC微机高压测试系统，采用微机系统进行操作控制和数据的存储、输出；PLC进行逻辑运算控制，驱动高压卸荷阀、升压阀等附件作执行机构。

2.2系统功能特点：

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XST数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PLC，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。

2.3微机控制系统主要配置：（以江汉井下工具车间设备为例)

数

名称规格

备注

量

EVOC/双核

1

工业级工控机

CPU/2G/300G

液晶显示器19” 1

激光打印机LBP2900（A4） 1

WYC控制软件开WYC2.0 1