无游梁长冲程抽油机控制系统PLC设计报告

无游梁长冲程抽油机

控制系统

设

计

报

告

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学号:**********

班级:0906151

2012年11月

目录：

1.项目背景、目的及意义 (3)

1.1背景 (3)

1.2目的 (3)

1.3意义 (3)

2.系统需求及功能分析 (3)

3.方案设计、系统选型 (3)

3.1方案设计 (3)

3.2 PLC选型 (4)

3.3变频器选型 (4)

3.4其他器件选型 (4)

4.系统连线设计、接线 (4)

4.1 PLC I/O连接设计 (5)

4.2变频器连接设计.................................................................................. 错误!未定义书签。

4.3其他连接设计...................................................................................... 错误!未定义书签。

4.4接线图 (6)

5.系统构建、编程............................................................................................ 错误!未定义书签。

5.1系统构建.............................................................................................. 错误!未定义书签。

5.2程序设计 (8)

6.系统调试 (10)

6.1 运行调试 (10)

6.2 运行中自动复位调试 (10)

6.3 自检调试 (10)

6.4 停止按钮调试..................................................................................... 错误!未定义书签。

6.5 故障程序调试..................................................................................... 错误!未定义书签。

6.6 点动运行调试..................................................................................... 错误!未定义书签。

7.项目总结........................................................................................................ 错误!未定义书签。

8.系统操作说明书 (10)

无游梁长冲程抽油机控制系统设计报告

1.项目背景、目的及意义

1.1背景：

世界石油资源开发至今，机械采油方式仍占有主导地位，而有杆抽油机井又占机械采油井的90 %以上。就目前国内油田而言, 在机械采油井中, 游梁抽油机仍为主要机型。它以结构简单、使用维护简便、宜于在全天候状态下工作等优点而被广泛应用。然而，常规游梁式抽油机冲程短，冲次快，而且冲程不可调，载荷小，能耗大,不能适应油井深抽工艺的需要, 已成为困扰油田生产及增效节支的一大问题。长冲程抽油机具有较好的抽油性能，能提高产量、降低采油成本、提高经济效益等优点，是抽油机发展的主流和方向。

1.2目的：

无游梁长冲程抽油机控制系统采用可编程控制器（PLC）为控制核心，通过控制变频器实现电动机正反转的直接驱动方案，有效简化了机械结构，大大提高了总体效率。利用PLC实现长冲程、低冲次，冲程、冲次、上下行速比可调、节能、大载荷和适应性强、可靠性高等特点。本次设计试验的目的就是以PLC 为核心，设计编写无游梁长冲程抽油机控制系统的程序。

1.3意义：

无游梁长冲程抽油机是一种无游梁式塔架结构长冲程抽油机，没有游梁、不采用曲柄连杆机构换向,不采用增大冲程机构,利用抽油机本身的机构特性,实现长冲程抽油和超长冲程抽油。除了保持游梁抽油机原有的诸多优点外，还具有长冲程、低冲次、节能、大载荷、适应性强、抽油杆磨损小、排量稳定、动载荷小等特点。采用电动机直接驱动滚筒缠绕或放开皮带实现抽油杆的上下抽油运动，克服了链条式抽油机链条易磨损需润滑密封等问题，也解决了机械换向和液压换向抽油机换向机构易损坏的问题，具有传动结构简单，效率高，系统可靠性高的优点。

2.系统需求及功能分析

(1)变频器参数设置及启动/停止，正/反转控制，点动控制；

(2)电磁抱闸控制，在电动机旋转时解开抱闸，停止时刹车抱闸；

(3)运行时，变频器按照电动机运行曲线控制电动机运行频率；

(4)在悬点负载/配重超出行程范围时进行保护；

(5)运行时，运行指示，故障时报警指示；

(6)行程重新定位功能，在每次冲程开始时重新回到零位，消除行程累计误差；

(7)自动归零，按下运行按钮，配重自动回到零位；（优化功能）

(8)自检，可以自动检测系统传感器是否正常；（优化功能）

3.方案设计、系统选型

3.1方案设计

使用变频器控制电机，以达成令电机按照要求的运行曲线调整转速，并且利用变频器的点动控制功能来完成电机的点动动作。使用PLC控制整个系统，通过顺序逻辑控制、计时器、变频器控制、模拟量输入、输出完成对抽油机模型往复运动实现抽油的功能。